విషయము
- అరుదైన భూమి మూలకాలు "అరుదైనవి" కావు
- అరుదైన భూమి మూలకం సాంద్రతలు
- ఆల్కలీన్ ఇగ్నియస్ రాక్స్ మరియు మాగ్మాస్
- అరుదైన భూమి ధాతువు వర్గీకరణ
- అరుదైన భూమి ప్లేసర్ నిక్షేపాలు
- అవశేష అరుదైన భూమి నిక్షేపాలు
- పెగ్మాటైట్స్‌లో అరుదైన భూమి మూలకాలు
- ఇతర అరుదైన భూమి డిపాజిట్ రకాలు
- సవాళ్లకు ఖనిజ ప్రాసెసింగ్
- కాంప్లెక్స్ మినరల్ ప్రాసెసింగ్
అరుదైన భూమి మూలకం మ్యాప్: యునైటెడ్ స్టేట్స్లో అరుదైన భూమి మూలకం జిల్లాలు ప్రధానంగా పశ్చిమాన ఉన్నాయి. ఈ మ్యాప్ సంభావ్య ఉత్పత్తి స్థానాల స్థానాన్ని చూపుతుంది - అన్ని స్థానాలను చూడటానికి మ్యాప్‌ను విస్తరించండి.
అరుదైన భూమి మూలకాలు "అరుదైనవి" కావు
అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క సహజ సంభవం యొక్క అనేక భౌగోళిక అంశాలు అరుదైన-భూమి-మూలకాల ముడి పదార్థాల సరఫరాను బలంగా ప్రభావితం చేస్తాయి. ఈ భౌగోళిక కారకాలు వాస్తవాల ప్రకటనలుగా సమర్పించబడతాయి, తరువాత వివరణాత్మక చర్చ జరుగుతుంది.
ఎర్త్ క్రస్ట్‌లోని అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క సగటు సాంద్రత, ఇది మిలియన్‌కు 150 నుండి 220 భాగాలు (టేబుల్ 1), పారిశ్రామిక స్థాయిలో తవ్విన అనేక ఇతర లోహాలను మించిపోయింది, అంటే రాగి (55 భాగాలు) మిలియన్) మరియు జింక్ (మిలియన్‌కు 70 భాగాలు). వాణిజ్యపరంగా తవ్విన బేస్ మరియు విలువైన లోహాల మాదిరిగా కాకుండా, అరుదైన భూమి మూలకాలు చాలా అరుదుగా ఖనిజ ఖనిజ నిక్షేపాలలో కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి.
అరుదైన భూమి మూలకం సాంద్రతలు
అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క ప్రధాన సాంద్రతలు అసాధారణమైన ఇగ్నియస్ శిలలతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, అవి ఆల్కలీన్ రాళ్ళు మరియు కార్బోనాటైట్స్. REE- బేరింగ్ ఖనిజాల యొక్క ఉపయోగకరమైన సాంద్రతలు ప్లేసర్ నిక్షేపాలు, అజ్ఞాత శిలలు, పెగ్మాటైట్స్, ఐరన్-ఆక్సైడ్ రాగి-బంగారు నిక్షేపాలు మరియు సముద్ర ఫాస్ఫేట్ల (టేబుల్ 2) యొక్క లోతైన వాతావరణం నుండి ఏర్పడిన అవశేష నిక్షేపాలలో కూడా కనిపిస్తాయి.
టేబుల్ 1. అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క క్రస్టల్ సమృద్ధి యొక్క అంచనాలు.
ఆల్కలీన్ ఇగ్నియస్ రాక్స్ మరియు మాగ్మాస్
ఆల్కలీన్ ఇగ్నియస్ శిలలు భూమి యొక్క మాంటిల్‌లోని చిన్న పాక్షిక రాళ్ళను కరిగించడం ద్వారా పొందిన మాగ్మాస్ యొక్క శీతలీకరణ నుండి ఏర్పడతాయి. ఆల్కలీన్ శిలల నిర్మాణం సంక్లిష్టమైనది మరియు పూర్తిగా అర్థం కాలేదు కాని సాధారణ రాక్-ఏర్పడే ఖనిజాల నిర్మాణానికి సరిపోని మూలకాలను సంగ్రహించి కేంద్రీకృతం చేసే భౌగోళిక ప్రక్రియగా భావించవచ్చు.
ఫలితంగా ఆల్కలీన్ మాగ్మాస్ జిర్కోనియం, నియోబియం, స్ట్రోంటియం, బేరియం, లిథియం మరియు అరుదైన భూమి మూలకాలు వంటి మూలకాలలో అరుదుగా మరియు అసాధారణంగా సమృద్ధిగా ఉంటాయి. ఈ శిలాద్రవంలు భూమి క్రస్ట్‌లోకి ఎక్కినప్పుడు, వాటి రసాయన కూర్పు ఒత్తిడి, ఉష్ణోగ్రత మరియు చుట్టుపక్కల రాళ్ల కూర్పులో వైవిధ్యాలకు ప్రతిస్పందనగా మరింత మార్పులకు లోనవుతుంది. ఫలితం అరుదైన భూమి మూలకాలతో సహా ఆర్థిక అంశాలలో వైవిధ్యంగా సమృద్ధిగా ఉన్న రాక్ రకాల ఆశ్చర్యకరమైన వైవిధ్యం. ఈ శిలలతో సంబంధం ఉన్న ఖనిజ నిక్షేపాలు వర్గీకరించడానికి చాలా వైవిధ్యమైనవి మరియు ఇబ్బందికరమైనవి, ఇందులో ఈ నిక్షేపాల యొక్క విలక్షణమైన లక్షణాలు మరియు వాటి అరుదుగా వర్గీకరణలకు కారణం ఒకటి లేదా కొన్ని తెలిసిన ఉదాహరణలు మాత్రమే.
అరుదైన భూమి మూలకం భౌగోళిక పటం: దక్షిణ కాలిఫోర్నియాలోని మౌంటెన్ పాస్ అరుదైన భూమి మూలకం జిల్లా యొక్క సాధారణీకరించిన భౌగోళిక పటం. వందలాది షోన్‌కినైట్, సైనైట్ మరియు కార్బోనాటైట్ డైక్‌లలో ప్రతినిధి మైనారిటీ మాత్రమే చూపబడింది. మెసోజోయిక్ లేదా తృతీయ యుగం యొక్క విస్తృతమైన ఆండెసిటిక్ మరియు రియోలిటిక్ డైక్‌లు చూపబడవు. USGS ఓపెన్-ఫైల్ రిపోర్ట్ 2005-1219 నుండి. మ్యాప్‌ను విస్తరించండి.
అరుదైన భూమి ధాతువు వర్గీకరణ
ఆల్కలీన్ శిలలకు సంబంధించిన ఖనిజాల వర్గీకరణ కూడా వివాదాస్పదమైంది. టేబుల్ 2 సాపేక్షంగా సరళమైన వర్గీకరణను అందిస్తుంది, ఇది నాన్కాలిన్ ఇగ్నియస్ శిలలకు సంబంధించిన నిక్షేపాలకు సారూప్య వర్గాలను అనుసరిస్తుంది. REE ఖనిజాలు కార్బోనాటైట్ మరియు ఫోస్కోరైట్, ప్రధానంగా కార్బోనేట్ మరియు ఫాస్ఫేట్ ఖనిజాలతో కూడిన అజ్ఞాత శిలలు. కార్బోనాటైట్స్ మరియు ముఖ్యంగా ఫాస్కోరైట్లు సాపేక్షంగా అసాధారణమైనవి, ఎందుకంటే ప్రపంచంలో 527 కార్బోనాటైట్లు మాత్రమే ఉన్నాయి (వూలీ మరియు జార్స్‌గార్డ్, 2008). REE- బేరింగ్ ఖనిజాల యొక్క ఆర్ధిక సాంద్రతలు ఆల్కలీన్ చొరబాట్లు, సిరలు మరియు డైక్‌లతో సంబంధం ఉన్న ఆల్కలీన్ చొరబాట్లు, సిరలు మరియు డైక్‌లతో సంబంధం ఉన్న ఆల్కలీన్ ఇగ్నియస్ కాంప్లెక్స్‌లు మరియు చుట్టుపక్కల రాళ్ళు, మరియు నేలలు మరియు ఆల్కలీన్ రాళ్ల ఇతర వాతావరణ ఉత్పత్తులలో సంభవిస్తాయి.
REE ఆవర్తన పట్టిక: అరుదైన భూమి మూలకాలు 15 లాంతనైడ్ సిరీస్ అంశాలు, ప్లస్ యట్రియం. స్కాండియం చాలా అరుదైన భూమి మూలకం నిక్షేపాలలో కనిపిస్తుంది మరియు కొన్నిసార్లు అరుదైన భూమి మూలకం వలె వర్గీకరించబడుతుంది. చిత్రం ద్వారా.
అరుదైన భూమి ప్లేసర్ నిక్షేపాలు
అన్ని రకాల శిలల వాతావరణం ప్రవాహాలు మరియు నదులు, తీరప్రాంతాలు, ఒండ్రు అభిమానులు మరియు డెల్టాస్ వంటి అనేక రకాల వాతావరణాలలో నిక్షేపంగా ఉన్న అవక్షేపాలను ఇస్తుంది. కోత ప్రక్రియ దట్టమైన ఖనిజాలను, ముఖ్యంగా బంగారాన్ని, ప్లేసర్స్ అని పిలుస్తారు. కోత ఉత్పత్తుల మూలాన్ని బట్టి, మోనాజైట్ మరియు జెనోటైమ్ వంటి కొన్ని అరుదైన భూమి మూలకాలు కలిగిన ఖనిజాలను ఇతర భారీ ఖనిజాలతో పాటు కేంద్రీకరించవచ్చు.
మూలం ఆల్కలీన్ ఇగ్నియస్ రాక్ లేదా సంబంధిత అరుదైన-భూమి నిక్షేపం కాదు. చాలా సాధారణ ఇగ్నియస్, మెటామార్ఫిక్ మరియు పాత అవక్షేపణ శిలలలో మోనాజైట్-బేరింగ్ ప్లేసర్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి తగినంత మోనాజైట్ ఉంటుంది. తత్ఫలితంగా, మోనాజైట్ దాదాపు ఎల్లప్పుడూ ఏదైనా ప్లేసర్ డిపాజిట్‌లో కనిపిస్తుంది. ఏది ఏమయినప్పటికీ, మోనాజైట్ యొక్క అత్యధిక సాంద్రత కలిగిన ప్లేసర్ల రకాలు సాధారణంగా ఇల్మనైట్-హెవీ మినరల్ ప్లేసర్లు, వీటిని టైటానియం ఆక్సైడ్ పిగ్మెంట్ల కోసం తవ్వారు మరియు టిన్ కోసం తవ్విన కాసిటరైట్ ప్లేసర్లు.
ఐరన్ హిల్ అరుదైన భూమి నిక్షేపం: ఐరన్ హిల్, గున్నిసన్ కౌంటీ, కొలరాడో యొక్క వాయువ్య ముఖ దృశ్యం. ఐరన్ హిల్ ఒక భారీ కార్బోనాటైట్ స్టాక్ ద్వారా ఏర్పడుతుంది, ఇది ఆల్కలీన్ చొరబాటు కాంప్లెక్స్ యొక్క కేంద్రంగా ఏర్పడుతుంది. ఈ కాంప్లెక్స్ టైటానియం, నియోబియం, అరుదైన భూమి మూలకాలు మరియు థోరియంతో సహా అనేక ఖనిజ వనరులను కలిగి ఉంది. USGS చిత్రం.
అవశేష అరుదైన భూమి నిక్షేపాలు
ఉష్ణమండల పరిసరాలలో, రాళ్ళు లోతుగా వాతావరణం కలిగివుంటాయి, ఇవి లాటరైట్, ఇనుము- మరియు అల్యూమినియం అధికంగా ఉండే మట్టిని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి పదుల మీటర్ల మందంతో ఉంటాయి. నేల ఏర్పడే ప్రక్రియలు సాధారణంగా భారీ ఖనిజాలను అవశేష నిక్షేపాలుగా కేంద్రీకరిస్తాయి, దీని ఫలితంగా అంతర్లీన, అపరిష్కృతమైన పడకగదిపై సుసంపన్నమైన-లోహ పొర ఏర్పడుతుంది.
అరుదైన-భూమి నిక్షేపం అటువంటి వాతావరణానికి గురైనప్పుడు, ఇది ఆర్ధిక ఆసక్తి యొక్క సాంద్రతలలో అరుదైన భూమి మూలకాలతో సమృద్ధిగా ఉండవచ్చు. ఒక నిర్దిష్ట రకం REE డిపాజిట్, అయాన్-శోషణ రకం, అరుదైన భూమి మూలకాలను సాధారణ అజ్ఞాత శిలల నుండి విడదీయడం మరియు మట్టిలోని మట్టిపై మూలకాలను పరిష్కరించడం ద్వారా ఏర్పడుతుంది. ఈ నిక్షేపాలు దక్షిణ చైనా మరియు కజాఖ్స్తాన్లలో మాత్రమే తెలుసు మరియు వాటి నిర్మాణం సరిగా అర్థం కాలేదు.
పెగ్మాటైట్స్‌లో అరుదైన భూమి మూలకాలు
పెగ్మాటైట్లలో, చాలా ముతక ధాన్యపు చొరబాటు ఇగ్నియస్ శిలల సమూహం, నియోబియం-యట్రియం-ఫ్లోరిన్ కుటుంబం, వివిధ భౌగోళిక వాతావరణాలలో ఏర్పడిన పెద్ద సంఖ్యలో ఉప రకాలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ ఉప రకాలు కూర్పులో గ్రానైటిక్ మరియు సాధారణంగా పెద్ద గ్రానైటిక్ చొరబాట్లకు పరిధీయంగా కనిపిస్తాయి. అయితే, సాధారణంగా, అరుదైన భూమి మూలకాలు కలిగిన పెగ్మాటైట్స్ సాధారణంగా చిన్నవి మరియు ఖనిజ సేకరించేవారికి మాత్రమే ఆర్థిక ఆసక్తి కలిగి ఉంటాయి.
ఇతర అరుదైన భూమి డిపాజిట్ రకాలు
ఐరన్-ఆక్సైడ్ రాగి-బంగారు రకం డిపాజిట్ 1980 లలో దక్షిణ ఆస్ట్రేలియాలో దిగ్గజం ఒలింపిక్ డ్యామ్ నిక్షేపం కనుగొనబడినప్పటి నుండి ప్రత్యేకమైన డిపాజిట్ రకంగా గుర్తించబడింది. ఒలింపిక్ ఆనకట్ట నిక్షేపం అసాధారణమైనది, ఇందులో పెద్ద మొత్తంలో అరుదైన భూమి మూలకాలు మరియు యురేనియం ఉన్నాయి. ఈ నిక్షేపాల నుండి అరుదైన భూమి మూలకాలను తిరిగి పొందటానికి ఆర్థిక పద్ధతి ఇంకా కనుగొనబడలేదు. ఈ రకమైన అనేక ఇతర నిక్షేపాలు ప్రపంచవ్యాప్తంగా గుర్తించబడ్డాయి, అయితే వాటి అరుదైన భూమి మూలకాల విషయాలపై సమాచారం సాధారణంగా లోపించింది. మాగ్నెటైట్-అపాటైట్ రీప్లేస్‌మెంట్ డిపాజిట్లలో అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క ట్రేస్ మొత్తాలు గుర్తించబడ్డాయి.
మాంట్నెగ్రో మరియు ఇతర ప్రాంతాలలో కావెర్నస్ సున్నపురాయిలో (అంతర్లీన కార్స్ట్ టోపోగ్రఫీ) పేరుకుపోయిన కార్స్ట్ బాక్సైట్లు, అరుదైన భూమి మూలకాలతో సమృద్ధిగా ఉన్నాయి, కాని ఫలితంగా ఏర్పడే సాంద్రతలు ఆర్థిక ఆసక్తిని కలిగి ఉండవు (మాక్సిమోవిక్ మరియు పాంటె, 1996). మెరైన్ ఫాస్ఫేట్ నిక్షేపాల విషయంలో కూడా ఇదే చెప్పవచ్చు, ఇందులో 0.1 శాతం REE ఆక్సైడ్లు ఉంటాయి (ఆల్ట్సులర్ మరియు ఇతరులు, 1966). ఫలితంగా, ఫాస్ఫేట్ ఎరువుల తయారీ యొక్క ఉప ఉత్పత్తిగా అరుదైన భూమి మూలకాలను పునరుద్ధరించడం పరిశోధించబడింది.
సవాళ్లకు ఖనిజ ప్రాసెసింగ్
అనేక బేస్ మరియు విలువైన లోహ నిక్షేపాలలో, సేకరించిన లోహాలు ఒకే ఖనిజ దశలో ఎక్కువగా కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి, వీటిలో రాగి ఇన్ చాల్‌కోపైరైట్ (CuFeS2) లేదా జింక్ ఇన్ స్పాలరైట్ (ZnS). రాక్ నుండి ఒకే ఖనిజ దశను వేరు చేయడం చాలా సులభం. అంతిమ ఉత్పత్తి అనేది లోహాల యొక్క తుది వెలికితీత మరియు శుద్ధి కోసం సాధారణంగా స్మెల్టర్‌కు పంపబడే ఏకాగ్రత. జింక్, ఉదాహరణకు, ఖనిజ స్పాలరైట్ నుండి పూర్తిగా ఉద్భవించింది, గ్లోబల్ జింక్ స్మెల్టింగ్ మరియు రిఫైనింగ్ పరిశ్రమ ఈ ఖనిజానికి అత్యంత ప్రత్యేకమైన చికిత్సను అభివృద్ధి చేసింది. అందువల్ల, జింక్ ఉత్పత్తికి ఒకే ప్రామాణిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానం ఉపయోగించబడుతుందని, మరియు కొత్త జింక్ గని అభివృద్ధి చాలావరకు సాంప్రదాయిక ప్రక్రియ.
ప్రస్తుత ఖనిజ-ప్రాసెసింగ్ అభ్యాసం బహుళ ఖనిజ దశలను వరుసగా వేరు చేయగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, అయితే ఇది ఎల్లప్పుడూ ఖర్చుతో కూడుకున్నది కాదు. ఆసక్తి యొక్క అంశాలు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఖనిజ దశల్లో కనుగొనబడినప్పుడు, ప్రతిదానికి వేరే వెలికితీత సాంకేతికత అవసరం, ఖనిజ ప్రాసెసింగ్ చాలా ఖరీదైనది. చాలా అరుదైన భూమి మూలకాల నిక్షేపాలు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అరుదైన భూమి మూలకాలను కలిగి ఉన్న దశలను కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, అరుదైన భూమి మూలకాలు ఒకే ఖనిజ దశలో ఎక్కువగా కేంద్రీకృతమై ఉన్న అరుదైన భూమి మూలకాల నిక్షేపాలు పోటీ ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంటాయి.ఈ రోజు వరకు, బయాన్ ఓబో (బాస్ట్నాసైట్), మౌంటైన్ పాస్ (బాస్ట్నాసైట్) మరియు భారీ-ఖనిజ ప్లేసర్లు (మోనాజైట్) వంటి ఒకే-ఖనిజ-దశ నిక్షేపాల నుండి REE ఉత్పత్తి ఎక్కువగా వచ్చింది.
కాంప్లెక్స్ మినరల్ ప్రాసెసింగ్
అరుదైన భూమి మూలకాలను కలిగి ఉన్న ఖనిజాలు, ఒకసారి వేరు చేయబడితే, 14 వ్యక్తిగత అరుదైన భూమి మూలకాలను (లాంతనైడ్లు మరియు యట్రియం) కలిగి ఉంటాయి, వీటిని మరింత వేరు చేసి శుద్ధి చేయాలి. కాలిఫోర్నియాలోని మౌంటైన్ పాస్ గని కోసం మెటలర్జికల్ ఫ్లో షీట్ ద్వారా అరుదైన భూమి మూలకాలను వెలికితీసే మరియు శుద్ధి చేసే సంక్లిష్టత వివరించబడింది (అత్తి 2). రసాయనికంగా సరళమైన సమ్మేళనాలు అయిన మెటల్ సల్ఫైడ్‌ల మాదిరిగా కాకుండా, REE- మోసే ఖనిజాలు చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి. స్పాలరైట్ (ZnS) వంటి బేస్ మెటల్ సల్ఫైడ్ ఖనిజాలు సాధారణంగా సల్ఫర్ మరియు కరిగిన లోహం నుండి మలినాలను కాల్చడానికి కరిగించబడతాయి. ఫలిత లోహం విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా సమీప స్వచ్ఛతకు మరింత శుద్ధి చేయబడుతుంది. మరోవైపు, అరుదైన భూమి మూలకాలు వేర్వేరు అరుదైన భూమి మూలకాలను వేరు చేయడానికి మరియు మలినాలను తొలగించడానికి డజన్ల కొద్దీ రసాయన ప్రక్రియల ద్వారా సేకరించబడతాయి మరియు శుద్ధి చేయబడతాయి.
REE- బేరింగ్ ఖనిజాలలో ప్రధానమైన అపవిత్రత థోరియం, ఇది ఖనిజాలకు అవాంఛిత రేడియోధార్మికతను ఇస్తుంది. రేడియోధార్మిక పదార్థాలు గని మరియు సురక్షితంగా నిర్వహించడం కష్టం కనుక, అవి భారీగా నియంత్రించబడతాయి. రేడియోధార్మిక వ్యర్థ ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేసినప్పుడు, ప్రత్యేక పారవేయడం పద్ధతులను ఉపయోగించాలి. రేడియోధార్మిక పదార్థాల నిర్వహణ మరియు పారవేయడం యొక్క వ్యయం మరింత రేడియోధార్మిక REE- అధిక ఖనిజాల యొక్క ఆర్ధిక వెలికితీతకు తీవ్రమైన అవరోధంగా ఉంది, ప్రత్యేకించి మోనాజైట్, ఇది సాధారణంగా గణనీయమైన మొత్తంలో థోరియం కలిగి ఉంటుంది. వాస్తవానికి, రేడియోధార్మిక ఖనిజాల వాడకంపై కఠినమైన నిబంధనలు విధించడం 1980 లలో అరుదైన భూమి మూలకాల మార్కెట్ నుండి మోనాజైట్ యొక్క అనేక వనరులను తరిమివేసింది.
అరుదైన భూమి మూలకాల యొక్క సంక్లిష్ట లోహశాస్త్రం రెండు REE ఖనిజాలు నిజంగా ఒకేలా ఉండవు. తత్ఫలితంగా, REE- బేరింగ్ ఖనిజాలను వెలికితీసి, వాటిని మార్కెట్ చేయదగిన అరుదైన భూమి సమ్మేళనాలలో శుద్ధి చేయడానికి ప్రామాణిక ప్రక్రియ లేదు. కొత్త అరుదైన భూమి మూలకాల గనిని అభివృద్ధి చేయడానికి, వివిధ రకాలైన వెలికితీత పద్ధతులను మరియు ఆప్టిమైజ్ ప్రాసెసింగ్ దశల యొక్క ప్రత్యేకమైన క్రమాన్ని ఉపయోగించి ఖనిజాలను విస్తృతంగా పరీక్షించాలి. కొత్త జింక్ గనితో పోలిస్తే, అరుదైన భూమి మూలకాల కోసం ప్రక్రియ అభివృద్ధికి ఎక్కువ సమయం మరియు డబ్బు ఖర్చవుతుంది.