近日，我公司博士后工作站與中國地質大學(北京)鄧軍院士研究團隊合作，在國際權威期刊《American Mineralogist》發(fā)表重要學術成果。該研究首次系統揭示了山西鋁土礦中稀土元素的主要賦存載體與遷移富集機制，為全球巖溶型鋁土礦中稀土資源的高效開發(fā)利用提供了關鍵理論支撐。中國地質大學(北京)鄧軍院士與劉學飛教授共同擔任通訊作者，張尚清博士后為核心合作者參與相關研究。
鋁土礦是重要的金屬礦產，其伴生的稀土元素是新能源、高端制造領域的核心戰(zhàn)略資源。華北地區(qū)是我國巖溶型鋁土礦的主要分布區(qū)，僅山西境內探明儲量就超 50 億噸，且稀土含量普遍較高。但長期以來，稀土在鋁土礦中究竟以何種形式存在、如何高效提取，一直是行業(yè)難題，導致提取效率低、資源浪費嚴重，制約了產業(yè)升級。
為破解這一困境，雙方團隊以山西艾雨頭、寬草坪、圣佛崖三個典型鋁土礦為研究對象，運用多種高精度礦物分析技術，對鋁土礦全剖面的礦物組成與稀土分布展開系統研究，取得三項關鍵發(fā)現。
研究明確了稀土的主要 “藏身之處”—— 硬水鋁石。分析顯示，這種礦物中的稀土含量遠超其他礦物，最高可達 11666ppm，其承載的稀土總量占鋁土礦總稀土的 75% 以上，是稀土的主要宿主礦物。
團隊還揭開了稀土 “進入” 礦物的關鍵機制：稀土離子與鋁離子半徑相近，在礦物形成的表生沉淀階段，稀土離子會替換掉硬水鋁石晶格中的鋁離子，實現長期富集。這一過程也讓山西鋁土礦中硬水鋁石的晶體結構參數，略大于標準硬水鋁石。
這項研究兼具理論創(chuàng)新與產業(yè)應用價值。理論上，首次明確了不同成礦階段礦物富集稀土的差異，填補了巖溶型鋁土礦稀土成因理論的空白。應用層面，明確硬水鋁石為稀土主要載體后，可針對性開發(fā) “選擇性溶解硬水鋁石 — 稀土淋濾” 技術，相比傳統工藝，有望將稀土提取率提升 30% 以上，同時降低冶煉過程中的能耗與污染。此外，研究提出的稀土富集控制理論，還可推廣至全球主要巖溶型鋁土礦帶，為國際稀土資源勘探提供 “中國方案”。
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