Minerales metálicos raros y de tierras raras
Como el elemento litófilo raro más ligero, el litio suele enriquecerse en el magma residual en las últimas etapas del magmatismo. Se puede encontrar en una variedad de rocas. Además, la salmuera de los lagos salados, la salmuera geotérmica y la salmuera de los yacimientos petrolíferos contienen grandes cantidades de litio. Los depósitos de litio se pueden dividir en cuatro tipos según su origen geológico: tipo pegmatita granítica, tipo salmuera de lago salado, tipo granito grismitizado y tipo arcilla rica en litio. Entre ellas, las dos primeras son las minas de litio de mayor valor económico en las condiciones industriales y técnicas actuales.
(1) Yacimiento de litio tipo pegmatita granítica. Estos depósitos están ampliamente distribuidos y se producen principalmente en unidades estructurales geológicas relativamente estables, como antiguos escudos y bloques cristalinos. La edad de mineralización es principalmente el Precámbrico, pero también incluye los períodos Herciniano y Yanshaniano. Las pegmatitas que contienen minerales se pueden dividir en: ① Depósitos de litio de tipo pegmatita en bandas. La composición mineral de este tipo de depósito es compleja y la espodumena es la principal fuente de concentrado de litio bajo en hierro de alta calidad. Este tipo de depósito se puede subdividir en depósitos complejos (berilio, litio, cesio, tantalio) y pegmatitas de metales raros (como el depósito del lago Banika en Canadá, el depósito de Bikita en Zimbabwe y el depósito de Karibibu en Namibia, que también es el depósito más grande). en el mundo, depósitos extra grandes de litio, berilio, tantalio, raros, depósitos de mica con buena zonificación en Keketuohai, Xinjiang, China) y depósitos de pegmatita de tantalio-estaño-litio (como el depósito de Greenbus en Australia, que también es un depósito). gran depósito de tantalio). ② Depósitos de pegmatitas, sin estructura rayada. Esta pegmatita es básicamente una masa rocosa homogénea de una sola fase, y este mineral de litio suele ser un mineral de litio independiente o un mineral de litio con una pequeña cantidad de berilio y tantalio. Por ejemplo, hay muchos depósitos de pegmatita en el cinturón de casiterita-espodumena en Carolina del Norte, Estados Unidos, como el depósito de Kings Mountain y el depósito de Bessemer City, el lago Banica en Canadá y Jiangxi, Hunan, Sichuan y otros lugares en mi país. país.
(2) Mina de litio de salmuera de Salt Lake. Este es un importante depósito de litio. Los recursos de litio de los lagos salados representan el 66% de las reservas mundiales de litio y más del 80% de las reservas mundiales de litio. En cuencas cerradas, especialmente en áreas de mesetas áridas, el litio se puede concentrar en salmuera de lagos salados para formar depósitos de litio con valor minero. Se pueden extraer completamente litio, potasio, sodio, magnesio, bromo y yodo. Actualmente, importantes lagos salados que contienen litio en desarrollo y producción incluyen Atacama en Chile, Mu Eirto en Hombre, Yinfeng Salt Lake en los Estados Unidos y Qaidam Salt Lake en Qinghai, China. Importantes lagos salados no desarrollados incluyen Uronni en Bolivia y el lago salado Zabuye en el Tíbet, China.
En general, los recursos mundiales de litio son extremadamente abundantes. Según las estadísticas del Servicio Geológico de los Estados Unidos, las reservas mundiales probadas de recursos de litio en 1998 fueron de 340×104t, y la base de reservas fue de 940×104t. Según la estimación de producción de 1997, la producción mundial puede garantizarse durante 309 años. Las reservas y la base de reservas mundiales de litio se concentran en América del Sur y América del Norte, así como en Bolivia, Chile, Estados Unidos, Canadá, Australia, Zimbabwe y otros países. Entre ellos, Bolivia y Chile representan alrededor del 89,3% de las reservas mundiales, y las perspectivas de recursos de China son enormes.
2) Berilio
El berilio es un elemento prolítico típico y puede desplazar el Si4++ a muchos minerales de silicato durante el proceso de cristalización del magma. El berilio se distribuye principalmente en minerales formadores de rocas como la plagioclasa, la moscovita y la nefelina. El berilio se puede enriquecer y formar minerales de berilio independientes (berilita, diáspora, berilo, etc.) en magma residual, ambientes gas-líquido de alta temperatura y líquidos de temperatura media, formando así depósitos de berilio con importancia industrial. La mineralización del berilio está relacionada principalmente con el magmatismo ácido. Hay muchos tipos, que se pueden dividir aproximadamente en cinco categorías:
(1) Depósitos de pegmatita-berilio que contienen berilo. Estos depósitos están ampliamente distribuidos y se pueden dividir en pegmatitas de berilo-moscovita y pegmatitas compuestas de metales raros basadas en combinaciones minerales. El primero está ampliamente distribuido en Brasil, India, Argentina y Estados Unidos. Este último se distribuye en el lago Banica en Argentina, Bikita en Zimbabwe, Karibib en Namibia, Zaire, Madagascar, la ex Unión Soviética y Altay en Xinjiang, China. Los sedimentos contienen muchos componentes beneficiosos como litio, tantalio, niobio y cesio. El berilo se utiliza a menudo como producto y subproducto de depósitos complejos de metales raros, como los depósitos de litio y los depósitos de niobio y tantalio.
(2) Depósito metasomático alcalino de berilio que contiene berilo. Este es un nuevo tipo de depósito establecido a principios de la década de 1980 después de que se rodeara el yacimiento de mineral de berilio en el depósito de metales raros de Sol Lake en Canadá. El cuerpo de sienita de Solhu está ubicado en un enorme cuerpo de granito, formando un complejo alcalino. Se encontraron cinco zonas mineralizadas ricas en niobio, tantalio, circonio, itrio, tierras raras y berilio en la zona de contacto entre el cuerpo de sienita y el cuerpo de granito y en el cuerpo de sienita.
(3) Depósitos hidrotermales de berilio volcánico bainítico. Los depósitos de berilio en Sierra de España, Sierra Blanca y Aguachilli en el norte de México son de este tipo. El principal mineral de berilio es la bainita. La distribución del berilio en el mineral es extremadamente irregular.
Además de berilio, también contiene las tierras raras litio, niobio, tantalio, estaño, molibdeno, galio, itrio e itrio.
(4) Depósitos de dolomita que contienen berilo. Estos depósitos suelen estar asociados con la mineralización de tungsteno, molibdeno, estaño y bismuto. Según las características de ocurrencia y la combinación de minerales, se puede dividir en dos subcategorías: depósitos de granito alterado metasomatizado que contienen berilo y depósitos de vetas estacionales que contienen berilo. El primero es de importancia industrial, y la mina de berilio en Boa Vista, Brasil, puede entrar en esta subcategoría. Este último es un depósito compuesto que contiene tungsteno, estaño, molibdeno y berilio, es fácil de seleccionar y tiene cierta importancia industrial.
(5) Contacto con depósitos de carbonato de berilio. Estos depósitos se producen en carbonatos de contacto en la zona de contacto externa del granito e incluyen depósitos de skarn que contienen berilio y depósitos en capas de fluorita-borita. El primer depósito es de gran escala y tiene un alto contenido de berilio, pero las partículas minerales son finas y difíciles de seleccionar. Estos depósitos se han descubierto en Nuevo México y Alaska. Este último depósito mineral se produce en la zona de contacto entre el granito y los estratos sedimentarios con estructuras geológicas extremadamente complejas, y la mineralización de berilio se superpone al skarn. Es fácil separar el concentrado de boronita-berilo y el concentrado de espato flúor mediante el método de flotación.
El mundo es rico en recursos de berilio. Brasil es el mayor recurso de berilio, seguido por la India. Más de la mitad de las reservas de berilio de Australia se concentran en el depósito de metales raros Brockman Beryl, que fue descubierto básicamente en 1985. Las reservas de berilio de Canadá se concentran principalmente en el depósito de metales raros de berilo Sol Lake en el noroeste, que se convertirá en la mina de berilio más grande de los países occidentales una vez que entre en producción. Las reservas de berilio en Estados Unidos se concentran principalmente en el depósito de bertrandita en Mount Spur, Utah. En 1988, se descubrió el depósito de Hegetiv en Noruega y se considera el primer depósito independiente de berilio comercialmente viable en Europa. Se puede observar que los recursos de berilio son abundantes y constantemente se realizan nuevos descubrimientos. Con una producción anual de 600 toneladas de berilio, las reservas de berilio son suficientes para que el mundo pueda explotarlas durante más de 600 años.
3) Niobio
Según las estadísticas del Servicio Geológico de Estados Unidos, las reservas mundiales de niobio en 1998 eran de 350×104t, y la base de reservas era de 420×104t. Sus reservas probadas están altamente concentradas, con más del 90% distribuidas en Brasil, seguido de Canadá, Zaire, Nigeria y otros países. En los últimos años, muchos países, especialmente en África, han descubierto grandes reservas de niobio que pueden extraerse. Las reservas mundiales de niobio están altamente garantizadas y pueden satisfacer las necesidades del mundo durante cientos de años. En la naturaleza, el niobio casi siempre se presenta en forma de óxido asociado con otros minerales, especialmente el tantalio. Los principales tipos industriales de depósitos de niobio son:
(1) Depósitos de corteza erosionada por carbonatos. Se trata de un depósito de metales raros con un alto contenido de mineral, en el que los metales raros están muy enriquecidos. Ocupa una posición importante en las materias primas de niobio del mundo y representa más del 90% de los recursos de niobio. Según el grado de desarrollo y la etapa de la corteza erosionada, los depósitos de corteza erosionada se pueden dividir en tres categorías: ① Depósitos de corteza erosionada en hidromica, como el depósito Belozimiskoye en Rusia y el depósito de cobalto Anji en Brasil; ② Corteza erosionada de laterita; depósitos, como el depósito de Arasa en Brasil y el depósito de Katara Austria (3) depósitos de corteza con alteración epigenética tardía, como el depósito de Tomtor en Rusia; Finalmente, el proceso de mineralización de este tipo de depósito es complejo, los minerales han experimentado múltiples regeneraciones y enriquecimientos, y es fácil formar depósitos de metales raros a gran escala y de alta ley. Estos depósitos se producen principalmente en Brasil, Australia, Rusia y Gabón, y el principal mineral que contiene niobio es el pirocloro.
(2) Depósitos de granito y pegmatita granítica que contienen niobio-tantalita. Las reservas de niobio representan una pequeña proporción de estos depósitos, alrededor del 1%. El principal mineral de tantalio-niobio en el mineral es el titanato de niobato, que a menudo se asocia con casiterita y actualmente generalmente se recicla como subproducto de la minería de casiterita. Estos depósitos se encuentran en muchos países del centro y sur de África, como el granito que contiene columbita y sus depósitos de ladera y los depósitos eluviales en la meseta de Jos en el norte de Nigeria. Además, existen depósitos de este tipo en Brasil, Malasia, Tailandia, Mozambique y Zaire.
(3) Placer mío. Los depósitos de placer que contienen niobio son generalmente de pequeña escala, pero son fáciles de extraer y seleccionar. A menudo coexisten con tantalita y casiterita, por lo que tienen cierta importancia económica. Se producen principalmente en los Estados Unidos, la República Democrática del Congo. Tailandia, Malasia, Australia y otros países.
Debido a las características especiales de los depósitos de niobio, como la baja ley del mineral, la alta gravedad específica de la mayoría de los minerales de niobio y las propiedades físicas y químicas estables, el método de arena pesada es una prospección económica, simple y efectiva. método para depósitos de mineral primario. Los estudios radiactivos y magnéticos son métodos de prospección muy eficaces para rocas carbonatadas y sus depósitos de corteza erosionados. En los últimos años, se han descubierto depósitos a gran escala de tierras raras, itrio, niobio, tantalio y fosfato en la corteza erosionada por carbonatos del Monte Wilder en Australia Occidental. Se han descubierto grandes cantidades de depósitos de niobio en Gusit, Chesla, Brasil; y Gabón.
Los depósitos de niobio de mi país se distribuyen principalmente en Mongolia Interior, Hubei, Guangdong y otros lugares. La columbita es el principal mineral, con una calidad relativamente baja, menos del 1% de la ley de Brasil, y muchos minerales asociados.
4) Tantalio
Según estadísticas del Servicio Geológico de Estados Unidos, las reservas mundiales de tantalio en 1998 eran aproximadamente 14.000t, con una base de reservas de 24.000t, distribuidas principalmente en Australia. , Nigeria, la República Democrática del Congo y Canadá y Brasil. Hay pocos recursos de tantalio en mi país, distribuidos principalmente en Jiangxi, Xinjiang, Guangxi, Hunan y otros lugares. Los minerales de tantalio son en su mayoría óxidos complejos relacionados con el granito ácido y generalmente son estables en condiciones exógenas. La edad de mineralización de los depósitos de tantalio es principalmente el Cámbrico, seguido por los períodos Caledonio, Herciniano y Quimeriano. Los estudiosos de la antigua Unión Soviética dividieron los depósitos de tantalio en tres tipos principales:
(1) Depósitos integrales de pegmatita de metales raros. Este tipo de depósito se puede dividir en tres series: ① series de pegmatitas de berilio-litio relacionadas con granito alcalino; ② series de pegmatitas de berilio-litio-cesio-tantalio relacionadas con granito de mica; ③ F-Ta- relacionadas con pegmatitas de granito superácido; serie. La escala de mineralización más grande es la primera serie de depósitos de espodumena-albita y pegmatita de albita. Este tipo se encuentra en Brasil, Australia, África Central, Sudáfrica, Canadá y la ex Unión Soviética. Estos depósitos representan aproximadamente el 34% de las reservas de tantalio y el 30% de la producción del mundo occidental. El depósito del lago Banica en Canadá es uno de los depósitos más grandes del mundo.
(2) Depósito de niobita-tantalita con corteza erosionada de pegmatita granítica. Estos depósitos de corteza de meteorización lineal sobre pegmatitas graníticas se desarrollan en Zaire, Brasil y Australia. Son depósitos de tamaño pequeño y mediano con bajo contenido de tantalio, pero fáciles de extraer y relativamente económicos. Son una fuente importante de tantalio y representan alrededor del 53% de la producción del mundo occidental.
(3) Yacimiento de Niobita-Tantalita. Debido a que la columbita-tantalita es muy frágil, la distancia de transporte de este tipo de depósito desde el depósito primario es de menos de 7 kilómetros, en su mayoría de 2 a 3 kilómetros. Generalmente se acumula en depósitos de laderas en rocas madre de granito o áreas de pegmatita y, a veces, se enriquece en la corteza erosionada. El depósito de placer más grande se encuentra en el norte del valle de Lugulu en Zaire. Brasil, Australia, Nigeria y la antigua Unión Soviética también cuentan con depósitos de arena de este tipo.
Los depósitos secundarios de tantalio y sus posibles fuentes incluyen: ① depósito de niobio-tantalita de tipo albita-greytzita; (2) depósito de vetas de red integral de metales raros de albita; ③depósitos de niobita alcalina en la corteza erosionada de granito; depósitos; ⑤ depósitos de pirocloro-fergeíta que contienen uranio en la corteza erosionada por carbonatos.
5) Circonio
En 1992, las reservas mundiales de circonio (ZrO2_2) eran de 4900×104t, y la base de reservas era de 5800×104t. Además, también se descubrieron 6000×104 toneladas de recursos de circón. El mundo es rico en recursos de circonio, incluidos Australia, Sudáfrica, la ex Unión Soviética, Estados Unidos, India y Brasil.
El circonio es un elemento prolítico típico. Los depósitos de circonio incluyen depósitos endógenos y depósitos exógenos, de los cuales los depósitos de placer son los más importantes y representan el 53% de las reservas mundiales de circonio, y más del 95% de los concentrados de circonio provienen de depósitos de placer. Los depósitos de placeres costeros son los depósitos exógenos más importantes, junto con los depósitos de placeres residuales y aluviales y los depósitos de corteza carbonatada. Los depósitos endógenos de circonio son principalmente depósitos magmáticos y están relacionados con rocas alcalinas. La mayoría de estos depósitos se producen en los bloques intermedios precámbricos en el área de la paleoplataforma y el área geosinclinal fanerozoica. Las reservas de depósitos minerales son generalmente de solo unos pocos cientos de miles de toneladas, y las reservas de depósitos de circonio en el área de la plataforma pueden alcanzar millones de toneladas. Los principales tipos genéticos de depósitos de circonio son: ① granito alcalino que contiene circón; ② roca alcalina que contiene baddeleyita; ③ roca anisotrópica; ④ vetas de baddeleyita en sienita nefelina; ⑤ arena costera que contiene; depósitos (una pequeña cantidad de depósitos de arena de circón tierra adentro).
Liu Manhua cree que los depósitos de circonio exógeno y endógeno de fama mundial y los nuevos tipos de mineralización de circonio recientemente descubiertos incluyen: ① depósitos de arena en las costas este y oeste de Australia, ② los depósitos de arena internos de Pitinga, Amazon, Brasil Depósitos continentales aluviales y de arena residual; ③ Depósitos de baddeleyita relacionados con complejos de carbonatos alcalinos ultrabásicos, como el depósito ParaBeauroy en Sudáfrica y el depósito Kovdor en Rusia ④ Simbiosis con tierras raras, niobio, tantalio y fosfatos Carbonato; depósitos de circonio de tipo corteza erosionada, como el depósito de corteza erosionada de carbonato de Vail Mountain en Australia Occidental ⑤ depósitos de circonio diseminados y en forma de vetas en complejos alcalinos, como el depósito de circonio que contiene uranio Bossus-Das en Brasil ⑥ y nueva mineralización de circonio; En los últimos años se ha descubierto en el centro de Kazajstán y Aldan, Rusia, minerales relacionados con procesos hidrotermales de baja temperatura, como la mineralización de circonio formada por deposición de solución coloidal a bajas temperaturas.
En resumen, el complejo de roca ultrabásica y carbonato alcalino (incluido el macizo de roca alcalina) no solo es la fuente de mineral de circonio secundario (corteza erosionada), sino también la fuente de mineral de circonio alejado del complejo relacionado con la zona química mineral. de recursos minerales. Por lo tanto, cuando buscamos depósitos de circonio relacionados con dichos complejos, no sólo debemos prestar atención al complejo en sí, sino también a áreas alejadas del complejo que pueden convertirse en áreas favorables para el enriquecimiento de circonio.
6) Metales de tierras raras
El mundo es rico en reservas de tierras raras. Según las estadísticas del Servicio Geológico de Estados Unidos, las reservas y la base de reservas de tierras raras (REO) del mundo son 10.000×104t y 11.000×104t respectivamente. Sus reservas están muy concentradas: China, la ex Unión Soviética, Estados Unidos, Australia y Malasia representan el 83,2% de las reservas totales. Las tierras raras ligeras (tierras raras de cerio) que se utilizan actualmente en la industria se extraen principalmente de la bastnasita y la monacita, y representan alrededor del 99% de la producción mundial de óxidos de tierras raras (REO), mientras que la producción de tierras raras pesadas (tierras raras de itrio) se muy pequeño, principalmente de Extraído de xenotima y berilo. Los principales productores mundiales de minerales de tierras raras son China, Estados Unidos, Australia y la India. La producción de minerales de tierras raras de estos países representa el 78% de la producción total mundial. La producción de minerales de tierras raras de China ocupa ahora el primer lugar en el mundo. Alrededor del 95% del concentrado proviene del mineral de hierro de Bayan Obo en Baotou, Mongolia Interior, y el resto proviene de minerales de tierras raras adsorbidos por iones y concentrados mixtos de tierras raras en el sur y la mina de tierras raras Maoniuping en Mianning, Sichuan. La antigua Unión Soviética es el productor de tierras raras más importante de Europa y el tercero del mundo. Las tierras raras proceden principalmente de los depósitos de apatita de la península de Kola, de los depósitos de Chevchenko y de los depósitos de Kurechiang en Kazajstán. La producción de tierras raras en Australia, India y Malasia proviene de la monacita en minas de placer costeras, y Australia representa más de un tercio de la producción total de monacita del mundo. La xenotima, la principal fuente de itrio, es un subproducto de la minería del estaño en Australia, Malasia y China, y se extrae en parte de residuos de lixiviación que contienen uranio en Denison, en el lago Elliott. La industria mundial de tierras raras se está desarrollando desde la producción de productos primarios, como concentrados de tierras raras y tierras raras mixtas, hasta la producción de productos de alta pureza y procesamiento profundo de tierras raras únicas.
Existen muchos tipos de depósitos de tierras raras, que se pueden dividir en depósitos endógenos, exógenos y metamórficos según su origen. También se pueden dividir en seis tipos según las diferencias en las rocas intrusivas y la mineralización relacionada. a los depósitos:
(1) Depósitos de tierras raras relacionados con rocas alcalinas y rocas carbonatadas. La mayoría de las reservas de tierras raras del mundo se producen en estos depósitos. Actualmente, los depósitos de Pass Mountain en California, EE. UU., y Bayan Obo en Mongolia Interior, China, tienen la mayor importancia económica. Las reservas probadas de REO del depósito trepador son de aproximadamente 500×104t, con una ley promedio del 7%, lo que la convierte en la roca carbonatada de mayor ley del mundo. Una característica única de este carbonato es la falta de minerales de Ti-Nb. El depósito de Bayan Obo es un gran depósito de mineral de hierro rico en minerales de tierras raras, que se recuperan como subproductos de la extracción de mineral de hierro. Esta zona minera tiene enormes reservas de tierras raras. Además, el depósito de Kalonge en Burundi y el depósito de Kangankunde en Malawi pertenecen a este tipo.
(2) Depósitos de tierras raras de pegmatitas graníticas alcalinas. Estos depósitos están muy extendidos, pero pocos tienen importancia económica. El depósito de Strange Lake en Quebec, Canadá, es un gran depósito integrado de tierras raras y metales raros y una fuente potencial de elementos de tierras raras (itrio y tierras raras pesadas). Se han encontrado depósitos similares en la península de Kola en la ex Unión Soviética y en Colorado en los Estados Unidos.
(3) Depósitos de tierras raras tipo veta hidrotermal no carbonatada. Además de los minerales de tierras raras, el torio también abunda en los depósitos minerales. El ejemplo más típico es el depósito Steenkamp Sclar en la provincia del Cabo, Sudáfrica, que es el depósito de monacita más antiguo descubierto en el extranjero.
(4) Depósitos de apatitas de tierras raras. La apatita en la roca de fosfato suele ser rica en elementos de tierras raras y puede reciclarse en la producción de fertilizantes de fosfato. Aunque estos depósitos están ampliamente distribuidos, hay pocos depósitos a gran escala con altas leyes de tierras raras, como los depósitos de apatita de tierras raras en el complejo alcalino de Sibin en la península de Kola en la ex Unión Soviética; el fósforo en el depósito de carbonato de Silinhave en; Finlandia La piedra y la apatita del depósito de mineral de hierro de Kiruna, en el norte de Suecia, son recursos potenciales de apatita que contienen tierras raras. Zijin, Guizhou, China, es un depósito de roca fosfórica que contiene tierras raras.
(5) Meteorización de depósitos de tierras raras tipo corteza. Este tipo de depósito se forma por la erosión de depósitos minerales primarios ricos en tierras raras y tiene una gran importancia económica. Los depósitos típicos incluyen el complejo alcalino de Arassa en Brasil y los depósitos de corteza erosionada de granito en el sur de China. La primera tiene un contenido máximo de tierras raras de aproximadamente el 6%, y la tierra roja es rica en elementos de tierras raras, que es de 5 a 15 veces mayor que la roca alcalina superior. Este último también se denomina depósito de tierras raras por adsorción de iones.
(6) Deposición de sedimentos. La monacita procedente de depósitos de placeres modernos y antiguos, que alguna vez fue una fuente importante de óxidos de tierras raras, ahora desempeña sólo un papel menor.
Los óxidos de tierras raras en Australia, Brasil, India y Malasia provienen principalmente de depósitos de arena de monacita. La producción de los depósitos de arena de monacita de Australia ocupa el primer lugar en el mundo.
El enorme depósito de cobre y uranio de Olympic Dam, descubierto en el sur de Australia en la década de 1980, es una enorme fuente potencial de elementos de tierras raras. En los últimos años, se ha descubierto una mineralización especial de tierras raras en una depresión cenozoica en la zona costera de la antigua Unión Soviética. También se han informado minerales de tierras raras de alto contenido en los depósitos de bauxita del Carbonífero en Shanxi, mi país, pero no. Aún se han descubierto yacimientos con valor industrial.