稀土是我國重要的戰略性資源，在新能源、新材料、節能環保、航空航天、電子信息等領域的應用日益廣泛，素有“工業味精”、“新材料之母”的美譽。稀土元素在地殼中主要以礦物形式存在，目前能夠用于生產稀土的工業礦物主要包括獨居石、氟碳鈰礦、磷釔礦和風化殼淋積型稀土礦（即離子吸附型稀土礦）等。其中，離子吸附型稀土礦主要分布于我國南方。江西贛州是我國離子吸附型稀土最重要的資源地和供應地，稀土資源儲量占全國同類資源的2/3，也是南方稀土開采技術的發祥地，素有“稀土王國”之美譽。

贛州稀土在歷經40多年的開發利用過程中，為國內經濟社會發展和全球稀土供應做出了重要貢獻。本文重點對贛州離子吸附型稀土礦開發歷史、開發利用技術及方向進行簡述。

一、贛州稀土資源概況

贛州稀土資源廣泛分布在尋烏、龍南、信豐、安遠、定南、全南、寧都、贛縣等地。其礦石中的稀土元素80%～90%呈離子狀態吸附在高嶺土、埃洛石和水云母等粘土礦物上。贛州稀土資源按礦物的稀土成分主要分為三種類型：1）以尋烏為代表的富鑭少釔型離子礦(鑭占稀土總量的25%~30%，釔占稀土總量的12%~14%)；2）以龍南為代表的富釔型離子礦(釔占稀土總量的50%以上)；3）以信豐為代表的中釔富銪型離子礦(釤、銪、釓占稀土總量的10％左右，釔占稀土總量的30%~40%)。

據統計，江西中重型離子吸附型稀土保有儲量達230萬噸，遠景儲量達940萬噸，分別占全國離子吸附型稀土資源儲量的40%和35%，居全國第一，是名副其實的稀土大??；而贛州離子吸附型稀土礦資源約占其中的90%。據統計，贛州稀土儲量為16.12萬噸，開發利用量為13.37萬噸，開發利用率為82.94%。

二、贛州稀土資源稟賦特征

2.1贛州稀土礦床類型與特征及分布規律

贛州是我國離子吸附型稀土礦床的發源地。自1969年龍南足洞礦床首先被發現以來，贛州相繼發現和查明了一批風化殼離子吸附型稀土礦床，這類礦床的成礦母巖以花崗巖為主。贛州離子吸附型稀土礦床不僅數量多，而且具有規模大，中、重、輕稀土配分齊全等優勢。離子吸附型稀土資源在贛州地區分布很廣，18個縣(市)均有分布。其稀土礦床的分布受構造-巖漿活動的控制，呈現出沿北東向和東西向帶狀分布的規律，大致可劃分為崇義-上猶礦集區、贛縣礦集區、贛縣信豐礦集區、三南礦集區、安遠-尋烏礦集區、會昌-于都礦集區等6個礦集區。

贛州離子吸附型稀土礦賦存于主要由石英、高嶺石、埃洛石、伊利石、長石等組成的風化殼中，母巖的類型和礦物組合對成礦影響較大。贛州稀土礦成礦母巖大多數為中酸性花崗巖，稀土礦物對成礦的影響較大，95%以上的造巖礦物對全巖稀土的貢獻率只有5%~50%。在巖漿演化過程中，稀土(含稀土) 礦物組合出現順序為: 榍石、磷灰石、褐簾石→獨居石、磷釔礦、鋯石→褐釔鈮礦、鈮釔礦、石榴石。它們的易風化程度為: 稀土氟碳酸鹽＞稀土(含稀土)硅酸鹽＞稀土鈮鉭酸巖＞稀土砷酸鹽＞稀土磷酸巖。由于抗風化能力的差異，相對難風化的鋯石、獨居石、磷釔礦等礦物可能形成風化殼砂礦床；抗風化能力中等的褐釔鈮礦等可出現殘坡積砂礦和離子吸附型稀土礦床并存的現象；而易風化的氟碳鈰礦、硅鈹釔礦等礦物在風化過程中被完全分解，釋放出的稀土離子，經過遷移富集，易形成離子吸附型稀土礦。

2.2稀土礦床的成礦母巖特征

巖石化學方面，離子吸附型稀土礦床成礦母巖以高硅(70%~75%)，富堿K2O+Na2O(＞8%)，富K2O，貧Al2O3、TiO2、CaO為特征。在礦物組成方面，成礦花崗巖中斜長石、角閃石、黑云母和白云母等稀土載體造巖礦物含量較低，石英、鉀長石含量相對較高，稀土元素主要賦含在稀土獨立礦物和含稀土副礦物中。贛州離子吸附型稀土礦床花崗質成礦母巖的豐度相對較高，一般為(200~500)×10-6，部分巖體能達到(500~800)×10-6，普遍高于南嶺平均花崗巖豐度的情況（平均含量為229×10-6）。

2.3贛州稀土礦床配分類型

離子吸附型稀土礦床的稀土配分模式主要取決于原巖的稀土配分模式，風化作用過程中的稀土分餾作用對其也有一定影響。離子吸附型稀土礦的稀土配分多種多樣，不僅形成于不同時代、不同巖性的風化殼中的稀土礦稀土配分不同，即使是同一時代不同期次或同一期次不同巖性的稀土元素配分也有差異。離子吸附型稀土礦床在繼承母巖稀土配分模式的基礎上，在風化過程中往往發生不同程度的鈰虧效應、富銪效應、分餾效應和釓斷效應，稀土配分更加復雜多樣。例如，龍南足洞稀土礦屬于富釔型重稀土礦，Y2O3配分含量＞55%；尋烏河嶺稀土礦屬于低釔富鈰輕稀土礦，Y2O3配分含量＜10%，鈰的配分含量＞45%，是南方離子吸附型稀土礦中較為獨特的一類；安遠涂屋稀土礦屬于富鑭富銪型輕稀土礦，鑭的配分含量＞60%；信豐爛泥坑稀土礦為中釔富銪稀土礦，是離子吸附型稀土礦中最常見的一種類型。

2.4不同風化程度離子型稀土礦賦存特征及浸出規律研究

黃萬撫等研究了不同風化程度離子吸附型稀土礦賦存特征及浸出規律，并指出，離子吸附型稀土礦風化程度越低，鋁硅酸鹽礦物含量越少，稀土含量也隨之減少。原礦中Ca、Mg 雜質含量主要影響浸出后稀土總量是否達標，而雜質Al含量過高，不僅影響浸出效果，還會在沉淀過程中消耗大量NH4HCO3，降低稀土沉淀率。全風化層含Al、Fe等雜質相對高，對后續離子相的浸取不利。在原地浸出工藝中，浸取劑可穿透腐殖層至全風化層上部，直接對全風化層、半風化層進行浸取，有助于減少雜質含量。從全風化到微風化，離子相比例減小，膠態相與礦物相比例增加。此外，離子相稀土含量隨粒級減小而增加，膠態相稀土含量在各個粒級分布均勻，礦物相稀土含量隨粒級減小而減小。對比全風化和半風化兩層稀土的浸出情況可知，通過降低浸取劑pH值，增加濃度，降低流速，增加液固比，可提高半風化層稀土的浸出效果。

2.5典型樣品化學組分和礦物組分

中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所對贛州主要稀土礦山進行調研，根據2015年贛州市礦權設置數據，對贛州稀土礦山資源現狀進行整理，贛州有證稀土礦山共55個，登記資源儲量為944974.6噸（稀土氧化物），保有資源量為161248噸（稀土氧化物），稀土資源開發率為82.94%，礦區占地面積為155.49平方千米。目前，贛州地區稀土礦山全部停采。贛州地區稀土礦主要化學組分為鋁、硅、鉀、鐵，絕大多數稀土礦氧化鋁和二氧化硅合量超過80%，其尾礦可用作建筑骨料等。贛州地區稀土礦主要礦物組成為石英、云母、長石和高嶺石。

三、贛州稀土資源開發利用概況

贛州離子吸附型稀土礦的開發可以追溯到上世紀60年代的南方重稀土軍工會戰。1969年底，原江西省地質局908隊根據群眾報礦線索，發現龍南足洞高釔型離子型重稀土礦（代號“701”礦區）。1971年4月，這種我國特有的、世界上完全新型的稀土礦種被稱之為“不成礦”的稀土礦，并正式被命名為“離子吸附型稀土礦”。從此，世界上有了一種完全新型相態——“離子相”的稀土礦物。它與此前傳統的“礦物相”稀土礦物在礦物形態上有著本質的區別。

自離子吸附型稀土礦被發現后，人們一直致力于開發利用該種礦物的研究。在離子吸附型稀土礦發現之初，由于其地質品位低，稀土呈離子相存在，采用重選、磁選、浮選等常規物理選礦方法無法將其富集回收。經過反復試驗研究，贛州有色冶金研究所(原江西有色冶金研究所)等單位發現，其中的“離子相”稀土易被鹽類電解質溶液淋洗解吸提取出來，于是發明了專門針對“離子相”稀土的洗提工藝。

3.1離子吸附型稀土開采工藝

贛州離子吸附型稀土開采工藝大體分為池浸、堆浸和原地浸出三個階段。

1）池浸開采工藝

池浸開采工藝是離子吸附型稀土礦的第一代開采工藝，具體做法是：在山體的適當位置布置若干個或若干組( 幾個池連通)浸礦池，鋪以竹片編織的竹板，再墊麻袋或茅草，浸出母液能滲流到池底，從而避免礦土漏落。該工藝始于1970年代。1985年6月，離子型稀土第一代提取工藝——“池浸”工藝，獲國家發明獎。但由于生產能力小、勞動強度大，且破壞植被，造成嚴重水土流失，1990年代中后期該工藝基本不再使用，國家也早已明令強制淘汰。

2）堆浸開采工藝

堆浸開采工藝是由池浸工藝演化而來的一種開采工藝。堆浸需要選擇一個合適的山坳作為堆浸場，在底部鋪設好導流層，用挖掘裝運機械將礦土堆置其上，堆高主要由礦土滲透性確定，可一次性筑堆，也可堆一層浸一層，各層之間用塑料膜隔離。此法不用排土，使用大型機械作業，相比與池浸工藝，規模大，效率高，但其實質仍是“搬山”運動，需開挖運輸礦土至堆浸場進行堆置浸礦。

3）原地浸礦開采工藝

池浸和堆浸開采工藝，都需開挖山體。為保護環境，1985年贛州有色冶金研究所進行了世界首次離子型稀土礦的原地浸礦探索試驗。隨后，贛研所、長沙礦冶院、長沙礦山院等單位經過連續科技攻關及后續推廣工作，解決了絕大多數的工藝問題。原地浸礦開采工藝基本流程是：根據勘查資料進行開采設計，然后根據設計在地表掘進注液( 孔) 井，在合適地點掘進收液巷道或集液溝或鉆集液孔，之后通過注液(孔)井自流注液，自然滲浸滲流至集液系統，經中轉池泵送至水冶車間處理。閉礦時，回填注液井和集液溝，封閉集液巷道。整個開采過程，不開挖山體，少量動土，不會破壞山形地貌、森林植被，不會造成水土流失。

相比于池浸和堆浸工藝，原地浸出沒有采富棄貧和壓覆資源現象，資源利用率高；由于沒有爆破作業，采挖工作面陡坎不太高，場面開闊受限少，安全性高；由于極少動土，幾乎沒有植被破壞、水土流失問題，屬環保型工藝。目前，原地浸出是離子吸附型稀土礦主要開采方式。1996年，離子型稀土第二代提取工藝——“原地浸出”工藝，獲國家“八五”科技攻關重大科技成果獎，為國家“八五”科技攻關十大國際領先水平成果。1997年，“原地浸出”工藝獲國家發明獎。但原地浸出工藝存在滲漏的浸出母液對地下水污染的問題。

3.2離子吸附型稀土提取工藝

贛州離子吸附型稀土的提取工藝大體分為食鹽浸取-草酸沉淀工藝、硫酸銨浸取-草酸沉淀工藝和硫酸銨浸取-碳酸氫銨除雜沉淀工藝三個階段。最初，贛州有色冶金研究所、江西省地質局908大隊、江西大學(現南昌大學) 發明了食鹽浸礦-草酸沉淀工藝提取離子相稀土，但成本高，且造成土壤鹽堿化。為解決食鹽浸礦存在的問題，江西大學、贛州有色冶金研究所于1984年研發出硫酸銨浸礦技術，硫酸銨濃度為1%~4%，減少了浸礦劑消耗和對土壤生態環境的破壞，但仍未解決草酸成本高和環境污染的問題。1985 年，江西大學、贛州有色冶金研究所研發的碳酸氫銨除雜沉淀工藝，解決了草酸沉淀存在的成本高、環境污染問題。礦山生產的碳酸稀土無需灼燒成氧化稀土，可直接進分離廠進行分離加工。硫酸銨浸取-碳酸氫銨除雜沉淀工藝，是現行離子型稀土礦的主體提取工藝。

3.3離子吸附型稀土礦開采提取技術發展方向

1）加強對離子吸附型稀土礦山的基礎地質勘查，完善原地浸出開采工藝

原地浸礦開采工藝高效環保，是目前應用效果最好的浸出工藝，也是離子吸附型稀土礦的主要開采工藝。但原地浸礦工藝在生產實踐過程中也存在滑坡風險、浸出液滲漏導致收率不穩定、污染地下水及適應性有限等問題。筆者認為，解決以上問題除加強防滑坡的監測、治理技術和管理手段的研究，完善浸出母液回收技術之外，還需加強對礦山基礎地質的勘查評價，查清礦山整體地質環境，特別是礦體底板狀態，包括完整程度、透( 滲)水性能、產狀、起伏情況、結構狀況、礦體滲透(濾)性能、礦巖構造、地下水及其活動狀況等，通過對礦體的基礎地質研究，可對礦體是否適合原地浸出給出指導，避免盲目采用原地浸出造成山體滑坡、地下水污染等環境問題。

2） 研發新型浸礦劑，解決氨氮廢水污染問題

減少或消除氨氮排放，研發無氨氮或少氨氮的新型浸礦劑是離子吸附型稀土開發利用的一個重要研究方向。新浸礦劑的應用，應滿足稀土離子交換效果好，對動植物、土壤、水體無損害或影響小等要求。中國工程院院士黃小衛提出鎂鹽浸礦，并對鎂鹽浸礦進行了環境影響分析，該方法已成為離子吸附型稀土無氨浸出研究的重要方向。

3）研發綠色分離工藝，提高稀土資源利用效率

稀土浸出液經沉淀后獲得的沉淀物需通過高溫煅燒形成稀土氧化物，并根據后續稀土分離或應用需求，采用鹽酸將稀土氧化物或碳酸鹽溶解成氯化稀土溶液使用，該工藝既消耗了沉淀劑又消耗了酸、堿和能源。因此，不經沉淀和焙燒，直接將浸出液濃縮萃取分離得到稀土產品，將是從浸出液中富集回收稀土的技術發展方向。研究基于離子吸附型稀土浸出液的新型萃取體系，實現浸萃一體化是離子吸附型稀土礦分離工藝的重要研究方向。

四、結語

贛州離子吸附型稀土礦是我國重要的稀土資源。贛州稀土在歷經40多年的開發利用過程中，為國內經濟社會發展做出了重要貢獻。但是，由于科技水平和管理等多方面的原因，其存在資源消耗過大、私采濫挖、利用率低、浪費破壞嚴重等問題。贛州稀土產品大多停留在產業鏈前端的初級加工階段，不僅影響了經濟發展的速度和質量，同時也制約了經濟發展方式的轉變，嚴重制約了贛州稀土產業的可持續發展。開發離子吸附型稀土礦綠色提取技術，是實現稀土資源高效可持續發展及清潔生產的必然要求。另外，營造我國稀土產業的良好氛圍，推動贛州社會經濟和生態環境的可持續發展，需要國家和地方政府加強對稀土產業鏈各個環節上的管理，落實稀土行業管理，推進稀土有序開發利用；調整優化產業結構方式，延伸和完善稀土產業鏈；加快科技創新，提高稀土產業科技創新?！?

我們一天“約會”多少種礦產？

武秋杰 呂振福

我們每天在生活和工作中都要接觸到各種各樣的礦產，但究竟有多少種礦產呢？它們以怎樣一個形式出現在我們的生活和工作中呢？下面就讓我們通過一個普通人的作息活動表，來計算一下我們從早晨到晚上，要與多少種礦產進行“約會”——

早晨，我們睜開眼睛之后做的第一件事就是拿起枕邊的手機。那么，我們手機里包含多少種元素呢？英國普利茅斯大學地理與地球環境科學學院的幾位地質學家在網上發布了這樣一段視頻：他們在實驗室里將一部iPhone 4S手機放入攪拌機攪得粉碎，隨后進行元素分析，一部智能手機中包含鐵、硅、鉻、銅、碳、鎳、鋁、鈣、錫、釹、銀、鈷、鉬、金、鐠、鉭、鈮、銻、釓、鏑、鍺、銦、鋰等23種礦產。

起床后，我們會打開房間里的電燈。此時，我們要接觸到煤炭、鎢和稀土等礦產。白熾燈里燈絲是由鎢做的，世界上流行的新型電光源幾乎都與稀土有關，其中用量最大的是稀土三基色熒光燈，且我國60%的電都是由煤炭發的。

隨后，我們瞇著朦朦朧朧的雙眼來到洗手間洗漱，腳下踩的地板磚和所使用的盥洗池都是由黏土礦物和高嶺土等燒制而成；刷牙的牙膏中也包含硅酸鹽礦物。

洗漱完，女性朋友要進行出門前的打扮，所使用的化妝品中一般含有滑石、云母、碧璽、蒙脫石、膨潤土等礦產；首飾則涉及到金、銀、鉑族礦產、金剛石、瑪瑙、玉石等。

早餐時，我們吃的米飯、面粉等農作物施用的化學肥料主要來自于磷礦、鉀鹽和硫礦等；我們做飯也要使用到天然氣；做飯時所需要的不銹鋼鍋、菜刀則由鐵、鎳、鉻、鉬等礦產合成；吃飯用的碗是由高嶺土燒制的。

吃過早餐，我們開著汽車走在上班的公路上。汽車常用的材料有碳鋼、合金鋼、有色金屬及合金、橡膠、尾氣催化劑等。所以，汽車涉及到的礦產有鐵 、碳、鉻、鎳、硅、釩、鋁、硼、鎢 、鉬、鈦、稀土、鋁、銅、鎂、鋅、錳、錫、、鈹、鋯、氟、石棉、石墨、鉑、鈀、石油等；公路是由水泥灰巖、砂石鋪制而成。

來到辦公室，我們開始一天的工作，所使用的鉛筆的筆芯由石墨和黏土按照不同的比例加以混和、壓制而成；在紙漿中高嶺土有較強的穩定性，并且完好地保留在紙張纖維中，粒度細，流動性強，機械化生產中可確保紙張涂層厚度均勻，高嶺土可填補紙張纖維間的空隙，提高紙張密度，降低紙張透明度，改善紙張平整度，增強紙張吸收油墨的能力，高嶺土大量應用于制紙行業，生產白紙也要用硫、重晶石來提高白度和表面覆蓋率；現在辦公離不開的電腦則涉及到金、銀、鉑、鈀、鋅、錫、硅等礦產；辦公樓里的消防滅火裝置則涉及到鉍、鉛、錫、銻、銦等礦產。

中午飯點到了，我們去餐廳吃了一份麻婆豆腐，而石膏是把液態豆漿變成固態的豆腐的凝固劑。

下班由于路面交通擁堵，我們選擇乘坐地鐵回家。鐵軌是鐵、錳、釩、鈮等金屬合成的，地鐵站的導航LED顯示屏含有鋁、鈣、磷、砷、銦、鎵等礦產。

到家后，我們開窗透氣。窗戶是由鋁合金和玻璃構成，鋁合金由銅、硅、鎂、鋅、錳做成；玻璃由石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等做成。

晚餐后，我們打開電視。電視顯像管的熒光屏玻璃是用鍶來制作的，且電視背景墻裝修材料中含有硅藻土，能夠凈化空氣。

當我們身體不舒服時，也需要和礦物打交道。例如，芒硝、石膏、方解石等都是礦物藥，我們用來測體溫的溫度計中也含有金屬汞。

睡前，我們洗個熱水澡，太陽能熱水器的專用氟膜來自于螢石。

這樣計算下來，我們日常“約會”的礦產資源能夠達到四五十種之多，它是社會發展的重要物質基礎，影響著我們生活和工作的方方面面。

地質人：探知地球 初心不改

“地質”一詞最早見于三國時魏國王弼的《周易注·坤》，當時屬于哲學概念；1853年出版的《地理全書》中的“地質”一詞，是目前所能見到的最早具有科學意義的概念。

地質人職業前行的方向始終緊扣著時代發展需求的脈搏。伴隨著新中國的誕生，地質工作這棵生命之樹也逐漸生根發芽。

新中國成立后，我國地質工作發展經歷了六個階段：新中國成立初期快速建設發展階段（1945~1965年）、“文革”無序萎縮階段（1966~1976年）、“文革”后發展階段（1977~1990年）、地質工作的滯縮階段（1991~2005年）、地質工作快速發展階段（2006~2012年）及地質工作轉型發展階段（2013年至今）。

日復一日、年復一年，所有的地質人不畏艱險，不辭辛勞，腳踏實地，默默為我國地質事業發展、偉大中國夢的實現，貢獻著自己的智慧與力量。作為地質人，我們需要奔走在山水之間，日曬雨淋，風餐露宿。上天、入地、潛海，但凡蘊藏著富饒礦藏的地方，都能追溯到地質人的足跡。

黨的十九大賦予地質工作新的歷史使命：實現“兩個一百年”目標，要求提供更加安全、可靠、穩定、經濟的能源安全保障；建設生態文明，推動歷史發展，要求進一步深化對地球的認知，遵循、順應自然規律，提出地質解決方案；保障和改善民生，要求發揮地質信息、技術和資源的優勢，改善人居環境；區域協調發展七大戰略的實施，要求有效發揮地質工作的基礎性、先行性作用，解決重大的資源環境問題；打好全面決勝小康社會三大攻堅戰，推動經濟高質量發展，要求提供更加精準的、更高質量的、更廣領域的、更高技術含量的地質支撐服務；創新驅動發展，要求大力推進地質科技核心理論的創新，加快向深地、深海、深空進軍，搶占戰略的制高點；全面推動形成新格局，提高地質調查國際合作水平。

職業的信念感、時代的使命感、自然的強大魅力，時時激勵著一代又一代的地質人，不忘初心，忘我投入到平凡而又偉大的地質工作中。我們悅納大自然對我們身體的考驗、心靈的洗禮，悅納時代需求變換的考驗。

地質人的人生試煉之路，使其更加意識到人類是地球的一部分。而地質人探索地球的初心便是，更好地認知地球，更好地與大自然和諧共處。