镧系元素的存在和提取

10.1.10.1 存 在

镧系元素中除放射性元素 ¹⁴⁷Pm（β-衰变，半衰期为 2.5 年）外，镧系元素均以氧化态为+3 的化合物存在于自然界中，且彼此共生。已知镧系元素的矿物多至 250 种，能用作工业原料的矿物也有十余种。例如含铈组元素

（La、Ce、 Pr、 Nd、Sm、 Eu）的矿物有独居石（Ce、La）PO4，氟碳铈矿

（Ce、La）（CO3）F。含钇组元素的矿物有磷酸钇矿（YPO4）、褐钇铌矿（YNbO2）

以及硅铍钇矿（Y2FeBe2Si2O10）等。我国稀土资源极为丰富，包头白云鄂博轻稀土的储量超过国外储量好几倍。江西的离子吸附型重稀土矿是世界上未曾发现的矿种。此外，全国半数以上省区都已探明含有各种类型的矿床。据报导我国稀土资源储量达 3700 万吨，居世界首位，而世界许多国储量还不及我国的 1/5。

铕在一般稀土矿中含量特别少。由于它易形成+2 氧化态，故往往富集共生在碱土金属矿或铅矿中。在国外稀土矿的主要产地有美国、印度、巴西、澳大利亚和苏联等国。

10.1.10.3 矿物分解

从矿物中提取镧系元素可分三步：精矿的分解、化合物的分离和纯化、镧系金属的制备。

分解稀土矿物的方法有火法和湿法两种。火法分解又包括碳酸钠熔烧法和氯化法。例如，氟碳铈矿就可与 Na2CO3 在 873K～923K 下进行反应：

2REFCO3＋Na2CO3→RE2（CO3）3＋2NaF RE2（CO3）3 RE2O3＋3CO2

用酸溶解氧化物将稀土浸出。

湿法分解又可分为酸法和碱法两种。例如，独居石的氢氧化钠溶液分解法，是以浓 NaOH 溶液在 408～413K 下与矿物反应的方法：

REPO4＋3NaOH→RE（OH）3＋Na3PO4

稀土元素留在固相中，磷酸根进入溶液中。

独居石也可用硫酸分解，分解温度为 503～523K，反应： 2REPO4＋3H2SO4→RE2（SO4）3＋2H3PO4

硫酸分解产物用冷水浸出，然后用形成硫酸复盐的方法将稀土元素分离。