Войти
| Монацит | |
|---|---|
 Монацит- (Ce) | |
| Общий | |
| Категория | Фосфатные минералы |
| Формула (повторяющаяся единица) | (Ce, La, Th) PO 4 |
| Классификация Струнца | 8.AD.50 |
| Кристаллическая система | Моноклиника |
| Кристалл класс | Призматический (2 / м) (тот же символ H – M ) |
| Космическая группа | P2 1 / п |
| Идентификация | |
| Цвет | Оранжевый, фиолетовый, красновато-коричневый, коричневый, бледно-желтый, розовый, синий, зеленый, серый, |
| Хрустальная привычка | Обычно в виде призматических или клиновидных кристаллов. |
| Twinning | Контактные близнецы общие |
| Расщепление | Отлично на [100] плохо на [010] |
| Перелом | От конхоидальной до неровной |
| Твердость по шкале Мооса | 5,0–5,5 |
| Блеск | Смолистый, от стекловидного до адамантинового |
| Полоса | белый |
| Прозрачность | От полупрозрачного до непрозрачного |
| Удельный вес | 4.6–5.7 (4.98–5.43 для монацита-Ce) |
| Оптические свойства | Биаксиальный (+) |
| Показатель преломления | n α = 1,770–1,793 n β = 1,778–1,800 n γ = 1,823–1,860 |
| Плеохроизм | Слабый |
| Угол 2V | 10–26 ° |
| Температура плавления | 1900–2100 |
| Другие характеристики |  Радиоактивен, если богат ураном и / или торием, тускло-коричневая катодолюминесценция, парамагнитная |
| Магнетизм | Парамагнитный, умеренно сильный |
| Рекомендации | |
Монацит - это в первую очередь красновато-коричневый фосфатный минерал, содержащий редкоземельные элементы. Из-за изменчивости состава монацит считается группой минералов. Наиболее распространенным видом группы является монацит (Ce), то есть член группы с преобладанием церия. Обычно это происходит в небольших изолированных кристаллах. Он имеет твердость от 5,0 до 5,5 по шкале твердости минералов Мооса и относительно плотный, примерно от 4,6 до 5,7 г / см 3. Существует пять различных наиболее распространенных видов монацита, в зависимости от относительного количества редкоземельных элементов в минерале:
Элементы в скобках перечислены в порядке их относительной пропорции в минерале: лантан является наиболее распространенным редкоземельным элементом в монаците (La) и т. Д. Диоксид кремния (SiO 2 ) присутствует в следовых количествах, а также в небольших количествах урана и тория. Из-за альфа-распада тория и урана монацит содержит значительное количество гелия, который можно извлечь путем нагревания.
Монацит - важная руда для тория, лантана и церия. Часто встречается в россыпных отложениях. В Индии, Мадагаскаре и Южной Африке есть большие месторождения монацитовых песков. Месторождения Индии особенно богаты монацитом.
Монацит радиоактивен из-за присутствия тория и, реже, урана. Радиогенный распад урана и тория на свинец позволяет датировать монацит с помощью геохронологии монацита. Кристаллы монацита часто имеют несколько отдельных зон, которые сформировались в результате последовательных геологических событий, которые привели к кристаллизации монацита. Эти области можно датировать, чтобы получить представление о геологической истории вмещающих пород.
Название монацит происходит от греческого μονάζειν («одиночный»), через немецкого « монацит», в связи с его изолированными кристаллами.
Структура монацита. Цветовая схема: красный = O, бледно-голубой = P, темно-серый = Ce (III) и другие лантаноиды и актиниды. Все монациты имеют одинаковую структуру, а это означает, что связность атомов очень похожа на другие соединения типа M (III) PO 4. Центры M (III) имеют искаженную координационную сферу, окруженную восемью оксидами с расстояниями M – O около 2,6 Å в длину. Фосфатный анион, как правило, тетраэдрический. Такой же структурный мотив наблюдается и для хромата свинца (PbCrO 4 ).
Открытка с изображением монацитовой шахты в Шелби, Северная Каролина, с изображением следов тележек и моста. Монацитовый песок из Бразилии был впервые замечен в песке, перевозимом в балласте корабля, Карлом Ауэром фон Вельсбахом в 1880-х годах. Фон Вельсбах искал торий для своих недавно изобретенных накаленных мантий. Монацитовый песок быстро стал источником тория и стал основой индустрии редкоземельных металлов.
Монацитовый песок также недолго добывался в Северной Каролине, но вскоре после этого были обнаружены обширные месторождения на юге Индии. Бразильский и индийский монацит доминировали в отрасли до Второй мировой войны, после чего основная горнодобывающая деятельность перешла в Южную Африку. В Австралии также есть крупные месторождения монацита.
Монацит был единственным значительным источником коммерческих лантаноидов, но беспокойство по поводу утилизации радиоактивных дочерних продуктов тория, бастнезита, пришел в 1960-х годах на замену монацита при производстве лантанидов из-за гораздо более низкого содержания в нем тория. Повышенный интерес к торию для ядерной энергетики может вернуть монацит в коммерческое использование.
Порошок монацита 
Монацит - местонахождение: Мадагаскар - экспонируется в Минералогическом музее, Бонн, Германия Из-за своей высокой плотности минералы монацита концентрируются в аллювиальных песках, когда они высвобождаются в результате выветривания пегматитов. Эти так называемые россыпные отложения часто представляют собой пляжные или ископаемые песчаные пляжи и содержат другие тяжелые минералы, представляющие коммерческий интерес, такие как циркон и ильменит. Монацит можно выделить в виде почти чистого концентрата с помощью гравитационного, магнитного и электростатического разделения.
Отложения монацитового песка неизбежно имеют монацитовый ( Ce ) состав. Обычно лантаноиды в таких монацитах содержат около 45–48% церия, около 24% лантана, около 17% неодима, около 5% празеодима и небольшие количества самария, гадолиния и иттрия. Концентрации европия обычно низкие, около 0,05%. Южноафриканский «каменный» монацит из Стинкампскраала перерабатывался в 1950-х и начале 1960-х годов Линдсейским химическим подразделением Американской калийной и химической корпорации, в то время крупнейшего производителя лантаноидов в мире. Монацит Steenkampskraal обеспечил поставку полного набора лантаноидов. Очень низкие концентрации самых тяжелых лантаноидов в монаците оправдывают термин «редкоземельные элементы» для этих элементов с соответствующими ценами. Содержание тория в монаците варьирует и иногда может достигать 20–30%. Монацит из определенных карбонатитов или из залежей оловянных руд Боливии практически не содержит тория. Однако промышленные монацитовые пески обычно содержат от 6 до 12% оксида тория.
Первоначальный процесс «крекинга» монацита для извлечения содержащихся в нем тория и лантанидов заключался в нагревании его с концентрированной серной кислотой до температур от 120 до 150 ° C в течение нескольких часов. Вариации соотношения кислоты и руды, степени нагрева и степени добавления воды впоследствии привели к нескольким различным процессам отделения тория от лантаноидов. В одном из процессов торий выпадал в осадок в виде фосфата или пирофосфата в неочищенной форме, оставляя раствор сульфатов лантанидов, из которого лантаноиды могли быть легко осаждены в виде двойного сульфата натрия. Кислотные методы привели к образованию значительных кислотных отходов и потере фосфатного содержания в руде.
В более позднем процессе используется горячий раствор гидроксида натрия (73%) при температуре около 140 ° C. Этот процесс позволяет извлекать ценный фосфат из руды в виде кристаллического тринатрийфосфата. Смесь лантаноида / гидроксида тория можно обработать соляной кислотой для получения раствора хлоридов лантаноидов и нерастворимого осадка менее основного гидроксида тория.
Технологическая схема извлечения редкоземельных металлов из монацитовой руды с использованием гидрометаллургии Следующие шаги подробно описывают извлечение редкоземельных металлов из монацитовой руды. Процесс требует множества нейтрализаций и фильтров.
Конечными продуктами, получаемыми в этом процессе, являются торий-фосфатный концентрат, гидроксиды РЗЭ и урановый концентрат.
