我們經(jīng)常著文論述稀土元素 (REE) 礦物及其在地殼中的廣泛分布情況。盡管稀土元素的含量相對較高，但很少在可開采的礦床中富集。

 

實(shí)際上，稀土礦物的礦物學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)較為復(fù)雜。因此，稀土元素的開采具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)楦缓�稀土元素的礦物不止一種，并且每種礦物都需要不同且昂貴的提取技術(shù)和礦物加工技術(shù)。另一個難關(guān)就是稀土礦物通常含釷 (Th)，這是一種放射性元素，會產(chǎn)生放射性廢物，造成額外的處理和加工成本。

 

XRF 分析法讓評估礦床開采有的放矢

 

那么，作為采礦運(yùn)營商要如何準(zhǔn)確的評估礦床開采的可行性？特別是當(dāng)要開采的地區(qū)位置較為偏遠(yuǎn)且開采現(xiàn)場沒有實(shí)驗(yàn)室時，采礦運(yùn)營商要如何分別評估富含稀土元素地區(qū)開采的可行性呢？

 

首先，我們來回顧稀土元素本身的基礎(chǔ)知識。根據(jù)國際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會 (IUPAC)1的命名法，稀土元素包括鈧 (Sc)、釔 (Y) 和鑭系元素，即元素周期表中從原子序數(shù)57的鑭 (La) 到原子序數(shù)71的镥 (Lu) 的元素。

 

因此，采礦運(yùn)營商需要在挖掘之前繪制區(qū)域地圖并分析地質(zhì)樣本。通常使用的工具是便攜式 XRF 分析儀，其所使用的技術(shù)可檢測出從鎂到鈾的元素，包括輕稀土元素，即鑭 (La)、鈰 (Ce)、鐠 (Pr)、釹 (Nd)、鈧 (Sc) 和釔 (Y)。這些元素通常與重稀土元素出現(xiàn)在同一礦床中，因此可以通過釔和鈧的檢測值推斷出重稀土元素的含量。

 

X 射線熒光光譜 (XRF) 法是一種無損分析技術(shù)，用于測定材料的元素組成。XRF 分析儀的工作原理是檢測樣本受到一次 X 射線源激發(fā)而發(fā)射的熒光(或二次) X 射線。樣本中的每種元素都會產(chǎn)生一組特有的熒光 X 射線，或“獨(dú)特指紋”。每種元素的光譜指紋不同，這就使得 XRF 分析成為定量和定性檢測的理想方法。

 

賽默飛分析儀器：手持式 XRF 分析儀在礦床開采應(yīng)用的主要優(yōu)勢

 

手持式 XRF 分析儀是分析露天礦和地下礦山中礦石樣本的可靠方法，可以準(zhǔn)確提供過程監(jiān)督、質(zhì)量保證和各種其他操作決策(如品位控制)所需的可靠信息。

 

便攜式 XRF 技術(shù)有助于確定低品位資源開采的可行性，尋找局部高品位的富集區(qū)，圈定礦體，篩除廢料，杜絕隨機(jī)盲目開采，獲得可靠的數(shù)據(jù)，盡量減少寄送樣本到外部檢測實(shí)驗(yàn)室的需要。

 

對目標(biāo)區(qū)域取樣，并將樣本粉碎成小于250µm 的典型粒徑，并移入帶有4µm 聚丙烯薄膜的樣本杯。然后，利用 XRF 技術(shù)進(jìn)行分析，檢測從鎂到鈾元素中的稀土元素和伴生元素。

 

該技術(shù)有助于地質(zhì)學(xué)家和礦工在復(fù)雜礦物中尋找目標(biāo)元素，是指導(dǎo)稀土元素提取、尋找高品位富集區(qū)和確定采礦過程中低品位礦石開采可行性的重要工具，大幅降低了實(shí)驗(yàn)室的分析成本。該技術(shù)能夠定位異常情況，識別鉆探目標(biāo)，有助于采礦運(yùn)營商做出明智的決定，加快稀土元素的開采。

 

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的相關(guān)信息我們了解到，可從電池、永磁體和熒光燈中回收的稀土數(shù)量有限。

 

因此，如果我們無法經(jīng)濟(jì)合理地開采稀土，很多日常用品就無法使用，或者是價(jià)格會更高，包括永磁體、工業(yè)和汽車用的催化劑、玻璃拋光粉、玻璃添加劑、金屬和合金、電池合金、陶瓷、顏料或熒光粉——所有這些都需要稀土元素。

 

此外，各種不同技術(shù)能夠?qū)⑦@些材料用于可再生能源、低能耗照明、排放控制、電子、醫(yī)療、軍事、激光、超導(dǎo)體和眾多其他高科技應(yīng)用中。