عناصر کمیاب و منابع آنها در روی زمین

عناصر کمیاب زمین، عنصرهای ۵۸ تا ۷۱جدول تناوبی را تشکیل میدهند و جزو عناصر واسطه داخلی می باشند. وجه تسمیه لانتانیدها از عنصر ۵۷ جدول یعنی لانتان(La)گرفته شده است. باید توجه داشت که خواص شیمیایی این دسته از عناصر مشابه خواص لانتان می باشد. در واقع اطلاق نام عناصر نادر یا کمیاب، از آنجائیکه این عناصر نه کمیابند و نه به آن دسته از اکسیدهای خاکی مانند(اکسیدهای)آلومینیوم، زیرکونیوم و ایتریوم تعلق دارند، غلط مصطلح است. زمانی که نخستین اعضای این گروه برای اولین بار کشف شد، بصورت اکسید مجتمع گردیده بودند و از آنجایی که این اکسیدها تا اندازهای به اکسیدهای کلسیم، منیزیم و آلومینیوم که بعدها به آنها عنوان اکسیدهای خاکی اطلاق گردید شباهت دارند، لذا این عناصر به نام عناصر کمیاب معروف گردیدند. در هر صورت باید توجه داشت که سریوم در پوسته زمین بسیار فراوان تر از سرب بوده و نیز ایتریم از قلع بسیار فراوانتر است و حتی بایداذعان نمود که کمیاب ترین خاکهای کمیاب، به استثنای پرومتیم، بسیار از عناصر گروه پلاتین فراوانترند.
مهمترین کانی های عناصر کمیاب عبارتند ازمونازیت، زنوتیم، بستناسیت. معمولااین مواد بوسیله اعمال مکانیکی مانند شناورسازی و یا استفاده از روشهای مغناطیسی تغلیظ میشوند. سپس لانتانیدها در حالتیکه بصورت کانیهای فسفات یا سیلیکات می باشند، بوسیله اسید مورد شستشو قرار می گیرند. برخی از کانیها مانندکولومبوتانتالات ها با کربن حرارت داده شده و یا تحت تاثیر کاستیک قوی قبل از سنگ شویی قرار داده میشوند.
● منابع عناصر کمیاب در روی زمین :
کربناتیت ها بیشتر با سنگهای آذرین آلکالن در ریفت های داخل قاره ای وبه ندرت جزایر اقیانوسی ونقاط داغ داخل قاره گزارش شده اند . کربناتیت ها از دوره پر کامبرین تا عهد حاضر گزارش شده اند.مواد معدنی مهمی از کربناتیت ها بدست می آیند عبارت اند از نیوبیوم، آهن، آپاتیت، عناصر کمیاب، ورمیکولیت، استرانسیوم، باریم، زیرکون، اورانیوم، فلوریت و تیتان.
کربناتیت های حاوی عناصر کمیاب از نوع آهن دار هستند.این کربناتیت ها به ندرت یافت می شوند. کربناتیت های آپاتیت-مگنتیت اکثرا دارای مقدار کمی عناصر کمیاب هستند. دو کمپلکس کربناتیت کولا(Kola)در روسیه و مانت پاس(Mountain pass)در کالیفرنیا(آمریکا)ذخایر قابل توجهی از عناصر کمیاب دارند.
کانیهای مهمی که در این ذخایر یافت می شوند عبارتند:
▪ پیرو کلر (Ca.Na)۲(Nb.Ta)۲O۶(O.OH.F)
▪ بادالیت ZrO۲
▪ باستانسیت F.OH)(Ce.La)۲CO۳)
▪ مونازیت CePO۴
▪ پاریزیت Ca.La)۲(CO۳)۳F۲)
حدود ۱۳۰کانی مختلف تاکنون در کربناتیت ها تشخیص داده شده است.
عناصرکمیاب می تواند از سنگهای آذرین آلکالن حاصل شود(سمینوف وهمکاران ۱۹۷۲).عناصر کمیاب اکثرا در سنگهای آلکالن غنی از سدیم-پتاسیم اسیدی یافت می شود. نفلین سیانیت ها حاوی عناصر کمیاب می باشند.
پگماتیت هایی که در عمق۵/ ۳تا ۷ کیلومتری(عمق متوسط)از سطح زمین تشکیل شده اند به پگماتیت های حاوی عناصر کمیاب معروفند.بیشتر کانی های حاوی عناصر کمیاب به صورت پلاسر یافت می شوند.
کانی های زیر حاوی عناصر کمیاب می باشند :
▪ مونازیت Ce,La,Nd,Th)PO۴)
▪ زینوتیم YPO۴
▪ آلانیت (Ce,Ca,Y)۲(Al+۳,Fe+۳)۳O(SiO۴)(Si۲O۷)(OH)
▪ سریوپیرو کلر (Ce,Ca,Y)۲(Nb,Ta)۲O۶(OH,F)
▪ ایتروپیرو کلر Y,Na,Ca,Y)۱-۲(Nb,Ta,Ti)۲(O.OH)۷)
▪ لوپاریت Ca,Na,Ce)(Ti,Nb)O۸)
▪ گادولینیت Gadolinite)۲BeO.FeO.Y۲O۳.۲SiO۲)
▪ بستنا سیت Bastanasite)CeFCO۳)
▪ سامارسکیت Samarskite)(Ca,Fe,UO۲)۳O.Y۲O۳.۳(Nb,Ta)۲O۵)
▪ فرگوزنیت fergusonite)Y۲O۳.۳(Nb.Ta)۲O۵)
▪ اگزنیت Euxenite)Y۲(NbO۳)۳.Y۲(TiO۳)۳.۱ ۱/۲H۲O)
▪ ایتروفلوئوریت Yttrofluorite)۲YF۳۳CaF۳)
● زینوتیم( YPO۴):
زینوتیم یکی از کانی های کمیاب ایتریوم می باشد . Wakefielditeو chernovite-(Y)دیگر کانی های ایتریوم هستند هرچند به ترتیب وانادات وارسنات می باشند. اغلب اوقات اورانیوم وبرخی از عناصر کمیاب مانند ایربیوم، تریوم، ایتریوم، زیرکونیوم در این کانی یافت می شود. زینوتیم به مقدار کم رادیواکتیویته می باشد
● گادولینیت(Gadolinite):
فرمول شیمیایی ۲BeO.FeO.Y۲O۳.۲SiO۲
نام دیگر آن Yttrium Iron Beryllium Silicateاست. این کانی تاحدی کانی کمیاب است . شکل آن منشوری، مقطع عرضی بلورها به شکل الماس، ومعمولابه رنگ سبز وبادرخشندگی زیبا می باشد. این کانی حاوی دو عنصر ایتریوم(yttrium)وبریلیوم(beryllium)می باشد.اتریوم(yttrium)یک فلز کمیاب زمین است ودر صنعت مورد استفاده قرار می گیرد
● سامارسکیت(Samarskite):
نام دقیق آن smarskite-yاست این کانی در گرانیت پگماتیت ها در سنگهای آذرین درونی که آرام سردشده اند یافت می شود.سامارسکیت همراه کوارتز، فلدسپات، کلومبیت، تانتالیت، وبرخی ازعناصر کمیاب می باشد. رنگ آن مشکی مخملی تا قهوه ای تیره است.وکریستال های آن مات و رادیواکتیویته می باشدواغلب با لیمونیت(Limonit)پوشیده شده است.درکوهای ارال در روسیه، نروژ،سوئد، برزیل، امریکا یافت می شود
● ایتروفلوئوریت(Yttrofluorite):
این کانی حاوی فلرورید ومقدار قابل محسوس ایتریوم(Ytrium )می باشدویون های(Ca)در ساختار های فلورید جایگزین شده اند . این کانی در روسیه، امریکا، نروژ، ژاپن، مغولستان یافت می شود.

نویسنده: محمد مهدی مالکی

منبع : سایت جامع علمی داکفا