我們經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。

 

實際上，稀土礦物的礦物學性質和化學性質較為復雜。因此，稀土元素的開采具有挑戰性，因為富含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和礦物加工技術。另一個難關就是稀土礦物通常含釷 (Th)，這是一種放射性元素，會產生放射性廢物，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，作為采礦運營商要如何準確的評估礦床開采的可行性？特別是當要開采的地區位置較為偏遠且開采現場沒有實驗室時，采礦運營商要如何分別評估富含稀土元素地區開采的可行性呢？

 

首先，我們來回顧稀土元素本身的基礎知識。根據國際理論與應用化學聯合會 (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57的鑭 (La) 到原子序數71的镥 (Lu) 的元素。

 

因此，采礦運營商需要在挖掘之前繪制區域地圖并分析地質樣本。通常使用的工具是便攜式 XRF 分析儀，其所使用的技術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，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 射線源激發而發射的熒光(或二次) X 射線。樣本中的每種元素都會產生一組特有的熒光 X 射線，或“獨特指紋”。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用的主要優勢

 

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，可以準確提供過程監督、質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，圈定礦體，篩除廢料，杜絕隨機盲目開采，獲得可靠的數據，盡量減少寄送樣本到外部檢測實驗室的需要。

 

對目標區域取樣，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 技術進行分析，檢測從鎂到鈾元素中的稀土元素和伴生元素。

 

該技術有助于地質學家和礦工在復雜礦物中尋找目標元素，是指導稀土元素提取、尋找高品位富集區和確定采礦過程中低品位礦石開采可行性的重要工具，大幅降低了實驗室的分析成本。該技術能夠定位異常情況，識別鉆探目標，有助于采礦運營商做出明智的決定，加快稀土元素的開采。

 

根據美國地質調查局的相關信息我們了解到，可從電池、永磁體和熒光燈中回收的稀土數量有限。

 

因此，如果我們無法經濟合理地開采稀土，很多日常用品就無法使用，或者是價格會更高，包括永磁體、工業和汽車用的催化劑、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，各種不同技術能夠將這些材料用于可再生能源、低能耗照明、排放控制、電子、醫療、軍事、激光、超導體和眾多其他高科技應用中。