近日，我公司博士后工作站與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)鄧軍院士研究團(tuán)隊(duì)合作，在國(guó)際權(quán)威期刊《American Mineralogist》發(fā)表重要學(xué)術(shù)成果。該研究首次系統(tǒng)揭示了山西鋁土礦中稀土元素的主要賦存載體與遷移富集機(jī)制，為全球巖溶型鋁土礦中稀土資源的高效開(kāi)發(fā)利用提供了關(guān)鍵理論支撐。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)鄧軍院士與劉學(xué)飛教授共同擔(dān)任通訊作者，張尚清博士后為核心合作者參與相關(guān)研究。

　　鋁土礦是重要的金屬礦產(chǎn)，其伴生的稀土元素是新能源、高端制造領(lǐng)域的核心戰(zhàn)略資源。華北地區(qū)是我國(guó)巖溶型鋁土礦的主要分布區(qū)，僅山西境內(nèi)探明儲(chǔ)量就超 50 億噸，且稀土含量普遍較高。但長(zhǎng)期以來(lái)，稀土在鋁土礦中究竟以何種形式存在、如何高效提取，一直是行業(yè)難題，導(dǎo)致提取效率低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重，制約了產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

　　為破解這一困境，雙方團(tuán)隊(duì)以山西艾雨頭、寬草坪、圣佛崖三個(gè)典型鋁土礦為研究對(duì)象，運(yùn)用多種高精度礦物分析技術(shù)，對(duì)鋁土礦全剖面的礦物組成與稀土分布展開(kāi)系統(tǒng)研究，取得三項(xiàng)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)。

　　研究明確了稀土的主要 “藏身之處”—— 硬水鋁石。分析顯示，這種礦物中的稀土含量遠(yuǎn)超其他礦物，最高可達(dá) 11666ppm，其承載的稀土總量占鋁土礦總稀土的 75% 以上，是稀土的主要宿主礦物。

　　團(tuán)隊(duì)還揭開(kāi)了稀土 “進(jìn)入” 礦物的關(guān)鍵機(jī)制：稀土離子與鋁離子半徑相近，在礦物形成的表生沉淀階段，稀土離子會(huì)替換掉硬水鋁石晶格中的鋁離子，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期富集。這一過(guò)程也讓山西鋁土礦中硬水鋁石的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)，略大于標(biāo)準(zhǔn)硬水鋁石。

　　這項(xiàng)研究兼具理論創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值。理論上，首次明確了不同成礦階段礦物富集稀土的差異，填補(bǔ)了巖溶型鋁土礦稀土成因理論的空白。應(yīng)用層面，明確硬水鋁石為稀土主要載體后，可針對(duì)性開(kāi)發(fā) “選擇性溶解硬水鋁石 — 稀土淋濾” 技術(shù)，相比傳統(tǒng)工藝，有望將稀土提取率提升 30% 以上，同時(shí)降低冶煉過(guò)程中的能耗與污染。此外，研究提出的稀土富集控制理論，還可推廣至全球主要巖溶型鋁土礦帶，為國(guó)際稀土資源勘探提供 “中國(guó)方案”。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.2138/am-2025-9748