稀土礦物（Rare earth minerals）又稱“萬能之土”，是指稀土與其他元素一起以離子化合物的形式賦存于礦物晶格中的礦物，廣泛的含義還包括含有稀土的礦物及稀土呈離子吸附態(tài)的礦物。稀土礦物中最具有工業(yè)利用價值的主要是氟碳鈰礦、獨居石、磷釔礦和風化殼淋積型礦。已發(fā)現的稀土礦物約有250種，其中具有工業(yè)價值的約50～60種，具有開采價值的只有10種左右。自然界賦存于礦物中的ree劃分為3種存在形式，即獨立礦物、類質同象、離子狀態(tài)。
稀土礦物屬于氟化物、復氧化物、碳酸根、磷酸鹽和硅酸鹽類等。稀土礦物的顏色依成分而變，不含鐵的稀土礦物呈黃色、黃褐色、橙黃色和紅褐色，含鐵的稀土礦物呈黑色。稀土礦物的摩式硬度為4~6，折光率為1.6~1.9，氧化物的折光率達2.0以上。
稀土礦物為重要戰(zhàn)略礦產資源，礦物中蘊含的稀土材料，可應于冶金、機械、玻璃、陶瓷、石油、化工、電子、光學、磁學、醫(yī)學、生物、航空航天、原子能工業(yè)等領域。稀土是化學元素周期表中鑭系（鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥）15個元素和21號元素鈧、39號元素釔（共17個元素）的總稱。據其物理化學性質的差異性和相似性，可分為輕稀土組（鑭～钷）、中稀土組（釤～鏑）和重稀土組（鈥～镥加上鈧和釔）。
主要特征
礦物組成
許多稀土礦物組成復雜，含有、、鋸、鈕、鈦等多種有價值成分，就礦物的化學形態(tài)而來，含有磷酸鹽、碳酸根、硅酸鹽、硅鈦酸鹽、酸鹽和鈦鈮鉭酸鹽等成分，由于其廣泛發(fā)生等價和異價類質同象置換現象，許多礦物的成分變化無常，而稀土元素存在的類質同象決定了它們共同參與形成一定的礦物，常見一種礦物中存在四、五種稀土元素，偶爾其數目可達15種。
物理特性
稀土礦物的顏色依成分而變，不含鐵的稀土礦物呈黃色、黃褐色、橙黃色和紅褐色，含鐵的稀土礦物呈黑色。稀土礦物的摩式硬度為4~6，折光率為1.6~1.9，氧化物的折光率達2.0以上。在部分類質同象系列礦物中，折射率會隨TR含量的增加而增加。稀土礦物的磁性較弱，含鐵的氧化物和硅酸鹽具有順磁性，其導電性不良，幾乎全部都是介電體。多數稀土礦物的放射性都偏高，熔點一般介于1500~2000°C之間，只有含金屬的稀土硅酸鹽例外。下圖是常見工業(yè)稀土礦物的物化性質。
結構特征
表生的稀土礦物具有偏膠質和膠質結構，部分礦物是變生非晶體，而變生非晶轉變作用在不同的礦床中發(fā)育程度不同。大多數稀土礦物都具有立方晶系、三方晶系和斜方晶系等，晶體少見晶形完好，通常只有零點幾厘米。
氟碳鈰礦為三方晶體，依據鍵能分類為離子晶格結構，氟碳鈰礦是典型的由Ce、F和CO2-組成的島狀結構，其內部存在Ce-O、Ce-F和C-O鍵，前兩者離子性較強，在外力作用下易斷裂，其晶體結構見下圖：氟菱鈣鈰礦與氟碳鈰礦結構類似。
獨居石為單斜晶體，這一結構中，【PO4】呈孤立四面體，陽離子Ce位于四面體中間，與6個【PO4】呈孤立四面體相連。外觀為斜方柱晶類，呈板狀或柱狀晶體，晶面常有條紋。同為單斜晶系的稀土礦物還有硅鈹釔礦。
磷釔礦為四方晶系，與鋯石結構相似，形態(tài)為復方雙錐晶類，呈c軸延長的短柱狀。常見單形為四方柱和雙方錐，見下圖：
易解石為正交晶系，晶體結構中Ti、Nb組成歪曲的八面體，每兩個八面體以棱相連成對，每對八面體再以角頂相連呈鋸齒狀平行于c軸的鏈，鏈與鏈間錯開以角頂相連構成架。陽離子Ce以配位數為8位于骨架空隙中。晶體形態(tài)為斜方雙錐類，粒狀、板狀、針狀晶體。如圖所示：同為斜方晶系的稀土礦物還有：復稀金礦、黑稀金礦等。
褐釔鈮礦為四方晶系，受熱可變成單斜晶系，晶體呈四方柱狀、四方雙錐狀或桶狀。但常呈粒狀產出。見下圖
發(fā)現歷史
稀土的發(fā)現史
人類發(fā)現稀土的歷史始于1794年，首次從硅鈹釔礦中分離出釔土，終于1947年發(fā)現最后一種稀土元素，跨越了150年，消耗了幾十位化學家的大量精力。1787年瑞典人斯萬特·阿累尼烏斯在斯德哥爾摩附近的伊特比村發(fā)現了一種黑色石頭（硅鈹礦），1794年芬蘭人加多林從中分離出了一種土性氧化物，將其命名為釔土。1803年德國人克萊普羅斯，瑞典人永斯·貝采利烏斯和西辛格爾各自從鈰硅礦中提取處理鈰土。鈰土和釔土并非單一金屬元素的氧化物，而是多種氧化物的混合物，1907年人們陸續(xù)從中分離出16種稀土元素。第17種稀土元素钷為放射性元素，1947年瑪利斯基和格倫丹寧等人在鈾裂變產物中找到了147Pm，至此稀土元素全部被發(fā)現。1972年人們在首次天然鈾提取物中找到了天然存在的147Pm。
世界主要稀土礦的發(fā)現
巴西是世界上最早生產和銷售稀土礦物的國家，巴西出口獨居石的歷史可以追溯到1884年，其獨居石資源主要位于巴西東部沿海。印度的特拉范科獨居石礦床位于印度西南海岸的恰瓦拉和馬納范拉庫里奇，于1911年發(fā)現，1911年-1945年間獨居石供應量占全球一半；1958年印度在比哈爾邦的蘭契高原發(fā)現獨居石礦，尚未開發(fā)。1949年，美國兩名找礦工人將樣品交給美國地質調查局檢測時意外發(fā)現稀土成分，隨后美國進行大規(guī)模勘探，從而發(fā)現了芒廷帕斯稀土礦；同年美國貝諾杰稀土礦被發(fā)現并于1953年被報道。1976年海伍德資源公司在對加拿大西北領地州麥肯錫礦區(qū)進行鈾礦勘探時發(fā)現了托爾胡稀土礦；1999年加拿大霍益達斯湖稀土礦被發(fā)現。澳大利亞維爾德山稀土礦于1966年開展航空磁測時被發(fā)現。
1934年中國科學家何作霖發(fā)現白云鄂博礦區(qū)的鐵礦中有稀土礦物元素，此后中國陸續(xù)探明了一批重要的稀土礦。20世紀50年代發(fā)現內蒙古白云鄂博鐵鈮稀土礦；20世紀60年代中期發(fā)現江西省、廣東省等地的風化淋積型稀土礦；20世紀70年代發(fā)現山東微山中型稀土礦；20世紀發(fā)現四川涼山“牦牛坪式”大型稀土礦。
形成原因及礦床類型
稀土礦床是由各種地質作用形成的，各種不同的地質作用形成不同的礦床類型。地質成礦作用，按照其性質和能量來源可分為：巖漿成礦作用、沉積—風化成礦作用和變質成礦作用。這三種成礦作用分別形成相應的稀土礦床：巖漿型稀土礦床、沉積—風化型礦床和變質型礦床。
巖漿型礦床
巖漿型礦床的形成主要與巖漿活動有關，是在地球不同深度的溫度和壓力作用下完成的。根據物理、化學條件以及巖漿熱液類型的不同，巖漿型稀土礦床分可為以下幾種類型：1.花崗石、堿性花崗巖、花崗閃長巖及鈉長石花崗巖稀土礦床；2.堿性巖型稀土礦床；3.火成碳酸根型稀土礦床；4.偉晶巖型稀土礦床；5.熱液脈型稀土礦床。
沉積—風化型礦床
沉積—風化型稀土礦床是由于水、空氣和生物作用及沉淀作用，而形成的稀土礦床，它包括：1.沉積巖型稀土礦床；2.砂巖型稀土礦床；3.花崗巖類風化殼型稀土礦床。
變質型礦床
變質型稀土礦床包括變質巖型稀土礦床和沉積變質碳酸鹽型稀土礦床兩種類型。變質巖型稀土礦床是由于變質作用引起稀土的富集而形成的，其中廣泛分布的礦物是獨居石；沉積變質碳酸鹽型稀土礦床規(guī)模一般不大，礦體附近有火成巖的侵入，并有透輝石、石榴石、硅鎂石等礦物形成。
分布區(qū)域
世界稀土資源主要集中在中國、巴西、越南、俄羅斯、美國、印度、澳大利亞、格陵蘭島、加拿大、南非等國家和地區(qū)。據美國地質勘探局（United States Geological Survey，USGS）的統(tǒng)計，2017年世界稀土儲量（按氧化物計）總量為12000萬噸，其中中國為4400萬噸，巴西、越南均為2200萬噸，俄羅斯為1800萬噸。
中國稀土資源分布廣泛，22個省市自治區(qū)都存在稀土礦藏，品種齊全。主要稀土礦有：內蒙古自治區(qū)白云鄂博礦區(qū)稀土礦，四川冕寧稀土礦，山東微山稀土礦，南方七省的離子吸附型稀土礦，以及漫長海岸線上的海濱砂礦等。白云鄂博的稀土礦與鐵共生，主要稀土礦物為氟碳鈰礦與獨居石，因此被稱為混合礦；微山稀土礦和冕寧稀土礦主要是氟碳鈰礦，并有重晶石等伴生，是一類組成相對簡單且易選的稀土礦；江西省風化殼淋積型稀土礦是一種新型的稀土礦種，它的選冶相對比較簡單，且含中重稀土含量較高，是一類極具潛力的稀土礦種。
印度的稀土主要為砂礦,其獨居石的開采歷史始于 1911 年，最大礦床分布在拉拉邦、馬德拉斯邦和奧里薩拉邦。馬來西亞的稀土礦來源主要是錫礦的尾礦，從中可以回收獨居石、磷釔礦和鈮釔礦等稀土礦物，馬來西亞是世界重稀土和釔的主要來源。
整個美洲都蘊藏著稀土資源。美國的稀土資源主要有氟碳鈰礦、獨居石及在選別其他礦物時作為副產品回收的黑稀金礦、硅鈹釔礦和磷釔礦。位于加利福尼亞州的圣貝迪諾縣的芒廷帕斯礦，是世界上最大的單一氟碳鈰礦。佛羅里達州的格林科夫斯普林斯礦，獨居石較為豐富。此外，北卡羅來納州、南卡羅來納州、佐治亞州、愛達荷州和蒙大拿州也有儲量相當可觀的砂礦分布。加拿大的稀土礦主要來源為鈾礦副產物，安大略省、魁北克省、紐芬蘭島和拉布拉多省均有分布。巴西的獨居石資源集中分布在從里約熱內盧到北部福塔萊薩的東部沿海地區(qū)。
應用領域
重要戰(zhàn)略礦產資源
稀土是重要的戰(zhàn)略礦產資源。稀土礦物具有戰(zhàn)略資源必須的重要性、稀缺性和獨特性等特點，在國防和經濟中扮演著不可或缺且難以替代的角色。稀土在原子能、冶金、石油、航天、航空、電子產業(yè)、光學影像、化工、紡織、服裝、醫(yī)藥生產、農業(yè)生產等都離不開稀土元素，由于其廣泛應用于高端科技產品及軍事精密武器等領域，對國家安全意義重大。
稀土在武器制造領域可用于制造雷達、夜視鏡以及被稱為“靈巧炸彈”的精密制導武器等各種武器裝備，例如：釤鈷磁鐵被用于M1A2主戰(zhàn)坦克搭載的導航系統(tǒng)和驅逐艦裝備的SPY-1雷達。
傳統(tǒng)領域
冶金/機械
混合稀土金屬、稀土硅化物及稀土有色金屬中間化合物可煉制優(yōu)質鋼、有色金屬及合金材料，在鋁合金或鎂合金中加入稀土后，可以制造輪船引擎上的葉輪、飛機及G4FG發(fā)動機和導彈上的部件，在鋁鋯合金中加入適當的稀土可以提高電纜的抗拉強度，而不降低其導電性。
石油/化工
稀土在石油/化工中主要應用于裂化催化領域，可提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，提高原料油裂化轉化率，增加汽油和柴油的產率，減少石油催化裂化過程中二氧化硫的排放，降低燃油中的硫含量等。
玻璃
稀土玻璃主要是指含有稀土氧化物的硼酸鹽和硅酸鹽系統(tǒng)的光學玻璃。除稀土光學玻璃之外，稀土在著色感光玻璃、光敏微晶玻璃、旋光玻璃、光致變色玻璃、紅外玻璃、有色玻璃、防輻射及耐輻射玻璃等多種新型光功能玻璃中都有十分重要的應用。
農業(yè)/輕工/紡織
稀土在農業(yè)中的應用有農用產品、飼料等，在輕工及紡織中的應用包括有合成樹脂、橡膠催化劑、纖維助染劑、塑料熱穩(wěn)定劑、加工改性劑、成核劑、轉光劑等。
新材料領域
稀土永磁材料
稀土永磁材料具有高磁性、耐高溫、穩(wěn)定性好等特點，在風力發(fā)電、交通運輸工具、國防軍工、微波通信技術等領域有所應用。如在風力發(fā)電方面，發(fā)電機使用燒結鐵硼永磁體后電量提高了20%，使用壽命延長一倍。在國防軍工方面，MIM-104防空導彈制導系統(tǒng)中使用了約4kg的釤鈷磁體和釹鐵硼永磁體；F-22戰(zhàn)斗機發(fā)動機使用了稀土永磁材料；神舟九號、嫦娥一號、嫦娥二號衛(wèi)星、天宮一號等的運載系統(tǒng)、對接機構、掃描及成像系統(tǒng)中使用了大量高性能的釤鈷永磁材料。
稀土儲氫材料
稀土儲氫材料可應用于航空航天、軍事、能源、化工、電子等眾多領域，當稀土儲氫材料作為氫電池的陰極材料時，能夠使電池能量密度提升兩倍，因而被廣泛用于計算機、筆記本電腦、數碼相機、數碼通信設備等的電池研發(fā)中。
稀土發(fā)光材料
稀土發(fā)光材料具有光吸收能力強、轉化效率高、色純度高、色彩鮮艷、物理化學性質穩(wěn)定、可承受高能輻射等特點，可被應用于固體光源、發(fā)光二極管、平板圖像顯示、彩色電視、X射線成像、閃爍體、熒光燈、激光材料等領域的研究。
稀土催化材料
稀土催化劑主要應用于機動車尾氣凈化、天然氣催化燃燒、催化合成橡膠等領域。如2009年，我國成功研制出完全自主設計的機動車尾氣凈化器，使汽車排放水平超過國IV排放標準，提升了凈化器器的使用壽命。2015年，我國研發(fā)的新型高效稀土催化體系實現了萬噸級稀土異戊橡膠工業(yè)化裝置的應用，使每噸異戊橡膠產品的主催化劑成本降至300元以下，產品質量達到了國內外同類產品的最高水平。
其他稀土功能材料
納米稀土功能材料已經研發(fā)出納米黏結釹鐵硼永磁體、納米稀土磁制冷材料，以及稀土納米晶、稀土功能有序介孔材料、高質量的上轉換發(fā)光納米晶及納米晶超晶格等多種功能材料。
礦物開采
采礦
有三種類型的開采方法，第一類為露天開采，需先將礦體上覆的巖土剝離，然后開采礦體。其中硬巖礦物多采用臺階式機械化開采，砂礦開采包括臺階式機械化開采、水利機械化開采、采砂船開采等方式。第二類為地下開采，適用于剝采比過大或者地表需要保護而不宜露天開采的礦床，根據采場地壓管理的特點，地下采礦方法可分為空場采礦法、充填采礦法和崩落采礦法等。第三類為特殊開采，包括溶浸（池浸、堆浸、原地浸礦）、水溶、熱熔、鹽湖采礦和海洋采礦等。
選礦
礦物型稀土礦
原生稀土礦常用的選礦方法有：單一浮選、浮選-重選、重選-電選-強磁-浮選等聯(lián)合工藝流程。要獲得高品質的稀土精礦，有時還需要經過浮選，稀土浮選在強酸和強堿介質中會受到抑制，通常在弱堿或者中等堿度介質中浮選效果更好。
離子型稀土礦
離子型稀土礦中的ree主要是以離子形態(tài)吸附于黏土類礦物表面或晶層間，故只能采用化學選礦的方法進行回收。離子型稀土礦的化學選礦可分為浸礦和提取兩步，先將稀土從礦體中浸出，然后再從浸出液中提取稀土。浸礦的機理是：在離子型稀土礦中，被吸附在黏土表面的稀土陽離子遇到化學性質更活潑的陽離子（Na+，NH4+等）時，會被更活潑的陽離子解吸下來進入溶液，達到浸出目的。
分類
已發(fā)現的稀土礦物有250種以上，其中具有工業(yè)價值的約50～60種，但實際在工業(yè)上利用的礦物總共只有10種左右。主要有獨居石、鈰硅石、氟碳鈰礦、硅鈹釔、磷釔礦、褐釔鈮礦、褐簾石、鈮釔礦、黑稀金礦、釔螢石、氟鈰礦、硅鈦鈰礦、離子吸附型等。常見的稀土礦物可按其化學成分，并參照其晶體結構和晶體化學特征，將其分為五大類：
（1）碳酸根及氟碳酸鹽類礦物。含有三角形的碳酸根陰離子基團，如氟碳鈰礦、碳鍶[sī]鈰礦等。
（2）磷酸鹽及砷酸鹽和釩酸鹽類礦物。含有孤立的四面體陰離子基團，如獨居石、磷氣礦、砷[shēn]釔礦、釩釔礦等。
（3）氧化物類，又可細分為簡單和復雜兩種類型。簡單氧化物類是是由單個陰、陽離子組成，陰離子為氧，如方鈰石等；復雜氧化物類具有大陽離子、中等大小的及小陽離子的復雜堆積，如褐釔鈮礦、黑稀金礦、易解石、鈰鈮鈣鈦礦等。
（4）硅酸鹽類礦物。含有孤立的兩兩相連的或環(huán)狀的硅氧四面體基團，如硅鈹釔礦、鈧[kàng]釔石、鈰硅礦、褐簾石、硅鈦鈰礦等。
（5）氟化物類。由單個陰、陽離子組成，沒有陰離子基團，如釔螢石、氟鈰礦、氟鈣鈉釔石等。
名稱來源
受到發(fā)現年代（十八、十九世紀）的技術水平的限制，人們只能利用稀土硫酸復鹽等溶解度的微小差異，艱難地制得少量不溶于水的氧化物。由于當時不溶于水的固體氧化物通常被稱為土，如氧化鎂被稱為苦土，二氧化鋯被稱為鋯土，又由于當時發(fā)現的稀土礦物較少，因而人們將其命名為稀土，并一直沿用至今。事實上ree總量上并不“稀”，性質上也不“土”，而是比一些普通元素在地殼中豐度還高的金屬元素。各稀土名稱的由來見下表：
環(huán)境影響
稀土礦物在被采礦、選礦和冶煉過程中，均會排放大量對環(huán)境有害的污染物。如稀土開采時會造成植被破壞、采場塌陷、水土流失、河道堵塞、尾礦壩滲漏等現象；稀土冶煉、萃取分離過程中使用的大量酸堿、萃取劑等化工原料，會造成大量廢氣、廢水與廢渣的產生，特別是放射性廢渣會嚴重污染江河、湖泊、地下水和農田，對當地生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境將構成嚴重威脅。稀土冶金中產生的廢氣進入大氣后，含有的放射性元素衰變后會產生氧、鈾、釷的衰變子體，這些子體除直接危害生產人員的健康外，還會通過通風擴散進入居民區(qū)，對附近的居民健康產生影響。
ree對人體的直接毒性，隨其進入人體的途徑不同而存在差別。一般經口攝入呈現低毒性，經吸入或腹腔注射呈現中等毒性，經靜脈注入呈現高毒性。不同化合物毒性也不同，其毒性由大至小順序為：稀土硝酸鹽>硫酸鹽>某些配位化合物>氯化物>氧化物。
參考資料 >
國內外稀土礦產資源及其分布概述.中國稀土學會.2025-08-31