Boksit madenciliğinin yan ürünü olarak REE

Provence ve Languedoc (Güney Fransa) boksitlerinde Al ve Fe (oksi) hidroksitlerinde bulunan nadir topraklar (Güney Fransa): Boksit madenciliğinin yan ürünleri olarak nadir toprakların potansiyel toparlanmasına etkisi

özet:

Güney Fransa’daki boksit (Provence ve Languedoc) geçen yüzyılın başından beri kullanılıyor. Günümüzde çoğu mevduat düşük ekonomik ya da bozulmuş olmasına rağmen, bu boksitler dünyadaki diğer ekonomik boksitler için örnek analogları temsil ediyorlar.Bu kireçli karstik yataklar doğrudan Jurassic Carbonates'e dayanıyor ve farklı işlemlerin bir kombinasyonu ile ortaya çıkmış: yerinde karbonat platformlarında meydana gelen silisli tortuların değiştirilmesi ve karstik ağdaki erken boksitlerin işlenmesi. Bu çalışmada, Provence (Les Baux-de-Provence) ve Languedoc (Villeveyrac, Loupian) 'a ait Al-ve Fe-Oksi-hidroksitlerin toplu kayaçlarının-JP-MS analizlerinin ön jeokimyasal ve yerinde lazer ablasyonunu (LA) sunuyoruz. Boksit, nadir toprak elementlerinin (REE'ler) konsantrasyonlarını ve bu minerallerdeki sınır dışı edilmelerini değerlendirmek amacıyla. REE'ler, analiz edilen numunelerde ağırlıklı olarak boehmit, γ-AlO (OH) ve Fe-oksihidroksitler (hematit ve goetit) olan ortalama bir 700 mg / kg konsantrasyonuna sahiptir. Maksimum REE konsantrasyonları genellikle kondrit normalize edilmiş desenlerde pozitif Ce anomalileri ile ilişkilidir. Literatürdeki diğer örneklerin aksine, REE minerallerinde görünüşte serbest veya düşük olan numunelerde yüksek REE konsantrasyonlarının oluştuğu görülmüştür. Bu örneklerde, toplam REE miktarı, Ga ile pozitif olarak ilişkilidir (genellikle boehmitte bulunur). LA-ICP-MS Boehmit ve Fe-oksi-hidroksitlerde iz element analizleri, Al hidroksitin REE'ler grubunu içermesine rağmen, goetit ve hematitin sadece Ce ile zenginleştirildiğini göstermiştir. Bayer işlemi sırasında Al-hidroksitler sindirildiği için, gelecekte Al-hidroksit sindiriminde salınan ender toprakların Al ile birlikte hamile likörden geri kazanılıp kazanılmayacağını (ve nasıl) geliştirmek ilginç bir konudur. Ga'da yaygındır.

1. Einführung

Boksit oluşumları, ayrışmanın ve alüminosilikat baz kayaçların süzülmesinin artık ürünleri olan ekonomik alüminyum konsantrasyonlarıdır. Bu birikintiler tipik olarak nemli, tropik ila subtropikal iklimlerde, yıllık yağış 1,2 m'den ve 22 ° C'den yüksek yıllık ortalama sıcaklıklarla [1] daha fazladır. Boksitler lateritik toprak profillerinde oluşan lateritik boksitlere ve bunun yerine karbonat kayalar üzerinde oluşan karstik topraklara bölünebilir [2]. Boksitlerdeki alüminyum esas olarak gibbsit [Al (OH) 3] veya amorf alüminyum hidroksit formunda ortaya çıkar. Boehmit [γ-AlO (OH)] ve diaspore [a-AlO (OH)] (her ikisi de gibbsitten daha az hidratlanmış) tipik olarak çoklu diyajenetik aşamalara ve / veya metamorfozlara maruz kalan boksitlerde veya metaboksitlerde [3] ortaya çıkar. Demir alüminyumdan ayrılır ve genellikle hematit olarak konsantre edilir ve goethite tabi tutulur. Anataz (TiO2), kaolinit [Al2Si2O5 (OH) 4] ve diğer killer de boksitlerde çeşitli oranlarda [3] bulunabilir.

Dünya boksit kaynaklarının, Afrika'da (% 55), Okyanusya'da (% 75), Güney Amerika'da ve Karayipler'de (% 32), Asya'da (% 23%) ve başka yerlerde (% 21),% (18%), 6-4 milyar ton olduğu tahmin edilmektedir. ]. Küresel boksit üretiminin yaklaşık olarak% 70-80'i önce alüminyum okside (Bayer işlemi [5]), sonra eritme ve elektrolizle (Hall-Hérault işlemi) alüminyuma işlenir. Bayer işleminin modern versiyonu, alümin bakımından zengin minerallerin sıcak bir çözelti içinde çözülmesi ve çözülmez fazların ayrılması, ardından alümina çökeltilmesi ve alüminaya kalsinasyon (Al2O3) [5] için gerekli olan temel adımları korur. Bayer işleminin temel avantajı, soda çözeltisi işleminin spesifik olarak alüminyum içeren mineralleri etkilemesi ve böylece diğer mineral fazlarının çözünmesini en aza indirmesidir [5]. Bu sindirim, güçlü bir alkali çözeltide, 100 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda gerçekleştirilir (boehmit bakımından zengin boksit için reaksiyon, 240 ° C'den büyüktür), böylece gibbsit ve boehmit gibi mineraller, (Al (OH) 4) - (alüminat oluşturmak üzere çözündürülür). Çözelti içindeki iyonlar [5]. Boksitin çözünmeyen fazları (yani, kırmızı çamur veya çamur olarak adlandırılan kalıntı) ana likörden ayrılır ve soda ve alüminyumu geri kazanmak için yıkanır. Sıvı içinde çözelti içindeki alüminyum, alümina (Al3O2) [3] 'a kalsine edilmiş Al (OH) 5 ve / veya AlOOH'ye çökeltilir.

Son zamanlarda, özellikle düşük ekonomik öneme sahip olmaları ve yüksek tedarik riskleri nedeniyle uluslararası düzeyde olanları (örneğin nadir toprak REE'leri, Ga, Sc) olan boksit yataklarındaki birkaç küçük elementin olası ekstraksiyon tekniklerinin dağıtımını ve olası ekstraksiyon tekniklerini kontrol etme süreçlerine büyük dikkat gösterilmiştir. Piyasalar Batı ülkeleri ve Avrupa Birliği için kritik olarak kabul edilmektedir [6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19]. Boksit muamelesinin bir yan ürünü olarak, şu anda, Bayer işleminin gibbsit, boehmit ve diaspore'den [50] sindirimi sırasında salınması nedeniyle ortalama 20 mg / kg [21] konsantrasyonlarında meydana gelen sadece galyum geri kazanılmaktadır. Boksit birikimlerinin nadir toprakların potansiyel kaynakları olarak ele alınması üzerine süregelen bir tartışma vardır [4,22,23,24,25,26,27,28]. Bazı çalışmalar, esas olarak kırmızı çamurda REE içeren minerallerin oluşumu ve Bayer işlemi sırasında REE hareketliliğine odaklanmıştır. Özellikle, Vind ve diğerleri [27], Bayer işlemi sırasında, Ga, V, As ve Cr esas olarak işlem sıvılarında biriktiğini gösterirken, çoğu diğer iz elementinin (REE ve Sc) katı fazlardan etkilenme eğiliminde olduğunu göstermiştir. kal ve Bauxitrest'e tamamen gir. Vind ve diğerleri [27] ayrıca Yunan boksitlerinin geri kalan kısmında REE'leri içeren en bol fazın bir LREE ferrotitanat [(REE, Ca, Na) (Ti, Fe) O3] bileşiği olduğunu gösterdi. Bayer işlemi sırasında öncü LREE minerallerinin sindirimi sırasında oluştuğu söylenir. Küçük miktarlarda LREE karbonat ve fosfat olarak ortaya çıkarken, YE fosfat fazı [27] ile bağlantılı olarak yüksek REE'ler bulundu.

Bu çalışmada, Güney Fransa'daki boksit yataklarındaki Al ve Fe oksihidroksitlerin Al-Fe oksihidroksitlerin jeokimyasal ve yerinde lazerli ablasyon indüktif olarak eşleşmiş plazma kütle spektrometresi (LA-ICP-MS) analizlerini, REE konsantrasyonlarını tespit etmeyi ve sınır dışı etmeyi hedefledik. bu mineralleri değerlendirmek. Provence (Les Baux-de-Provence) ve Languedoc (Villeveyrac, Loupian) 'daki eski boksit madenlerinden örnekler aldık (Şekil 1). Bugün Fransa'nın küçük bir boksit pazarı var, ancak bu ülkenin 1885'tan 1991'e kadar olan yaklaşık 101 milyon tonluk tarihsel bir toplam boksit üretimi vardı. 1972, Macaristan ve Yunanistan ile birlikte Fransa'ya dünya boksit üretiminin% 11'ini (http://sigminesfrance.brgm.fr/) tedarik etti. Fransa'nın güneyindeki boksit yatakları, Jurassic-Cretaceous karbonat sekanslarındaki stratigrafik kırıklarla ilişkili karstik boksitlerdir [29,30,31,32]. Arnavutlar ve ilk Cenomaniyen arasında farklı süreçlerin bir birleşimiyle ortaya çıktılar: oluşan karbonat platformlarında biriken silisli sedimanların yerinde değiştirilmesi ve erken boksit [30,31,32] boksitlerinin işlenmesi. Silikat sedimanları, açığa çıkmış Hercyyen mahzeninin (örn., Massif Central, Maures Massif) karbonat platformlarının [30,31,32] yakınında aşınması ile oluşmuştur. Bu birikintiler esas olarak boehmit-gibbsit mineralizasyonu [30,31,32] içerir ve dünyanın diğer bölgelerinde ekonomik karstik yapı için model analogları olarak kabul edilebilir.

Şekil 1. Eski boksit madenlerinin yaklaşık konumlarıyla Provence ve Languedoc kabartma haritası (Güney Fransa), Örnekleme hedefi (https://maps-for-free.com).

2. Malzemeler ve yöntemler

Provence (Les Baux-de-Provence) 'den ve Languedoc (Villeveyrac, Loupian) boksit yataklarından bir örnek üzerinde çalışmalar yürütülmüştür (Şekil 2, Tablo 1). Boksit profilinin üstünde ve altında iki Loupian örneği toplanmıştır. Örnekler yarıya bölünmüştür: ilk yarı, optik ve taramalı elektron mikroskopisi için enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (SEM-EDS) ile cilalanmış bloklar üretmek için kullanılırken, ikinci yarısı tüm-kaya X ışını toz kırınımı (XRPD) ve kimyasal analiz için toz hazırlamak için kullanılmıştır. oldu. Bloklar iki bileşenli epoksi reçineye (SpeciFix20) monte edildi, elmas süspansiyonlu (1 μm) ve alüminyum oksit Al2O3 (0,3 μm) ile parlatıldı ve REM'den önce parlatıldı

Şekil 2. Bu çalışmada ele alınan yerlerin fosilleri ve yer örnekleri: (a) Les Baux-de-Provence: boksit profilinin üst kısmı, (b) Villeveyrac: boksit ufkunda ağartılmış yapı, (c) Loupian: ayrışma alanındaki zararlı özellikler, (d) Loupian : Örnek LUP_A15.

Tablo 1. (a) Mekanlar, (b) mineraloji ve (c) test edilen boksit numunelerinin majör, küçük ve iz element bileşikleri.

Kalitatif XRPD analizleri, bir Seifert-GE ID3003 difraktometre ile, CuKα radyasyonlu, Ni filtreli 40 kV ve 30 mA, 3-80 ° 2θ aralığında, kademeli tarama 0,02 °, dipartimento di Scienze della Terra, dell'Ambiente e delle Risorse (DiSTAR) Napoli Üniversitesi Federico II (İtalya). Ham veriler RayfleX (GE) yazılım paketi ile işlendi. Yarı kantitatif XRPD analizleri, PANalytical'in X'Pert PRO difraktometresi ile Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia-Osservatorio Vesuviano'da (Napoli), yüksek hızlı PIXcel dedektörü, Ni filtreli, CuKα radyasyonu, pirolitik grafit kristali ile gerçekleştirildi. -Monokromatör, 10 kV ve 40 mA'da 40-3 ° 70θ aralığında, 2 ° adımlarla 0,02 s / adımda gerçekleştirilir. Kırınım deseninin yorumlanması HighScore Plus yazılımı ve JCPDS PDF-8 veritabanı ile yapıldı. Mineral bollukları, mineral fazları ve toplam kaya kimyası analizleri arasındaki tepe yoğunluk oranına göre belirlenmiştir.

Bureau Veritas Commodities Canada Ltd'de büyük ve küçük elementlerin tam kimyasal analizleri yapıldı. seslendirdi. (Vancouver, BC, Canada), XRPD analizinde kullanılanla aynı toz kolonlarında. Ateşleme üzerindeki nem ve kayıp (LOI), 105 ° C ve 1000 ° C'de ayrı ayrı belirlenmiştir. Ana elementlerin analizi için kurutulmuş numuneler lityum tetraborat / metaborat akışı ile karıştırıldı, ardından cam panellerde füzyon ve döküm yapıldı, daha sonra X-ışını floresansı (XRF metodu XF701) ile analiz edildi. Nadir toprak ve refrakter elementler, LiBO2 / Li2B4O7 füzyonundan sonra (LF100 metodu, Bureau Veritas Commodities Canada Ltd.) endüktif olarak eşleşmiş plazma kütle spektrometrisi (ICP-MS) ile belirlendi.
Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) EDS analizleri, 15 kV'de ZEISS EVO LS 20 Taramalı Elektron Mikroskobu (Doğal Tarih Müzesi, Londra, İngiltere), 8,5 mm çalışma mesafesi ve 3 nA akım tüketimi ile X-max dedektörleriyle yapıldı. Cihazı kalibre etmek için bir ortak standart kullanıldı.

Lazer ablasyon (LA) ICP-MS analizleri, bir TwoVol193 ablasyon hücresi ile donatılmış ve bir Agilent 193x dört kutuplu ICP-MS'ye bağlanmış bir ASI NWR4 UV 2 nm kısa darbe genişlikli lazer (<7700 ns) üzerinde gerçekleştirildi; Döner Pompalar, artan hassasiyet için yapılandırılmıştır ve LODE Laboratuvarı-Doğa Tarihi Müzesi'nde (Londra) bulunmaktadır. Ablasyon noktaları 35-50 µm çapında, 3,5 J-cm-2 akıcılıkta, 10 Hz frekansında ateşlendi.Kullanılan nakil gazı, 0,5 L-dak-1 akış hızında He ile karıştırıldı Bir sinyal yumuşatma cihazında 1,1 L-dk-1 akış hızında Ar. Çeşitli minerallerin bileşimini belirlemek için kullanılan öğe menüleri ve ICP-MS kalış süresi ayarları ek materyalde listelenmiştir (Tablo S1). Bir dahili standart elemana (hem Fe oksihidroksitler hem de Al hidroksitler için 57Fe) olan eleman oranları, harici kalibrasyon standardındaki mineral sinyallerinden arka plan düzeltmeli entegre yoğunluklara referansla belirlendi. Bu GSD-1g camdı (USGS).

Mutlak element konsantrasyonları daha sonra ExLAM [34] programında dahili standart element konsantrasyonlarından (SEM-EDS tarafından verilen) hesaplandı. Algılama sınırları, arka plan sinyal varyasyonunun [3] konvansiyonel 35σ'sunda belirlendi. Al-hidroksit ve Fe-oksihidroksit analizi sırasında NIST 2782, NIST 610 ve BC_28 (Dare ve arkadaşlarının dahili manyetit standardı [36]) da izlenmiştir. Söz konusu kirletici fazlarla ilişkili bir dizi formül dışı elementin izlenmesiyle, tahıl fazlarının dahil edilmesi veya aşılmasıyla ilgilenilen fazın kirlenmesi önlenmiştir. Zamanında çözülen ham CP sinyalleri titizlikle kontrol edildi ve mümkün olan en uzun temiz entegrasyon aralıkları (60 sinyaline kadar) sürdürüldü. Önemli derecede kirlenmiş olan analizler derhal atıldı. Ayar, tüm kütle aralığı için optimize edildi ve oksit oluşumu (248ThO / 232Th ile temsil edildiği gibi) ve iki kat yüklü türlerin oluşumu (22Ca / 44Ca üzerinde gözlendi),% 0,2 altında tutuldu.

3. sonuçlar
3.1. Mineraloji ve jeokimya

Analiz edilen örnekler, yerel olarak zararlı özelliklere sahip olan oolitik boksitler ile temsil edilir (Şekil 2). Baux-de-Provence (bundan sonra Les Baux) Bauxithorizonts'un dibinde toplanan LBP 7 örneği (Şekil 2a), santimetrik ila milimetre boyutundaki bir boksit topakları tarafından üretilen bir matris yardımlı dokuyu, bir boitik, fe-boitmit ve boitik mat-boolin matitinde göstermektedir. işaretlendi. Boksit klipsleri ağırlıklı olarak boehmit veya hematitten oluşur (Şekil 3a). Boehmit bakımından zengin topaklar, genellikle basit bir somut veya karmaşık oolitik yapıya sahiptir (Şekil 3b). Kaolinit ve anataz, aynı zamanda sapri zirkon, monazit ve kseno-zaman içeren boehmitik matris içinde tek taneler olarak bulundu. LBP 7 numunesi, ağırlıkça% 2, Fe3O51,90 ve SiO2 konsantrasyonlarından (sırasıyla ağırlıkça% 3 ve ağırlıkça% 2) daha yüksek bir Al24,10O8,14 konsantrasyonuna sahiptir (sırasıyla, Tablo 1). TiO2 konsantrasyonu ağırlıkça% 2,32'tir. İz elementler arasında önemli miktarda Ga (66 mg / kg), V (538 mg / kg) ve Zr (773 mg / kg) bulunur.

Şekil 3. SEM (ters saçılmış elektron) mikrografları: (a) LBP 7: bir hematitik oolit çekirdeği, (b) LBP 7: boehmit bakımından zengin bir topaklar çekirdeği, (b) Vil_IV5: kompleks hematitik oolit, (d) (a) LUP_A4: Boehmit Oolit, (f) LUP_A15: Sıkıştırma özelliklerine sahip bir boehmitik mikro-zeytin matrisinde bir hematin çekirdeği ve bir boitrit duvarı olan Oolit. bohm = boehmit, hem = hematit, gth = goetit.

Vil_IV5 (Villeveyrac) numunesi, 20 mm'den daha büyük olan klipslerde% 2'ten daha az modal ile karakterize edilen ve bol miktarda kaolinit (Tablo 1) içeren bir matris bazlı dokuya sahiptir. Örnek, numuneye bantlı bir yapı veren tipik ağartma şeritlerini (Şekil 2b) göstermektedir. Bantlar dönüşümlü olarak kaolinit ile ilişkili Fe boehmite bakımından zengin bölgelere boehmit içerir ve saf olarak boehmit damarlarıyla lokal olarak kesişir. İlginç bir şekilde, bu örnekte bulunan oolitlerin çoğu hematitten (Şekil 3c) oluşurken boehmit, kaolinit ile ince bir şekilde karıştırılmış olan numune matrisinde konsantre edilmiştir. Detrital mineraller esas olarak zirkon, rutil, monazit ve kseno-zaman ile temsil edilir. Bu örnek yaklaşık olarak benzer konsantrasyonlarda Al2O3 ve Fe2O3 (ağırlıkça% 34,30 veya ağırlıkça% 32,50), yüksek SiO2 (ağırlıkça% 18,30) ve düşük TiO2 seviyeleri (ağırlıkça% 1,85) (Tablo 1) göstermektedir. , Galyum (38,3 mg / kg) ve V (484 mg / kg), LBP-7 örneğindeki kadar yüksek değildir, Zr de benzer bir konsantrasyona (733 mg / kg) sahiptir. Bu örnekte, toplam REE + Y miktarı 777,65 mg / kg'dır.
Loupian depozitlerinden iki örnek, üstten (LUP_A4, Şekil 2c) ve altından (LUP_A15, Şekil 2d) boksit ufkunda alınmıştır. LUP_A15 örneğinde, önemli özellikler LUP_A4 örneğinden daha fazla miktarda bulunur. Özellikle, LUP_A15 (altta) numunenin matrisinde milimetreyi, karmaşık oolitlerin veya boksitin santimetrik topaklarına kadar gözlemlemek mümkündür, LUP_A4'te (üstte) matris çok az sayıda detrital eleman içerir ve ağartma yapıları baskındır (Şekil 2c, d). Her iki numunenin matrisi de boehmitikten feebehmitikten kaoliniteğe kadar değişen bir bileşime sahiptir. LUP_A4 örneğinde, önceki örneklerde olduğu gibi, oolitler ağırlıklı olarak boehitten oluşur (Şekil 3d). Boehmitik oolitler ve hematit parçaları, LUP_A15 örneğinde yaygındır (Şekil 3e). Ek olarak, hematit ve goetit genellikle kabuklarda ve boendmit oolitleri arasındaki dendriform yapılarında ortaya çıkar. LUP_A4’te Goethit hematitten daha ağır basmaktadır (Tablo 1). Her iki örnekte de sıkıştırma yapıları gözlemlenebilir (Şekil 3f). Villeveyrac örneğine benzer şekilde, detrital mineralleri esas olarak zirkon ve rutil ile temsil edilir. Nadir monazitler ve yabancı düşmanlıkları da tespit edildi.

Loupian'dan alınan iki örnek, yüksek kontrastlı kimyasal bileşimlere sahiptir (Tablo 1). LUP_A15 numunesi daha yüksek konsantrasyonda Al2O3 (ağırlıkça% 66,40) ve daha düşük miktarda Fe2O3 (ağırlıkça% 13,30) LUP_A4 (ağırlıkça% 55 ve ağırlıkça% 24,90) değerine sahiptir. SiO2 ve TiO2 miktarları her iki örnekte de çok benzer (sırasıyla ağırlıkça yaklaşık% 2,4 ve ağırlıkça yaklaşık% 3,5). Galyum her iki örnekte de yaklaşık olarak 70 mg / kg'dır, V, LUP_A4'te LUP_A15'ten (469'e karşı 377 mg / kg'a göre) daha fazla, Zr'de LUP_A15'te (1117 mg / kg) daha fazla konsantrasyon vardır. Toplam REE + Y miktarı, LUP_A4 (739 mg / kg) örneğinde LUP_A15 (341,66 mg / kg) örneğinden daha yüksektir. Normalleştirilmiş REE paternlerinin kondriti için tüm numuneler yaklaşık olarak aynı Eu / Eu * oranına (yaklaşık 0,65) sahiptir; Ce / Ce * oranı ise kontrast değerleri sağlar. Özellikle, LUP_A4 örneği (profilin üstünde) pozitif bir Ce anomalisi gösterir (Ce / Ce * (cho) = 1,94), LUP_A15 ise biraz negatif Ce anomalisine sahiptir (Ce / Ce * (cho) = 0,96). İlginç bir şekilde, analiz edilen numunelerde sekonder otantik REE mineralleri (örneğin, cerianit ve REE florokarbonatlar) saptanmamıştır.

3.2. Mineral Bileşimi ve Lazer Ablasyonu (LA) -ICP-MS Analizleri

Mineral bileşimler SEM-EDS ve LA-ICP-MS analizleri ile değerlendirildi. Analizler, mümkün olduğu kadar homojen olan (geri saçılmış elektronlar altında, BSE) ve / veya dahil edilmeyen Al-hidroksit (boehmit) ve Fe-oksihidroksit (goethit ve hematit) kütleleri üzerinde gerçekleştirildi. Bununla birlikte, incelenen materyallerin mikrogranüler dokusu ve gözenekliliği nedeniyle, bazı durumlarda ortaya çıkan bileşimler Uluslararası Mineraloji Birliği (IMA) tarafından kabul edildiği gibi, boehmit, hematit ve goetitin stokiyometrik formüllerinden uzak tutulur. LA-ICP-MS analizinden elde edilen konsantrasyonlar, Şekil 4 ve Şekil 5'te kutu grafikleri ile gösterilmiş ve tamamlayıcı malzemede detaylandırılmıştır (Tablo S2 ve S3).

Şekil 4. Analiz edilen Al hidroksitlerde seçilen elementlerin bileşimlerini (mg / kg) bildiren kutu grafikleri. Ayrı LA-ICP-MS analizleri S2 tablosunda listelenmiştir.

Şekil 5. Analiz edilen Fe-oksi-hidroksitlerde seçilen elementlerin bileşimlerini (mg / kg) bildiren kutu çizimleri. Bireysel LA-ICP-MS analizleri Tablo S3'te listelenmiştir.

3.2.1. Al hidroksitler

Les Baux örneğinde boehmit, Fe oksihidroksitler ile ince bir şekilde büyütülür, bu da SEM-EDS altında çok Fe bakımından zengin bileşimlere (Fe2O3> ağırlıkça% 8-10) yol açar. Villeveyrac örneğinde boehmit, yalnızca kaolinit ile bir arada bulunur. Bu, birçok SEM-EDS analizinde yüksek miktarlarda SiO2 (ağırlıkça% 5-12) olarak yansıtılır. Bu nedenle, yalnızca ağırlıkça% 7'den az Fe2O3 veya ağırlıkça% 5 SiO2 içeren SEM-EDS noktaları bu numunelerde LA-ICP-MS ile analiz edildi. Loupian örneklerinde boehmit ve diğer mineraller arasındaki karşılıklı bağımlılık çok sınırlıdır. Dahil edilmeyen (SEM altında) boehmit genellikle ağırlıkça% 2'in altında SiO1 konsantrasyonları, ağırlıkça% 2'in altında (ortalama ağırlıkça yaklaşık% 3) ve TiO5 ağırlıkça% 2,5'in altında gösterir. Alüminyum oksit (Al2O1) ağırlıkça% 2'lik bir ortalama konsantrasyon gösterir (IMA tarafından kabul edilen stokiyometrik boehmit, Al3O78 = ağırlıkça% 2'dür).

Her ne kadar test edilen numunelerden gelen başlıca boehit bileşimlerinin yukarıda bahsedilen faktörlerden farklı şekilde etkilenmiş gibi görünmesine rağmen, LA-ICP-MS ile ölçülen küçük ve iz element konsantrasyonları test edilen numuneler boyunca tutarlıdır. Ölçülen boksitofilik elementler arasında en yüksek konsantrasyonlar V (180 ile 200 mg / kg arasında analiz edilen numunelerde ortalama konsantrasyonlar (ortalama)), Cr (100 ile 220 mg / kg arasında analiz edilen numunelerde ortalama), Ni ( 45'ten 60 mg / kg'a kadar analiz edilen örnekler ve Ga (90'den 110 mg / kg'a kadar analiz edilen numunelerde ortalama) (Şekil 4). Analiz edilen yüksek puan sayısı nedeniyle (40'ten daha fazla), Loupian numuneleri analiz edilen numuneler arasında en büyük standart sapmaya sahiptir (Şekil 4).

İlginç bir şekilde, REE seviyeleri aynı zamanda analiz edilen tüm Al hidroksitlerde tespit edildi; ortalama toplam REE konsantrasyonları: Les Baux'ta 374 ± 74 mg / kg, Villeveyrac'ta 156 ± 88 mg / kg, Loupian'da 395 ± 296 mg / kg A4 ve 150 ± 145, Loupian A15 için mg / kg (Şekil 4). Kondritle normalize edilmiş diyagramlar (Şekil 6a-d), LREE'lerin (La ila Nd), MREE'lerin (Sm ila Tb) ve HREE'lerin (Dy ila Lu) ve ortak ışık pozitif Ce birikimlerinin eşlik ettiği REE'lerin modellerini gösterdi. Olumsuz AB anomalileri. Ek olarak, boksit normalize edilmiş grafiklerin gösterdiği gibi Les Baux ve Villeveyrac örneklerinde Al hidroksitlerde REE dağılımı ortalama olarak ilgili boksit numunelerine benzer şekildedir (Şekil 7a-d). HREE'ler Les Baux örneğindeki LREE'lere göre hafifçe tüketilirken, Villeveyrac örneğinde düşük zenginleşmeye sahiptirler. Loupian Al-hidroksitleri için, REE'ler / boksit desenleri, nispeten düz MREE ve HREE desenleri ve değişken biçimde zenginleştirilmiş LREE segmentleri ile daha karmaşıktır (Şekil 7e-h). Özellikle, Al hidroksitleri profilin üstündeki numunedeki negatif Ce anomalileri ile tanımlanırken, düşük profilli örnek pozitif Ce anomalilerine sahiptir. La ve Ce konsantrasyonları, Ce ve Pr'de olduğu gibi mükemmel bir pozitif korelasyona sahiptir (Les Baux, Şekil 8'tan gelen Fe-zengin boehit hariç).

Şekil 6. [33] kondritine normalize edilen toplu boksit numuneleri ve yerinde LA-ICP-MS analizleri ve Al-Fe (oksi) hidroksitlerin REE konsantrasyonları: (a) Les Baux -de-Provence; (b) Villeveyrac; Loupyan: Profilin (c) üstündeki ve (d) altındaki numuneler.

Şekil 7. Yerinde LA-ICP-MS analizi ile elde edilen REE konsantrasyonları, karşılık gelen boksit yığın numunelerine normalize edilmiştir. Les Baux-de-Provence Al- ve Fe- (oksi) -hidroksit (a) tekli veriler ve (b) ortalama kompozisyonlar; Villeveyrac Al- ve Fe- (oksi) -hidroksit (c) tekli veri ve (d) ortalama bileşimler; Loupyan: En üstteki Al- ve Fe- (oksi) -hidroksit (e) bireysel veriler ve (f) ortalama kompozisyonlar; Loupyan: Al ve Fe (oksi) hidroksit (g) bireysel verileri ve (h) ortalama kompozisyonlarında aşağıda.

Şekil 8. (a) La vs. Ce ve (b) Ce vs. Al hidroksitlerin yerinde yerinde LA-ICP-MS analizlerinin pr (mg / kg) ikili grafikleri; (c) La vs. Ce ve (d) Ce vs. Fe-oksi-hidroksitlerin yerinde yerinde LA-ICP-MS analizlerinin pr (mg / kg) ikili grafikleri.

3.2.2. Fe oksi-hidroksitler

Fe-oksi-hidroksitlerin ana ve küçük bileşenleri, test edilen tüm örneklerde analiz edildi. Les Baux, Villeveyrac ve Loupian A15 örneklerinde çoğu hematit analizi yapıldı. Öte yandan, ölçülen tüm SEM-EDS noktalarında Fe (ortalama ağırlıkça% 90 Fe2O3), Al2O3 (ortalama ağırlıkça% 3,4), SiO2 (ortalama = ağırlıkça% 0,9) ve TiO2 (ortalama = ağırlıkça% 1,9) .-%) ayrıca kanıtladı. Loupian A4 örneğinde, goetit analiz edilen Fe-oksi-hidroksit: avg idi. Fe2O3 = Ağırlıkça% 80,8, avg. Al2O3 = Ağırlıkça% 2,2, avg. SiO2 = 1,1 ağırlıkça% ve ortalama. TiO2 = Ağırlıkça% 0,3. Al hidroksitlerde olduğu gibi, Fe mineral fazlarında ölçülen kimya, İMA tarafından kabul edilen bileşimlerle eşleşmiyor.
İncelenen Fe minerallerinin mineralojisine dayanarak, numunelerin birkaç farklı özelliğini tespit etmek mümkündür. Loupian A15'in hematiti, analiz edilen numuneler arasında en yüksek miktarda bauxitofilik element konsantrasyonuna sahiptir: ortalama 220 mg / kg Sc, ortalama 1750 mg / kg V, ortalama 4400 mg / kg Cr, ortalama 60 mg / kg V ​​ve ortalama 180 mg / kg Cr Ni. Hematit Les Baux diğer uçlarda aynı elementlerin en düşük konsantrasyonlarına sahip. İlginç bir şekilde, Loupian A4 'un goethiti, bu elementlerde analiz edilen tüm hematitlerden farklı olan kompozisyonlar ile karakterize edilir. Özellikle, bu goethit çok düşük V (ortalama 800 mg / kg) ve Cr (ortalama 200 mg / kg) seviyelerine ve oldukça yüksek Ni (ortalama 230 mg / kg) ve Co (ortalama 110 mg / kg) seviyelerine sahiptir (Şekil 5). , Galyum, ölçülen tüm Fe-Oxy hidroksitlerinde (ortalama 35 mg / kg) benzer konsantrasyonlara sahiptir (Şekil 5).
Fe-oksi hidroksitleri ayrıca REE'ler içerir. Özellikle, toplam REE miktarları Les Baux için 254 ± 188 mg / kg, Villeveyrac için 230 ± 66 mg / kg, Loupian A827 için 131 ± 4 mg / kg ve Loupian A279 için 188 ± 15 mg / kg'dır (Şekil 2). Bununla birlikte, Al hidroksitlerin aksine, bu konsantrasyonlara Ce hakimdir. Ayrıca, La vs .. ile mümkündür Ce ve Ce vs. İkili diyagramlar (Şekil 5), analiz edilen Fe-oksihidroksitlerdeki bu elementlerin konsantrasyonlarının ayrıştırılmış pozitif doğrusal düzenlemeleri takip ettiğini göstermektedir. Özellikle, bazitte (A8) ve boksit profilinin tepesinde (A15) toplanan Loupian örnekleri sırasıyla en düşük ve en yüksek Ce konsantrasyonlarını göstermektedir. Kondronla normalize edilmiş örümcek diyagramlarındaki REE dağılımı göz önüne alındığında (Şekil 4), Loupian A6 Goethite'nin pozitif Ce anomalilerine sahip olduğu, ancak Loupian A4 hematitin, toplu yoğunlukla uyumlu hafif negatif veya Ce anomalilerine sahip olmadığı görülebilir. Korid normalize edilmiş kalıplarda benzer Ce anomalileri ile karakterize kaya analizleri.
Fe-oksi-hidroksitlerdeki REE dağılımı genel olarak analiz edilen tüm numunelerde (tümü daha açık bir şekilde LBP 7 örneğinde, Vil IV-5, Şekil 6'te) ilgili tüm kaya oleokimyasal bileşimine uymamaktadır. Bu, Feite oksihidroksitlerin, ilgili boksitlere göre LREE'ler üzerinde değişken zenginleştirme değerlerine sahip düz MREE ve HREE desenlerine ve LBP 7 ve LUP-A7 örneklerinde güçlü pozitif Ce anomalilerine sahip olduğu, Feite oksihidroksitlerin düz MREE ve HREE desenlerine sahip oldukları daha iyi gösterilmektedir. ,

4. tartışma

Bu çalışmada, Al ve Fe (oksi) hidroksitlerin LA-ICP-MS analizleri yapılarak bu minerallerin değişken miktarlarda Al, Fe, Si, Ti ve iz elementleri içerdiğini göstererek (Ga, Ni, V, Cr, REE'ler). Her ne kadar Al-hidroksitlerde az miktarda Fe, Si ve Ti ve Fe-oksi-hidroksitlerde Al, Si ve Ti varlığı mineral dolaşmalarının bir göstergesi olsa da, aynı elementler adsorbe edilen katyonlarla aynı konsantrasyonlara da uygulanabilir Hidroksit yüzeyleri oluşur [37,38,39,40]. Seçilen LA-ICP-MS noktalarından biri bir mineral toplanmasına karşılık geldiyse (örn., İnce bir şekilde boehmit ile kaynaşmış Fe-oksi-hidroksit, anataz veya kaolinit), bunun sadece ilgili iz element konsantrasyonları üzerinde küçük bir etkiye sahip olması gerekirdi, çünkü Ana hidroksit miktarı, potansiyel bir karışık mineral üzerinde güçlü bir şekilde baskındır. Aynı zamanda, Al ve Fe (oksi) hidroksitlerdeki iz element konsantrasyonlarının, iz element mineral fazları (örneğin, REE mineralleri) ile ilişkili olmaları muhtemeldir, çünkü bunların mevcudiyeti, LA-ICP-MS-zaman-çözülmüş ham CPS'sinde tepe noktaları veya çatlaklar olabilir. Gözlenmeyen sinyal.

Sunulan veriler hem Al hem de Fe (oksi) hidroksitlerin, boksit içindeki REE dağılımının tanımlanmasında ve normal olarak ilişkili diğer REE taşıyan fazlarla (örneğin, monazit ve kseno-zaman) önemli bir rol oynadığını göstermektedir. bu biriktirme türünün [1,2,3]. İncelenen örneklerde, Al-hidroksitler ortalama olarak LREE'lerde, ki bu gözlemlenen kütle kayağı REE dağılımına benzer bir birikim göstermektedir. Aksine, Fe-Oxy hidroksitleri MREE'lerde ve HREE'lerde zenginleştirilir ve her zaman büyük pozitif anomalilere sahip Ce haricinde LREE'lerde tüketilir. REE'nin boksit yataklarına sürgün edilmesinin genellikle öncelikle Ce oksitler ve REE florokarbonatlar [22,26,41] gibi REE fazlarının oluşumundan etkilendiği düşünülmektedir. Önceki çalışma [14,15,22,41,42], REE içeren minerallerin oluşumunun Ce ve diğer LREE'ler ve HREE'ler arasında parçalanmaya neden olduğunu göstermiştir. Bu işlem, boksit profillerinde değişken bir REE dağılımına neden olur; en yüksek değerler alternatif olarak profillerin üstünde veya altında, özellikle iki farklı türün cevabına göre gözlemlenir:

1. Boksit profillerin tepesindeki Ce zenginleştirme: Bu özellik temel olarak, serianitin [(Ce4 +, Th) O2] [42] çökeltilmesiyle ilişkili olan üç değerlikli bir tetravalent duruma kadar Ce oksidasyonundan kaynaklanmaktadır. Ceroksidasyon ve sonuçta ortaya çıkan CeO2 birikmesi, 5-6 [42] pH aralığında gerçekleşebilir.
2. LREEs Profillerin altındaki zenginleştirme: İniş takımı modeliyle açıklanmıştır. Bu, (i) asidik toprak çözeltilerinden dolayı profilin üstüne sızan REE'ler (muhtemelen iyonik kuvvetindeki bir düşüş nedeniyle yüzey çözeltilerinin pH'ındaki bir düşüş, karst birikintisinin en üst kısmındaki Ce4 + 'ın Ce3 +' ya dönüştürülmesine neden olabilir) olarak tanımlanabilir. (ii) REE taşıyan akışkanların (REE3 +, florit kompleksleri halinde çözelti içinde taşınan REE3 +) küçültülmesi, (iii) yaya geçidi kireçtaşlarından tamponlama asidi ve (vi) neoforme edilmiş flüorokarbonatlarda [26,41,42].

Sınırlı sayıda çalışma, yukarıdaki süreçlerle bağlantılı olarak Fe-oksi-hidroksitlerin oluşumunun da REE deportmanı üzerinde etkileri olabileceğini ileri sürmüştür [9,42,43]. Örneğin, Mongelli [42], Apulian boksitlerinde nadir bulunan toprakların, seryit çökelmesinden gelen Ce-sonlu perkolasyon çözeltilerinden Fe oksitlerle hapsolduğunu öne sürdü. Bu işlem, uygun REE mineralleri olmadan hematit oolitlerinde anormal NTE konsantrasyonlarını açıklamak için önerilmiştir. Hematit oolitlerindeki NTE dağılımı, negatif Ce anomalileri ile karakterize edildi. Gamaletsos ve diğerleri [9] Yunan yataklarındaki Fe bakımından fakir boksitlere göre Fe bakımından zengin boksitlerde REE anomalilerinin ortaya çıkmasının, Fe oksitlerde Ce oksitlerin veya epigenetik Ce sorpsiyonunun varlığıyla ilişkili olabileceğini öne sürdü. Güney Fransa'daki boksitlerde Fe-Oksi-Hidroksitlerdeki REE'lerin dağılımı, belirtilen literatürde önerilen önerileri doğrulamaktadır: Tüm LA-ICP-MS analizleri, belirlenen REE konsantrasyonlarının tespit limitlerinin üzerinde olduğunu ve REE'lerin Fe-Oxy- Hidroksitler, muhtemelen adsorbe edilmiş katyonlar olarak ilişkilendirilebilir [44]. Mongelli'nin [42] aksine, analiz edilen Fe oksihidroksit kabukları ve oolitleri her zaman pozitif Ce anomalileri ile karakterize edildi. Ayrıca, SEM-BSE gözlemine göre, seryitten özgürleşmeye yol açan toplu boksitlere kıyasla MREE'ler ve HREE'ler ile zenginleştirildi. Deneysel çalışmalar [44], Fe oksihidroksitlerin diğer LREE'lere (yani La ve Pr) kıyasla asidik koşullar altında (pH <6) yüksek miktarda Ce, MREE ve HREE'yi adsorbe edebildiğini etkili bir şekilde göstermiştir. Temel pH değerleri, diğer LREE'lerin adsorpsiyonunu arttırır ve böylece Ce anomalisini maskeler [44]. Yukarıda verilen nedenlerden dolayı, bu çalışmada gözlemlenen REE bölünmesi ve özellikle Loupian profilinin (LUP_A4) üstünden toplanan örnekte, oksitleyici koşullar altında Fe oksi-hidroksitlerde REE interkalasyonunu ve pH <6'nın altında gerçekleşti.
5 ve 6 arasındaki pH aralığında seryum iyonunun çökmesi nedeniyle (örn., [42]), verilerimiz Ce3 + 'ın Ce4 +' a oksitlenmesinin sadece seryum iyon oluşumu ile değil aynı zamanda Ce4 + katılımı ile de aynı çevre koşullarında kuvvetle olduğunu göstermektedir. / Fe-oksi-hidroksitlerin içinde / üstünde adsorpsiyon bağlanabilir. HREE zenginleştirmesi ve LUP-A15 Fe oksihidroksidlerinde daha az belirgin pozitif Ce anomalisi, boksit ufkunun alt ucundaki Ce-sonlu perkülasyon çözeltilerinin varlığı ile ilgili olabilir.
Test edilen tüm örneklerde, Al hidroksitleri, kondrit [33] 'e kıyasla genel olarak LREE birikimi gösterir, ancak aynı zamanda karşılık gelen Fe-oksihidroksitlere göre de (bakınız LBP 7, LUP_A4 ve LUP_A15 örnekleri). Bilgi ve inancımızın en iyisine göre, REE'nin Al-hidroksitlere dahil edilmesi, literatürde boksit yataklarına dair hiçbir zaman belirtilmemiştir. Bununla birlikte, ortam sıcaklıklarında, hava basıncında ve değişken pH'ta metallerin Al hidroksitlere adsorpsiyonu üzerine deneysel çalışmalarla ilgili birçok çalışma [45,46,47,48] vardır. Fraihurst ve Warwick [45], hümik asitlerin varlığında veya yokluğunda, diğer üç değerlikli katyonlara benzer bir şekilde goetit ve boehmit için Eu'nin emilimini araştırmıştır. Humik asitlerin yokluğunda her iki mineralde Eu adsorpsiyonunun, pH'da lineer olmayan bir artış gösterdiği, boehmit için pH 4-6'te ve goethit için pH 3-5,5'te adsorpsiyonda güçlü bir artış olduğu gösterilmiştir. Değişken konsantrasyonlarda hümik asit varlığı, bu adsorpsiyon şemasını değiştirerek, düşük pH'ta (<5 ila 6) Eu adsorpsiyonunda genel bir artışa ve orta ve yüksek pH'ta adsorpsiyonda genel bir azalmaya neden olur. Bu davranış yakın zamanda Kraemer ve arkadaşları [47] tarafından onaylandı. Granados-Correa ve iş arkadaşları [40], adsorpsiyonun pH'a bağımlı olduğunu ve adsorbe edilen metallerin miktarının, bohmit ve goetit üzerinde Cd (II) adsorpsiyonu araştırılırken 3,5 ve 5 arasındaki pH değerlerinde arttığını doğruladı. , Ayrıca boehmitin goetitten daha yüksek adsorpsiyon verimi ile karakterize olduğunu da buldular. Bunun, goethitinkinden daha büyük olan boehmitin yüzeyi ile ilişkili olduğu düşünülüyordu ve daha fazla sayıda fonksiyonel grup [40] içeriyordu. Bu nedenle, mevcut literatür, REE'ler gibi üç değerlikli katyonların, daha iyi anlaşılan Fe-oksi hidroksitleri gibi, Al-hidroksitlerde emilebilme olasılığını destekler. Genel olarak Fransız boksitlerindeki REE konsantrasyonları ve özellikle de LBP 7 örneği göz önüne alındığında, Al-hidroksitlerin, Fe-oksihidroksitlerin aksine HREE'lerle ilgili olarak LREE'leri (Ce hariç) içerdiği tercih edilmektedir. Bu şaşırtıcı değildir, çünkü boehmit üzerindeki katyon adsorpsiyonunun tercih edildiği pH aralığında (pH 4 ila 6 [45]), Fe-oksihidroksitler tercihen Ce ve HREE [44] içerir. Boksit-normalize şemalardaki Al-hidroksitlerin Fe-Oksi-hidroksitlerle karşılaştırıldığında neredeyse yansıtılmış REE desenleri gösterdiği Loupian profilinde başka özellikler de gözlemlenebilir. Özellikle Fe-Oksi hidroksitlerin pozitif Ce anomalileri ve yüksek HREE konsantrasyonları ile karakterize edildiği Loupian profilinin tepesinde, Al hidroksitlerin Ce-zayıflatılmış ve LREE ile zenginleştirilmiş desenleri vardır. Profilin altında, Al hidroksitleri hala LREE'ler ile ortalama olarak zenginleştirilir, fakat aynı zamanda küçük pozitif Ce anomalileri gösterirken, Fe-Oxy hidroksitleri Ce anomalileri olmadan güçlü HREE geliştirmeleri gösterir. Bu dağılım şu şekilde doğrulanabilir: (i) boksit ufkunda yukarıdan aşağıya doğru sızan Ce-kapalı çözeltilerin varlığı[42] ve (ii) Al hidroksitleri ve Fe oksi hidroksitleri arasındaki REE bölüşümünün[44], ilkinin tercihen LREE'leri barındırması.
Bazı farklılıklar, hem Fe-oksi-hidroksitlerin hem de Al-hidroksitlerin benzer kondrit normalize edilmiş kalıplara sahip olduğu (Şekil 5b) ve sadece eskisinin MREE'ler ve HREE'lerdekinden daha zengin olmaları bakımından farklılık gösteren Vil IV-6 örneği için geçerlidir. ikincisi (Şekil 7c, d). Bu nedenle, diğer örneklerin aksine, Vil IV-5'teki Al-hidroksitlerin LREE birikintileri olmadığı görülmektedir. Bu özel özellik, farklı işlemlerin bir kombinasyonundan kaynaklanabilir: (i) daha sonra Al-hidroksitlerin anormal kalıplarında belirgin hale gelen LREE kullanılan çözeltiler üreten başlangıçtan incelenmemiş bölümlerinde otantik LREE minerallerinin oluşumu [42] veya (ii) Fe-Oksi-hidroksitlere göre daha reaktif Al hidroksitleri yavaş yavaş tüketmiş olan (ayrıca kaolinitin görünmesine de yardımcı olan) boksitin yerinde asidik liçi (40) , Ancak, hangi işlemlerin Villeveyrac mevduatını etkilediğini belirlemek için daha kapsamlı ve kapsamlı bir araştırma yapılması gerekmektedir.
Bir uygulama açısından bakıldığında, bu çalışmanın en alakalı bulgusu Al hidroksitlere adsorbe edilen REE'lerin tespitidir. Giriş bölümünde bahsedildiği gibi, şu anda boksit yataklarının ve / veya kırmızı çamurların potansiyel REE kaynakları olarak değerlendirilip değerlendirilmeyeceği tartışılmaktadır [4,22,23,24,25,26,27,28]. Yunan kırmızı çamuru [27] ile ilgili yakın tarihli bir makalede, Bayer işlemi sırasında Ga esas olarak işlem likörlerinde biriktirilirken, nadir toprakların katı fazlardan etkilenmediği ve boksit kalıntısına tamamen nüfuz etme eğiliminde olduğu gösterilmiştir. tümü, başlangıçta boksit beslemesinde [3] mevcut olan nadir bulunan toprak minerallerinin sindiriminden türetilen yeni bir LREE ferrotitanat fazı [(REE, Ca, Na) (Ti, Fe) O27] şeklindedir. Bununla birlikte, mevcut REE içeren minerallerin (örneğin, monazit, REE florokarbonatlar), boksit testinde [27] el değmemiş mineral fazları olarak oluştuğu da gösterilebilir. Fransız kırmızı çamurunu analiz etmemiş olsak da, bu, bu yazıda sunulan verilere benzer şekilde, bahsedilen LREE ferrotitanatın eski monazitlerin veya REE florokarbonatların sindirimi / reaksiyonu ile üretilmediğini, ancak REE'ler, Fe ve Aslen Al-hidroksitlerde bulunan ve sindiriminden sonra liköre salınan Ti. Doğrulanırsa, bu aynı zamanda Al hidroksitlere adsorbe edilen REE'lerin, salındığında sıvıda bulunan diğer serbest elementlerle hızla bileşikler oluşturduğunu gösterir. Bu nedenle, gelecekte geliştirilecek ilginç bir konu, Al hidroksit sindirimi sırasında salınan REE'lerin, Ga'da olduğu gibi hamile likörden etkili bir şekilde geri kazanılıp kazanılmayacağıdır.

5. sonuçlar

1. Dört Fransız boksit örneği üzerinde yapılan Al-hidroksitlerin ve Fe-oksi-hidroksitlerin LA-ICP-MS analizleri, bu minerallerin değişken miktarda Al, Fe, Si, Ti ve iz elementleri içerdiğini ortaya çıkardı (Ga, Ni, V) , Cr, REE'ler).
2. Al-hidroksitler, LREE'lerde, gözlemlenen kütle kayağı REE dağılımına benzeyen bir birikim gösterir. Fe-oksi hidroksitlerin yerine MREE'ler ve HREE'ler ile zenginleştirilir ve her zaman büyük pozitif anomalilere sahip olan Ce haricinde LREE'lerde tüketilir. REE'ler muhtemelen adsorbe edilmiş katyonlar olarak Al ve Fe (oksi) hidroksitlerle ilişkilidir.
3. Sunulan veriler, kondrit normalize edilmiş boksit kütle örnekleri numunelerinde gözlenen pozitif Ce anomalilerinin sadece seryum iyonlarının oluşumunu yansıtmakla kalmayıp aynı zamanda Ce3 + 'ın Ce4 + ve Ce4 + dahil / adsorpsiyon / Fe-oksi-hidroksitlere bağlanır.
4. Her ne kadar bu çalışma sınırlı sayıda örnek üzerinde gerçekleştirilmiş olsa da, Al hidroksitlerde nadir toprakların oluşması oldukça ilgi çekicidir, çünkü Bayer işleminin sindirim basamağı sırasında nadir toprakların Al ile birlikte hamile sıvıya salınması muhtemeldir. olmak. Bu nedenle, belirli bir toplayıcının kullanımı, Ga üzerinde rutin olarak gerçekleştirilen REE'nin verimli bir şekilde geri kazanımı için potansiyele sahiptir.

Tamamlayıcı malzemeler

Aşağıdaki bilgiler https://www.mdpi.com/2075-163X/9/9/504/s1 adresinde çevrimiçi olarak mevcuttur.
Yazarların Katkıları
Kavramsallaştırma, NM, FP ve LS; Yazılım, NM, FP, MT; Doğrulama, NM, FP, MT; Metodoloji ve resmi analiz, GB, AM ve LS; Araştırma, NM, FP, CC-M., SC…., GS ve MT; Veri iyileştirme, NM, FP; Orijinal taslakların oluşturulması, NM, FP; Metinlerin gözden geçirilmesi ve düzenlenmesi, CC-M., MB; Proje yönetimi, NM; Satın Alma Finansmanı, NM, LS

Finansman

Bu sonuçlara yol açan araştırma, Università degli Studi di Napoli Federico II (İtalya) tarafından Nicola Mondillo'ya verilen “Program per il finanziamento della ricerca di Ateneo 2016-Progetto CEB” tarafından finanse edildi. Avrupa Birliği Horizon 2020 araştırma ve inovasyon programından ek fonlar, R. Herrington'a verilen ve L. Santoro bursunu destekleyen Marie Skłodowska-Curie Bireysel Bursundan (proje adı GOSSAN, sayı 751103) gelmektedir.

Teşekkür

Yazarlar, sırasıyla yardım ve SEM ve LA-ICP-MS analizleri için R. de'Gennaro ve J. Buret'e müteşekkirdir. Ayrıca, yorumları makalenin kalitesini önemli ölçüde artıran üç isimsiz hakeme de minnettarız. G. Mongelli'ye editörlük çalışması için teşekkür edildi.
çıkar çatışmaları
Yazarlar çıkar çatışması beyan etmez.

kimlik

Bárdossy, G.; Aleva, GJJJ Laterit Boksit; Elsevier: Amsterdam, Hollanda, 1990; 624p. (Google Akademik)
Bárdossy, G. Karst Boksit, Boksit karbonat kayalar üzerine çökeltiler (ekonomik jeolojideki gelişmeler); Elsevier: Amsterdam, Hollanda, 1982; P. 441. (Google Akademik)
Bonuslar, M; Rollinson, G.; Mondillo, N.; Balassone, G.; Santoro, L. Güney Apennines, İtalya'daki karstik egzoz yataklarının kantitatif mineralojik karakterizasyonu. Ekon. Geol, 2013, 108, 813-833. [Google Akademik] [CrossRef]
Lee Bray, E. Boksit ve alümina. Mineral emtia özetlerinde; ABD Jeolojik Etüt: Reston, VA, ABD, 2019. (Google Akademik)
Hind, AR; Bhargava, SK; Grocott, SC Bayer İşlem katılarından yüzey kimyası: Bir inceleme. Kolloidal sörf. Bir fizikokimya. Yakından. Asp, 1999, 146, 359-374. [Google Akademik] [CrossRef]
Mongelli, G.; Bonuslar, M; Oggiano, G.; Mameli, P.; Sinisi, R.; Buccione, R.; Mondillo, N. Tethyan Karstbauxit’te Kritik Metal Dağılımı: Kretase italyan cevherleri. Ore Geol Rev. 2017, 86, 526-536. [Google Akademik] [CrossRef]
Abedini, A.; Calagari, AA REE titan zengini boksitlerin jeokimyasal özellikleri: Perm Kanigorgeh horizon, NW Iran. Turk. J. Earth Sci. 2014, 23, 513-532. [Google Akademik] [CrossRef]
Gamaletsos, PN; Godelitsas, A.; Mertzimekis, TJ; Divine, J; Steininger, R; Xanthos, S; Berndt, J.; Kelepçe, S; Kuzmin, A.; Bárdossy, G. Yunan sanayi boksitinde toryum ayrımı, senkrotron radyasyonu ve lazer ablasyon teknikleri ile incelenmiştir. Nucl. Aletler ve saat. Yöntemler Phys. Arş. B ışını etkileşimi. Kanca. Am. 2011, 269, 3067-3073. [Google Akademik] [CrossRef]
Gamaletsos, PN; Godelitsas, A.; Filippidis, A.; Pontikes, Y. Yunan boksitinin aktif toprak madenlerinin nadir bulunan toprak elementlerinin sürdürülebilir nadir toprak talebi açısından potansiyeli. J. Koru. Metal. 2018, 5, 20-47. [Google Akademik] [CrossRef]
Hanilçi, N. Boksit yataklarının jeolojik ve jeokimyasal gelişimi Bolkardaği, Karaman, Türkiye: kayrakların boksite dönüşümü. J. Geochem. Explore. 2013, 133, 118-137. [Google Akademik] [CrossRef]
Karadağ, MM; Küpeli, Ş .; Arık, F.; Ayhan, A.; Zedef, V; Döyen, A. Nadir Toprak Elementi (REE) Jeokimyası ve Mortaş (Seydişehir / Konya-Güney Türkiye) boksit yataklarının genetik etkileri. Kimya. Earth 2009, 69, 143-159. [Google Akademik] [CrossRef]
Ling, KY; Zhu, X.-Q; Tang, HS; Wang, ZG; Yan, HW; Han, T.; Chen, WY Orta Guizhou Eyaleti, Güneybatı Çin'deki Xiuwen Ore Belt'teki karstik boksit yataklarının mineral özellikleri. Ore Geol Rev. 2015, 65, 84-96. [Google Akademik] [CrossRef]
Mameli, P.; Mongelli, G.; Oggiano, G.; Dinelli, E. Bazı Nurxite boksit yataklarının (Batı Sardinya, İtalya) jeolojik, jeokimyasal ve mineralojik özellikleri: Oluşumu ve ebeveyn ilişkisinin koşullarını anlar. Int. J. Earth Sci. 2007, 96, 887-902. [Google Akademik] [CrossRef]
Mondillo, N.; Bonuslar, M; Balassone, G.; Rollinson, G. Campanian Apennines'deki Karst Boksit (Güney İtalya): Yeni Bir Yaklaşım. Noktası. Maden. 2011, 80, 407-432. (Google Akademik)
Putzolu, F .; Piccolo Papa, A.; Mondillo, N.; Bonuslar, M; Balassone, G.; Mormon, A. Abruzzo'nun (İtalya) madencilik bölgesinden elde edilen boksit yataklarının jeokimyasal karakterizasyonu. Mineraller 2018, 8, 298. [Google Akademik] [CrossRef]
Torró, L.; Proenza, YES; Aiglsperger, T; Bover-Arnal, T; Villanova-de-Benavent, C.; Rodríguez-García, D; Ramírez, A.; Rodríguez, J.; Mosquea, LA; Salas, R. REE'nin Las Mercedes boksit yatağını taşıyan Dominik Cumhuriyeti'nin Jeolojik, jeokimyasal ve mineralojik özellikleri. Ore Geol Rev. 2017, 89, 114-131. [Google Akademik] [CrossRef]
Wang, Q; Deng, J; Liu, X; Zhang, Q; Sun, S; Jiang, C.; Zhou, F. REE minerallerinin keşfi ve Quyang boksit yataklarındaki jeolojik önemi, West Guangxi, Çin. J. Asian Earth Sci. 2010, 39, 701-712. [Google Akademik] [CrossRef]
Yu, W; Wang, R.; Zhang, Q; Sen, Y; Chen, Y; Liang, Y. Çin'in güneyinde, Guangxi'deki Fusui boksit deposunun mineralojik ve jeokimyasal gelişimi: Orijinal Permiyen cevherinden, dördüncül, tuzlu su benzeri bir tortuya. J. Geochem. Expl 2014, 146, 75-88. [Google Akademik] [CrossRef]
Zarasvandi, A.; Charchi, A.; Carranza, EJM; Alizadeh, B. Karst boksit, İran'ın Zagros dağ kuşağında biriktirdi. Ore Geol Rev. 2008, 34, 521-532. [Google Akademik] [CrossRef]
Jaskula, BW Gallium. Mineral emtia özetlerinde; ABD Jeolojik Etüt: Reston, VA, ABD, 2019. (Google Akademik)
Authier-Martin, M .; Forte, G.; Ostap, S…;

Lütfen bizi takip edin ve sosyal medyada beğenin.