탄산염 희토류 원소 매장지
탄산염은 탄산염이 풍부한 화성암의 특별한 그룹이자 희토류 원소(REE), 니오븀, 지르코늄 및 인산염 산화물의 세계 주요 공급원입니다. 여기에는 1차 탄산염 광물이 50% 이상, 규산염 광물(휘석, 각섬석, 감람석)이 20% 미만, 인산염 광물이 거의 포함되어 있지 않습니다. 탄산염 퇴적물은 전 세계적으로 주로 대륙 균열 환경에 존재합니다. 대부분의 경우, 탄산염은 관입적이거나 아화산성이며 원추형 시트, 화산 목, 제방, 문턱, 각력암 및 정맥을 형성합니다. 주목할만한 예외는 탄자니아 북부의 Oldoinyo Lengai 산으로, 지구상에서 유일하게 알려진 활성 탄산염 화산입니다. 탄산염 광물은 쉽게 풍화되기 때문에 탄산염 용암 흐름을 보존하는 일은 거의 없습니다.
탄산염은 주요 탄산염 광물에 따라 네 가지 주요 그룹으로 나뉩니다.
희토류 원소(REE)는 유사한 지구화학적 특성을 가지며 퇴적물에서 함께 발생하는 원소 그룹입니다. 그들은 원자 번호 57~71을 차지하는 란타나이드(Lanthanides)라는 화학 그룹에 속합니다. 원소에는 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로뮴, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀 및 루테튬이 포함됩니다. . 이트륨과 스칸듐도 란탄족 원소와 동일한 광석 매장지에서 발생하고 유사한 화학적 특성을 갖기 때문에 REE로 간주됩니다. REE 함유 광석 광물에는 바스트네사이트(bastnäsite), 모나자이트(monazite) 및 제노타임(xenotime)이 포함됩니다.
희토류 원소는 특별히 희귀하지는 않습니다. 실제로 금보다 더 풍부합니다. 그러나 고농도에서는 거의 발생하지 않으며 물리적, 지구화학적 특성이 유사하여 희토류 원소를 서로 분리하기가 어렵습니다. 분리는 고가의 처리 기술을 통해 이루어지며, 이는 많은 저등급 REE 탄산염을 채굴하기에 비경제적입니다. 희토류 원소는 전기 자동차 모터, 리튬 이온 배터리, 컴퓨터 하드 드라이브, 태양 전지 패널, 세라믹 및 자석 제조를 포함하여 다양한 용도로 사용됩니다.
탄산염은 화성암 중 REE 농도가 가장 높은 것으로 알려져 있어 매력적인 채굴 대상이 됩니다. 초기 REE 채굴은 주로 인도와 브라질의 사금 광상에서 이루어졌습니다. 탄산염 REE 채굴은 1950년대 미국 캘리포니아에서 선캄브리아기 산길 매장지가 발견되면서 시작되었습니다. Mountain Pass는 환경 문제와 중국의 경쟁으로 인해 광산이 폐쇄된 2000년대 초반까지 세계 최대 REE 공급업체였습니다. 중국의 3개 탄산염 매장지(Bayan Obo, Maoniuping 및 Dalucao)는 전 세계 REE의 대부분을 제공합니다. Mountain Pass 광산의 채굴은 REE 수요 증가와 지정학적 요인에 대응하여 2018년에 재개되었습니다.
REE에 대한 수요 증가로 인해 전 세계 탄산염의 REE 매장지에 대한 추가 탐사가 촉발되었습니다. 아프리카 대륙, 특히 동아프리카 리프트 밸리(East Africa Rift Valley)에는 두 개의 눈에 띄는 탄산염 REE 매장지가 있으며, 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명합니다.
Mrima Hill은 케냐 해안 도시 몸바사에서 남서쪽으로 약 70km 떨어진 Kwale 카운티에 위치한 니오븀 및 REE 광상입니다. 백악기 퇴적물은 Kiriku, Mrima, Nguluku 및 Jombo의 네 가지 개별 알칼리 침입으로 구성됩니다. 이러한 침입은 표면 범위가 약 2 x 1.3km에 달하며 깊이에서 결합된 것으로 생각됩니다. 알칼리성 침입은 탄산염, 응집체 및 Fenitized 퇴적물로 구성됩니다. 이 단지는 쥐라기 사암으로 관입되어 있으며 토양과 라테라이트로 덮여 있어 노출이 좋지 않지만 Mrima 관입은 표면이 작은(1000 x 600m) 언덕으로 노출되어 있습니다. 풍화 작용은 광범위하여 어떤 곳에서는 깊이가 100미터에 달하며, 풍화 부분에는 소량의 저항성 광물이 높은 농도로 나타납니다. 존재하는 주요 희토류 광물은 모나자이트((Ce, La, Th) PO4)와 고르세익사이트(희토류가 포함된 인산바륨-알루미늄)입니다.
이 광상은 1950년대 초에 발견되었으며 상당한 역사적 탐사를 거쳤습니다. 케냐 광산 및 지질학부는 1950년대에 테스트 샤프트와 81개의 테스트 피트를 수행했으며, 이어 1955년부터 1957년까지 앵글로 아메리칸(Anglo American)과 1971년부터 1973년까지 페치니(Pechiney)가 400개 이상의 테스트 피트와 2,000m의 시추를 수행했습니다. 2010년까지 탐험가들은 시추에서 3000m 이상, 테스트 샤프트에서 9000m, 대량 샘플링에서 37톤을 샘플링했습니다. 역사적인 시추 작업에서는 최대 150m 깊이의 희토류 원소, 니오븀, 탄탈륨, 인산염 및 망간의 높은 광물화도가 나타났습니다.
이전: 수출입용 철강 분류
다음: 채굴: 글로벌 개요