2.2　鈧的地球化學

目前，世界上重要的伴生鈧的礦床大致可分為以下六類：沉積型鈾礦床、鋁土礦礦床和磷塊巖礦床；風化淋濾型磷酸鹽巖礦床；堿性-超基性巖型磷、稀土、稀有礦床；偉晶巖型鈹、鈮礦床；碳酸鹽巖型鈮礦床；熱液型鈾礦床和鎢、錫及鉬礦床。

鈧（Sc3+）的富集與巖石礦物形成的類質同晶置換相關，尤其是Sc3+與Fe3+、Mg2+的類質同晶置換，生成含氧或羥基配合物，這在結晶巖和云英巖中尤為明顯。鈧與其他離子進行類質同晶置換的主要影響因素是元素的離子半徑、配位數及電負性等性質的綜合相似性，這就解釋了鈧成礦少的原因。鈧的主要礦物見表2.2。

鈧的主要礦物介紹如下。

（1）鈧釔石（thortveitite）　化學式為（Sc，Y）2Si2O7，Sc2O3含量為33.8％～42.3％。鈧釔石含有約15％的稀土氧化物。鈧釔石呈灰綠色到近黑色，相對密度為3.68，莫氏硬度為6～7，屬于單斜晶系。鈧釔石與獨居石等礦物共存于偉晶巖中。

鈧釔石產于挪威、馬達加斯加、日本和前蘇聯等地。其中，馬達加斯加的鈧釔石中含有8.4％的ZrO2，不含釔，被稱為鋯鈧石，化學式為（Sc，Zr）2Si2O7，相對密度為3.492，屬于單斜晶系。

（2）水磷鈧石（sterrittite）　化學式為Sc（PO4）·2H2O，Sc2O3含量約為39.22％，P2O5含量約為40.35％，H2O含量約為40.35％。水磷鈧石呈深藍色到鉛灰色，相對密度為2.35，莫氏硬度為4，屬于單斜晶系。水磷鈧石的變體是硅磷鈹石（kolbeckite），部分鈧被鈹和鈣置換。水磷鈧石主要在美國和德國被發現。

（3）鈹硅鈧礦（bazzite）　化學式為Be3（Sc，Al）2Si6O18，Sc2O3含量約為14.6％，BeO含量約為13％。鈹硅鈧礦是綠柱石的變體，呈藍色六角形結晶，相對密度為2.77，莫氏硬度為6.5～7，含鈧、鐵和稀土元素等。鈹硅鈧礦在意大利、瑞典和前蘇聯被發現存在，但量很少。

（4）硅鈧鋇鎂石（magbasite）　化學式為KBa（Al，Sc）Fe2+Mg5F2Si6O20，Sc2O3含量約為2.1％。硅鈧鋇鎂石形成細針形、扇形和纖維結聚狀，呈無色、略帶粉紅色或紫色。硅鈧鋇鎂石的莫氏硬度約為5，相對密度為3.41。硅鈧鋇鎂石在熱液礦床中被發現。

（5）鈧錳鉭礦（scimolite）　化學式為（Ta，Nb，Sn，Mn，Fe，Sc）I2O4，Sc2O3含量為5％～6.1％。鈧錳鉭礦呈暗灰色，相對密度為5～6，屬于斜方晶系。鈧錳鉭礦產于莫桑比克和馬達加斯加的長石-石英-螢石偉晶巖中，不常見。

（6）鈧鈦硅釔鈰礦（scperrierite）　其化學式較復雜，具體為（Ce，La，Ca）4（Fe2+，Sc）（Ti，Fe3+）2Ti2（O4/Si2O7）2，Sc2O3含量約為4.3％。鈧鈦硅釔鈰礦呈黑色，或紅色加黑色，相對密度為4.25。鈧鈦硅釔鈰礦主要在哈薩克斯塔被發現，但很稀少。表2.3列出了部分含鈧礦物，主要包括氧化物礦、含氧酸鹽礦和硅酸鹽礦的組成和含量。

處理這些礦石時，鈧主要富集于冶煉渣和處理液中，可進一步濕法處理回收。