La teneur des différents éléments de terres rares varie considérablement d’un minéral à l’autre et d’un gisement à l’autre. Les minéraux et minerais sont généralement classés comme » légers « ou” lourds »; dans le premier groupe, la plupart des éléments présents sont les éléments de poids atomique léger (lanthane, cérium, praséodyme, néodyme, samarium et europium), tandis que la plupart des éléments du dernier groupe sont les éléments de poids atomique lourd (c.-à-d.,, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium et lutétium, plus l’yttrium, qui est considéré comme un membre du groupe lourd parce qu’il se trouve dans les minerais avec les lanthanides lourds). La géochimie du scandium est significativement différente de la géochimie des autres éléments des terres rares. Des informations sur ses minerais et minéraux sont fournies dans l’article scandium. Essentiellement aucun scandium n’est trouvé dans aucun des minéraux discutés ci-dessous.,
Sur les quelque 160 minéraux connus pour contenir des terres rares, seuls quatre sont actuellement exploités pour leurs terres rares: bastnasite, argiles de latérite, monazite et loparite. À l’exception des argiles de latérite, ces minéraux sont de bonnes sources de lanthanides légers et de lanthane et représentent environ 95% des terres rares utilisées. Les argiles de latérite sont une source commerciale des lanthanides lourds et de l’yttrium.
D’autres minéraux qui ont été utilisés comme source de terres rares sont l’apatite, l’euxénite, la gadolinite et le xénotime., L’allanite, la fluorite, la pérovskite, le sphène et le zircon pourraient être de futures sources de terres rares. (En outre, les résidus d’uranium et de fer ont été utilisés dans le passé comme source des lanthanides lourds plus l’yttrium et des lanthanides légers plus le lanthane, respectivement.) Beaucoup de ces minéraux tels que l’apatite et l’euxénite sont traités pour d’autres constituants, et les terres rares pourraient être extraites comme sous-produit. En plus des minéraux présents dans la croûte terrestre, il existe des boues profondes, telles que celles situées près de l’île de Minamitori, au Japon, qui contiennent des éléments de terres rares., Les concentrations varient de centaines à des milliers de parties par million, et ces boues pourraient un jour être une source de terres rares.
Les compositions chimiques idéalisées de ces 13 minéraux sources de terres rares sont données dans le tableau.
Bastnasite
La bastnasite, un fluorocarbonate, est la principale source de terres rares. Environ 94% des terres rares utilisées dans le monde proviennent de mines situées à Mountain Pass, en Californie, aux États-Unis; Bayan Obo, en Mongolie intérieure, en Chine; province du Shandong, en Chine; et province du Sichuan, en Chine., Le gisement de Bayan Obo est légèrement plus riche en praséodyme et en néodyme que la bastnasite du col de montagne, principalement au détriment de la teneur en lanthane, qui est 10% plus élevée dans le minerai du col de montagne. Le contenu en terres rares des minéraux du Shandong et du Sichuan est légèrement différent de celui des minéraux de Bayan Obo et aussi de l’autre. La bastnasite du Shandong est similaire au minéral du col de montagne. Le minerai du Sichuan contient plus de lanthane, moins de praséodyme et de néodyme, et à peu près la même quantité de cérium que le gisement de Bayan Obo.,
La teneur en terres rares dans certains minéraux, y compris certains bastnasites, est donnée dans le tableau.
Argiles de latérite
Les argiles de latérite (également connues sous le nom d’argiles d’absorption d’ions) sont principalement composées de silice, d’alumine et d’oxyde ferrique; celles qui contiennent également des quantités viables de terres rares ne se trouvent que dans la province du Jiangxi, dans le sud-est de la Chine. Parmi les gisements du Jiangxi, les argiles situées près de Longnan sont assez riches en lanthanides lourds et en yttrium., Les argiles de Xunwu ont une distribution des plus inhabituelles de terres rares, étant riches en lanthane et en néodyme avec une teneur en yttrium raisonnablement élevée. Les faibles concentrations de cérium et de praséodyme dans les deux argiles, en particulier dans l’argile de Xunwu, par rapport à la distribution normale des terres rares dans les autres minéraux, sont également remarquables. Ces argiles sont la principale source d’éléments lourds utilisés dans les produits contenant des terres rares-par exemple, le dysprosium dans les aimants permanents Nd2Fe14B.
la Monazite
la Monazite, un phosphate, est la troisième plus importante source de minerai de terres rares., Dans les années 1980, il représentait 40% de la production mondiale, mais en 2010, il ne contribuait qu’à une petite fraction des terres rares extraites. Il y avait deux raisons à ce changement: premièrement, il est plus coûteux de traiter la monazite du corps minéralisé en un concentré de terres rares que de traiter la bastnasite; deuxièmement, la monazite contient une quantité importante de dioxyde de thorium radioactif (ThO2) par rapport à la bastnasite, et des procédures environnementales spéciales sont donc nécessaires pour la manipulation et le stockage., Cependant, la monazite devrait contribuer à une part croissante des terres rares extraites à mesure que les opérations à Mount Weld, en Australie, atteindront leur pleine production d’ici la fin de 2014.
La monazite est largement répandue; en plus de l’Australie, on la trouve en Inde, au Brésil, en Malaisie, dans les pays de la Communauté des États indépendants, aux États-Unis, en Thaïlande, au Sri Lanka, en République démocratique du Congo, en Corée du Sud et en Afrique du Sud.,
Loparite
La loparite est un minéral complexe qui est exploité principalement pour sa teneur en titane, niobium et tantale, avec les terres rares extraites du minerai comme sous-produit. Ce minerai se trouve principalement dans la péninsule de Kola dans le nord-ouest de la Russie et au Paraguay. Sa distribution des terres rares est similaire à celle de la bastnasite, sauf qu’elle a des concentrations significativement plus élevées de lanthanides lourds et d’yttrium.
Xénotime
Le xénotime est un minéral phosphate, semblable à la monazite sauf enrichi en lanthanides lourds et en yttrium., Il est exploité depuis de nombreuses années, mais n’a contribué qu’à environ 1% du total des terres rares exploitées depuis les années 1970. Le xénotime contient des quantités plus faibles de composés radioactifs U3O8 et ThO2 que la monazite. En raison de ses fortes concentrations d’yttrium et de lanthanides lourds, le xénotime est utilisé comme matériau source pour les différents éléments de terres rares plutôt que comme mélange de terres rares lourdes. Le principal producteur de xénotime est la Malaisie; des gisements existent également en Norvège et au Brésil.