Der Gehalt der einzelnen Seltenerdelemente variiert beträchtlich von Mineral zu Mineral und von Lagerstätte zu Lagerstätte. Die Mineralien und Erze werden im Allgemeinen als „leicht“ oder „schwer“ klassifiziert; In der ersten Gruppe sind die meisten Elemente die leichtatomaren Elemente (d. H. Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium und Europium), während die meisten Elemente in der letzteren Gruppe die schweratomaren Elemente sind (d. H. Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium und Europium)., gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium sowie Yttrium, das als Mitglied der schweren Gruppe gilt, da es in den Erzen mit den schweren Lanthaniden vorkommt). Die Geochemie von Scandium unterscheidet sich signifikant von der Geochemie der anderen Seltenerdelemente. Informationen zu seinen Erzen und Mineralien finden Sie im Artikel Scandium. Im Wesentlichen wird kein Scandium in einem der unten diskutierten Mineralien gefunden.,
Von den rund 160 Mineralien, von denen bekannt ist, dass sie seltene Erden enthalten, werden derzeit nur vier für ihre seltenen Erden abgebaut: Bastnasit, Laterit, Monazit und Loparit. Mit Ausnahme von Laterit-Tonen sind diese Mineralien gute Quellen für leichte Lanthanide und Lanthan und machen etwa 95 Prozent der verwendeten seltenen Erden aus. Laterit Tone sind eine kommerzielle Quelle der schweren Lanthanide und Yttrium.
Andere Mineralien, die als Quelle seltener Erden verwendet wurden, sind Apatit, Euxenit, Gadolinit und Xenotim., Allanit, Fluorit, Perowskit, Sphen und Zirkon haben das Potenzial, zukünftige Quellen seltener Erden zu sein. (Darüber hinaus wurden in der Vergangenheit Uran-und Eisenrückstände als Quelle für die schweren Lanthanide plus Yttrium bzw. für die leichten Lanthanide plus Lanthan verwendet.) Viele dieser Mineralien wie Apatit und Euxenit werden zu anderen Bestandteilen verarbeitet, und die seltenen Erden können als Nebenprodukt gewonnen werden. Zusätzlich zu den Mineralien in der Erdkruste gibt es einige Tiefseeschlamm, wie die in der Nähe der japanischen Insel Minamitori, die Seltenerdelemente enthalten., Die Konzentrationen variieren zwischen Hunderten und Tausenden von Teilen pro Million, und diese Schlämme können eines Tages eine Quelle seltener Erden sein.
Die idealisierten chemischen Zusammensetzungen dieser 13 Mineralien, die Quellen seltener Erden sind, sind in der Tabelle angegeben.
Bastnasit
Bastnasit, ein Fluorcarbonat, ist die Hauptquelle seltener Erden. Etwa 94 Prozent der weltweit verwendeten seltenen Erden stammen aus Minen in Mountain Pass, Kalifornien, USA; Bayan Obo, Innere Mongolei, China; Provinz Shandong, China; und Provinz Sichuan, China., Die Bayan Obo-Lagerstätte ist etwas reicher an Praseodym und Neodym als der Bergpass Bastnasit, hauptsächlich auf Kosten des Lanthangehalts, der im Bergpasserz um 10 Prozent höher ist. Der Seltenerdgehalt der Mineralien Shandong und Sichuan unterscheidet sich geringfügig von dem der Bayan Obo Mineralien und auch voneinander. Der Shandong Bastnasit ähnelt dem Bergpassmineral. Das Sichuan-Erz hat mehr Lanthan, weniger Praseodym und Neodym und ungefähr die gleiche Menge Cer wie die Bayan Obo-Lagerstätte.,
Der Seltenerdgehalt in ausgewählten Mineralien, einschließlich einiger Bastnasiten, ist in der Tabelle angegeben.
Laterit tone
Die laterit tone (auch bekannt als ionen-absorption tone) sind in erster linie aus silica, aluminiumoxid, und eisenoxid; diejenigen, die auch lebensfähige mengen von seltenen erden sind nur in Jiangxi provinz von südost China. Von den Jiangxi-Lagerstätten sind die Tone in der Nähe von Longnan ziemlich reich an den schweren Lanthaniden und Yttrium., Die Tone bei Xunwu haben eine höchst ungewöhnliche Verteilung seltener Erden, reich an Lanthan und Neodym mit einem relativ hohen Yttriumgehalt. Bemerkenswert ist auch die geringe Konzentration von Cer und Praseodym in beiden Tonen, insbesondere im Xunwu-Ton, im Vergleich zur normalen Seltenerdverteilung in den anderen Mineralien. Diese Tone sind die Hauptquelle für schwere Elemente, die in seltenerdhaltigen Produkten verwendet werden-z. B. Dysprosium in Nd2Fe14B-Permanentmagneten.
Monazit
Monazit, ein Phosphat, ist die drittwichtigste Erzquelle seltener Erden., In den 1980er Jahren machte es 40 Prozent der weltweiten Produktion aus, aber bis 2010 trug es nur einen kleinen Teil zu den abgebauten seltenen Erden bei. Es gab zwei Gründe für diese Änderung: Erstens ist es kostspieliger, Monazit aus dem Erzkörper zu einem Seltenerdkonzentrat zu verarbeiten als Bastnasit zu verarbeiten; Zweitens enthält Monazit im Vergleich zu Bastnasit eine erhebliche Menge radioaktives Thoriumdioxid (ThO2), und daher sind spezielle Umweltverfahren bei der Handhabung und Lagerung erforderlich., Es wird jedoch erwartet, dass Monazit einen wachsenden Anteil an abgebauten seltenen Erden beisteuert, da der Betrieb in Mount Weld, Australien, bis Ende 2014 auf die volle Produktion gebracht wird.
Monazit ist weit verbreitet; Neben Australien ist es in Indien, Brasilien, Malaysia, Ländern der Gemeinschaft Unabhängiger Staaten, den Vereinigten Staaten, Thailand, Sri Lanka, der Demokratischen Republik Kongo, Südkorea und Südafrika zu finden.,
Loparit
Loparit ist ein komplexes Mineral, das hauptsächlich wegen seines Gehalts an Titan, Niob und Tantal abgebaut wird, wobei die seltenen Erden aus dem Erz als Nebenprodukt gewonnen werden. Dieses Erz kommt hauptsächlich auf der Kola-Halbinsel im Nordwesten Russlands und in Paraguay vor. Seine Seltenerdverteilung ähnelt der von Bastnasit, außer dass es signifikant höhere Konzentrationen der schweren Lanthanide und des Yttriums aufweist.
Xenotim
Xenotim ist ein Phosphatmineral, ähnlich wie Monazit, angereichert mit den schweren Lanthaniden und Yttrium., Es wird seit vielen Jahren abgebaut, hat aber nur etwa 1 Prozent der gesamten seit den 1970er Jahren abgebauten seltenen Erden beigetragen. Xenotime enthält kleinere Mengen der radioaktiven Verbindungen U3O8 und ThO2 als Monazit. Aufgrund seiner hohen Konzentrationen an Yttrium und schweren Lanthaniden wird Xenotime als Ausgangsmaterial für die einzelnen Seltenerdelemente verwendet, anstatt als Mischung aus schweren seltenen Erden verwendet zu werden. Der Hauptproduzent von Xenotime ist Malaysia; Es wird auch berichtet, dass es Vorkommen in Norwegen und Brasilien gibt.