Tài liệu Chế tạo chất biến tính trên cơ sở quặng đất hiếm đông pao việt nam, đồng thời áp dụng chất biến tính đó để biến tính thép và cầu hoá gang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ----------------------- Ngô Xuân Hùng Chế tạo chất biến tính trên cơ sở quặng đất hiếm Đông Pao Việt Nam, đồng thời áp dụng chất biến tính đó để biến tính một số mác thép và cầu hoá gang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Hà Nội – 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ----------------------- Ngô Xuân Hùng Chế tạo chất biến tính trên cơ sở quặng đất hiếm Đông Pao Việt Nam, đồng thời áp dụng chất biến tính đó để biến tính một số mác thép và cầu hoá gang LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Lê Thị Chiều Hà Nội - 2005 Lêi c¶m ¬n LuËn v¨n nµy ®-îc hoµn thµnh t¹i khoa Khoa häc vµ C«ng nghÖ VËt liÖu tr-êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi. Em xin bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c tíi TS. Lª ThÞ ChiÒu, ng-êi ®· tËn t×nh h-íng dÉn em trong suèt qu¸ tr×nh hoµn thµnh luËn v¨n. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n KSC. Ph¹m §øc Th¸i chñ nhiÖm Dù ¸n KC.02.DA.09, PGS. TS. §ç Ngäc Liªn vµ c¸c c¸n bé ViÖn C«ng nghÖ X¹ hiÕm ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó em hoµn thµnh tèt luËn v¨n nµy. Nh©n dÞp nµy em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c c¸n bé Trung t©m §µo t¹o Sau ®¹i häc, c¸c thÇy c« gi¸o trong khoa Khoa häc vµ C«ng nghÖ VËt liÖu tr-êng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi, c¸c ®ång nghiÖp, b¹n bÌ vµ ng-êi th©n ®· ®éng viªn gióp ®ì em trong suèt thêi gian hoµn thµnh luËn v¨n. Hµ Néi, ngµy 10 th¸ng 10 n¨m 2005 Ng« Xu©n Hïng 1 LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu trường đại học Bách Khoa Hà Nội. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lê Thị Chiều, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình hoàn thành luận văn. Em xin chân thành cảm ơn KSC. Phạm Đức Thái chủ nhiệm Dự án KC.02.DA.09, PGS. TS. Đỗ Ngọc Liên và các cán bộ Viện Công nghệ Xạ hiếm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt luận văn này. Nhân dịp này em xin chân thành cảm ơn các cán bộ Trung tâm Đào tạo Sau đại học, các thầy cô giáo trong khoa Khoa học và Công nghệ Vật liệu trường đại học Bách Khoa Hà Nội, các đồng nghiệp, bạn bè và người thân đã động viên giúp đỡ em trong suốt thời gian hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2005 Ngô Xuân Hùng 2 MỤC LỤC CÁC KÍ HIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN………………...…….11 MỞ ĐẦU………………………………………………………………………...12 PHẦN I: TỔNG QUAN ………………………………………………………...14 CHƯƠNG 1. ĐẤT HIẾM VÀ CHẾ TẠO ĐẤT HIẾM………………………….14 1.1. Đặc điểm về quặng đất hiếm ……………………………………………….14 1.1.1. Đặc điểm chung các nguyên tố đất hiếm ………………….……………..14 1.1. 2. Các khoáng vật đất hiếm……………………………….………………...14 1.1. 3. Phân bố tài nguyên ôxit đất hiếm trên toàn thế giới……………………...17 1.1. 4. Tài nguyên đất hiếm Việt Nam ……………………………….…………17 1.2. Cơ sở lý thuyết quá trình nấu luyện các hợp kim trung gian…………...…...18 1.2.1. Ái lực hóa học của các nguyên tố đối với oxy……………………………18 1.2.2. Vai trò các dung dịch kim loại trong công nghệ chế tạo HKTG………….24 CHƯƠNG 2. ÁP DỤNG CHẤT BIẾN TÍNH CHO GANG…………………….26 2.1. Ảnh hưởng của các nguyên tố trong hợp kim fero đến cấu trúc và tính chất của gang…………………………….…………………………………….…......26 2.1.1. Ảnh hưởng của kim loại đất hiếm (RE). ………………………………....26 2.1.2. Ảnh hưởng của canxi (Ca) và magiê (Mg) kim loại……………………...28 2.1.3. Ảnh hưởng của nhôm kim loại…………………………….……………...32 2.2. Khả năng cầu hoá của chất biến tính…………………………….…………33 2.3. Các học thuyết và giả thuyết kiến tạo nên hình Dạng cầu của graphit trong gang…………………………….…………………………………….………….38 3 2.3.1. Học thuyết các bọt khí.. …………………………….…………………...39 2.3.2. Học thuyết cacbit…………………………….…………………………..40 2.3.3. Học thuyết sự tăng sức căng bề mặt…………………………….………..40 2.3.4. Học thuyết hấp phụ nguyên tố biến tính trên Graphit …………………...42 2.3.5. Học thuyết biến vị…………………………….………………………….44 CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG CHẤT BIẾN TÍNH CHO THÉP…………………….47 3.1. Lý thuyết chung về biến tính thép…………………………….…………….48 3.2. Tác dụng của kim loại đất hiếm trong quá trình biến tính thép……………..54 3.2.1. Tác dụng khử oxy trong thép của kim loại đất hiếm……………………...54 3.2.2. Tác dụng khử S trong thép của kim loại đất hiếm………………………...55 3.2.3. Tác dụng khử P của kim loại đất hiếm. …………………………….…….55 3.2.4. Tác dụng của kim loại đất hiếm với N2 trong thép………………………..56 3.2.5. Tác dụng khử H2 của kim loại đất hiếm…………………………………..56 3.2.6. Kim loại đất hiếm với C trong thép……………………………………….57 3.2.7. Tác dụng trung hoà các tạp chất kim loại màu: Sn, Pb, Zn, Sb…………...57 PHẦN II: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM…………………………….………….59 CHƯƠNG 1. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HỢP KIM FERO-ĐẤT HIẾM CAO (Fe-Si-RE) DÙNG BIẾN TÍNH THÉP……………...59 1.1. Giới thiệu quặng đất hiếm Đông Pao Việt Nam…………………………….59 1.2. Nguyên vật liệu và phụ liệu…………………………….…………………...59 1.3. Thiết bị và dụng cụ chuyên dụng…………………………….……………..60 4 1.4. Quá trình nghiên cứu công nghệ luyện hoàn nguyên trực tiếp quặng đất hiếm bằng nhiệt cacbon trong lò điện hồ quang…………………….…………………61 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HỢP KIM FERO-ĐẤT HIẾM-MAGIÊ (Fe-RE-Mg) SỬ DỤNG BIẾN TÍNH GANG CẦU……………………………………………………………………..62 2.1. Thành phần hóa học của các hợp kim Fe-RE-Mg…………………………..62 2.2. Công dụng của chất cầu hóa……………………………………………….. 63 2.3. Nguyên liệu sử dụng chế tạo hợp kim ……………………………………...65 2.4. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm……………………………………………...65 CHƯƠNG 3. SỬ DỤNG FERO-ĐẤT HIẾM CAO TRONG CÔNG NGHỆ BIẾN TÍNH THÉP………………………………………………….………………….67 3.1. Công nghệ biến tính thép tại Nhà máy Cơ khí Đông Anh………………….67 3.1.1. Quy trình thí nghiệm ……………………………………………………..67 3.1.2. Thiết bị phân tích và kiểm tra……………………………………………..68 CHƯƠNG 4. SỬ DỤNG FERO-ĐẤT HIẾM-MAGIÊ (Fe-RE-Mg) TRONG CÔNG NGHỆ BIẾN BIẾN TÍNH GANG CẦU………………………………..68 4.1. Giới thiệu về gang cầu………………………………………………………68 4.2. Công nghệ biến tính gang cầu tại Nhà máy Cơ khí Gang thép Thái Nguyên……………………………………………………………………..73 4.2.1. Quy trình thí nghiệm……………………………………………………...73 4.2.2. Thiết bị phân tích và kiểm tra……………………………………………..74 5 4.3. Công nghệ biến tính gang cầu tại Xí nghiệp đúc Nhà máy Cơ khí Hà Hội…74 4.3.1. Quy trình thí nghiệm……………………………………………………...74 4.3.2. Thiết bị phân tích và kiểm tra……………………………………………..75 PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………….76 CHƯƠNG 1. KẾT QUẢ CHẾ TẠO HỢP KIM FERO-ĐẤT HIẾM CAO (Fe-SiRE) TRONG LÒ HỒ QUANG DÙNG ĐỂ BIẾN TÍNH THÉP………………..76 1.1. Ảnh hưởng thành phần phối liệu đến hàm lượng và hiệu suất thu hồi kim loại đất hiếm trong hợp kim (Fe-RE-Si) ……………………………………………..76 1.1.1. Kết quả thực nghiệm……………………………………………………...76 1.1.2. Nhận xét và thảo luận……………………………………………………..77 1.2. Ảnh hưởng của thời gian nấu luyện đến hàm lượng và hiệu suất thu hồi kim loại đất hiếm trong hợp kim Fe-RE-Si. …………………………………….…...78 1.2.1. Kết quả thực nghiệm ……………………………………………………..78 1.2.2. Nhận xét và thảo luận……………………………………………………..80 CHƯƠNG 2. KẾT QUẢ CHẾ TẠO HỢP KIM FERO-ĐẤT HIẾM-MAGIÊ (FeRE-Mg) SỬ DỤNG BIẾN TÍNH GANG CẦU………………………………....81 2.1. Kết quả thực nghiệm………………………………………………………..81 2.2. Nhận xét và thảo luận……………………………………………………….83 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ BIẾN TÍNH THÉP TẠI NHÀ MÁY CƠ KHÍ ĐÔNG ANH……………………………………………………………………..85 3.1. Kết quả biến tính mác thép 14…………………………………………….85 3.2. Kết quả biến tính mác thép X15…………………………………………….88 6 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ BIẾN TÍNH GANG CẦU…………………………….93 4.1 Kết quả biến tính gang cầu tại Nhà máy Cơ khí Gang thép Thái Nguyên…..93 4.2. Kết quả biến tính gang cầu tại Xí nghiệp đúc Nhà máy Cơ khí Hà Nội……95 PHẦN IV: KẾT LUẬN……………………………………………………..….105 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………..….107 7 MỤC LỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Các phân nhóm của các NTĐH…………………………………………14 Bảng 2a. So sánh thành phần nguyên tố đất hiếm trong tổng oxit đất hiếm của khoáng vật Monazit Việt Nam với các nước trên thế giới…………………….....15 Bảng 2b. So sánh thành phần nguyên tố đất hiếm trong tổng oxit đất hiếm của khoáng vật Bastnazit và Cenotim Việt Nam với các nước trên thế giới…………16 Bảng 3. Một số tính chất của khoáng vật đất hiếm ……………………………...16 Bảng 4. Phân bố tài nguyên ôxyt đất hiếm theo từng quốc gia, theo đánh giá cấp R1E……………………………………………………………………….……...17 Bảng 5. Năng lượng tự do tiêu chuẩn của các phản ứng tạo thành ôxit và sunfua của một số nguyên tố………………………………………………………….…29 Bảng 6. Mức độ cầu hoá graphit trong gang khi có mặt chất cầu hoá…………...31 Bảng 7. Thành phần hoá học của một số HKTG dùng phổ biến trong nghiên cứu và trong công nghệ cầu hoá gang………………………………………………..34 Bảng 8. Ảnh hưởng của thành phần và lượng tiêu hao HKTG đến mức độ cầu hoá graphit……………………………………………………………………………3 7 Bảng 9. Thành phần của một số hợp kim trung gian dùng để biến tính thép……48 Bảng 10. Thành phần hóa học của quặng đất hiếm Đông Pao…………………..60 Bảng 11. Thành phần hóa học của một số CCH được sản xuất và sử dụng trên thế giới…………………………………………………………………………...62 8 Bảng 12. Thành phần hóa học mác hợp kim đề xuất nghiên cứu………………..65 Bảng 13. Hàm lượng chất biến tính sử dụng khi biến tính gang cầu……………75 Bảng 14. Ảnh hưởng tỷ lệ kim loại đất hiếm đưa vào hợp kim từ quặng đất hiếm và hiệu suất thu hồi của chúng…………………………………………………..76 Bảng 15. Ảnh hưởng của thời gian nấu luyện đến hàm lượng và hiệu suất thu hồi kim loại đất hiếm trong hợp kim Fe-RE-Si……………………………………...79 Bảng 16. Kết quả thí nghiệm quy mô lớn nấu luyện hợp kim fero-đất hiếm-magiê (Fe-Si-Mg) trong lò cảm ứng trung tần………………………………………….81 Bảng 17. Sự phụ thuộc vào hiệu suất thu hồi kim loại và hàm lượng Mg trong hợp kim vào thành phần Mg nạp vào phối liệu theo tính toán………………………..82 Bảng 18. Kết quả phân tích thành phần hóa học mẫu thép 14 chưa biến tính…85 Bảng 19. Kết quả phân tích thành phần hóa học mẫu thép 14 sau biến tính…..85 Bảng 20. Kết quả phân tích thành phần hóa học mẫu thép X15 chưa biến tính…88 Bảng 21. Kết quả phân tích thành phần hóa học mẫu thép X15 sau biến tính…..88 Bảng 22. Kết quả đo độ cứng 3 mẫu thép X15 trước và sau biến tính…………..92 Bảng 23. Kết quả đo độ dai va đập 3 mẫu thép X15 trước và sau khi biến tính…92 Bảng 24. Kết quả thành phần hóa học của gang sau khi biến tính………………95 Bảng 25. Kết quả thành phần hóa học mẫu gang (TT.3.323) trước và sau biến tính………………………………………………………………………….97 Bảng 26. Kết quả thành phần hóa học mẫu gang (TT.3.332) trước và sau biến tính………………………………………………………………………...100 9 Bảng 27. Kết quả thành phần hóa học mẫu gang (TT.3329) trước và sau khi biến tính………………………………………………………………………...103 10 MỤC LỤC CÁC HÌNH Hình 1. Sự phụ thuộc độ bền nhiệt của các oxyt đối với hóa trị các nguyên tố….21 Hình 2. Giản đồ biểu diễn sự phụ thuộc giữa ái lực hóa học của các nguyên tố với oxy vào nhiệt độ…………………………………………………………..…….22 Hình 3. Ảnh hưởng của thành phần và lượng tiêu tốn chất cầu hóa lên hình dạng của graphit trong gang…………………………………………………………...35 Hình 4. Sơ đồ mô phỏng sức căng bề mặt của gang lỏng tác dụng lên tinh thể graphit……………………………………………………………………………4 7 Hình 5. Tổ chức tế vi của gang cầu ferit–peclit (x200)……………………..…..69 Hình 6. Dạng đặc trưng của graphit trong gang để tính toán giá trị đường kính hạt tinh thể…………………………………………………………………………...71 Hình 7. Vi cấu trúc đối với mức độ cầu hóa của các dạng graphit trong gang…..72 Hình 8. Mẫu thử độ bền kéo đứt và đo độ giãn dài……………………………...75 Hình 9. Sự phụ thuộc hàm lượng và hiệu suất thu hồi RE trong hợp kim theo tính toán nạp RE vào từ quặng……………………………………………………….77 Hình 10. Sự phụ thuộc hàm lượng và hiệu suất thu hồi RE trong hợp kim……...79 Hình 11. Sự phụ thuộc hàm lượng và hiệu suất thu hồi Mg trong hợp kim……...82 Hình 12. Sơ đồ công nghệ sản xuất ferô - đất hiếm cao, ferô-đất hiếm-magiê….84 Hình 13. Ảnh tổ chức tế vi mẫu thép 14 trước khi biến tính (x500)…………...86 11 Hình 14. Ảnh tổ chức tế vi mẫu thép 14 sau khi biến tính 1,5% ferôđất hiếm cao (x500) ……………………………………………………………..87 Hình 15. Ảnh tổ chức mẫu thép 14 sau biến tính 2,0% ferôđất hiếm cao (x500) …………………… ………………………………………87 Hình 16. Biểu đồ so sánh hàm lượng lưu huỳnh, phốt pho trước và sau biến tính89 Hình 17. Ảnh tổ chức mẫu thép X15 chưa khi biến tính (x200)………………..90 Hình 18. Ảnh tổ chức mẫu thép X15 sau khi biến tính 1% ferôđất hiếm cao (x200) ……………………………………………………………..91 Hình 19. Ảnh tổ chức mẫu thép X15 sau khi biến tính 2% ferôđất hiếm cao (x200) ……………………………………………………………..91 Hình 20. Ảnh chưa tẩm thực (x100). ……………………………………………93 Hình 21. Ảnh tổ chức gang cầu chưa tẩm thực đã tẩm thực (x500)…………………………..94 Hình 22. Ảnh tổ chức (x100)……………………………..94 12 gang cầu CÁC KÍ HIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN NTĐH, RE: Nguyên tố đất hiếm CHKH: Chất hợp kim hoá HKTG: Hợp kim trung gian NĐH: Nhiệt động học CBT: Chất biến tính Gr: Graphit GrD: Graphit dạng cầu MCG: Mức độ cầu hóa graphit CHN: Chất hoàn nguyên CCH: Chất cầu hóa 13 MỞ ĐẦU Ngày nay, các nguyên tố đất hiếm được ứng dụng rộng rãi trongcác lĩnh vực công nghệ cao và vật liệu mới như điện tử, vật liệu từ, vật liệu siêu dẫn, vật liệu phát quang, gốm sứ, thủy tinh, biến tính thép, cầu hóa gang, hợp kim trung gian… Hợp kim trung gian (HKTG) thực chất là các loại hợp kim của silic với kim loại màu (Cr, Ni, Mn, Mg, Ca…) với kim loại hiếm (Zn, Ti, Mo, W, V…) và đất hiếm (RE) với sự có mặt của Fe ở các mức hàm lượng khác nhau. Đồng thời HKTG cũng để chỉ các loại ligatua - là các hợp kim trên nhưng không có Fe. Là một Quốc gia có nguồn quặng đất hiếm đứng hàng thứ 9 trên thế giới, Việt Nam có tiềm năng phong phú để phát triển ngành công nghiệp đất hiếm. Đất hiếm Việt Nam với thành phần giàu các nguyên tố nhóm nhẹ và nhóm nặng được khai thác tại các địa điểm: Đông Pao, Yên Phú và các mỏ sa khoáng ven biển miền trung. Đó là nguồn nguyên liệu lý tưởng để nấu luyện HKTG, HKTG này là các hợp kim của các kim loại mầu với kim loại hiếm và đất hiếm . Để sản xuất được gang cầu, thép chất lượng cao và các mác thép hợp kim đặc biệt, các hợp kim màu đặc biệt, ngoài các nguyên liệu, phụ liệu thông thường, nhất thiết phải có một số loại HKTG đóng vai trò là chất cầu hoá (CCH), chất biến tính (CBT) và chất hợp kim hoá (CHKH). Đó chính là các hợp kim fero của các kim loại màu, hiếm, đất hiếm. Với nhu cầu về HKTG trong công nghệ biến tính thép và cầu hóa gang rất lớn, trong khi đó quặng đất hiếm nước ta rất có tiềm năng, tuy nhiên các nhà máy luyện kim trong cả nước đều phải nhập ngoại các sản phẩm này từ nước ngoài như Canada, Anh, Đức, Nam Phi, Trung Quốc… nhằm mục đích hạn chế việc nhập khẩu các HKTG từng bước nội địa hóa các sản phẩm này, đề tài “Chế tạo chất biến tính trên cơ sở quặng đất hiếm Đông Pao Việt Nam, đồng thời áp dụng chất biến tính đó để biến tính một số mác thép và cầu hoá gang” đã đề ra những nhiệm vụ chính sau đây: 14 1. Nghiên cứu chế tạo hợp kim ferô-đất hiếm cao trên cơ sở quặng đất hiếm Đông Pao đồng thời sử dụng hợp kim này để biến tính một số mác thép. 2. - Nghiên cứu chế tạo hợp kim ferô-đất hiếm-magiê trên cơ sở hợp kim ferô-đất hiếm cao, đồng thời sử dụng chúng để biến tính gang cầu. - Các công nghệ thực hiện nghiên cứu tại Viện Công nghệ Xạ Hiếm, Trường đại học Bách khoa Hà Nội và các nhà máy cơ khí luyện kim trong nước. 15 PHẦN I: TỔNG QUAN CHƯƠNG 1. ĐẤT HIẾM VÀ CHẾ TẠO ĐẤT HIẾM 1.1. Đặc điểm về các nguyên tố đất hiếm và quặng đất hiếm 1.1.1. Đặc điểm chung các nguyên tố đất hiếm Trong bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev, các nguyên tố có số thứ tự 21scandi, 39-ytri và 15 nguyên tố có số thứ tự bắt đầu từ 57-lantan đến số 71-lutexi được gọi là các nguyên tố đất hiếm (NTĐH). Các NTĐH có cấu tạo giống nhau ở lớp vỏ điện tử ngoài cùng. Trong nguyên tử ngoài cùng của chúng, công thức chung của các lớp điện tử có dạng: 4f0-145s2 5p65d0-1 6s2. Các NTĐH chiếm khoảng 0,1 % khối lượng vỏ trái đất, gấp hàng trăm lần so với các nguyên tố V, Mo, Pb, Sn, Ag, Au… chúng được phân bố rất tản mạn trong vỏ trái đất [2]. “Đất hiếm” là tên mang tính lịch sử. Thực chất những nguyên tố này là kim loại và không hiếm. So với Ag thì từng nguyên tố đất hiếm dồi dào hơn. Riêng lượng Ce, Y, Nd, La thì lớn hơn Pb và Ce, Nd, La cộng lại thì nhiều hơn Ni hoặc Cu [1]. Các nguyên tố đất hiếm thường được phân thành hai hoặc ba phân nhóm (bảng1). Bảng 1. Các phân nhóm của các NTĐH NTĐH nhẹ ( phân nhóm cery ) NTĐH nặng ( phân nhóm ytri ) 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 39 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ly Y NTĐH nhẹ NTĐH trung bình NTĐH nặng 1.1.2. Các khoáng vật đất hiếm Có trên 200 khoáng vật chứa đất hiếm trong đó có hơn 70 khoáng vật có hàm lượng đất hiếm đáng kể. Các khoáng vật chủ yếu nhất là Bastnasit, Monazite và Cenotim. 16 - Bastnasit là khoáng vật Fluocarbonat có công thức hóa học (Ce, La…)(CO3)2F. về lý thuyết Bastnasit chứa 75% REO và thường có một lượng nhỏ Y2O3. Mỏ đất hiếm Bastnasit lớn nhất thế giới tập trung ở Mountain-Pass nước Mỹ. Tiếp theo là mỏ đất hiếm Bastnasit hỗn hợp với monazit ở Bayan Obo Nội Mông Trung Quốc. - Monazit là khoáng vật phốt phát có công thức hóa học (La, Ce, Y, Th…)PO4 về lý thuyết monazit chứa tới 70% REO gồm cả 2%Y2O3. Hầu hết monazit được khai thác cùng với Ilmenite, Rutin, Zircon…). - Xenotim là khoáng vật phốt phát giàu Ytri có công thức hóa học YPO4. Về lý thuyết xenotim chứa 67% Y2O3. Trữ lượng đất hiếm trên thế giới tập trung chủ yếu ở Châu Á và Châu Mỹ. Thành phần đất hiếm của các mỏ đất hiếm Việt Nam so sánh với một số mỏ đất hiếm nổi tiếng trên thế giới được thống kê trong bảng 2a và 2b. Bảng 2a. So sánh thành phần nguyên tố đất hiếm trong tổng oxit đất hiếm của khoáng vật Monazit Việt Nam với các nước trên thế giới REO (%) Monazit (Tr Quốc) Monazit (Đài loan) Monazit (Úc) 17 Monazit (Mỹ) Monazit (Ấn Độ) Monazit (Huế VN) Monazit (Bình định VN) La3O3 23,00 21,09 23,16 17,41 23,00 20,57 20,72 CeO2 42,70 48,08 46,32 43,73 46,00 42,34 46,31 Pr6O3 4,10 4,85 4,92 4,90 5,50 4,74 4,96 Nd3O3 17,00 19,14 18,35 17,14 20,00 15,83 19,10 Sm2O3 3,00 4,08 2,46 4,87 4,00 3,19 3,31 Eu2O3 < 0,10 0,18 0,04 0,16 - 0,11 0,07 Gd2O3 2,00 1,36 1,68 6,56 - 2,21 1,96 Tb4O7 0,70 - 0,22 0,26 - 0,25 0,18 Dy2O3 0,80 0,54 0,56 0,90 - 0,73 0,67 Ho2O3 0,12 0,06 0,08 0,11 - 0,14 0,09 Er2O3 < 0,3 0,09 0,06 0,04 1,51 0,38 0,14 Tm2O3 - - - 0,03 - 0,06 0,01 Yb2O3 2,40 0,18 0,04 0,21 - 0,40 0,05 Lu2O3 < 0,14 - - 0,03 - 0,05 0,01 Y2O3 2,40 2,42 1,57 3,18 - 9,02 2,42 ThO2 4,00 3,21 6,40 - - - - 55,0 63,22 58,50 - 49,15 60,90 Tổng REO trong tinh quặng - Bảng 2b. So sánh thành phần nguyên tố đất hiếm trong tổng oxit đất hiếm của khoáng vật Bastnazit và Cenotim Việt Nam với các nước trên thế giới REO Bastnazit (%) Mountain Bastnazit Bastnazit Bastnazit Nam Trung Quốc Đông Pao VN Nậm Xe Xenotim Xenotim Malaysia Trung Quốc Pass, Mỹ Xenotim Yên Phú VN La3O3 32,00 35,02 36,68 – 41,8 31,80 0,56 0,95 4,73 CeO2 49,00 50,68 44,4 – 47,80 46,17 5,00 1,75 21,8 Pr6O3 4,40 3,74 3,29 – 4,20 9,32 0,70 0,47 2,28 Nd3O3 13,50 9,48 6,8 – 10,40 14,11 2,20 1,86 13,14 Sm2O3 0,50 0,45 0,24 – 0,67 1,04 1,90 1,08 3,27 Eu2O3 0,10 0,05 0,16 0,20 0,08 0,29 Gd2O3 0,30 0,22 0,19 4,00 3,43 4,50 Tb4O7 0,01 0,03 0,01 1,00 1,00 3,60 Dy2O3 0,03 - 0,11 8,70 8,83 0,56 Ho2O3 0,01 0,12 0,003 2,10 2,13 0,72 Er2O3 0,01 0,01 0,005 5,40 7,00 1,88 Tm2O3 0,02 - 0,001 0,90 1,13 1,47 Lượng nhỏ 18