Минералы, руды, месторождения скандия

Скандий не столько редкий (кларк 6∙ 10ˉ ⁴%), сколько рассеянный элемент.

Скандий, являясь более распространенным, чем Sb, Bi, Ag и Au, значительных концентраций не образует. Основная его масса рассеяна в горных породах вулканического происхождения; содержание Sc₂O₃ в них – 0, 0002 – 0, 0003%.

Собственные минералы скандия – тортвейтит (Sc₂Si₂O₇ содержит 41-42 % Sc₂O₃) и стереттит (ScPO₄·2H₂O до 39, 22 %). В тортвейтите скандий обычно замещается иттрием, РЗЭ иттриевой подгруппы, а также Zr, Hf и Th. Разновидность с повышенным содержанием циркония носит название бефаномит. Тортвейтит и бефаномит, несмотря на редкость этих минералов, встречаются в виде отдельных скоплений в Норвегии, на о. Мадагаскар, на Урале, в Восточной Сибири.

Разновидность стереттита – кольбекит (Sc, Be, Ca)(SiO₄, PO₄)·2H₂O. Оба минерала еще более редки, чем тортвейтит. Отдельные находки их обнаружены в США, Германии, Бельгии. Более 100 минералов содержат от 0, 001 до 0, 6 % Sc₂O₃. Это вольфраматы, галогениды, карбонаты, молибдаты, оксиды, силикаты и фосфаты. Для большинства скандийсодержащих минералов характерно присутствие Ln³⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ и Zr²⁺. Большинство этих ионов имеет близкий радиус при одинаковом координационном числе (шесть), близкие значения ряда констант, например, электроотрицательность.

Известные месторождения собственных минералов скандия невелики по масштабам и не могут удовлетворить потребность в скандии, поэтому промышленное значение имеет попутное извлечение скандия из комплексного сырья. К таким сырьевым источникам в первую очередь относятся урановые руды, содержащие торий, РЗЭ и скандий (до 0, 001%). При сохранении темпов современной добычи руды извлечение Sc₂O₃ может составить 500 т в год. В качестве второго источника следует назвать касситериты и вольфрамиты. Небольшое содержание в них скандия (сотые, редко десятые доли процента) компенсируется большим объемом добычи этих руд (~200000 т концентратов в год). Огромные масштабы некоторых железорудных магматических месторождений при довольно стабильном содержании скандия (0, 01-0, 02 % Sc₂O₃) позволяют считать их одним из перспективных источников получения скандия.

Сырьевыми источниками получения скандия можно считать минералы РЗЭ иттриевой подгруппы (эвксенит, хлопинит и др.), содержащие до нескольких десятых долей процента Sc₂O₃, а также бериллы и цирконы. Крупным сырьевым источником скандия могут оказаться бокситы, содержащие в некоторых случаях 0, 001-0, 01% Sc₂O₃. Потенциальным источником скандия считают угли, в золе которых может содержаться 0, 001-0, 01% Sc₂O₃. Представляют интерес некоторые слюды, часто обогащенные скандием. Встречаются мусковиты, содержащие до 0, 2-0, 4 % Sc₂O₃.