钒铅矿（Vanadinite）

化学式：K₂(UO₂)₂(VO₄)₂·3H₂O

特点：鲜橙红色，产自钒矿床，具强放射性。

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化学组成

主要成分为 铀（U⁶⁺）、钒（V⁵⁺） 和 钾（K⁺），化学式中铀以铀酰离子（UO₂²⁺）形式存在，钒以钒酰离子（VO₄³⁻）形式存在。

化学式中含结晶水（3H₂O），易脱水形成非晶质铀酰钒酸盐（如脱羟钒铅矿）。

常见替代元素：钙（Ca²⁺）、镁（Mg²⁺）替代钾，砷（As⁵⁺）替代钒。

晶体形态

单体形态：板状、片状或针状晶体，常呈土状或皮壳状集合体。

解理：{001}完全解理，{100}中等解理，解理面具玻璃光泽。

集合体：钟乳状、皮壳状或粉末状，偶见肾状构造。

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单斜晶系，空间群 C2/c，晶胞参数：a=13.75 Å，b=18.23 Å，c=6.95 Å，β=116.5°。

物理性质

硬度：2-3（莫氏硬度），易被指甲刻划。

密度：3.5-4.0 g/cm³，具明显放射性（表面剂量率可达10-100 μSv/h）。

断口：贝壳状，表面光泽从金刚光泽（晶形发育）到土状光泽（风化产物）。

光学性质：

颜色：鲜黄色至橙红色（铀酰离子特征），脱水后变为棕褐色。

透明度：半透明至不透明，晶形完整者具玻璃光泽。

折射率：n=1.72-1.85（双折射率Δ=0.05），弱双折射现象。

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荧光：短波紫外光（254 nm）下发强烈绿色荧光（铀的特征响应）。

其他特性

放射性：铀含量通常为4-12%，活度浓度与矿石品位直接相关。

吸水性：易吸附水分子，脱水后结构崩塌，失去结晶水后放射性显著降低。

地质产状

主要形成于 砂岩型铀矿床 和 热液脉型铀矿床的氧化带，由沥青铀矿（Uraninite）经氧化水解作用生成：UO2+V2O5+K++H2O→K2(UO2)2(VO4)2⋅3H2O+其他产物

典型共生矿物：钒钾铀矿（Tyuyamunite）、钙钒铀矿（Tyrite）、硅钙铀矿（Coffinite）。

全球产地

美国科罗拉多州西南部（如Uravan矿区）、纳米比亚埃龙戈省、刚果（金）加丹加省。

中国西北地区（砂岩型铀矿带）、阿根廷巴塔哥尼亚。

矿床成因

与干旱气候条件下的氧化作用密切相关，铀源岩（如花岗岩、火山岩）经表生风化淋滤富集。

铀资源回收

钒铅矿是铀冶炼的重要原料，通过酸浸法提取铀：K2(UO2)2(VO4)2⋅3H2O+H2SO4→UO22++VO3−+K++H2O

铀回收率受钒含量干扰（钒会生成VO₃⁻竞争沉淀），需采用离子交换树脂或溶剂萃取工艺纯化。

钒工业应用

钒含量（约10-15%）可用于生产钒铁合金（用于炼钢）或催化剂（如石油脱硫）。

钒提取需先通过煅烧将钒酰基转化为V₂O₅，再还原熔炼。

科研与环保挑战

放射性风险：开采和加工需严格防护措施（如铅屏蔽、通风系统）。

环境修复：尾矿库中残留的铀和钒易淋滤进入地下水，需采用沸石吸附或微生物还原技术固定。

钒铅矿作为铀-钒共伴生矿床的核心矿物，兼具资源价值与放射性风险。其独特的化学组成（U-V-K体系）和晶体结构（层状磷酸盐骨架），使其在核能原料与冶金工业中不可替代。未来研究需聚焦于低品位矿石的绿色提取技术开发，以及放射性废料的稳定化处理，以实现资源利用与环境安全的平衡。