Rare earth elements and yttrium (REY) are crucial for modern technologies. This study investigated the modes of occurrence, mineral hosts, and distribution in coal and laboratory-derived coal-ash samples from the Soutpansberg Coalfield (South Africa) using scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), mineral liberation analysis (MLA), X-ray diffraction (XRD), and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The mineral composition of the studied coal primarily comprises of silicates, predominantly kaolinite (avg. 24.1 wt%; whole coal basis), quartz (avg. 13.6 wt%), alongside carbonates (avg. 12.9 wt%) and pyrite (∼0.1 wt%). Although the coal-ash samples also have silicates (avg. 78.9 wt%), phosphates (monazite, xenotime), titanium oxides, and zircon. Average REY concentrations are 241.3 mg/kg in the coal and 468.3 mg/kg in the coal-ash, reaching a maximum of 957.4 mg/kg with multi-day multi-acid digestion, suggesting enhanced liberation.

中文翻译：

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使用电子显微镜分析南非煤炭和灰烬样品中含稀土矿物的出现模式

稀土元素和钇 （REY） 对于现代技术至关重要。本研究使用扫描电子显微镜和能量色散 X 射线光谱 （SEM-EDS）、矿物解放分析 （MLA）、X 射线衍射 （XRD） 和电感耦合等离子体质谱法 （ICP-MS） 研究了来自 Soutpansberg 煤田（南非）的煤和实验室衍生的煤灰样品中的出现模式、矿物主和分布。所研究的煤的矿物成分主要由硅酸盐组成，主要是高岭石（平均 24.1 wt%;以全煤为基础）、石英（平均 13.6 wt%），以及碳酸盐（平均 12.9 wt%）和黄铁矿（∼0.1 wt%）。尽管煤灰样品也含有硅酸盐（平均 78.9 wt%）、磷酸盐（独居石、磷釉）、氧化钛和锆石。煤中 REY 的平均浓度为 241.3 mg/kg，煤灰中的平均 REY 浓度为 468.3 mg/kg，经过多日多酸消解后最高达到 957.4 mg/kg，表明释放增强。