大洋铁锰结核是重要的海底矿产资源,它已经成为全世界瞩目的二十一世纪的战略资源。大洋铁锰结核常见于4000米--6000米的海底沉积物表层,储量极其巨大,天然铁锰结核含有Mn、Fe、Cu、Co、Ni、U、Au及铂族元素、稀土元素等60多种金属元素。稀土元素(REEs)的地球化学性质在研究大洋铁锰结核得到了比较广泛的应用。太平洋中部CP区和CC区铁锰结核中含有丰富的稀土元素。郭世勤等在1992年发现CP区结核较CC区结核富含REE,海山区结核较平原丘陵区结核富含REE,结核内部REE呈带状分布;1987年5—6月间,中、西德在南海进行地球科学调查,获得5个铁锰结壳、6个铁锰结核样品,在利用X荧光法测定15个稀土元素的基础上,对南海铁锰结核(壳)的稀土丰度、配分模式与伴生元素的关系以及稀土的来源作了较为详细的探讨,结果表明:(1)结核和结壳的稀土经球粒陨石标准化后的配分模式基本相同。(2)Ce正异常,Eu亏损不明显。(3)结核(壳)中稀土主要来自南海中酸性岩类风化、淋漓后缓慢沉积;潘家华等在2002年利用"大洋一号"调查船在中太平洋不同海区调查时获取的18个结壳样品,采用化学分析及ICP-AES分析法,对中太平洋海区富钴结壳稀土元素的含量、分布特征、配分模式以及来源进行了分析和研究,结果表明:(1)中太平洋海区富钴结壳中稀土元素含量异常高。(2)结壳中稀土元素的配分模式基本相同,轻稀土元素富集,尤其是Ce元素相当富集,呈较为明显的正异常,而重稀土元素则普遍亏损。(3)结壳中稀土元素与海水中稀土元素的配分模式为明显的镜像关系;(4)结壳中稀土元素总量与Mn呈显著正相关,与Mn/Fe相关不明显,反映出研究区结壳中的稀土元素主要来自于海水和上覆水的缓慢沉积以及火山喷发、洋底玄武岩风化淋漓和生物化学沉积。由于铁锰氧化物或氢氧化物作为铁锰结核中的重要活性组分,稀土元素(REEs)各元素之间在它们表面上的吸附性能有着显著差异,因此我们可以研究氢氧化铁和二氧化锰对稀土元素的吸附作用研究,为进一步了解铁锰结核中吸附稀土元素提供依据。本论文通过实验室模拟,以配置的理想海水为介质,以二氧化锰、氢氧化铁、为研究对象,探讨了它们吸附稀土元素的吸附速率和热力学参数,并就环境因素包括温度、pH和盐浓度对吸附的影响进行了研究,在此基础上简单研究了复合铁锰氧化物对稀土元素的吸附。本论文初步得到如下结论:(1)动力学研究表明氢氧化铁、二氧化锰对稀土元素的吸附动力学都符合一级动力学方程。(2)吸附等温线拟合结果表明氢氧化铁对稀土元素的吸附等温线较好地符合Henry和Freundlich等温式;二氧化锰对稀土元素的吸附等温线可用Langmuir吸附等温式拟合。(3)热力学研究表明氢氧化铁对稀土元素的吸附热力学函数为ΔG°<0、ΔH°>0、熵变ΔS°>0;二氧化锰对稀土元素的吸附热力学函数基本为ΔG°<0、ΔH°<0、熵变ΔS°<0。(4))环境因素研究表明氢氧化铁对稀土元素的吸附量随着盐浓度的减小、pH值的增加和温度的升高而增加;二氧化锰对稀土元素的吸附量随着pH值的增加、温度和盐浓度的降低而升高。(5)复合铁锰氧化物对稀土元素的吸附率随Fe/Mn值变大呈现出增加的趋势。