稀土元素是重要的战略资源,在多个领域均有应用。相山铀矿的部分矿体中,伴生的稀土元素富集,含量很高,尤其是富集重稀土元素。对相山铀矿富稀土矿石中的稀土元素地球化学特征展开研究,有利于稀土资源的回收利用,同时也可以探索稀土富集的原因。通过对研究区进行野外调查,结合常微量化学分析、浸出实验等手段,对相山铀矿伴生稀土元素的地球化学特征及浸出行为进行了研究,得到以下几点结论:(1)微量元素地球化学分析表明,铀矿床伴生的稀土元素含量很高,矿石中伴生的稀土元素总量已接近或达到工业品位,具有很好的综合回收价值;稀土元素分配模式表现为明显的Eu负异常,围岩中的稀土配分模式为轻稀土富集型,而矿体中则表现为富集重稀土;矿体中富集稀土元素的原因是在铀成矿的过程中伴随有稀土元素的富集,特别是重稀土元素的富集。(2)矿体中铀元素与REY呈现出极强的正相关关系,与HREE+Y的相关性要大于与LREE的相关性;常量元素方面,P₂O₅与REY、HREE+Y以及LREE均表现为正相关关系,说明磷灰石化对稀土元素的富集起到一定的促进作用,MgO、MnO等暗色矿物与稀土元素的相关性均不明显。(3)硫酸体系下的稀土浸出行为的分析表明,当反应时间为90min,硫酸浓度为30g/l,温度为70摄氏度,固液比为1/5,磁力搅拌器转速为500r/min,添加的氧化剂(过氧化氢,30%)为每100ml反应液5ml时,浸出的效果最好,此时稀土浸出率为89.60%;重稀土元素在实验中表现出一定的“整体性”,且整体浸出率要高于轻稀土元素整体的浸出率。(4)浸出实验中硫酸浓度的改变主要是氧化性的增强使得更多的Eu²⁺氧化为Eu³⁺;温度的改变对稀土元素硫酸盐产物溶解度的影响较大,进而影响整体浸出率;氧化剂的添加使得铀矿物中的U⁴⁺被氧化成U⁶⁺,从而得以从矿石中被浸出,使得与铀元素呈类质同象的部分稀土元素一同被浸出。(5)对稀土酸浸过程的动力学分析表明浸出过程主要是受到化学反应的控制,并得到了关于温度及硫酸浓度的稀土浸出动力学方程。