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目录 1

第1章　绪论 1

1.1 稀土元素 1

1.1.1　稀土元素的概念 1

1.1.2 稀土元素的电子层结构和特征 2

1.2　稀土元素的物理和化学性质 3

1.2.1 稀土元素的物理性质 3

1.2.2　稀土元素的化学性质 4

1.3　稀土元素的主要化合物 6

1.3.1 氧化物 6

1.3.2 氢氧化物 6

1.3.3　硫酸盐及硫酸复盐 8

1.3.4　硝酸盐及硝酸复盐 9

1.3.5　碳酸盐 10

1.3.6 草酸盐 11

1.3.7　稀土磷酸盐 12

1.3.8　稀土卤素化合物 12

1.3.9　稀土元素络合物 13

1.4　稀土元素的应用 16

1.4.1 稀土在冶金工业中的应用 16

1.4.2 稀土在石油化工方面的应用 17

1.4.3 稀土在玻璃和陶瓷工业的应用 17

1.4.4　稀土在新材料中的应用 18

1.4.5　稀土在其他领域的应用 20

参考文献 20

第2章　稀土矿物及其精矿处理方法 21

2.1　稀土资源 21

2.1.1　稀土矿物的分类 22

2.1.2　重要的稀土矿物 23

2.2　稀土矿物富集及其精矿的处理概述 25

2.2.1　从原矿石中富集稀土矿物 25

2.2.2　稀土精矿分解方法概述 30

2.3　独居石稀土精矿的分解 32

2.3.1 氢氧化钠分解方法 32

2.3.2　独居石的其他分解方法 38

2.4 氟碳铈矿-独居石混合稀土精矿的分解 40

2.4.1　硫酸焙烧分解方法 41

2.4.2　氢氧化钠分解方法 47

2.4.3　其他分解方法及研究进展 50

2.5　氟碳铈矿的分解 56

2.5.1 空气氧化焙烧分解氟碳铈矿 56

2.6.1 风化壳淋积型稀土矿的矿床特征 60

2.5.2　其他分解氟碳铈矿的方法 60

2.6　风化壳淋积型稀土矿物的处理 60

2.6.2　渗浸法处理风化淋积型稀土矿的基本原理 62

2.6.3　渗浸工艺 62

2.6.4　从渗浸液中提取稀土的方法 64

2.7　其他稀土矿物的处理方法 65

2.7.1　褐钇铌矿的氢氟酸分解 65

2.7.2　磷钇矿的处理 66

2.8　钪资源及回收处理方法 66

2.8.1　钪的资源 66

2.8.2　钪的回收处理方法 67

参考文献 69

3.1.1　萃取体系的组成 71

第3章　溶剂萃取法分离稀土元素 71

3.1　溶剂萃取的基本知识 71

3.1.2　萃取体系分类 72

3.1.3　萃取过程的基本参数 72

3.2　分馏串级萃取工艺 74

3.2.1　分馏萃取过程的主要阶段 74

3.2.2　分馏萃取理论基础 75

3.3 多组分多出口分馏串级萃取工艺 84

3.3.1 多组分两出口工艺各组分在各级中的分布 84

3.3.2 三出口萃取工艺的设计 86

3.3.3 三出口工艺设计实例 91

3.3.4 四组分四出口体系萃取分离工艺 93

3.4　分馏串级萃取试验的计算机模拟 97

3.4.1　计算机串级萃取模拟试验程序设计原理 97

3.4.2　计算机串级萃取模拟试验程序 101

3.4.3　计算机串级萃取模拟试验实例 103

3.5 中性络合萃取体系分离稀土元素 104

3.5.1 中性络合萃取的特点 104

3.5.2 中性萃取剂 104

3.5.3 中性磷氧型萃取剂的基本萃取反应 104

3.5.4 影响分配比和分离系数的因素 105

3.5.5 中性磷氧型萃取剂应用实例 107

3.6 酸性络合萃取体系分离稀土元素 109

3.6.1　酸性络合萃取的特点 109

3.6.2　酸性萃取剂 109

3.6.3 萃取反应及影响分配比和分离系数的因素 112

3.6.4 酸型萃取剂的应用实例 118

3.7.2　N1923萃取剂的萃取稀土元素的反应机理 124

3.7 离子缔合萃取体系分离稀土元素 124

3.7.1 萃取剂及萃取特点 124

3.7.3　N1923从混合型稀土精矿硫酸浸出液分离钍和稀土工艺流程 125

参考文献 127

第4章　离子交换色层法分离稀土元素 128

4.1　树脂离子交换法的基础知识 128

4.1.1 离子交换树脂的类型与性质 128

4.1.2　树脂离子交换过程的基本参数 129

4.2 离子交换色层法分离稀土元素的原理 131

4.2.1 离子交换色层法分离稀土元素的工艺过程 131

4.2.2　吸附过程 132

4.2.3　淋洗过程 132

4.2.4 影响稀土离子交换色层分离的因素 135

4.3.1　操作程序 137

4.3　稀土元素离子交换色层分离的应用 137

4.3.2 以EDTA为淋洗剂分离镨和钕 138

参考文献 140

第5章　分离稀土元素的其他方法 141

5.1 概述 141

5.1.1　分级结晶法 141

5.1.2　分步沉淀法 142

5.1.3　化学气相传输法 142

5.2　选择性氧化还原法分离变价稀土元素 143

5.2.1　铈的氧化分离 143

5.2.2　铕的还原分离 151

5.3　萃取树脂色层法分离稀土元素 155

5.3.1 萃取树脂色层法分离的原理 156

5.3.2　稀土元素的分离 158

5.3.3 应用实例 161

5.4　液膜萃取稀土元素 162

5.4.1　液膜的分类 162

5.4.2　含载体液膜的传质机理 163

5.4.3　乳状有载体液膜萃取的主要工艺过程 164

5.4.4 影响乳状有载体液膜萃取的主要因素 165

5.4.5 应用实例 165

参考文献 166

第6章　稀土化合物的制备 168

6.1　稀土元素与非稀土杂质分离方法 168

6.1.1 中和法 168

6.1.3　硫化物沉淀法 169

6.1.2　草酸盐沉淀法 169

6.1.4　萃取法 170

6.1.5 非金属杂质SO？-、Cl-的分离 171

6.2 晶型稀土碳酸盐的制备 171

6.3 稀土氧化物及超细粉体的制备（包括CeO2-ZrO2） 173

6.3.1 超细稀土氧化物的制备 174

6.3.2 大比表面积CeO2-ZrO2复合氧化物的制备 175

6.4　稀土氯化物的制备（氯化物脱水与提纯） 176

6.4.1　金属直接氯化 176

6.4.2 用水合稀土氯化物脱水 176

6.4.3　用氧化物制备无水氯化稀土 178

6.4.4　稀土氯化物的净化 180

6.5　稀土氟化物的制备（包括脱水） 180

6.5.1 氢氟酸沉淀-脱水法 180

6.5.3 氟化氢气体氟化法 182

6.5.2　氟化氢铵氟化法 182

6.6　稀土硝酸盐的制备 183

6.7　稀土抛光粉的制备 184

6.7.1　抛光粉简介 184

6.7.2　抛光粉的制备 185

6.8　稀土发光材料的制备 188

6.8.1　照明用发光材料 188

6.8.2　稀土显示用发光材料 191

6.8.3　稀土长余辉发光材料 193

参考文献 196

7.2　稀土氯化物熔盐电解制取稀土金属 198

7.2.1 稀土氯化物熔盐电解质的组成与性质 198

7.1　概述 198

第7章　稀土金属及其合金的制取 198

7.2.2　稀土氯化物熔盐电解的电极过程 205

7.2.3 电流效率及影响电流效率的因素 207

7.2.4　稀土氯化物熔盐电解操作工艺及设备 211

7.3　稀土氧化物熔盐电解制取稀土金属 213

7.3.1 稀土氧化物熔盐电解质的组成与性质 213

7.3.2　稀土氧化物熔盐电解的电极过程 214

7.3.3　稀土氧化物熔盐电解操作工艺及设备 216

7.4　熔盐电解制取稀土合金 218

7.4.1 电解共析法制取稀土合金（RE-Al） 218

7.4.2 液体阴极电解制取稀土合金（RE-Mg） 220

7.4.3 自耗阴极电解制取稀土合金（Nd-Fe） 221

7.5　金属热还原法制取稀土金属 222

7.5.1　金属热还原原理 222

7.5.2　钙还原稀土氟化物 223

7.5.3　钙或锂还原稀土氯化物 226

7.5.4　镧或铈还原稀土氧化物 227

参考文献 231

第8章　稀土金属的提纯 232

8.1　概述 232

8.2　真空蒸馏法提纯稀土金属 232

8.2.1 基本原理 233

8.2.2 真空蒸馏工艺方法及影响因素 234

8.2.3 应用实例 235

8.3 电迁移法提纯稀土金属 237

8.3.1 基本原理 237

8.3.2 电迁移法精炼提纯稀土金属工艺方法及影响因素 238

8.3.3 应用实例 238

8.4.2 区域熔炼的方法及影响因素 239

8.4.1　基本原理 239

8.4 区域熔炼法提纯稀土金属 239

8.4.3 应用实例 241

8.5　稀土金属提纯的其他方法 241

8.5.1 电解精炼法提纯稀土金属 241

8.5.2 区熔-电迁移联合法 242

8.5.3　熔盐萃取法提纯稀土金属 242

参考文献 243

第9章　火法冶炼生产稀土硅铁基合金 244

9.1　概述 244

9.1.1　稀土硅铁基合金生产发展史 244

9.1.2　稀土硅铁合金产品及系列化 245

9.2　硅热还原法制取稀土硅铁合金的热力学原理 247

9.2.1 硅热还原法制取稀土硅铁合金的反应热力学 247

9.2.2　硅热还原法制取稀土硅铁合金的反应机理 252

9.3.1　原料制备 254

9.3　硅热还原法制取稀土硅铁合金 254

9.3.2 冶炼设备 260

9.3.3 生产工艺 261

9.3.4　硅热还原法制取稀土硅铁合金工艺的趋向 266

9.4　碳热还原法制取稀土硅铁合金 267

9.4.1　碳热还原法制取稀土硅铁合金的基本原理 268

9.4.2　矿热炉碳热还原一步法冶炼稀土硅化物合金 270

9.4.3　碳热还原法与硅热还原法的比较 274

9.4.4　稀土硅铁合金的粉化及防治措施 274

参考文献 277

第10章　稀土生产过程的三废处理与放射性防护 278

10.1　概述 278

10.2.1 稀土生产中废气的产生过程及组成 279

10.2　废气的产生及处理方法 279

10.2.2 常用的废气处理方法 281

10.3　废水的产生及处理方法 285

10.3.1 稀土生产中废水的来源及组成 285

10.3.2　稀土生产中废水处理的方法 286

10.4 固体废物的产生及处理方法 289

10.4.1 稀土生产中固体废物的产生及特点 289

10.4.2　稀土生产中固体废物的处理方法 289

10.5　稀土生产中的放射性防护 292

10.5.1　放射性的基本知识 292

10.5.2　稀土生产中的放射性分布 294

10.5.3　稀土生产中的放射性防护 295

参考文献 296