稀土冶金学PDF电子书下载

第一章 稀土元素化学及应用 1

第一节 稀土元素的概念及其电子结构 1

一、镧系元素和稀土元素的概念 1

二、稀土元素的电子层结构与价态 2

三、镧系收缩、稀土元素的离子和原子半径 4

第二节 稀土元素的物理化学性质 9

一、稀土元素的物理性质 9

二、稀土元素的化学性质 12

第三节 稀土元素的主要化合物及其重要性质 14

一、稀土氧化物 14

二、稀土氢氧化物 16

三、稀土含氧酸盐 17

四、稀土卤化物——氟化物和氯化物 23

五、稀土有机配合物 24

第四节 稀土元素的应用 26

一、稀土在传统领域中的应用 27

二、稀土在新材料方面的应用 29

三、稀土在其他领域中的应用 32

思考题 33

参考文献 34

第二章 稀土元素矿物及其处理方法 35

第一节 稀土生产工艺概述 35

第二节 稀土元素在自然界的赋存状态及其矿物 36

一、稀土在自然界的分布 36

二、稀土元素在矿物中的赋存状态 37

三、稀土元素的矿物的分类及其配分 37

四、世界及我国的主要稀土资源 40

五、稀土矿物处理方法概述 42

第三节 氟碳铈矿—独居石混合型精矿的处理 43

一、浓硫酸焙烧法 43

二、苛性钠溶液分解法 50

第四节 独居石精矿的碱分解法 52

一、独居石精矿的碱分解的化学反应 53

二、影响精矿分解的因素 54

三、从碱分解产物中提取稀土和除镭 55

四、磷酸三钠的回收 56

第五节 氟碳铈矿精矿的处理 57

一、氧化焙烧—盐酸浸出法提取稀土 57

二、盐酸—氢氧化钠法制取混合稀土氯化物 58

第六节 风化壳淋积离子型稀土矿的处理 60

一、风化壳淋积离子型稀土矿的矿床特征 60

二、处理风化壳淋积型稀土矿的基本原理及规律 62

三、处理风化壳淋积型离子稀土矿的原则工艺及影响因素 64

第七节 磷钇矿和褐钇铌矿的处理 73

一、磷钇矿的处理 73

二、褐钇铌矿的处理 73

思考题 75

参考文献 76

第三章 溶剂萃取法分离稀土元素 77

第一节 溶剂萃取的基本概念 77

一、萃取体系的组成 77

二、萃取体系的表示方法 78

三、萃取工艺过程的主要阶段 81

第二节 串级萃取操作方式及萃取设备 82

一、串级萃取操作方式 82

二、萃取设备 85

第三节 定量描述萃取平衡的几个重要参数 90

一、分配比 90

二、相比及流比 90

三、萃取率 90

四、萃取比 91

五、分离系数 91

六、萃取平衡线（萃取等温线）及饱和容量 92

第四节 中性络合萃取体系萃取分离稀土 92

一、中性络合萃取机理及萃取性能 93

二、TBP、P350萃取分离稀土元素工艺 95

第五节 酸性络合萃取体系萃取分离稀土 100

一、酸性萃取剂结构特点 100

二、酸性萃取剂萃取稀土的基本原理 103

三、酸性络合萃取有机相皂化 105

四、酸性络合萃取的洗涤和反萃—洗液、反液共用技术 107

五、酸性萃取剂萃取稀土工艺实例 107

第六节 离子缔合萃取体系在稀土分离中的应用 124

一、胺类萃取剂 124

二、碱性萃取剂在稀土萃取中应用 125

三、N235从稀土料液中萃取除铁 125

第七节 协同萃取剂萃取分离稀土 126

第八节 稀土萃取串级理论及应用 126

一、阿尔德斯公式 126

二、串级萃取理论的基本假设 127

三、串级萃取工艺最优化的设计 128

四、应用举例 132

第九节 串级萃取动态平衡的数学模拟 135

一、概述 135

二、两组分串级萃取体系动态平衡 136

三、串级模拟实验方法 138

四、串级萃取理论的发展 139

思考题 140

参考文献 141

第四章 离子交换色层法分离稀土元素 142

第一节 离子交换色层法的基本概念 142

一、离子交换树脂 142

二、描述离子交换平衡的几个重要参数 144

第二节 离子交换色层法分离稀土的基本原理 147

一、稀土元素在树脂上的吸附 147

二、稀土元素的淋洗分离 147

三、延缓离子 149

第三节 离子交换色层法分离稀土实践 150

一、离子交换色层分离稀土过程及操作 150

二、稀土元素离子交换色层分离的影响因素 154

三、离子交换色层法分离重稀土的工艺条件 156

四、离子交换分离稀土元素的常见生产问题 157

思考题 158

参考文献 158

第五章 萃取色层法和液膜萃取法分离稀土元素 159

第一节 萃取色层法分离稀土元素 159

一、萃取色层分离稀土的基本原理 159

二、萃取色层法分离提纯稀土 162

第二节 液膜萃取法分离稀土元素 164

一、液膜及其分类 165

二、液膜萃取分离提取原理 166

三、液膜萃取提取富集稀土 167

思考题 169

参考文献 170

第六章 化学法分离稀土 171

第一节 铈的氧化法分离 171

一、空气（氧气）氧化法 172

二、氯气氧化法 173

三、双氧水氧化法 173

四、高锰酸钾氧化法 174

第二节 铕的还原分离 174

一、铕的还原 174

二、利用Eu2＋与RE3＋硫酸盐溶解度差异提取铕 175

三、利用Eu2＋与RE3＋碱性差异提取铕——碱度还原法提铕 175

四、还原-萃取法提取氧化铕 177

思考题 178

参考文献 178

第七章 钪的提取分离 179

第一节 钪的物料及其预处理 179

第二节 钪的提取分离 180

一、以四氯化钛的氯化烟尘为原料提取钪 180

二、从钛白废酸中提取氧化钪 181

三、从钨渣中提取氧化钪 182

四、从赤泥中回收氧化钪 184

思考题 186

参考文献 186

第八章 熔盐电解法制取稀土金属及稀土合金 187

第一节 制取稀土金属及合金原料的制备 187

一、无水稀土氯化物的制取 188

二、无水稀土氟化物的制取 191

第二节 熔盐电解法制取稀土金属 193

一、稀土氯化物熔盐体系电解 193

二、稀土氟化物熔盐体系电解 205

第三节 熔盐电解法直接制取稀土合金 214

一、液态阴极电解法制取稀土合金 215

二、电解共析法制取稀土合金 216

三、固体自耗阴极电解法制取稀土合金 217

思考题 218

参考文献 218

第九章 热还原法制取稀土金属和合金 219

第一节 金属热还原法制取稀土金属 219

一、金属热还原法制取稀土金属的基本原理 219

二、稀土氟化物的钙热还原法 221

三、稀土氯化物的锂热还原法 222

四、稀土氧化物的镧（铈）热还原法 224

五、中间合金法制取稀土金属 227

第二节 金属热还原法直接制取稀土合金 230

一、钙还原扩散法制取钐-钴永磁合金 230

二、硅热还原法制取稀土硅铁合金 232

三、铝热还原法制取稀土铝合金 234

第三节 碳还原稀土氧化物制取稀土金属 235

思考题 236

参考文献 236

第十章 稀土金属的精炼提纯 237

第一节 真空熔炼法提纯稀土金属 237

第二节 真空蒸馏／升华法提纯稀土金属 238

一、真空蒸馏提纯稀土金属的基本原理 238

二、真空蒸馏提纯稀土金属的工艺实践 239

第三节 区域熔炼法提纯稀土金属 241

一、区域熔炼提纯稀土基本原理 241

二、区域熔炼提纯稀土工艺实践 243

第四节 固态电迁移法提纯稀土金属 243

一、固态电迁移法提纯稀土金属的基本原理 244

二、固态电迁移法提纯稀土金属的工艺实践 245

第五节 电迁移-区熔联合法提纯稀土金属 247

第六节 电解精炼法提纯稀土金属 248

一、钆的电解精炼 248

二、钇的电解精炼 248

思考题 250

参考文献 250