第一章 绪论 1
第一节 稀土元素及其电子层结构 1
一、稀土元素的概念 1
二、稀土元素的电子层结构 2
三、稀土元素的原子半径和离子半径 4
第二节 稀土元素的物理化学性质 6
一、稀土元素的物理性质 6
二、稀土元素的化学性质 10
第三节 稀土元素的主要化合物及其重要性质 12
一、氧化物 12
二、氢氧化物 14
三、硫酸盐及其复盐 15
四、硝酸盐及其复盐 17
五、碳酸盐及其复盐 17
六、草酸盐 18
七、磷酸盐 19
八、卤素化合物 20
九、稀土有机配合物 22
第四节 稀土元素的重要应用 24
一、稀土在冶金工业中的应用 24
二、稀土在石油化工方面的应用 25
三、稀土在玻璃、陶瓷方面的应用 26
四、稀土在新材料方面的应用 27
五、稀土在其它领域中的应用 29
思考题 30
参考文献 30
第二章 稀土矿物原料及其处理方法 31
第一节 稀土矿物原料及其处理方法概述 31
一、稀土在自然界的分布及其特点 31
二、稀土元素的矿物原料及其分类 33
三、世界及我国的主要稀土资源 34
四、稀土矿物原料处理方法概述 37
第二节 氟碳铈矿-独居石混合型精矿的处理 40
一、浓硫酸焙烧分解法 40
二、苛性钠溶液分解法 49
第三节 独居石精矿的碱分解法 53
一、独居石精矿的碱分解 54
二、从碱分解产物中提取稀土和除镭 57
三、磷酸三钠(Na3PO4)的回收 58
第四节 风化壳淋积型稀土矿的处理 59
一、风化壳淋积型稀土矿的矿床特征 59
二、渗浸法处理风化壳淋积型稀土矿的基本原理及规律 62
三、渗浸法处理风化壳淋积型稀土矿的原则工艺及影响因素 64
第五节 其它稀土矿的处理方法 68
一、氟碳铈矿的处理 68
二、磷钇矿的处理 72
三、褐钇铌矿的处理 73
第六节 钪的回收处理方法 75
一、钪的资源特点 75
二、氧化钪提取工艺举例 76
思考题 80
参考文献 80
第三章 溶剂萃取法分离稀土元素 81
第一节 溶剂萃取法分离稀土概述 81
一、溶剂萃取的基本知识 81
二、稀土萃取过程中常用的萃取剂 82
三、稀土萃取过程中常用的稀释剂与相调节剂 83
第二节 酸性萃取剂萃取分离稀土 83
一、酸性萃取剂萃取稀土的基本原理 83
二、酸性萃取剂在稀土分离中的应用 91
第三节 中性萃取剂萃取分离稀土 101
一、P350-HNO3体系提取纯氧化镧 102
二、TBP HNO3体系萃取四价铈 105
第四节 碱性萃取剂萃取分离稀土 107
第五节 混合溶剂萃取分离稀土 110
第六节 以萃取法为主的稀土全分离方案 113
一、稀土分离流程的组合原则 113
二、稀土全分离流程的可能方案举例 114
第七节 稀土萃取串级理论的应用 119
一、阿尔德斯公式 120
二、徐光宪串级萃取理论 120
第八节 萃取设备选择与操作 135
一、萃取设备的选择 135
二、使用水平搅拌混合澄清槽的操作方法 139
思考题 142
参考文献 142
第四章 离子交换色层法分离稀土元素 143
第一节 离子交换色层法的基本概念 143
一、配合淋洗剂 144
二、离子交换平衡 146
第二节 稀土元素离子交换色层分离的原理 150
一、稀土元素在吸附柱上的吸附过程 150
二、稀土元素在吸附柱上的淋洗过程 151
三、稀土元素在分离柱上的淋洗过程 152
四、延缓离子的选择 153
五、影响稀土元素离子交换色层分离的因素 154
第三节 稀土元素离子交换色层分离的实践 157
一、离子交换色层法分离铽镝的工艺流程 157
二、离子交换色层法分离制取其它纯重稀土元素的工艺条件 160
三、离子交换分离稀土元素的常见生产故障 160
思考题 163
参考文献 163
第五章 分离稀土的其它方法 164
第一节 氧化还原法分离稀土 164
一、铈的氧化分离法 164
二、铕的还原分离法 169
第二节 萃取色层法分离稀土 170
一、萃取色层分离的基本原理 171
二、萃取色层法分离提取高纯稀土化合物 173
第三节 液膜萃取及其应用 177
一、液膜的分类及其体系 177
二、含载体液膜萃取的分离原理 178
三、膜技术在稀土冶金中的应用 181
思考题 184
参考文献 184
第六章 稀土纯化合物的制备 185
第一节 纯稀土氧化物的制备 185
一、制取稀土氧化物的基本方法 186
二、从稀土氧化物中除去非稀土杂质 189
第二节 无水稀土氯化物的制备 194
一、水合稀土氯化物的制备及脱水 194
二、稀土氧化物的直接氯化 197
三、稀土氯化物的提纯 199
四、稀土二元氯化物的制备 200
第三节 无水稀土氟化物的制备 205
一、水合稀土氟化物的制备及脱水 205
二、稀土氧化物的直接氟化 206
思考题 208
参考文献 208
第七章 熔盐电解法制取稀土金属和合金 209
第一节 稀土氯化物的熔盐电解 209
一、稀土氯化物熔盐电解质的性质与组成 210
二、稀土氯化物熔盐电解的电极过程 217
三、稀土氧化物熔盐电解的工艺实践 220
四、稀土氯化物熔盐电解的电流效率及其影响因素 225
第二节 稀土氧化物-氟化物的熔盐电解 230
一、稀土氧化物-氟化物熔盐电解的基本原理 230
二、稀土氧化物-氟化物熔盐电解的工艺实践 235
三、稀土两种熔盐体系电解的比较 239
第三节 熔盐电解法直接制取稀土合金 240
一、液体阴极电解法制取稀土中间合金 241
二、电解共析法制取稀土中间合金 242
三、固体自耗阴极电解法制取稀土中间合金 246
思考题 250
参考文献 250
第八章 还原法制取稀土金属和合金 251
第一节 金属热还原法制取稀土金属 251
一、金属热还原法制取稀土金属的基本原理 251
二、稀土氟化物的钙热还原法 254
三、稀土氯化物的锂热还原法 257
四、稀土氧化物的镧(铈)热还原法 260
五、中间合金法制取稀土金属 266
第二节 金属热还原法直接制取稀土合金 272
一、钙还原扩散法制取钐-钴永磁合金 272
二、硅热还原法制取稀土硅铁合金 277
三、铝热还原法制取稀土铝合金 280
第三节 制取稀土金属的其它方法 282
思考题 286
参考文献 287
第九章 稀土金属的精炼提纯 288
第一节 真空蒸馏法提纯稀土金属 289
一、真空蒸镏提纯稀土金属的基本原理 289
二、真空蒸镏提纯稀土金属的工艺实践 291
第二节 区域熔炼法提纯稀土金属 293
第三节 电传输法提纯稀土金属 296
一、电传输法提纯稀土金属的基本原理 296
二、电传输法提纯稀土金属的工艺实践 298
三、电传输-区熔联合法提纯稀土金属 299
第四节 电解精炼法提纯稀土金属 301
思考题 304
参考文献 305