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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