目錄
前言
第1章 緒論1
1.1稀土元素1
1.1.1稀土元素的概念1
1.1.2稀土元素的發(fā)現(xiàn)和在地殼中的豐度2
1.1.3稀土元素的電子層結(jié)構(gòu)和鑭系收縮3
1.2稀土元素的性質(zhì)6
1.2.1稀土元素的物理性質(zhì)6
1.2.2稀土元素的化學性質(zhì)8
1.3稀土資源和稀土礦物9
1.3.1稀土資源9
1.3.2稀土礦物11
1.4稀土冶金生產(chǎn)流程簡介14
1.4.1稀土精礦的分解14
1.4.2稀土元素的分離16
1.4.3稀土金屬的生產(chǎn)17
參考文獻17
第2章 稀土精礦分解19
2.1稀土礦物選礦簡介19
2.2稀土精礦分解方法概述21
2.3氟碳鈰精礦的分解23
2.3.1氧化焙燒分解法23
2.3.2HCl-NaOH分解法27
2.3.3絡合解離法29
2.3.4白云鄂博氟碳鈰精礦的分解34
2.3.5氟碳鈰礦的其他分解方法39
2.4獨居石稀土精礦的分解46
2.4.1氫氧化鈉分解法47
2.4.2獨居石精礦的其他堿分解法56
2.4.3氧化鈣加熔劑焙燒分解法58
2.5包頭混合型稀土精礦的分解59
2.5.1選冶聯(lián)合法60
2.5.2濃硫酸焙燒分解法69
2.5.3氫氧化鈉分解法78
2.5.4混合稀土精礦的其他分解方法84
2.6離子型吸附礦的處理方法92
2.6.1風化殼淋積型稀土礦的礦床特征92
2.6.2滲浸法處理風化淋積型稀土礦的基本原理94
2.6.3滲浸工藝94
2.6.4從滲浸液中提取稀土的方法97
2.6.5半風化離子吸附型稀土礦分解的研究98
2.7其他稀土礦物的分解方法99
2.7.1磷灰石中稀土的回收99
2.7.2磷釔礦的處理100
2.7.3易解石精礦的處理101
2.7.4硅酸鹽礦物的處理101
2.7.5褐釔鈮礦中稀土的提取102
2.7.6鈰鈮鈣鈦礦的分解103
2.8鈧資源的回收處理104
2.8.1鈧的資源104
2.8.2鈧的回收處理方法104
參考文獻111
第3章 稀土元素的化學分離方法114
3.1概述114
3.2分級結(jié)晶法與分步沉淀法分離稀土元素114
3.2.1分級結(jié)晶法分離稀土元素114
3.2.2分步沉淀法分離稀土元素115
3.3鈰的氧化分離117
3.3.1空氣氧化法117
3.3.2氯氣氧化法119
3.3.3高錳酸鉀氧化法119
3.3.4過氧化氫氧化法120
3.3.5電解氧化法121
3.4銪的還原分離125
3.4.1鋅還原-堿度法126
3.4.2鋅還原-硫酸鋇共沉淀法126
3.4.3鋅還原-離子交換法127
3.4.4鋅還原-溶劑萃取法127
3.4.5光致還原-硫酸亞銪沉淀法128
3.5其他元素的氧化-還原分離128
3.5.1化學試劑氧化富集鐠、鋱128
3.5.2電解氧化法分離鐠、釹129
3.5.3空氣氧化法分離鐠、釹129
3.5.4汞齊還原分離釤、銪、鐿129
3.6化學氣相傳輸法130
參考文獻131
第4章 離子交換色層法分離稀土元素132
4.1離子交換色層法的基礎(chǔ)知識132
4.1.1離子交換樹脂的類型與性質(zhì)132
4.1.2離子交換過程的基本參數(shù)133
4.2離子交換色層法分離稀土元素的原理136
4.2.1離子交換色層法分離稀土元素的工藝流程136
4.2.2吸附過程136
4.2.3淋洗過程136
4.2.4分離柱中的交換樹脂的選擇139
4.2.5影響稀土離子交換分離的因素140
4.3高溫高壓離子交換法140
4.4離子交換色層分離稀土元素的應用141
4.4.1以醋酸銨為淋洗劑提取高純氧化釔141
4.4.2HEDTA-H3Cit陽離子交換色層法分離鐿和镥142
4.5萃取色層法分離稀土元素143
4.5.1萃取色層法的基本原理144
4.5.2萃取色層法分離的判據(jù)145
4.5.3影響萃取色層法的因素147
4.5.4萃取色層法的操作程序148
4.5.5萃取色層法存在的問題及其發(fā)展149
4.6陽離子交換纖維色層法制備高純稀土氧化物149
參考文獻150
第5章 溶劑萃取法分離稀土元素152
5.1溶劑萃取法的基本知識152
5.1.1萃取體系的組成152
5.1.2萃取過程的基本參數(shù)153
5.2串級萃取工藝及理論155
5.2.1串級萃取的方式155
5.2.2串級萃取理論157
5.3中性絡合萃取體系分離稀土元素170
5.3.1中性絡合萃取體系的特點170
5.3.2中性絡合萃取劑170
5.3.3中性磷氧型萃取劑的萃取反應170
5.3.4影響分配比和分離系數(shù)的因素172
5.3.5中性絡合萃取體系萃取分離釷和鈾177
5.4酸性絡合萃取體系分離稀土元素179
5.4.1酸性絡合萃取體系的特點179
5.4.2酸性萃取劑179
5.4.3酸性萃取劑的萃取反應182
5.4.4酸性萃取劑的皂化191
5.4.5酸性絡合萃取體系分離包頭稀土精礦194
5.4.6新型酸性萃取劑及應用197
5.5離子締合萃取體系分離稀土元素198
5.5.1離子締合萃取劑及萃取特點198
5.5.2離子締合萃取劑的萃取反應199
5.5.3離子締合萃取體系萃取分離混合型稀土精礦200
5.6絡合萃取體系分離稀土元素202
5.6.1絡合萃取的特點和絡合萃取劑202
5.6.2絡合萃取體系的萃取反應203
5.6.3酸性絡合萃取體系分離稀土210
5.7協(xié)同萃取體系分離稀土元素211
5.7.1協(xié)同萃取的特點211
5.7.2協(xié)同萃取體系211
5.7.3協(xié)同萃取分離稀土元素應用214
5.8其他萃取法分離稀土元素216
5.8.1液膜萃取216
5.8.2超臨界流體萃取217
5.9離子液體在稀土元素萃取中的應用218
5.10超聲波在溶劑萃取分離稀土中的應用220
5.11稀土萃取過程中的萃取器223
5.11.1箱式混合澄清器223
5.11.2塔式萃取器226
5.12稀土萃取的氨氮廢水處理227
5.12.1概述227
5.12.2氨氮廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀228
參考文獻231
第6章 稀土化合物的制備234
6.1稀土元素與非稀土元素的分離234
6.1.1稀土中放射性元素的分離234
6.1.2稀土中過渡金屬元素的分離235
6.1.3稀土中堿金屬和堿土金屬的分離236
6.1.4稀土中的分離237
6.2稀土氧化物的制備238
6.2.1稀土氧化物的制備方法238
6.2.2特殊物性稀土氧化物的制備239
6.3稀土硫化物的制備247
6.3.1稀土硫化物簡介247
6.3.2稀土硫化物的制備方法249
6.4稀土氯化物的制備251
6.4.1無水稀土氯化物的制備251
6.4.2稀土二元氯化物的制備256
6.4.3稀土氯化物的提純259
6.5稀土氟化物的制備260
6.5.1水合稀土氟化物的制備及脫水260
6.5.2稀土氧化物的直接氟化262
6.5.3稀土氟化物的凈化263
參考文獻263
第7章 稀土金屬和合金的火法冶煉266
7.1熔鹽電解法制備稀土金屬及合金266
7.1.1稀土氯化物熔鹽電解制備稀土金屬266
7.1.2稀土氧化物-氟化物熔鹽電解制取稀土金屬296
7.1.3熔鹽電解法制備稀土合金314
7.1.4熔鹽電解法的污染與治理318
7.2金屬熱還原法制取稀土金屬及合金323
7.2.1金屬熱還原法的理論基礎(chǔ)323
7.2.2鈣熱還原稀土氟化物325
7.2.3鈣熱還原稀土氯化物329
7.2.4鋰熱還原制備稀土金屬330
7.2.5鑭或鈰熱還原法制取稀土金屬330
7.2.6中間合金法制取稀土金屬335
7.2.7鋁鍶熱還原制備鋁鈧合金336
參考文獻336
第8章 稀土硅鐵合金的火法冶煉339
8.1硅熱還原法制備稀土硅鐵合金339
8.1.1硅熱還原法制備稀土硅鐵合金的反應熱力學原理339
8.1.2硅熱還原法制備稀土硅鐵合金工業(yè)實踐347
8.1.3硅熱還原法的冶煉設備353
8.1.4硅熱還原法的影響因素354
8.2碳熱還原法制備稀土硅鐵合金356
8.2.1碳熱還原法制取稀土硅鐵合金的基本原理356
8.2.2礦熱爐碳熱還原一步法冶煉稀土硅化物合金359
8.2.3稀土硅鐵合金的粉化及防治措施361
8.3稀土硅鐵鎂合金的冶煉364
8.3.1冶煉稀土硅鐵鎂合金工藝364
8.3.2沖熔法配鎂365
8.3.3無底罐法配鎂366
8.4稀土硅鐵合金爐渣的回收再利用367
參考文獻369
第9章 稀土金屬的提純371
9.1真空蒸餾法提純稀土金屬371
9.1.1基本原理371
9.1.2影響因素373
9.1.3工藝方法374
9.2區(qū)熔精煉法提純稀土金屬375
9.2.1基本原理375
9.2.2影響因素376
9.2.3工藝方法376
9.3固態(tài)電解法提純稀土金屬377
9.3.1基本原理377
9.3.2影響因素378
9.3.3工藝方法379
9.4懸浮區(qū)熔-電傳輸聯(lián)合法提純稀土金屬380
9.4.1基本原理380
9.4.2影響因素和工藝方法380
9.5電解精煉法提純稀土金屬381
9.5.1基本原理和影響因素381
9.5.2工藝方法381
9.6其他提純稀土金屬的方法382
9.6.1熔鹽萃取法382
9.6.2電弧熔煉-退火再結(jié)晶法382
9.6.3直拉法制取稀土單晶383
9.6.4勵光精煉法383
參考文獻384