稀土冶金技術

前言

《稀土冶金技術》為高等職業(yè)技術教育冶金類專業(yè)"十一五"規(guī)劃教材，是按照教育部高等職業(yè)技術教育高技能人才的培養(yǎng)目標和規(guī)格、應具有的知識結構、能力結構和素質要求，依據(jù)內蒙古機電職業(yè)技術學院材料與能源專業(yè)教學指導委員會審定的"稀土冶金金技術"課程教學大綱，在總結近幾年教學經驗并征求相關企業(yè)技術人員意見的基礎上編寫而成的。經過半個世紀的發(fā)展，我國的稀土工業(yè)已進入了"新材料時代"或"高新技術時代"。稀土主要應用于電子、信息、通信、汽車、包括醫(yī)療器械在內的精密機電，以及傳統(tǒng)的石油、玻璃、冶金等行業(yè)。稀土產業(yè)鏈的后續(xù)環(huán)節(jié)，即稀土新材料、元器件及終端應用，多屬高新技術產業(yè)。這些產業(yè)的高速增長為我國稀土工業(yè)提供了良好的機遇，我國稀土工業(yè)的發(fā)展也必將為人類社會的進步做出應有的貢獻。為適應稀土材料工程技術這個新專業(yè)教學的需要，"稀土冶金技術"作為核心技術課程之一，其教學基本目的是：熟悉稀土濕法，臺金、火法冶金和各類稀土材料生產的基本過程；熟悉生產流程中各個崗位的工藝原理和基本機械裝備；具有在生產一線操作的基本知識和技能；具有開發(fā)新材料，采用新工藝、新設備、新技術的初步能力。多年前，《稀土冶金技術》作者曾在稀土產業(yè)界和科研院所眾多專家和工程技術人員的鼓勵和幫助下，出版了《稀土冶金》一書（1994年8月，內蒙古大學出版社）。《稀土冶金》一書多年來在多所院校相關專業(yè)教學中使用，也深受稀土企業(yè)歡迎，作為職工培訓教材使用，并于1997年榮獲內蒙古自治區(qū)職教系統(tǒng)研究成果一等獎。十幾年來，稀土冶金技術得到了長足發(fā)展，稀土產業(yè)鏈不斷延伸。為了適應稀土產業(yè)的高速發(fā)展，適應基于工作過程的教學要求，作者以《稀土冶金》一書為基礎，編寫了《稀土冶金技術》一書，《稀土冶金技術》共分7章。第1章緒論介紹了稀土化學、稀土資源、稀土應用和稀土工業(yè)的發(fā)展等基礎知識和產業(yè)相關知識。第2-7章分別論述了稀土精礦分解、稀土元素萃取分離、稀土化合物制備、電解制備稀土金屬和合金、金屬熱還原法制備稀土金屬及提純、稀土鐵合金生產等生產過程的基本原理、工藝流程和設備、工藝參數(shù)以及操作技術。在編寫過程中力求體現(xiàn)職業(yè)技術教育特色，注重以職業(yè)（崗位）需求為依據(jù)，貫徹"基于工作過程"的原則，且注意吸收國內外有關的先進技術成果和生產經驗，充實了必要的基礎知識和基本操作技能。

內容概要

本書按照高等職業(yè)技術教育的特色與要求，以職業(yè)（崗位）需求為依據(jù)，貫徹“基于工作過程”的原則，在充分吸收國內外先進的技術成果和生產經驗，總結近幾年教學經驗并征求相關企業(yè)技術人員意見的基礎上編寫而成。全書共分為7章，第1章為緒論，介紹了稀土化學、稀土資源、稀土應用和稀土工業(yè)的發(fā)展等基礎知識和產業(yè)相關知識；第2～7章分別論述了稀土精礦分解、稀土元素萃取分離、稀土化合物制備、電解制備稀土金屬和合金、金屬熱還原法制備稀土金屬及提純、稀土鐵合金生產等生產過程的基本原理、工藝流程和設備、工藝參數(shù)以及操作技術。    本書為高等職業(yè)技術教育冶金工程和材料工程專業(yè)的教學用書，也可作為企業(yè)相關技術人員職業(yè)資格和崗位技能培訓教材。

書籍目錄

1　緒論　1.1　稀土元素概述    1.1.1　稀土元素的概念    1.1.2　稀土元素的豐度    1.1.3　稀土元素的電子層結構　1.2　稀土金屬的性質    1.2.1　稀土金屬的物理性質    1.2.2　稀土金屬的化學性質　1.3　稀土主要化合物的性質　  1.3.1　稀土氫氧化物  　1.3.2　稀土氧化物　  1.3.3　稀土鹵化物　  1.3.4　稀土含氧鹽  　1.3.5　稀土復鹽與絡合物　1.4　稀土礦物原料    1.4.1  稀土元素在地殼中的賦存狀態(tài)    1.4.2　稀土工業(yè)礦物    1.4.3　稀土資源　1.5　稀土工業(yè)概況  　1.5.1　稀土工業(yè)簡史　  1.5.2  中國稀土工業(yè)的發(fā)展  　1.5.3　稀土元素的用途　  1.5.4　稀土產品應用　復習思考題　2　稀土精礦分解  2.1　概述  　2.1.1　稀土精礦　  2.1.2　稀土精礦分解方法  　2.1.3　稀土精礦的化學成分和礦物成分　2.2　濃硫酸焙燒分解混合型稀土精礦    2.2.1  濃硫酸焙燒分解工藝的發(fā)展    2.2.2  濃硫酸高溫焙燒分解的原理    2.2.3  濃硫酸焙燒分解工藝  　2.2.4　焙燒礦的水浸及凈化工藝　2.3　NaOH溶液常壓分解獨居石精礦　  2.3.1  NaOH溶液分解獨居石的原理  　2.3.2　NaOH溶液常壓分解工藝　  2.3.3　從堿溶漿提取稀土和除鐳　  2.3.4  磷酸三鈉的回收和除鈾　2.4　NaOH分解混合型稀土精礦  　2.4.1　化學選礦　  2.4.2　NaOH分解化選礦  　2.4.3　水洗堿溶漿及回收燒堿　  2.4.4　堿分解產物的酸溶解　2.5　稀土精礦的焙燒分解－酸浸法及提鈰方法    2.5.1  氟碳鈰礦的氧化焙燒分解－酸浸法    2.5.2  混合型稀土精礦碳酸鈉焙燒分解－酸浸法    2.5.3  酸浸液處理及分離CeO2　2.6　從離子吸附型稀土礦提取稀土    2.6.1  離子吸附型稀土礦床的類型與稀土配分    2.6.2　從離子吸附型稀土礦提取稀土的原理    2.6.3  從離子吸附型稀土礦提取稀土的工藝　2.7　其他稀土礦物的處理　  2.7.1　磷釔礦的分解  　2.7.2　褐釔鈮礦的分解　復習思考題3　稀土元素的萃取分離　3.1　溶劑萃取的基本知識    3.1.1  稀土分離方法的發(fā)展    3.1.2　溶劑萃取的概念    3.1.3  常用萃取劑和稀釋劑    3.1.4　萃取過程的基本參數(shù)  3.2　萃取體系、萃取方式和萃取設備的選擇    3.2.1  萃取體系的選擇    3.2.2　萃取方式的選擇    3.2.3　萃取設備的選擇    3.2.4　箱式混合澄清槽的計算    3.2.5　流量控制器  3.3　串級萃取工藝設計    3.3.1  確定萃取體系，測定分離系數(shù)和萃取比    3.3.2　確定分離指標    3.3.3  判別分餾萃取過程的控制段　……4　稀土化合物的制備5　熔鹽電解法生產稀土金屬和合金6　金屬熱還原法制備稀土金屬和合金7　熱還原法生產稀土鐵合金參考文獻

章節(jié)摘錄

1緒論1.1稀土元素概述1.1.1稀土元素的概念稀土元素包括原子序數(shù)57到71的15個鑭系元素，即鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、钷（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu），以及與鑭系元素在化學性質上相似的原子序數(shù)為21的鈧（Sc）和39的釔（Y），共17個元素。它們屬于化學元素周期表中第Ⅲ8族，正常原子價是+3價。在這17個稀土元素中，鈧與其他16個元素在自然界共生關系不太密切，性質差別也比較大，大多數(shù)工業(yè)稀土礦物中都不含鈧，或提取方法不同。同時，鑭系元素中的钷是放射性元素，它是反應堆鈾裂變的產物或存在于富鈾礦中，其半衰期短，常見的稀土礦中也不含钷。因此，稀土礦處理過程實際上只涉及15個稀土元素。根據(jù)稀土元素在物理、化學性質和地球化學性質上的某些差異和生產工藝的要求，常將其分為輕、重稀土兩組或輕、中、重稀土三組。兩組的分類法開始是基于人們把溶解度較小的釓之前的稀土硫酸復鹽富集在一起，故把釓之前從鑭到銪這些原子序數(shù)以及相對原子質量較小的稀土元素稱為輕稀土或鈰組元素，從釓到镥的稀土元素再加上釔叫做重稀土或釔組元素。釔的原子序數(shù)與相對原子質量都比鑭系元素小得多，但由于它的離子半徑與鉺等重稀土相近，而且在自然界往往與重稀土共生，故歸于重稀土。三組的分類法通常是根據(jù)稀土硫酸復鹽溶解度的差異，或者根據(jù)酸性萃取劑對稀土元素萃取的難易程度以及工藝需要來分組，例如有時把從釤到鏑的5個元素或從釤到釓的3個元素稱為中稀土。插圖：

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