稀土冶金學（簡體書）

全書共分為10章，主要包括稀土元素的性質、稀土元素在傳統和新技術領域的用途、國內外稀土資源及其現狀、各稀土礦物加工的處理方法、稀土元素的分離及化合物製備、熔鹽電解和金屬熱還原製備稀土金屬及稀土合金、稀土金屬的精煉提純等技術內容。

廖春發，男，江西理工大學博士生導師。享受國務院和江西省政府特殊津貼專家，國家百千萬人才人選、國家有突出貢獻的中青年專家，全國優秀教師、寶鋼優秀教師，全國優秀科技工作者等榮譽稱號。為教育部冶金工程與金屬材料專業教學指導委員會委員，兼任中國稀土學會理事、中國有色金屬學會稀有金屬冶金學術委員會委員、稀土化學和濕法冶金專業委員會、特種冶金委員會主任委員、冶金反應工程專業委員會副主任委員；獲批江西省高等學校教學名師獎，江西省優秀研究生指導教師，入選江西省"贛鄱555"領軍人才、江西省百千萬人才。

目錄第一章稀土元素化學及應用1第一節稀土元素的概念及其電子結構1一、鑭系元素和稀土元素的概念1二、稀土元素的電子層結構與價態2三、鑭系收縮、稀土元素的離子和原子半徑4第二節稀土元素的物理化學性質9一、稀土元素的物理性質9二、稀土元素的化學性質12第三節稀土元素的主要化合物及其重要性質14一、稀土氧化物14二、稀土氫氧化物16三、稀土含氧酸鹽17四、稀土鹵化物――氟化物和氯化物23五、稀土有機配合物24第四節稀土元素的應用26一、稀土在傳統領域中的應用27二、稀土在新材料方面的應用29三、稀土在其他領域中的應用32思考題33參考文獻34第二章稀土元素礦物及其處理方法35第一節稀土生產工藝概述35第二節稀土元素在自然界的賦存狀態及其礦物36一、稀土在自然界的分佈36二、稀土元素在礦物中的賦存狀態37三、稀土元素的礦物的分類及其配分37四、世界及我國的主要稀土資源40五、稀土礦物處理方法概述42第三節氟碳鈰礦―獨居石混合型精礦的處理43一、濃硫酸焙燒法43二、苛性鈉溶液分解法50第四節獨居石精礦的堿分解法52一、獨居石精礦的堿分解的化學反應53二、影響精礦分解的因素54
三、從堿分解產物中提取稀土和除鐳55四、磷酸三鈉的回收56第五節氟碳鈰礦精礦的處理57一、氧化焙燒―鹽酸浸出法提取稀土57二、鹽酸―氫氧化鈉法制取混合稀土氯化物58第六節風化殼淋積離子型稀土礦的處理60一、風化殼淋積離子型稀土礦的礦床特徵60二、處理風化殼淋積型稀土礦的基本原理及規律62三、處理風化殼淋積型離子稀土礦的原則工藝及影響因素64第七節磷釔礦和褐釔鈮礦的處理73一、磷釔礦的處理73二、褐釔鈮礦的處理73思考題75參考文獻76第三章溶劑萃取法分離稀土元素77第一節溶劑萃取的基本概念77一、萃取體系的組成77二、萃取體系的表示方法78三、萃取工藝過程的主要階段81第二節串級萃取操作方式及萃取設備82一、串級萃取操作方式82二、萃取設備85第三節定量描述萃取平衡的幾個重要參數90一、分配比90二、相比及流比90三、萃取率90四、萃取比91五、分離係數91六、萃取平衡線(萃取等溫線)及飽和容量92第四節中性絡合萃取體系萃取分離稀土92一、中性絡合萃取機理及萃取性能93二、TBP、P350萃取分離稀土元素工藝95第五節酸性絡合萃取體系萃取分離稀土100一、酸性萃取劑結構特點100
二、酸性萃取劑萃取稀土的基本原理103三、酸性絡合萃取有機相皂化105四、酸性絡合萃取的洗滌和反萃―洗液、反液共用技術107五、酸性萃取劑萃取稀土工藝實例107第六節離子締合萃取體系在稀土分離中的應用124一、胺類萃取劑124二、鹼性萃取劑在稀土萃取中應用125三、N235從稀土料液中萃取除鐵125第七節協同萃取劑萃取分離稀土126第八節稀土萃取串級理論及應用126一、阿爾德斯公式126二、串級萃取理論的基本假設127三、串級萃取工藝最優化的設計128四、應用舉例132第九節串級萃取動態平衡的數學模擬135
一、概述135二、兩組分串級萃取體系動態平衡136三、串級模擬實驗方法138四、串級萃取理論的發展139思考題140參考文獻141第四章離子交換色層法分離稀土元素142第一節離子交換色層法的基本概念142一、離子交換樹脂142二、描述離子交換平衡的幾個重要參數144第二節離子交換色層法分離稀土的基本原理147一、稀土元素在樹脂上的吸附147二、稀土元素的淋洗分離147三、延緩離子149第三節離子交換色層法分離稀土實踐150一、離子交換色層分離稀土過程及操作150二、稀土元素離子交換色層分離的影響因素154
三、離子交換色層法分離重稀土的工藝條件156四、離子交換分離稀土元素的常見生產問題157思考題158參考文獻158第五章萃取色層法和液膜萃取法分離稀土元素159第一節萃取色層法分離稀土元素159一、萃取色層分離稀土的基本原理159二、萃取色層法分離提純稀土162第二節液膜萃取法分離稀土元素164一、液膜及其分類165二、液膜萃取分離提取原理166三、液膜萃取提取富集稀土167思考題169參考文獻170第六章化學法分離稀土171第一節鈰的氧化法分離171一、空氣(氧氣)氧化法172二、氯氣氧化法173三、雙氧水氧化法173四、高錳酸鉀氧化法174第二節銪的還原分離174一、銪的還原174二、利用Eu2與RE3硫酸鹽溶解度差異提取銪175三、利用Eu2與RE3鹼性差異提取銪――鹼度還原法提銪175四、還原萃取法提取氧化銪177思考題178參考文獻178第七章鈧的提取分離179第一節鈧的物料及其預處理179第二節鈧的提取分離180一、以四氯化鈦的氯化煙塵為原料提取鈧180二、從鈦白廢酸中提取氧化鈧181三、從鎢渣中提取氧化鈧182四、從赤泥中回收氧化鈧184
思考題186參考文獻186第八章熔鹽電解法制取稀土金屬及稀土合金187第一節制取稀土金屬及合金原料的製備187一、無水稀土氯化物的制取188二、無水稀土氟化物的制取191第二節熔鹽電解法制取稀土金屬193一、稀土氯化物熔鹽體系電解193二、稀土氟化物熔鹽體系電解205第三節熔鹽電解法直接制取稀土合金214一、液態陰極電解法制取稀土合金215二、電解共析法制取稀土合金216三、固體自耗陰極電解法制取稀土合金217思考題218參考文獻218第九章熱還原法制取稀土金屬和合金219第一節金屬熱還原法制取稀土金屬219
一、金屬熱還原法制取稀土金屬的基本原理219二、稀土氟化物的鈣熱還原法221三、稀土氯化物的鋰熱還原法222四、稀土氧化物的鑭(鈰)熱還原法224五、中間合金法制取稀土金屬227第二節金屬熱還原法直接制取稀土合金230一、鈣還原擴散法制取釤鈷永磁合金230二、矽熱還原法制取稀土矽鐵合金232三、鋁熱還原法制取稀土鋁合金234第三節碳還原稀土氧化物制取稀土金屬235思考題236參考文獻236第十章稀土金屬的精煉提純237第一節真空熔煉法提純稀土金屬237第二節真空蒸餾昇華法提純稀土金屬238一、真空蒸餾提純稀土金屬的基本原理238二、真空蒸餾提純稀土金屬的工藝實踐239第三節區域熔煉法提純稀土金屬241一、區域熔煉提純稀土基本原理241二、區域熔煉提純稀土工藝實踐243第四節固態電遷移法提純稀土金屬243一、固態電遷移法提純稀土金屬的基本原理244二、固態電遷移法提純稀土金屬的工藝實踐245第五節電遷移區熔聯合法提純稀土金屬247第六節電解精煉法提純稀土金屬248一、釓的電解精煉248二、釔的電解精煉248思考題250參考文獻250