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第七章稀土金属冶金学——2学时第一节概述稀土：稀土包括镧系（)稀土分类：钆及钆以前的为轻稀土或铈组稀土，钇及钆以后的为重稀土或钇组稀土。“稀土”名称的由来：稀就是指在自然界分布少，发现和使用较晚的的意思；土是以前习惯把不溶于水的固体氧化物称为“土”。稀土的英文名称：为Rareearth，我国是用RE表示稀土。其实稀土并不稀，它在自然界的分布十分广泛，含1量也不少，17种稀土元素的总量在地壳中占0.0153%，2即153克/吨。大大超过了铜(100)，锌（50）；它们也不3是“土”，而是典型的金属元素。4我国稀土资源：我国稀土资源十分丰富，教科书上5说可开发的估计有3600万吨，占世界稀土资源约80～90%。62010年商务部部长陈德铭说，据美国国家地质调查7局统计，中国稀土储量占世界比重已从1996年的43%下8降到2009年31%。与一些同样拥有丰富稀土资源却不开9采的国家相比，中国现在是以31%的储量提供了全球90%以上的稀土供应。10陈德铭说，2010年，中国稀土生产从12009年12.9万吨削减到8.9万吨，下降了31%，与出口配额下降的幅度相当。2稀土元素的分离：稀土元素化学性质非常相似，很难分离，常用的分离方法有溶剂萃取法和离子交换法等。3稀土的应用：稀土的应用十分广泛，它的用量小，但作用大，被称作“工业维生素”。在黑色金属中的应用：稀土球墨铸铁：在铸铁中加入少量稀土(0.02%Ce)做球化剂，能使铸铁中的片状石墨球化，所得球墨铸铁具有与低碳钢相似的性能（包括抗张强度、延伸率等），而成本只有钢的2/3或1/2。在有色金属中的应用：稀土铝：铝是电的良好导体，但它的抗拉强度较低，杂质硅对铝的导电性影响很大，硅的最高允许量为0.08%，而我国由于受铝资源的限制，铝中硅的含量一般在0.09%以上，严重影响其导电性。如果在铝中添加26%-1.07%的稀土铈，铝线的强度、硬度分别提高8-16%和4-16%，抗腐蚀性提高4倍，耐磨性提高10倍以上，力学性质的提高，可以减少电线杆数目；另一方面，因稀土铈与硅作用生成Ce5Si3，在晶界析出，抑制了硅的影响，使硅的允许量放宽到0.14-0.16%。在磁性材料中应用：永磁材料：常见的永磁材料是铁氧体，但它磁性小，在1983年后，美、日开发的钕铁硼（NdFeB）永磁体，使稀土永磁进入了一个新纪元。每1cm3磁体吸收铁的最大重量，对铁氧体说为0.6公斤,对钕铁硼说为4.7公斤。稀土金属提纯。06稀土金属制取；05净化与分离；04精矿分解；03稀土金属的提取冶金一般包括：02第二节稀土提取冶金01第三节稀土矿物原料及其分解浸出稀土矿物原料稀土矿物：稀土矿物有200多种，其中轻稀土的主要矿物有：氟碳铈矿Ce(CO3)F和独居石（CePO4）。重稀土的主要矿物有：磷钇矿（YPO4），褐钇铌矿（YNbO4）。氟碳铈矿是目前世界上生产稀土最主要的原料，其次为独居石、氟碳铈-独居石混合矿和磷钇矿。稀土矿物经选矿富集得精矿，精矿一般含稀土60~65％（以稀土氧化物计）。02独居石精矿的碱分解法我国工业上处理独居石主要采用苛性碱溶液分解法。独居石是磷酸盐矿，经碱分解稀土及钍变成氢氧化物沉淀，磷酸根变成钠盐进入水相而分离出去。03分解反应REPO3+3NaOH=RE(OH)3+Na3PO3Th3(PO4)4+12NaOH=3Th(OH)4+4Na3PO4稀土矿物分解方法根据精矿的类型可以用酸法（盐酸、硫酸、硝酸）和碱法（苛性碱和苏打等）等分解。01工艺流程2.氟碳铈矿—独居石混合精矿的硫酸分解法目前工业上用硫酸法分解氟碳铈矿—独居石混合物，采用的是高温硫酸化焙烧法，也可以用苛性钠溶液分解。1）焙烧分解反应硫酸化焙烧分解精矿是在温度3000C下进行的。稀土分解反应：2RE(CO3)F+H2SO4=RE2(SO4)3+2HF+2H2O+2CO22REPO4+3H2SO4=RE2(SO4)3+3H3PO4杂质（钍、钙、铁、硅）分解反应：Th3(PO4)4+6H2SO4=3Th(SO4)2+4H2PO4CaF2+H2SO4=CaSO4+2HFFe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+