稀有金属冶金学练习题

稀有金属冶金学练习题

一、多项选择题（共10小题，每小题3分，共30分）。

2.粗四氯化钛精制除杂的方法有（ BCD ）。

A.用水清洗

B.比四氯化钛沸点高的杂质：蒸馏法除去

C.比四氯化钛沸点低的用精馏法除去

D.和四氯化钛沸点相近的杂质，铜丝除钒法，增湿的木炭和食盐除去三氯化铝

3.海绵钛制取方法有（ CD ）。

A.氧化法提取

B.与硫酸反应

C.TiCl4镁还原法/钠还原法

D.氯化物的熔盐电解法

4.生成钛白的方法（ AB ）。

A.硫酸法

B.氯化氧化法

C.酸碱法

D.氧化法

5.钨钼主要化合物的性质中，氧化物包括有（ ABD ）。

A.三氧化物

B.二氧化物

C.一氧化物

D.中间氧化物

6.钼及其化合物的用途有：（ ABCD）。

A.钢铁工业

B.耐热和耐酸合金

C.钼及钼合金

D.钼的化合物

7.影响金粉末的压制成型的因素主要有（ ABCD ）。

A.压制压力

B.压制方式

C.粉末的性质

D.成型剂

8.各种萃取塔按混合方式不同，大致分为哪类（ ABC ）。

A．脉冲萃取法 B.震动筛选法

C.机械搅拌萃取法

D.用水清洗法

9.影响分离效果的主要因素有（ ABCD ）。

A.淋洗剂PH

B.流速

C.柱比和柱高及柱径之比

D.树脂粒度和温度

10.TBP萃取分离轴、钍和稀土一般分（ ABC ）进行。

A.30%TBP-煤油萃取铀钍

B.5%TBP-煤油萃取铀

C.40%TBP-煤油萃取钍

D.35%TBP-煤油萃取

9.根据萃取剂的结构特征，一般可将萃取分为（ ABCD ）。

A.含氧萃取剂和胺类萃取剂

B.中性磷型萃取剂

C.酸性磷型萃取剂

D.螯合萃取剂及羧酸萃取剂

10.各种难选低品位钽铌原料一般的处理方法有（ ABCD ）等。

A.还原熔料法

B.氯化法

C.焙烧-浸出法

D.硫酸过氧化物浸出法

二、填空题（共10小题，每小题3分，共30分）。

2.常温下致密钨钼在空气中十分稳定，在 400℃时轻微氧化，高于500~600℃则迅速氧化生成WO3和 MoO3 。

3.钨钼主要化合物的性质有：氧化物、钨酸和钼酸、正钨酸盐和正钼酸盐、同多酸及其盐类、杂多酸及其盐类、钨钼的卤化物、六氟化钨、钨的碳化物。

4.钼主要用于钢铁业，据1985~1986年统计，钼的消费结构为：合金钢占43~44%，不锈钢占 22~23% ，工业钢占8%，铸钢占6%，超合金占3%，金属钼占6%，钼化学品占10% ，其他1%。

5.氯化物电解影响电流效率的因素有：电流密度、电解质组成、电解温度、

极距、氯化稀土中的水分、电解质中杂质碳、电解槽结构。

6. 稀土电解中常用电解质体系的主要性质有：熔度、电解制的密度、电解质对稀土金属的溶解度、电解质的蒸汽压、电解质的粘度、电解质的电导。

7.熔盐氯化与沸腾层氯化的比较，熔盐氯化有的优缺点有：原料适应性强、气相产物中TiCl4 分压高、粗TiCl4杂质含量少、与沸腾层氯化相比增加了“三废”处理的负担。

8.在稀土金属的生产中，用熔盐电解法或金属热还原法制取稀土金属时，主要是采用无水稀土氯化物、氟化物和氧化物作原料。

9.目前制取高纯致密稀有金属的主要方法有：真空熔炼法、高温烧结法、区域熔炼及拉单晶法、熔盐电解精炼法、化合物热解法。

10影响氯化速度的因素有：温度、氯气分压、氯气流动速、沸腾层内TiO2含量、物料特性。

8.氯化物的熔盐电解法： 700~800 度下，在碱金属氧化物组成的熔盐中，利用金属钛和TiCl4反应使TiCl4溶解于电解质中，利用钛与钛离子间的平衡，使熔盐中保持足够浓度的Ti2+，进而可在阴极电位低于K+Na+等离子析出电位条件下，在阴极上得到金属钛。

9.影响钽铌萃取分离过程的主要因素中有氢氟酸浓度和硫酸浓度，铌的萃取随氢氟酸的浓度的增加而增大，钽的萃取是随氢氟酸的浓度的增加而增加，在6~8mol/L达到最大值后开始缓慢下降。

10.钨钼主要化合物的性质中，钨的卤化物及其氧化物包括有：六氯化钨、五氯化钨、二氯化钨、二氯二氧化钨、四氯氧化钨。

三、简答题（共5小题，每小题8分，共40分）。

2.磷钇矿与独居石相似，也是一种稀土磷酸盐矿物，它的特点是什么？

1）稀土元素中钇含量高，轻稀土含量低。

2）精矿中钍含量少，一般只含1%~2%。

3）比独居石难分解，大多数采用浓硫酸焙烧分解、碱熔融或苏打烧结等强化方法处理。

3.在萃取体系中，离子缔合萃取体系这种萃取体系的特点是什么？

1）萃取剂是含氧有机化合物，如乙醚，或含氮有机化合物，如胺和季胺盐。

2）被萃取物通常为金属络合阴离子。

3）萃取剂与被萃取物之间形成的萃合物是离子缔合物。

4.在萃取过程的基本原理中，对萃取剂性能的基本要求有哪些？

（1）它至少有一个萃取功能基，通过它与金属离子相结合形成萃合物。

（2）为了使萃取剂本身或生成的萃合物易溶于有机相而难溶于水相，它必须具备相当长的碳氢链或苯环。

（3）具有较高的选择性，对欲分离的元素要求分离系数大，同时，有较大的萃取容量，即单位体积的萃取剂萃取金属元素的饱和容量较大。

（4）化学稳定性好，不易水解，毒性小，能耐各种酸、碱、氧化剂和还原剂的作用，当料液中有放射性元素时，有较好的抗辐射性。

（5）要求比重小，粘度低，表面张力较大，易和水相分层，沸点和闪点高，不易着火，热稳定性好。

（6）生产萃取剂的原料来源丰富，生产成本低，价格便已。

5.锆英石精矿的分解主要方法有哪些？

（1）与苟性钠共熔或与苏打烧结，得锆酸钠或硅锆酸钠等，然后用水处理。

（2）与石灰或碳酸钙烧结得锆酸钙，然后进一步分解。

（3）在等离子设备中，直接分解ZrSiO4、而获得粗二氧化锆。

（4）与硅氟酸钾融合，得氟锆酸钾。

（5）直接氯化锆英石与碳的混合料，获得粗四氯化锆，然后分解ZrCl4与HfCl4,并提纯。（6）在电炉中进行碳还原，生成CrC或Zr，然后进行氯化以制取粗四氯化锆。

5.在生成钛白的方法硫酸法是如何进行的？

答：以钛铁精矿为原料，在160~200度下进行酸分解：FeTiO3+2H2SO4=TiSO4+FeSO4+2H2O ，Fe2O3+H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O以硫酸盐形式进入溶液中的Fe以Fe2+ Fe3+存在，要加铁屑使Fe3+还原成Fe2+，后将温度将至15度可使Fe2+呈铁绿矾结晶被除去，向除铁后的溶液中加水和晶种，可水解沉淀出偏钛酸，沉淀经漂洗后在回转窑干燥，煅烧后得到TiO2。