有色金属冶金学8-稀土冶金
稀土冶金学第第七章稀土金属及其合金的制取
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槽型
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影响电流效率的主要因素
2020
烘
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2022
出金属及阳极和电解质更换
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稀土氯化物熔盐电解工艺
稀土氯化物熔盐电解工艺流程
稀土氯化物熔盐电解设备
含氯浓度10~30％的电解尾气，可以采用适当的溶剂(如四氯化碳)吸附尾气中的氯，然后将含氯的溶剂加热或减压，使氯气解析出来，成为高浓度的氯气进行利用。 对含氯浓度小于10％的电解尾气的吸收方法有两种：一是使含氯尾气通过灼热的铁屑制取三氯化铁；二是使含氯尾气通入氢氧化钠或石灰水溶液中，回收次氯酸钠或漂白粉。
影响电流效率的因素：
该工艺是以粉末状的稀土氧化物为溶质，以同种稀土元素的氟化物为主要溶剂、氟化锂、氟化钡为混合熔盐的添加成分。
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电解工艺：
阴极通常选用钼或钨的金属型材。阳极材质都是石墨，但形式多样。
氟化物熔盐在高温下具有很强的腐蚀性，传统的工业耐火材料都难以用来做稀土氧化物电解槽槽体材料。在生产规模不大的情况下，都用石墨坩埚作电解槽。
3 自耗阴极电解制取稀土合金（Nd-Fe）
7.3 热还原法制取稀土金属
利用活性较强的金属作为还原剂，还原其它金属化合物，制取金属的方法，通称为金属热还原法。 1 金属钙还原REF3制备稀土金属 3Ca + 2REF3 3CaF2 + 2 RE (1450—1750℃) CaF2与RE金属熔点接近，且蒸汽压较低，从而使得反应过程进行得较平稳，热量不易散失，金属易于聚集且易于观察操作。 CaF2渣的流动性好，易与金属的分离，还原剂钙易得又易提纯。 REF3 较RECl3不易吸水。
由于金属呈液态聚集，电解质温度比金属熔点高，这就使电解槽槽体材料和电极材料在选择上受到限制，对于上万安培规模的大型工业槽可能要采用某些难熔金属的材质作槽衬或者采用凝壳技术。
“稀土冶金学”课程教学改革与实践
工方 法将稀土制成具 有一定性能 的金属材料或合金 材料的过程 和工 艺。其研究 内容包括稀土元素及其主要化合物 的性质和特征 、 稀 土矿 物原料及其处理 、 稀土元素分离 、 稀土纯化合物制备 、 稀土金属及 其合 金的制取 、 稀土金属的精炼提纯等。
稀 土冶金学是研 究从矿石 中提取 稀土或稀土化 合物及用各种 加 淋洗液 回收利用等环境保 护的内容 。 为了使学生 了解稀土元素应用范 围和主要稀土材料的制备方法 ． 在第 １ 章 中从稀 土元素的物理和化学
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争呜
“ 稀土冶金学” 课程教学改革与实践
常宏 涛 李 梅 罗果 萍 张福顺 （ 内蒙 古科 技大 学 材 料 与冶金 学 院 ， 内蒙古 包 头 ０ １ ４ ０ １ ０ ）
性质 出发介绍 了稀土元素 的应 用 ． 并在第 ６章中编人 了高纯 、 超细稀 土化合物提取及稀土抛光扮 与稀 土发光材料制备 技术 ． 在第 ７章稀土 金属制取 内容 中加入 了稀土合金的制取方法 ． 这样让学生既能掌握 目 前稀 土冶金技术 的基本方法又能 了解稀土冶金的前沿技术 。
２ “ 稀土冶金学” 课 程 的 头白云鄂博矿资源优 势的办学特 色 和冶金工程专业学生部分就业服务于包 头本地的现实状况 ． 因此材 料 与冶金学 院 自２ ０ ０ ８年开始将冶金工程专业的专业课程分为两个模 块 开课 ． 一个是 以钢铁 冶金专业为重点 的课 程设置 ． 另 一个是 以稀 土 冶金为重点的有色金属冶金专业 学生可以根据 自己的兴趣及将来 的 发展方 向任意选择两个模块 中的任 一专业进行学 习。 其 中稀土冶金工 艺学是 以稀土冶金为重点的有色金 属冶金专 业的重点课程 ． 因此该课 ３ － ３ 教 学与 实 践 相 结 合 程 的建设对于教学效果极为重要 稀土 冶金学 中由于稀土萃取分离工艺是连续的过程 ．流程长 ． 系 为保证“ 稀土冶金学” 课程 的系统 性和完整性 在确定该课程 内容 课程 内容包含知识点多 ． 而在在工业 生产 实际中 ， 多种物料溶 时， 坚 持“ 浅而宽 、 理论 联系实 际” 的原则， 以经 典理论 为基础 ， 重 点介 统性强 ， 绍稀土 冶金过程的知识 ， 并 将最新 科技成果 和前沿技 术纳入教 学 内 液通过密 闭的管道输送 ．并且在基 本密闭的容器中进行反应或储存 ． 学 习难点较多 ． 因此学生掌握稀土元素的萃取分离工艺 比较 困难 。因 容． 编写《 稀土冶金学 》 教材 。 此在课堂教学任务完成后开设稀土元 素萃 取的实验课 ． 以便学生更加 ２ ． １ “ 稀土冶金学” 课 程内容 的设置 系统 、 直观地了解 和掌握 稀土萃取分 离工艺 的各个 知识点 ， 让学 稀 土 冶 金 工 艺 学 课 程 主 要 包 括 湿 法 冶 金 过 程 和 火 法 冶 金 过 程 两 全 面、 形象 地了解稀土萃 取分离工艺 的原理 、 过程 、 主体设 备 、 部分 ． 其中湿法冶金过程主要讲授稀土元素及其 主要化合物 的性质和 生更加生动 、 及理论应用等 方面的 知识。 ● 特征 、 稀土矿 物原料及其处理 、 稀土元素分离 、 稀土纯化合物制备 等内 整体流程以 容． 而火法冶金过程 主要讲授稀 土金 属及其合金 的制取 、 稀土金属 的 【 参考文献】 精炼 提纯 等内容 。 通过教学 的各个环节使学生达到各章 中 所 提的基本 ［ １ ］ Ａ ｒ ｉ ｆ ａ ｌ Ｇ ， Ｈ ｗ ａ ｎ ｇ Ｊ ， Ｑ ｎ ｕ ｋ ｉ Ｋ ． Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ — ｅ ｌ ｅ ｅ ｔ ｒ ｏ ｄ ｉ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｈ ｙ ｄ ｒ ｉ ｏ ｄ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ 要求 。 ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ， ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ － ｌ ｉ ｎ ｋ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ叨 ． Ｍｅ ｍ－ ２ ． ２ “ 稀土冶金学” 教材建设 ｂ ｒ Ｓ ｃ ｉ ， ２ ０ ０ ２， ２１ （１ ０ ） ： ３ ９ ． 书 中系统地介绍 了由稀土资源提取 稀土元素 和制备 稀土全属 的 ［ ２ ］ 汪雨 ， 张玲金 ． 常压微波技术 萃取土壤 中有 机氯农药 ［ Ｊ 】 ． 岩矿测试 ， ２ ０ ０ ６ （ ０ １ ） ： 全过程 。同时为 了适应社会发展的需要 ． 将环境保护和冶金过程与稀 １ ５－１ ８ 土材料制备过程相耦合的增值 冶金 的意识责穿 于全书 中 全书共分为 ［ ３ ］ Ｓ ｉ ｍ ｐ ｓ ｏ ｎ ， Ｎ ． Ｊ ． Ｋ ． Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ：ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ，ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ， ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ － 十章 ， 内容包 括稀 土元素 的物理 和化学性质 、 稀 土 的资源及精 矿的分 ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ［ Ｍ］ ． Ｎｅ ｗ Ｙｏ ｒ ｋ ａ ｎ ｄ Ｂ ａ ｓ ｅ ｌ ： Ｍａ ｒ ｃ ｅ ｌ Ｄｅ ｋ ｋ ｅ ｒ ， ２ ０ ０ ０， １ １ ０ （ ２ ） ： １ ９ － ３ ８ ． 解方法 、 稀土元 素的分离方法及 化合物 的制 取方法 、 稀土 金属及稀土 ［ ４ ］ Ｔ ｈ ｕ ｒ ｍ ａ ｎ ， Ｅ ． Ｍ， Ｍ ｉ ｌ ｌ ｓ ， Ｍ． Ｓ ． Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｐ ｈ ｓ ａ ｅ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ： ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ［ Ｍ］ ． 合金的制取方 法和稀土 生产 过程的废物处 理 ．在这些 内容中除了第 Ｎｅ ｗ Ｙ ｏ ｒ ｋ ： Ｊ ｏ ｈ ｎ Ｗｉ ｌ ｅ ｙ ＆Ｓ ｏ ｎ ｓ ， １ ９ ９ ８ ， １ ４ ６ （ ０ ２ ） ： ２ ０ ０ － ２ １ ０ ． ５ ］ 吕金海 ， 舒孝顺 ， 高 中洪 ， 等． 菝葜 总皂苷元超声 萃取研究【 Ｊ Ｊ ． 中国 中药 杂志 ， １ Ｏ 章集 中讲述稀
有色冶金学重点复习题
一、名词解释（共5小题，每小题4分，共计20分）湿法冶金、火法冶金、电冶金、槽电压、极距、苛性比、铝硅比、分配系数、阳极效应、冰铜、熔池熔炼、漂浮状态熔炼、熔盐氯化、铝酸钠溶液的稳定性（补充：火法冶金----在高温下矿石或精矿经熔炼与精炼反应及熔化作业，使其中的有色金属与脉石和杂质分开，获得较纯有色金属的过程。
电冶金---利用电能提取和精炼有色金属的方法极距----所谓极距，是指阴、阳两极之间的距离。
铝酸钠溶液的稳定性----铝酸钠溶液的稳定性是指铝土矿溶出液经赤泥分离洗涤后获得的净铝酸钠溶液分解析出Al(OH)3所需时间的长短。
）二、简答题（共5小题，每小题6分，共计30分）三、问答题（共3小题，每小题12分，共计36分）四、计算题(共1小题，共计14分)1、某铝厂，电解槽平均电流（直流）为280KA,平均电流效率为92％，平均槽电压4.25V，请分别计算它的年（300天）产铝量和电能消耗各是多少？（铝的电化学当量：0.3356g/(A.h)）p27-282、某湿法炼锌厂，有生产槽150个，通电电流12000A，平均电流效率90％，平均槽电压3.5V，试计算电锌的电能消耗和日产量各是多少？（锌的电化学当量：1.2193g/(A.h)）p27-28有色冶金学复习思考题概述1、提取冶金方法是如何分类的？各自定义2、火法、湿法、电化学法三种冶金方法包括哪些基本冶金过程？有色冶金主要单元过程：焙烧、煅烧、烧结和球团、熔炼、火法精炼、浸出、液固分离、溶液净化、水溶液电解、熔盐电解第一章铝冶金1、什么是铝的歧解反应？p42 、现代铝工业有哪些主要生产环节?辅助环节?p23 、适合氧化铝生产的主要矿物有哪几种?各有哪些特点？衡量矿物质量的标准是什么？p114、简述拜耳法的基本原理和拜耳循环的实质p135、简述拜耳法生产氧化铝的工艺流程p136、什么是苛性比，它反映铝酸钠溶液的什么特性？什么是铝硅比(A/S)？p14-157、简述铝电解的原理？p19答：现代铝工业生产，主要采取冰晶石—氧化铝融盐电解法。
第一章 稀土冶金学
钕还应用于有色金属材料
2)在镁或铝合金中添加1.5～2.5%钕,可提高 合金的高温性能、气密性和耐腐蚀性,广泛用作 航空航天材料. 3)另外,掺钕的钇铝石榴石产生短波激光束,在 工业上广泛用于厚度在10mm以下薄型材料的 焊接和切削.在医疗上,掺钕钇铝石榴石激光器 代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口.钕也用 于玻璃和陶瓷材料的着色以及橡胶制品的添加 剂.随着科学技术的发展,稀土科技领域的拓展 和延伸,钕元素将会有更广阔的利用空间.
稀土冶金学
Hale Waihona Puke 主要内容 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 绪论 稀土元素矿物及其精矿的处理方法 溶剂萃取法分离稀土元素 离子交换色层法分离稀土元素 分离稀土元素的其他方法 稀土化合物的制备 稀土金属和合金的制取 稀土金属的提纯 火法冶炼生产稀土硅铁基合金 稀土生产过程的三废及处理
4.稀土元素的由来及用途
镧(La)lanthanum “镧”这个元素是1839年被命名的,当时有个叫 “莫桑德”的瑞典人发现铈土中含有其它元素, 他借用希腊语中“隐藏”一词把这种元素取名 为“镧”.从此,镧便登上了历史舞台. 镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材 料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、 贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材 料等.她也应用到制备许多有机化工产品的催化 剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家 把镧对作物的作用赋与“超级钙”的美称.
电子内迁移
镧系元素的最外层电子已填充到6s2,次外层5s25p6 也已填满,5d还空着或仅有一个电子,而处于内层的 4f电子却刚刚开始填充,从铈到镥充满共有14个电 子. 即镧系元素的最外层电子结构可以示为： 5s25p65d(0、1)6s2与钪、钇的最外层两层电子结构 3 s2 3p63d14s2和4s2 4p64d15s2相比较,可知结 构基本相同都是ns2(n—1)s2 (n—1)p6(n—1)d(0、 1)5s2,故使得17个元素的化学性质十分相近,用普 通的化学方法很难分离.
稀土
产地：具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床。
最重要的海滨砂矿床是在澳大利亚沿海、巴西以及印度等沿海。
此外，斯里兰卡、马达加斯加、南非、马来西亚、中国、泰国、韩国、朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床。
独居石的生产近几年呈下降趋势，主要原因是由于矿石中钍元素具有放射性，对环境有害。
氟碳铈矿化学成分性质：（Ce，La）[CO3]F。
机械混入物有SiO2、Al2O3、P2O5。
氟碳铈矿易溶于稀HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4。
晶体结构及形态：六方晶系。
复三方双锥晶类。
晶体呈六方柱状或板状。
细粒状集合体。
物理性质：黄色、红褐色、浅绿或褐色。
玻璃光泽、油脂光泽，条痕呈白色、黄色，透明至半透明。
硬度4～4.5，性脆，比重4.72～5.12，有时具放射性、具弱磁性。
在薄片中透明，在透射光下无色或淡黄色，在阴极射线下不发光。
生成状态：产于稀有金属碳酸岩中；花岗岩及花岗伟晶岩中；与花岗正长岩有关的石英脉中；石英─铁锰碳酸盐岩脉中；砂矿中。
用途：它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。
铈族元素可用于制作合金，提高金属的弹性、韧性和强度，是制作喷气式飞机、导弹、发动机及耐热机械的重要零件。
亦可用作防辐射线的防护外壳等。
此外，铈族元素还用于制作各种有色玻璃。
截止到2011年12月，已发现的最大的氟碳铈矿位于中国内蒙古的白云鄂博矿，作为开采铁矿的副产品，它和独居石一道被开采出来，其稀土氧化物平均含量为5～6%。
品位最高的工业氟碳铈矿矿床是美国加利福尼亚州的芒廷帕斯矿，这是世界上唯一以开采稀土为主的氟碳铈矿。
磷钇矿化学成分及性质：Y[PO4]。
成分中Y2O361.4%，P2O538.6%。
有钇族稀土元素混入，其中以镱、铒、镝、钆为主。
尚有锆、铀、钍等元素代替钇，同时伴随有硅代替磷。
一般来说，磷钇矿中铀的含量大于钍。
磷钇矿化学性质稳定。
晶体结构及形态：四方晶系、复四方双锥晶类、呈粒状及块状。
物理性质：黄色、红褐色，有时呈黄绿色，亦呈棕色或淡褐色。
稀土 百度百科
稀土百科名片日本是稀土的主要使用国，目前中国出口的稀土数量居全球之首稀土作为许多重大武器系统的关键材料，美国几乎都需从中国进口（某些程度上是战略的储备）。
稀土是中国最丰富的战略资源，它是很多高精尖产业所必不可少原料，中国有不少战略资源如铁矿等贫乏，但稀土资源却非常丰富。
在当前，资源是一个国家的宝贵财富，也是发展中国家维护自身权益，对抗大国强权的重要武器。
中国改革开放的总设计师邓小平同志曾经意味深长地说：“中东有石油，我们有稀土。
”稀土是一组同时具有电、磁、光、以及生物等多种特性的新型功能材料, 是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业, 如农业、化工、建材等起着重要作用。
稀土用途广泛, 可以使用稀土的功能材料种类繁多, 正在形成一个规模宏大的高技术产业群, 有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。
有“工业维生素”的美称。
编辑本段稀土用途在军事方面稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。
从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制，以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮，正缘于稀土科技领域的超人一等。
在冶金工业方面稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中，能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，并可以改善钢的加工性能；稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件，被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业；稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。
有色金属冶金课件
某锌矿的湿法冶炼技术改造
总结词
通过将原有的火法冶炼技术改造为湿法冶炼技术，有 效提高了锌的回收率和生产效率，降低了生产成本。
详细描述
该锌矿原有的冶炼技术为火法冶炼，但存在一些问题， 如锌的回收率不高、生产效率低下等。为了解决这些 问题，我们对冶炼技术进行了改造，将其变为湿法冶 炼。具体措施包括：采用新型高效的浸出和萃取设备 和技术、优化湿法冶炼工艺参数、采用新型高效的耐 腐蚀材料等。经过改造后，锌的回收率得到了显著提 高，生产效率也得到了较大提升，同时生产成本得到 了有效降低。
铝冶金化学反应：铝冶金主要涉及的 化学反应包括氧化还原反应、沉淀反 应和电化学反应。其中，氧化还原反 应是铝土矿中的氧化铝与碳反应生成 氧化铝和二氧化碳的过程；沉淀反应 是氧化铝与碳酸钠反应生成氢氧化铝 和碳酸钠的过程；电化学反应则是将 铝离子还原为金属铝的过程。
铝冶金物理过程：铝冶金物理过程包 括矿石破碎、磨细、浮选、熔炼、电 解等步骤。其中，矿石破碎是将大块 矿石破碎成小块，便于后续处理；磨 细是将矿石细磨成粉末，提高反应效 率；浮选是将矿石中的有用成分与杂 质分离；熔炼是将矿石中的氧化铝和 碳在高温下反应生成液态的氧化铝； 电解则是将液态的氧化铝在电流的作 用下还原为金属铝。
有色金属冶金课件
• 有色金属冶金概述 • 铜冶金
• 有色金属冶金的挑战与前景 • 有色金属冶金案例分析
目录
PART 01
有色金属冶金概述
定义与分类
定义
有色金属冶金是指通过一系列物理和 化学过程，从矿石或精矿中提取和纯 化有色金属及其化合物的过程。
分类
根据提取的金属种类，有色金属冶金 可分为轻金属冶金、重金属冶金、稀 土金属冶金等。
THANKS
稀土在冶金行业中的应用
稀土在冶金行业中的应用您好欢迎来到阿里巴巴稀土在冶金行业中的应用2011/08/1011:371.1稀土在冶金工业中的应用稀土在冶金领域应用已有30多年的历史目前已形成了较为成熟的技术与工艺稀土在钢铁、有色金属中的应用是一个量大面广的领域有广阔的前景对国民经济建设具有重要意义。
一、稀土在钢中的应用稀土在钢中的应用有近30年的历史经过对稀土金属在钢中作用规律和机理的研究搞清楚了稀土在钢中的作用通过添加工艺方法的实验研究掌握了稀土加入的工艺条件、添加稀土金属的品种和加入量。
至八十年代末期稀土在钢中的应用已没有技术方面的障碍。
我国稀土钢产量从1985年的11万吨增长到1997年的近60万吨品种80多个。
仅武钢一家quot八五quot期间就生产了160万吨稀土钢创造经济效益3.2亿元会效益18.3亿元节约外汇5000万美元。
稀土加入钢中可起到脱氧、脱硫、改变夹杂物形态等净化和变质作用在某些钢中还能有微合金化的作用稀土能够提高钢的抗氧化能力高强度和塑性、疲劳寿命、耐腐蚀性及抗裂性等。
1.稀土加入钢中的主要作用净化作用:钢中加入稀土可以置换钢中可能生成的硫化锰、氧化铝和硅铝酸盐夹杂物中的氧与硫形成稀土化合物。
这些化合物中有部分从钢液中上浮进入渣中从而使钢液中的夹杂物减少钢液得到净化这就是稀土对钢的净化作用。
细化组织:由于稀土在钢中同夹杂物反应生成的稀土化合物熔点较高在钢液凝固前析出这些细小的质点可作为非均质形核中心降低结晶过程的过冷度因此不但可以减少偏析还可细化钢的凝固组织。
对夹杂物的形态控制:钢中加入稀土后硫化锰将被在高塑性变形能力较小的稀土氧化物或硫化物取代这些化合物在轧制过程中不随钢一起变形仍保持为球状它们对钢的机械性能影响较小所以钢中加入稀土可以提高钢的韧性改善钢的抗疲劳性能。
在耐大气腐蚀钢中加入稀土使钢的内锈层致密而且与基体的结合力变强不易脱离可以阻止大气中O2和H2O的扩散从而降低了腐蚀速度加稀土的钢的耐腐蚀性比不加稀土的钢提高0.32.4倍。
有色金属冶金学
有色金属冶金学前言轻金属：铝、镁、铍、钛、钾、钠、锂、钙、锶、钡等十余种金属重金属：铜、镍、钴、锌、锡、锑、汞等二十余种金属稀有金属：钨、钼、锆、铪、铌、钽、稀土金属等数十种金属贵金属：金、银、铂族金属等几种第一篇轻金属冶金学第一章氧化铝生产1.摩尔比（苛性比）：溶液中Na2O浓度为135g/l，Al2O3为130g/l，则该溶液的摩尔比为MR=(135/130)*(102/62)=1.708。
式中的102和62分别为Na2O和Al2O3的分子量2.拜耳法生产氧化铝的主要工序包括：铝土矿原料准备、熔出、赤泥分离洗涤、分解、氢氧化铝分离洗涤、煅烧、蒸发和苛化3.拜耳法：是直接利用含有大量游离苛性钠的循环母液处理铝土矿，溶出其中氧化铝得到铝酸钠溶液，并用加氢氧化铝种子（晶种）分解的方法，使铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝结晶。
种分母液经蒸发后返回用于溶出铝土矿。
4.铝土矿的溶出及影响因素：铝土矿的溶出通常是在高于溶液常压沸点的温度下用苛性碱溶液处理的化学反应过程，所以也叫“高压（高温）溶出”。
影响因素：铝土矿的矿物成分及其结构；溶出温度；循环母液碱浓度；配料摩尔比；搅拌强度5.单流法、双流法：在溶出流程上可分将循环母液和矿石一起磨制成原矿浆进行预热溶出的“单流法”及仅将一部分循环母液送去磨制矿浆，大部分母液单独预热到溶出温度，再于溶出器内和浓稠矿浆混合进行溶出的“双流法”6.赤泥分离洗涤过程步骤：赤泥料浆稀释；沉降分离；赤泥反向洗涤；溢流控制过滤7.铝酸钠溶液加种子分解：实际上应包括铝酸根离子的分解和氢氧化铝结晶8.含铝矿物的分子式（刚玉、三水铝石、一水铝石、明矾石、霞石）：高岭石Al2O3·2SiO2·2H2O、刚玉Al2O3、三水铝石Al(OH)3、一水铝石AlOOH 、明矾石(K, Na)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3、霞石(K, Na)2O·Al2O3·2SiO2。
稀土材料在冶金行业中的应用与前景展望
稀土材料在冶金行业中的应用与前景展望引言稀土材料是指由稀土元素组成的材料，具有特殊的化学和物理性质，广泛应用于各个领域。
在冶金行业中，稀土材料也发挥着重要作用。
本文将介绍稀土材料在冶金行业中的应用，并展望其未来的发展前景。
稀土材料在冶金行业中的应用1.添加剂稀土材料在冶金行业中被广泛用作添加剂，可以改善金属和合金的性能。
例如，添加稀土元素可以提高铝合金的强度和耐腐蚀性，同时降低其密度。
稀土材料还可以用于改善钢材的切削性能，提高硬度和耐磨性。
2.催化剂稀土材料作为催化剂在冶金行业中应用广泛。
通过调整稀土催化剂的配比和结构，可以改善金属和合金的催化性能。
稀土催化剂可以提高金属的反应活性和选择性，并减少催化剂的用量，降低生产成本。
3.熔剂稀土材料在冶金行业中还被用作熔剂，用于提高金属的熔化温度和粘度。
稀土熔剂可以改善金属的流动性，提高熔炼效率。
此外，稀土熔剂还可以减少金属的氧化，防止杂质的形成。
4.电子材料稀土材料在冶金行业中的另一个重要应用是作为电子材料。
稀土元素具有特殊的磁性和光学性质，使其成为制造磁性材料和光电器件的理想选择。
稀土材料可以用于制造电视和显示屏等电子产品，提供出色的图像质量和性能。
稀土材料在冶金行业中的前景展望稀土材料在冶金行业中的应用前景广阔。
随着科技的发展和需求的增加，稀土材料的需求量将继续增加。
1.新材料的开发随着冶金行业对材料性能要求的不断提高，稀土材料在开发新材料方面将发挥重要作用。
通过研究和改进稀土材料的组成和结构，可以开发出更具优良性能的材料，满足不同冶金工艺的需求。
2.环境保护稀土材料在冶金行业中的应用还可以有助于提高环境保护水平。
例如，稀土催化剂可以降低冶金过程中的有害气体排放量，减少对环境的污染。
另外，稀土材料的再生和循环利用也可以降低资源消耗和废弃物的产生。
3.产业升级稀土材料的应用和发展将推动冶金行业的产业升级。
通过引进和推广稀土材料的应用，可以改进传统冶金工艺，提高产品质量和产能。
稀有金属冶金学第三篇第四章 稀土金属及其合金的制取
12
7、电解质的表面张力
了解电解质的表面张力现象，对于改善稀土电解生产 过程具有十分重要的意义，因为稀土电解槽中的许多 过程和电解质的表面张力有密切的关系。
LaCl3-KCl、LaCl3-NaCl体系的密度与各组元密度 之加合值有偏离。在50mol %KCl-50 mol % LaCl3和33.67 mol %NaCl-66.33 mol % LaCl3附 近的偏离最大。结合热力分析和结构研究，可以 判难断肯前定者 。有化合物生成，而LaCl3-NaCl体系则尚
（1）电解质中稀土含量高，其比电导小，导电性差， 反之，稀土含量低，比电导大，导性好。所以生产过 程中做到勤加料，少加料，把电解质中稀土浓度适当 地控制低点，对于增加电解质的比电导，节约电能是 很重要的。
（2）电解质温度高，其比电导大；温度低，则比电导 小。可见，操作过程中控制电解质适当的温度也会有 助于降低电能的消耗。
3
第四章 稀土属及其合金的制取
第一节 概述
稀土金属和合金的制备是通过稀土火法冶金工艺 技术实现的。稀土火法冶金技术是指应用高温这一 重要的热力学条件，完成还原稀土离子成金属态和 金属提纯的过程。该过程既包括化学冶金和物理冶 金。稀土火法冶金工艺技术是从稀土化合物中制取 粗稀土金属开始的。随着稀土金属用途及应用研究 领域的不断增加，所用稀土金属品种、纯度及数量 不断地增加，不断地促进了制备工艺的发展。从而 逐渐使熔盐电解和金属热还原法成为制备稀土金属 的主要工艺技术方法。到20世纪80年代后，随着稀 土金属及合金在新型稀土功能材料应用的迅速增加 和商品化，又一次推动了制备稀土金属熔盐电解和 金属热还原工艺技术的发展。使稀土火法冶金制备 4 稀土金属及合金工业化技术逐渐成熟。
冶金稀土添加剂运用
冶金稀土添加剂运用1、黑色冶金中的应用1.1铸铁中的应用稀土在铸铁中的应用始于20世纪代。
铁水中加入稀土，稀土能与氧、硫作用，起到脱硫去氧的作用，铁水浇铸时，能促进石墨向蠕虫状或球状转变[1]。
高铬白口铸铁中加入0.8%~1.0%稀土硅铁合金，稀土促使铸铁中长条状碳化物趋于变短、细化并均匀分布，铸态组织改善，铸铁冲击韧性和抗磨性显著提高[2]。
普通灰铸铁(C2.5%~3.6%)里添加不超过0.1%的混合稀土，稀土元素与铁液中硫、氧反应，生成稀土化合物，清除石墨棱面上的表面活性元素，促使石墨向蠕球状转化，铸铁金相组织细化、均匀，材料的抗拉强度、硬度及耐磨性得到显著提高[3]。
稀土在铸铁中的突出作用表现为使石墨向球形转变;稀土元素易与Fe中O、S等有害杂质形成稀土化合物，减少铁水浇铸时气孔和裂纹的产生;稀土加入铁水中能显著提高铁水的流动性，减少冷却时偏析现象，改善铸态组织，改变非金属夹杂物的形状和分布。
因而，稀土铸铁强度提高，韧性改善，材质综合机械性能获得提升。
在铸铁中的应用已成为稀土最大应用领域之一。
稀土铸铁主要应用于冶金行业的轧辊、钢锭模;机械行业的各种齿轮、凸轮轴、各种机座;汽车行业的曲轴、气缸体、变速箱、履带;建筑行业的输水、输气管线。
在我国，随着汽车行业不断壮大以及南水北调、西气东输工程的展开，还将进一步促进稀土铸铁，稀土铸铁管的开发与应用。
1.2钢中的应用稀土大规模在钢中的应用，始于20世纪代。
随后，人们逐渐认识到稀土对钢的显微组织、夹杂物等均有良好的影响。
稀土加入弹簧钢中能起到除气，改变夹杂物形态，减小夹杂物粒度的作用，能提高钢的抗疲劳强度[4]。
耐热钢中加入0.01%～0.01%的La或Ce，稀土原子容易富集在晶界，减少晶界杂质元素，可提高钢的高温强度[5]。
重轨钢中稀土加入量约为0.01%，钢中的奥氏体晶粒尺寸明显细化，热轧态奥氏体晶粒尺寸由34.4μm减小到30.3μm，钢的冲击韧度得到显著改善[6]。
稀土金属冶金设计基础
1.可行性研究：就是对所提工程项目，从有关的所有方面进行调查研究和综合论证，为拟建项目提供科学依据，从而保证所建项目在技术上先进可行，经济上合理有利。
1.可行性研究的主要内容：（1）市场销售情况的研究（2）原料和技术路线的研究（3）工程条件的研究（4）对劳动力的来源和费用，人员培训，项目实施计划的研究，确定合理的建设进度和工厂组织研究（5）资金和成本研究（6）经济效果研究2.工程设计是体现以技术为主体，政治，经济，技术三者相结合的一门学科。
它必须从我国社会主义四个现代化的根本利益出发，从符合党的路线，方针及技术政策出发，最合理，最有效的利用我国资源，以尽量少的物资消耗和能耗，生产出更高的符合社会需要的产品。
坚持贯彻自力更生，艰苦奋斗的精神和以农业为基础的正确方针。
精心设计，做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用，经济效益高。
3.生产工艺流程选择：是将原料处理成产品所经过的程序。
4.生产工艺流程选择的原则：（1）：产品质量应满足需要需求（2）：过程简便易行，能耗较低（3）：符合原料的物理，化学性质要求（4）：工艺方法及生产指标先进（5）：经济上合理，经济效益高（6）：流程有利于综合回收（7）：流程尽量封闭，符合三废处理要求，有利于环境保护（8）：对设备材料要求不严格。
设备易加工制造，能保证生产安全。
5.冶金计算：是以教学计算方法对冶金生产过程的物料量的变化，能量消耗以及所需设备尺寸的计算，来研究冶金生产过程，以保证定量的控制过程的工艺条件，达到设计中予定的技术经济指标。
6.冶金计算的内容：（1）物料（包括原料，中间产品）的物相组成计算（2）物料有价值成分的平衡计算（3）物料平衡计算（4）设备尺寸与热平衡计算（5）能量消耗计算7.冶金计算任务：（1）可知原料，各种材料，化学试剂的用量（2）产品，中间产品，残渣，废液的产出量（3）水，电，蒸汽及燃料的耗用量，热能利用情况（4）通过设备数量，尺寸计算，为车间占地面积提供依据（5）通过物料计算，为运输量。
浅析有色金属中的稀土元素
浅析有色金属中的稀土元素1 有色金属中稀土元素的作用1.1 稀土通过化学反应可以改变有色金属中杂质的存在状态有色金属中经常有金属杂质或非金属杂质，稀土元素可以和这些杂质金属进行反应，比如与铁、硅等形成不同的化合物，这样就可以改变铝金属固有的固溶方式，导致它的电阻率不断降低。
又比如稀土元素与非金属元素因为化学反应生成高熔点的化合物，这样就导致有色金属的晶粒网络结构进行了细化，有效地稳定了晶界，从而形成高熔点的金属间化合物，提高了有色金属的综合性能。
1.2 稀土元素的加入可以降低有色金属中氢的含量因为氢，特别是融入液态金属的氢，会以原子态的形式存在，然后变成高分子，导致有色金属材料出现裂纹等问题，严重降低综合性能，并且损害其加工过程，所以减少有色金属中氢的含量越来越引起科学家的关注。
正因为如此，添加适量的稀土元素可以有效地减少氢的含量，比如有研究表明，0.1%～0.3%的稀土可以明显降低铝和其合金中氢的含量，达到了非常好的减氢效果。
1.3 稀土元素能改变合金的表面张力研究表明，只要基体的表面张力有所降低，就可以有效提高金属或者合金的成型性和铸造性，金属的成型性和铸造性是衡量金属及其合金的性能的有效标准之一，大量的文献表明，在铝和铝合金中添加适量的稀土可以有效降低表面张力。
1.4 稀土的加入可以改变有色金属及其合金的耐高温氧化和耐腐蚀性能有文献报道，将多种稀土进行混合，然后添加到铝中进行试验，研究结果表面，凡是添加了稀土元素的铝无论是在人造海水还是含盐水中，其耐腐蚀性和耐高温氧化都要比没有添加稀土的铝金属好，这个试验可以看出适量稀土混合物的加入可以有效改变有色金属及其合金的耐高温氧化和耐腐蚀性能，而耐高温氧化和耐腐蚀性能是衡量有色金属及其合金的又一有效标准。
2 有色金属中稀土元素的化学分析及应用2.1 铝合金中稀土元素的化学分析及应用利用电化学测试的方法，用铝合金作为电极，将氢氧化钾作为稀土元素化学分析的介质，对比纯铝、铝合金在稀土元素溶液中的电化学，看试验样品，通过试验可以发现：（1）稀土元素的加入很大程度上限制了铝离子发生电离，从而提高了铝合金的耐腐蚀性能；（2）稀土元素的加入有效地抑制了放电现象，从而使合金更加均匀；（3）稀土元素的加入降低了铝作为电极反应的极化能力，从减少正差异效应的角度来提高了铝合金的稳定性，从而全方面地提高了有色铝金属合金的综合性能。
稀土在冶金工业的应用资料
稀土在冶金工业中的应用摘要：稀土元素是元素周期表中15种镧系元素，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc）和钇（Y）共17 种元素。
稀土元素在冶金、石油、化工、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用。
正因为稀土元素在工业中应用十分广泛，所以稀土享有“工业维生素”“工业味精”的美称。
稀土曾经被作为廉价的物品出口；现如今，国家已把稀土作为重要战略物资储存，减少了出口，防止了国家重要资源的流失。
关键字：稀土元素；冶金；工业1前言：稀土简介1.1稀土元素：17个稀土元素分别是门捷列夫周期表中ⅢB族，第四周期原子序数21的钪（Sc）、第五周期原子序数39的钇（Y）、和位于周期表的第六周期的57~71的镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）。
1.2稀土史略：1.2.1稀土发现史：1788 年盛夏，瑞典一位名叫卡尔·阿雷尼乌斯的军官在斯德哥尔摩附近的伊特比小镇上，找到一块不常见的黑色石头。
1794 年，芬兰的著名化学家加多林研究了阿雷尼乌斯所得到的这块矿石，发现其中含有一种新的土性氧化物。
这种氧化物难溶于水，于是发现了第一种稀土元素的氧化物“钇土”。
1803年发现了硅铈石，1843年从钇土中分离出来了钇、铒、铽的氧化物。
随后更多的稀土元素被陆续发现，最后在l947 年马林斯基等人发现了最后一个稀土元素钷，前后经历了l50 多年的时间，终于找到了全部的稀土元素。
1.2.2稀土发展史：1787-1949被成为稀土发展的摇篮时代；1950-1969被成为稀土发展的启蒙时代；1970- 被成为稀土发展的黄金时代。
1. 3稀土在自然界的分布情况：整体稀土元素在地壳中的丰度比一些常见的元素要多，轻稀土比重稀土的丰度大，稀土元素在自然界分布不均匀，主要集中在岩石圈内，稀土元素主要以类质同晶，吸附矿的状态存在。
稀有金属稀土小简介
1、稀有金属根据各种元素的物理和化学性质，赋存状态，生产工艺以及其它一些特征，一般从技术上分为以下五类：1、稀有轻金属：包括锂、铷、铯、铍。
比重较小，化学活性强。
2、稀有难熔金属：包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。
熔点较高，与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。
3、稀有分散金属：简称稀散金属，包括镓、铟、铊、锗、铼以及硒、碲。
大部分赋存于其它元素的矿物中。
4、稀有稀土金属：简称稀土金属，包括钪、钇及镧系元素。
它们的化学性质非常相似，在矿物中相互伴生。
5、稀有放射性金属：包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀，以及人工制造的锝、钷、锕系其它元素和104 放射性金属至107号元素。
2、TFe：是指总铁或全铁的意思，即Total Fe铁矿基本分析项目主要做全铁(TFe)分析，在铁矿地质勘探中，全铁量(TFe)是评价铁矿石质量的主要技术指标，而磁性铁(MFe) 占全铁(TFe)百分率是评价铁矿床工业价值。
3、Zr：锆的元素符号。
4、钽铌材料及其性能钽1. 钽金属(tantalum)：钽是稀有高熔点金属。
熔点2996℃，密度16.68g/cm3，晶格类型：体心立方。
导热系数（25℃）54W/M·K。
线膨胀系数（0~100℃）6.5×10-6。
钽主要用做制作钽电解电容器，钽合金如Ta—2.5W、Ta—10W、Ta—40Nb 等，比任何别的材料更能经受高温和矿物酸的腐蚀，可作为飞机、导弹、火箭的耐热高强度材料以及控制、调节装置的零部件等。
钽在高温真空炉中，可作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。
钽制舟皿可用于真空蒸度装置，钽与人体组织还具有优良的生物兼容性和稳定性，对人体组织不起反应，可作为接骨板螺丝、缝合针等外科手术材料。
2. 钽的化合物(tantalum compound)---应该不是重点3. 钽酸锂晶体(lithium tantalate crystal)：钽酸锂（LiTaO3，简称LT）是一种典型的人工提拉法生长的晶体，属三方晶系，3m 点群，它具有良好的压电、铁电、光电、热释电效应，应用领域广泛，涉及工业、民用、军事等各方面。
《RE冶金学》_稀土化工基础常识汇编资料精
稀土冶金—基础常识稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧（La）、铈（Ce）、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素—钪（Sc）和钇（Y）共17种元素，称为稀土简称稀土（RE或R）。
一、稀土的分类1）轻稀土（又称铈组）：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。
2）重稀土（又称钇组）：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。
铈组与钇组之别，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇比例多的而得名。
稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。
它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
二、名称由来稀土一词是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少，因而得名为稀土。
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土；把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。
也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外(有的将钪划归稀散元素)，划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
这些稀土元素的发现，从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷，历时150多年。
其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。
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38.9 768 1.53 2.6
1509
4.47
1852
6.49
2415
8.4
2610
10.2
2500 12.2
196 6
12.4
155 2
12.0
960 10.5
320.9 8.65
156. 2
7.31
231.9 7.3
630.5 6.62
449.5
6.24
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
古希腊人认为自然界所有的物质都是由大 气、土、火和水4要素组成，并把不溶于水、 受热不再变化的物质都称为土。这种观点直到 19世纪初对化学界仍有较大的影响，因此，那 时土把 、元 铝素 土的 并氧 认化为物就如是C元a素O、。Al2O3等，当作钙
从1787年瑞典人L.Arrhenius在斯德哥尔摩附近的Ytteuy 镇发现了一种异常的黑色矿物——硅铍钇矿，由此开 始了稀土元素的发现史。
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
第7章 稀土冶金
7.1概述 稀土元素是周期表中ⅢB族中的镧系元素
(原子序数由57至71)以及钪和钇共17个元素的 统称，一般用R或RE代表。这17个元素是： 钪(21Sc)、钇(39Y)、镧(57La)、铈(58Ce)、 镨(59Pr)、钕（60Nd）、钷(61Pm)、钐(62Sm) 铕(63Eu)、钆(64Gd)、铽(65Tb)、镝(66Dg)、 钬(67Ho)、铒(68Er)、铥(69Tm)、镱(70Yb)、 镥(71Lu)。
H
Li Be
108.5 1277 0.53 1.85
Periodic Table of the Elements
He
B C N O F Ne
4830 2.26
Na
97.8 0.97
Mg
650 1.74
Al Si P S Cl Ar
660 2.7
K Ca Sc Ti V Cr M Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
原子序为6l号的元素直到1945年被美国橡树岭国家实验 室 的 科 学 J.A.Marinsky，L.E.Glendenin 和 C.D.Coryell证实其存在，他们从：235U的人工裂变产 物的离子交换柱上辩认出147Pm所产生的淋洗带，定名 为钷(promethum)。
稀土元素发现历史
（2）启蒙时代（1950-1969） 1950 美国学者斯佩丁改进离子交换工艺， 制备千克级纯净单一稀土元素 1958 有机溶剂萃取法用于稀土粗分离
7.1.2 稀土金属的性质
典型的金属元素，活泼性仅次于碱金属和碱土金属。
物理性质
银灰色、其中镨与钕略带黄色；具有可塑性
熔点：920~1652℃；沸点：1430~3470 ℃； 镧系收缩：原子半径(铕和镱除外)和三价离子半径的变化规律
是随原子序数的增加而逐渐减小。这种现象称为“镧系收缩”现 象。这是由于内填充的4f电子对核正电荷的屏蔽作用较弱，因而 随核正电荷的逐渐增加，对外层电子的静电引力逐渐增强，引起 电子壳的收缩。
1024 1035 1072
Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
826
1312 1356 1407 1461 1497 1545
824
1652
轻、重稀土的分类是：镧至铕7个元素称为铈组稀土亦称轻稀土；钆及钆以后的元素和钇称为钇组稀土亦称重稀土。(钆有的资料 列入氢稀土）钇被列入重稀土组是因为它的离子半径在重稀土元素钬、铒之间，化学性质也与它们相似，在自然界中与其共存。
三组分类法是根据酸性萃取剂对稀土元素萃取分离的难易程度来进行的，把稀土分为轻、中、重三组：即镧、铈、镨、钕为轻稀 土组；钐、铕、钆为中稀土组和铽、镝、钬、钇、铒、铥、镱、镥为重稀土组。
7.1.1 稀土冶金简史(自学）
稀土冶金及其应用的三个时代划分
（1）摇篮时代（1787-1949）
从发现钇土元素到发现并分离出钷，用 了153年，直到1947年参与美国曼哈顿计 划的科学家发明了用离子交换的方法分 离相邻的稀土元素，结束了稀土的摇篮 时代。
28.7 714 1.90 3.5
920 6.17
2222
13.1
2996
16.6
3410
19.3
3180 2700 21.0 22.6
245 4
22.5
176 9
21.4
106 3
19.3
38.4
13.6
303
11.8 5
327.4 11.4
271.3 9.8
Ce Pr
797 935
Nd Pm Sm
密度在6~10g/cm3(钪和钇密度低于4.5); 导电性差.
化学性质
1. 稀土元素在化学反应中通常失去最外层两个电子(6s2)和一个次 外层电子或4f层的一个电子而成三价离子，这是最稳定的价态。 但4f层的电子数对价态也有影响：当4f亚层处于4f0(La3+)、 4f7(Gd3+)和4f14(Lu3+)，三价离子最稳定，而它们右侧的元素 (Ce3+、Pr3+、Nd3+及Tb3+)4f亚层比稳定态多一个或两个电 子，容易被氧化成四价，左侧元（Sm3+、Eu3+、Yb3+、Tm3+) 的4f亚层比稳定态少l或2个电子，因此容易被还原成二价。这 些四价及二价的稀土虽然都能够制备出来，但稳定性差，尤其 在水溶液中。稀土元素的价态变化是氧化还原法分离稀土的依 据，此外非三价稀土化合物还具一些特殊的性质，可开发用作 半导体、荧光材料、磁性材料等。
（3）黄金时代（1970-现在） 70年代后期 液- 液萃取：流程短、处理 量大、成本低 中国稀土工业的崛起 稀土资源储量占世 界80%，1986年后，产量第一，出口第一， 应用第二。 1970 LaNi5储氢性能 70年代，稀土用以钢铁工业 1971 在REFe2相中发现磁致伸缩 1986 稀土钡铜氧系陶瓷超导体发现
63.7 838 1.55
1539
3.0
1668
4.51
1900
6.1
1875 7.19
பைடு நூலகம்
n
1245 7.43
1536 7.86
1495 8.9
1453 8.9
1083 8.96
419.5 7.14
29.8 5.91
937.4
5.32
217 4.79
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe