稀土冶金与环境保护

第1章 绪论 // 001
1.1 稀土产业及其组成部分 001
1.2 稀土产业链 002
1.3 稀土产业发展的技术基础和物质基础 004
1.3.1 分离化学与工程是稀土产业发展的技术基础 004
1.3.2 稀土资源是稀土产业发展的物质基础 005
1.4 稀土冶金与环境保护技术是稀土产业发展的核心内容 011
1.4.1 稀土采选与浸取分离技术从跟踪到孕育创新 012
1.4.2 稀土资源采选分离创新技术让中国稀土走向世界 013
1.4.3 绿色环保技术使中国稀土产业化水平迈向新高度 014
1.5 稀土冶金与环境保护的技术范畴 015
1.5.1 稀土精矿生产技术 015
1.5.2 稀土矿处理技术和三大生产基地 015
1.5.3 稀土冶炼分离技术 016
1.5.4 稀土金属生产技术 016
1.5.5 稀土新材料制备技术 016
1.6 稀土产业健康稳定发展的制约因素* 017
思考题 018
参考文献 019 第2章 矿物型稀土资源的采选与环境保护 // 021
2.1 稀土矿物 021
2.1.1 主要稀土矿床类别 021
2.1.2 主要稀土矿物 022
2.2 矿物特征与稀土选矿方法 024
2.3 主要矿物的选矿方法 025
2.3.1 重选与独居石的选矿 025
2.3.2 内蒙古白云鄂博矿的采矿 025
2.3.3 从内蒙古白云鄂博矿中选铁与铁精矿生产 026
2.3.4 从白云鄂博矿选铁尾矿中分选稀土及稀土精矿的生产 028
2.3.5 包头稀土精矿生产工艺流程与三废处理 035
2.3.6 包头稀土选矿工艺的延伸与发展* 036
2.3.7 综合回收铌、萤石、重晶石的试验研究* 038
2.3.8 四川牦牛坪稀土矿 041
2.3.9 四川德昌大陆槽稀土矿 047
2.3.10 山东微山稀土矿 048
2.3.11 美国芒廷帕斯稀土矿 049
思考题 049
参考文献 050 第3章 离子吸附型稀土资源的采选与环境保护 // 054
3.1 概述 054
3.1.1 离子吸附型稀土的开发历程 055
3.1.2 离子吸附型稀土资源的特征 056
3.2 离子吸附型稀土的采矿 058
3.2.1 池浸法 059
3.2.2 堆浸法 059
3.2.3 原地浸矿法 060
3.2.4 采矿方式的选择与原地浸矿适应性评价方法 065
3.3 离子吸附型稀土的化学选矿 065
3.3.1 浸取试剂与浸取能力大小次序 065
3.3.2 黏土矿物对电解质阴阳离子的吸附 068
3.3.3 离子吸附型稀土的浸取方法与效率评价 085
3.3.4 浸取试剂和浸取策略的变迁 104
3.3.5 从离子吸附型稀土浸出液中提取稀土 109
3.3.6 浸取与富集回收技术的耦合 137
3.3.7 稀土矿山富集与后续稀土萃取分离的衔接 143
思考题 148
参考文献 149 第4章 稀土精矿的浸取分解与三废处理 // 157
4.1 浸取方法及其分类 157
4.1.1 依据浸取反应类型的分类 157
4.1.2 依据浸取剂类型的分类 158
4.2 包头混合型稀土矿的分解与冶炼工艺 159
4.2.1 酸法工艺及其三废处理 159
4.2.2 烧碱法工艺及其三废处理 163
4.2.3 低温硫酸法浸取及钍资源综合利用* 165
4.2.4 针对节水降耗和氟、磷资源分类回收的浸取与富集新工艺* 166
4.3 氟碳铈矿的分解与冶炼工艺 168
4.3.1 浸出与冶炼工艺 169
4.3.2 三废处理 170
4.4 独居石的分解浸取 170
4.4.1 碱分解工艺 171
4.4.2 三废处理 173
4.5 离子吸附型稀土精矿的分解浸取 173
4.5.1 精矿的盐酸分解 174
4.5.2 氯化稀土溶液的净化 174
4.5.3 稀土的选择性浸出 174
4.5.4 主要稀土废水处理方法与处理原则 175
4.5.5 稀土废渣的特点 177
4.6 浸取方式 177
4.6.1 搅拌浸取方法 177
4.6.2 搅拌浸取的连续操作制度 179
4.7 浸取过程的动力学基础 180
4.7.1 浸取过程的历程及其速度的一般方程 180
4.7.2 多相反应的特征 181
4.7.3 多相反应的类型与反应过程 183
4.7.4 粒径不变的未反应核收缩模型的动力学 184
4.7.5 浸取动力学控制步骤的判断与提高浸取效率的基本途径 186
4.8 主要稀土矿种的浸取技术*新研究动态* 187
思考题 188
参考文献 189 第5章 稀土元素萃取化学与串级萃取分离工艺 // 191
5.1 概述 191
5.1.1 溶剂萃取技术及其重要性 191
5.1.2 溶剂萃取的基本原理和过程 191
5.1.3 液液萃取平衡及相关的参数 192
5.2 溶剂萃取化学 197
5.2.1 物理萃取和化学萃取 197
5.2.2 物理萃取中的化学问题 198
5.2.3 化学萃取中的萃取剂 203
5.3 稀土元素萃取化学 209
5.3.1 中性配位萃取体系（中性溶剂化配位萃取） 209
5.3.2 离子缔合萃取体系 210
5.3.3 酸性配位萃取体系(阳离子交换萃取体系) 213
5.3.4 协同萃取体系 216
5.3.5 添加剂的作用机制 217
5.3.6 萃取过程动力学 218
5.4 萃取过程的界面化学与胶体化学 220
5.4.1 萃取体系的界面性质 220
5.4.2 界面现象与传质 221
5.4.3 萃取体系中胶体的生成及影响 221
5.4.4 溶剂萃取中微乳状液（ME）的生成及对萃取机理的解释* 223
5.4.5 乳化的形成及其消除* 225
5.4.6 萃取过程三相的生成与相调节剂* 226
5.5 稀土萃取分离技术 228
5.5.1 稀土萃取分离技术的发展简况 228
5.5.2 稀土萃取分离的工艺流程 229
5.5.3 优于P507萃取分离稀土的体系创新与优化 230
5.5.4 优于环烷酸萃取分离稀土的体系创新与优化 235
5.5.5 稀土与非稀土杂质萃取分离体系的创新与优化* 237
5.5.6 离子液体萃取分离稀土* 239
5.5.7 离子液体-萃淋树脂法分离稀土* 244
5.5.8 电解氧化-萃取联动耦合分离法生产高纯度氧化铈* 245
5.5.9 电解还原-萃取法分离铕* 247
5.6 串级萃取理论与工艺 248
5.6.1 萃取分离工程的基本过程 248
5.6.2 串级萃取及方式 250
5.6.3 串级萃取理论 252
5.6.4 稀土串级萃取工艺的应用与提升 264
5.6.5 联动萃取分离工艺* 267
思考题 271
参考文献 272 第6章 稀土沉淀结晶分离与湿法冶金过程环境保护 // 276
6.1 稀土湿法冶金与环境保护技术中的沉淀结晶 276
6.2 溶解平衡与溶度积规则 277
6.2.1 溶度积常数 277
6.2.2 溶度积规则 278
6.2.3 影响溶解度的因素 278
6.3 沉淀与结晶的生成 281
6.3.1 过饱和溶液 281
6.3.2 晶核的形成 281
6.3.3 晶粒的长大 282
6.3.4 陈化过程 284
6.3.5 共沉淀现象 285
6.3.6 沉淀的胶体特征及其稳定与聚沉* 287
6.4 沉淀物的形态及其影响因素 288
6.4.1 稀土沉淀结晶的影响因素 288
6.4.2 沉淀物的主要形态及生成过程 289
6.4.3 影响产物粒度的因素 289
6.5 沉淀与结晶分离技术 291
6.5.1 基于金属离子氢氧化物沉淀的分离技术 291
6.5.2 基于金属离子硫化物沉淀的分离技术 293
6.5.3 基于金属离子草酸盐沉淀的分离技术 294
6.5.4 碳酸稀土的沉淀、结晶及其转化 295
6.5.5 沉淀结晶方法与产品物性控制技术* 314
6.6 基于稀土变价性质的氧化还原与沉淀的联动分离* 318
6.6.1 铈的氧化-沉淀分离 318
6.6.2 锌粉还原-硫酸亚铕与硫酸钡共沉淀法* 321
6.7 沉淀结晶分离技术的发展* 323
6.7.1 新试剂与新技术 323
6.7.2 分离功能与材料制备功能的耦合联动 324
6.7.3 沉淀结晶过程的质量调控与节水降耗减排 329
6.7.4 碳酸稀土沉淀废水的回收利用* 332
6.7.5 草酸稀土沉淀废水的全回收利用* 334
6.8 稀土湿法冶金过程环境保护 336
6.8.1 冶炼企业环境保护的任务与现状 337
6.8.2 稀土冶炼含铵废水综合处理回收改进工艺流程分析与比较 338
6.8.3 稀土冶炼企业环境保护的发展方向 339
思考题 339
参考文献 340 第7章 稀土金属和合金材料 // 343
7.1 稀土金属及合金的制备 344
7.1.1 金属热还原法制备稀土金属 344
7.1.2 熔盐电解法制备稀土金属 348
7.1.3 稀土氯化物熔盐电解 349
7.2 稀土金属和合金生产过程的节能环保 353
7.2.1 存在的问题与原因 353
7.2.2 发展液态下阴极电解槽及新工艺、新产品开发 356
7.2.3 废气综合处理 358
7.3 稀土金属粉末的制备 359
7.4 稀土金属的提纯 359
7.4.1 真空熔炼法 360
7.4.2 真空蒸馏法 361
7.4.3 区域熔炼法 362
7.4.4 电迁移法提纯稀土金属 363
7.4.5 悬浮区熔-电迁移联合法提纯稀土金属 363
7.4.6 电解精炼法提纯稀土金属 364
7.4.7 熔盐萃取法提纯稀土金属 365
7.5 稀土单晶的制备 365
7.5.1 电弧熔炼-退火再结晶法 365
7.5.2 区域熔炼法 366
7.5.3 直拉单晶法 366
7.5.4 稀土单晶的其他制备方法 366
7.6 稀土合金 367
7.6.1 稀土硅铁合金 367
7.6.2 稀土镁铁合金（稀土镁球铁） 369
7.6.3 稀土铝合金的制备 370
7.6.4 稀土打火石的生产工艺 370
7.7 稀土金属的加工 371
7.7.1 稀土金属的力学性能与纯度及温度的关系 371
7.7.2 稀土金属的加工性能 372
7.7.3 稀土金属加工材料与靶材 373
7.8 稀土永磁和储氢功能合金材料 374
7.8.1 稀土永磁合金 375
7.8.2 稀土储氢合金材料 380
思考题 381
参考文献 381 第8章 稀土二次资源循环利用技术 // 384
8.1 概述 384
8.2 钕铁硼和钐钴永磁废料的回收利用 385
8.2.1 湿法冶金路线 388
8.2.2 火法冶金路线 391
8.3 熔盐电解渣的回收利用 393
8.3.1 酸浸回收法 393
8.3.2 碱转-酸浸法 394
8.3.3 盐碱焙烧-水洗除氟-酸浸稀土 395
8.4 废稀土催化剂的回收利用 396
8.4.1 废弃石油裂化催化剂的二次资源回收 396
8.4.2 稀土汽车尾气净化催化剂的二次资源回收 397
8.5 废发光材料的回收利用 399
8.6 废抛光材料的回收利用 400
8.6.1 浓硫酸低温分解法 401
8.6.2 碱焙烧法从稀土抛光粉废料中回收稀土 402
8.6.3 盐碱焙烧法 403
8.6.4 浮选法与固废减量 403
8.7 稀土镍氢电池废料的回收 404
8.8 稀土二次资源回收技术研究的发展方向* 405
思考题 407
参考文献 408