《稀土元素化学》课件

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1、稀土元素化学一、概论二、稀土矿床三、稀土矿物四、稀土矿浮选的选矿药剂及作用机理五、氟碳铈矿六、独居石七、混合稀土矿选矿概论镧系元素（15个元素）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)，它们位于周期表中第6周期，原子序数为57～71的位置上。稀土元素（17个元素）镧(La)，铈(Ce)，镨(Pr)，钕(Nd)，钷(Pm)，钐(Sm)，铕(Eu)，钆(Gd）铽(Tb)，镝(Dy)，钬(Ho)，铒(E

2、r)，铥(Tm)，镱(Yb)，镥(Lu)，钪（Sc），钇（Y）经济意义上的稀土元素（15个元素）镧(La)，铈(Ce)，镨(Pr)，钕(Nd)，钐(Sm)，铕(Eu)，钆(Gd）铽(Tb)，镝(Dy)，钬(Ho)，铒(Er)，铥(Tm)，镱(Yb)，镥(Lu)，钇（Y）稀土并不稀少，只是分散而已。稀土名称来源：在地壳中分散而稀少，且氧化物像土，简称稀土（RareEarth）。轻稀土和重稀土两组，其中轻稀土又称铈组元素，包括La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu；重稀土又称钇组元素，包括Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu

3、和Y；轻、中和重稀土三组。轻稀土为La，Ce，Pr，Nd；中稀土为Sm，Eu，Gd，Tb，Dy；稀土分为四组：铈组为La，Ce，Pr；钐组为Nd，Sm，Eu；铽组为Gd，Tb，Dy；铒组为Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Y。稀土元素在地壳中分布有以下几个特点：(1)稀土并不稀少，只是分散而已(2)在地壳中铈组元素比钇组元素丰度要大(3)稀土元素的分布不均匀(4)在地壳中稀土元素主要集中于岩石圈中稀土元素的电子层结构及其在周期表中的位置在稀土元素的原子电子层结构中，钪、钇和镧系元素的最外层是一样的。其最外层和次外层可表示为：(n-1)s

4、2(n-1)p6(n-1)d0-1ns2镧系元素的内层4f轨道开始填充电子，从镧到镥正好填满14个，因此，镧系元素的三价正离子的电子层结构是[Xe]4fx，其中[Xe]表示惰性原子Xe的电子层结构，X＝0(La3+)到X＝14(Lu3+)有规则地连续增加稀土元素在周期表中的位置稀土元素原子核外电子排布原子序数元素电子层KLMNOP1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d6f21Sc226261239Y2262610261257La22626102610261258Ce226261026101261259P

5、r22626102610326260Nd22626102610426261Pm22626102610526262Sm22626102610626263Eu22626102610726264Gd226261026107261265Tb22626102610926266Dy226261026101026267Ho226261026101126268Er226261026101226269Tm226261026101326270Yb226261026101426270Lu22626102610142612稀土元素的物理性质稀土金属除镨和钕

6、为淡黄色外，其余均具有银白和银灰色的金属光泽。稀土金属的硬度不大，且随原子序数增加而加大稀土金属的导电性并不良好稀土金属的磁性,钪、钇、镧、铈、镥都属抗磁性物质，铈、镥、钕、钐、铕、镱均属顺磁性物质，而钆、铽、镝、铒、铥均为铁磁性物质。稀土元素化学性质(1)稀土元素的价态(2)稀土元素原子半径、离子半径及镧系收缩(3)稀土离子的颜色(4)稀土金属的活泼性(5)稀土元素的氧化还原性质(6)稀土元素的酸碱性质稀土化合物1.稀土难溶化合物稀土的难溶化合物很多，主要有氟化物、氧化物、复合氧化物、氢氧化物、碳酸盐、氟碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和草

7、酸盐2.稀土可溶盐在稀土矿物加工和稀土分离中最重要的稀土可溶盐是氯化物，硫酸盐和硝酸盐稀土配合物稀土离子的配位特点配位数配合物的稳定性四分组效应双双效应钆断效应稀土分离(1)溶剂萃取法溶剂萃取法具有处理容量大，反应速度快，分离效果好的优点，它已经成为稀土分离中使用的最主要手段(2)离子交换法离子交换法是稀土元素分离和制备单一稀土元素的重要方法(3)萃淋树脂法萃淋树脂法利用萃取柱色层法分离稀土，是液体色层法的一种特殊形式稀土应用(1)冶金工业(2)玻璃、陶瓷工业(3)石油化工中(4)核工业(5)光学材料(6)电子工业(7)高温超导材料

8、(7)高温超导材料(8)磁性材料(9)储氢材料(10)医疗方面(11)农业应用稀土元素分析(1)稀土总量分析主要有三种方法：重量法、容量法和分光光度法(2)混合稀土中单一稀土的测定目前使用得较多的是ICP法和X射线荧光光谱法,其它微量