ca(oh)2-naoh分解冕宁氟碳铈矿精矿的工艺研究

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1、万方数据东北大学硕士学位论文第一章绪论1．1稀土元素概述第一章绪论弟一早殖化“稀土”一词起源于1794年，原意是指镧及镧系元素以及与其化学性质十分相似的钪、钇17种元素的氧化物。现在人们常称这17种元素为稀土元素。全部稀土元素的发现从1794年发现钇至1947年从核反应推裂变产物中分裂出钷，历时150年。其中，钪是典型的分散元素，钷是自然界中极为稀少的放射性元素。这两种元素与其他稀土元素在矿物中很少共生，所以在稀土生产中一般不包括它们。稀土元素同属于元素周期表第1IIB族，化学性质十分相近。除钷、钪以外

2、，根据稀土矿物的形成特点，分离工艺上的要求，将其分为两组或三组，但分组的界限并没有严格的、统一的标准。表示稀土元素的符号，国际上常用“R”表示。此外有些国家，如德国用“RE”，法国用“TR”，前苏联用“P3”，我国多用“RE”表示。单独表示镧系元素则通常用“Ln”⋯。镧系元素的电子逐渐有规律的填充到N电子层上的f轨道中，而保持最外两个电予层结构相似。这种电子层结构的相似性决定了稀土彼此间化学性质十分接近。镧、钆、镥容易失去5d16s2电子而呈三价，其他镧系元素的5d副电子层上无电子，但由于4f、5d的能

3、级相近，4f上的一个电子容易转移到5d上，而使外电子层变成5d16s2结构，使镧系元素在通常价态下呈三价。除三价外，四价铈盐相当的稳定，此外Pr和Tb也有四价氧化物，而Sm、Eu和Yb有二价化合物。La、Gd、Lu有着5d16s2的电子层结构，失去三个电子后原子内各亚层的电子达到全满或半满，即成稳定结构，所以他们只能形成稳定的三价化合物l21。镧系元素的离子中，电子层数都是五层，但是由于镧系原子核离子的最高能级中电子的有效电荷Z随原子序数的增加而增加，因而对外层电子吸引力增加，从而使镧系的原子半径、离子

4、半径随原子序数的增加而减少，这一现象称为镧系收缩。镧系收缩现象可以用来解释化合物的某些性质。例如，镧系元素碱性的变化，随原子序数的增加而减弱，络合物的稳定性随原子序数增加而增加13】。1．2我国及世界稀土资源概况目前，世界上已经知道的稀土矿物大约有169种，而含有稀土元素的矿物有250多种。但工业上使用的稀土矿物大约只有10种，其中以独居石、氟碳铈矿、独居石与氟碳铈矿混合型矿、离子吸附型矿、磷钇矿产量最大，是最为重要的稀土工、f让矿物。世界．1一万方数据东北大学硕士学位论文第一章绪论上的稀土资源和稀士储

5、量相对的集中于中国、美国、印度、澳大利亚、前苏联和巴西六个国家，现已探明的世界稀土矿山总储量为8800万吨(以氧化物计)，其中中国2700万吨。我国是世界上稀土资源最为丰富的国家，无论稀土储量还是稀土产量都位居世界第一。我国稀土资源主要分两大系列：一是以轻稀土为主的轻稀土资源，集中分布在内蒙古白云鄂博和四川冕宁一带，主要含有镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等；二是以中、重稀土为主的中、重稀土资源，以离子吸附状态存在于花岗岩中，集中分布在江西、广东、湖南、福建等地，富含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥

6、、钇等元素，价值很高，目前此类矿物仅在我国有发现‘4司。我国稀土资源同世界其他各国相比，具有以下五个方面的特点：(】)储量大。我国稀土矿山储量和储量基础均占世界储量第一。(2)分布广。稀土矿广泛分布在我国18个省、自治区，这为我国稀土工业的合理布局提供了有利条件。(3)矿种全。在我国已经知道的具有重要工业意义的稀土矿几乎都能找到且颇具规模，并已得到了开发利用。(4)类型多。我国稀土矿床类型超过了世界上其他任何一个国家。其中，国外稀少的沉积变质一热液交代型铌．稀土．铁矿床和风化壳淋积型稀土矿床在我国却是规

7、模甚大的工业矿床。(5)价值高。在我国氟碳铈矿与独居石混合型稀土矿物中，高价值的铕、钕、镨的含量均高于美国的芒延帕斯氟碳铈矿。特别是，我国的离子吸附型矿中富含铕、铽、镝、钇等重稀土元素，其经济价值是世界罕见的。自然界中的稀土矿物常与重晶石、方解石、磷灰石、硅酸盐矿石等矿物共生在一起。由于成矿原因不同，稀土元素在矿物中的赋存状态和含量也不尉。当前所开采出的含稀土矿石中，稀土氧化物的含量只有百分之几甚至更低。为了满足稀土冶金生产的需要，在冶炼之前需先经选矿方法，将稀土与其他矿石分离，是稀土矿物得到富集。经选

8、矿富集后的矿物中稀土氧化物的含量可以达到60％～70％。腹肌稀土后的矿物通常称为稀土精矿，精矿中稀土氧化物的含量称为精矿的稀土品位【7j。1．3稀土元素的应用因其本身具有的独特的电子层结构，稀±元素具有优异的磁、光、电等物理化学特性。人们利用稀土元素的特殊性质开发出了一系列性能优越的稀土材料，并被广泛应用万方数据东北大学硕士学位论文第一章绪论于冶金机械、石油化工、轻工农业、电子信息、能源环保、国防军工和高新材料等诸多领域和行业，是当今世界改