本書系統(tǒng)介紹了稀土冶煉與環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展歷史、技術(shù)現(xiàn)狀與問題，從稀土戰(zhàn)略資源到新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度，為讀者提供了系統(tǒng)的和最新的技術(shù)信息及未來發(fā)展趨勢(shì)；闡述了主要礦物的選礦方法，離子吸附型稀土的采礦與化學(xué)選礦，稀土精礦的浸取分解，稀土元素萃取化學(xué)與串級(jí)萃取分離工藝，沉淀結(jié)晶分離與濕法冶金，稀土金屬及合金的制備，稀土二次資源循環(huán)利用技術(shù)等；同時(shí)還融入了稀土冶煉一線技術(shù)人員的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，從產(chǎn)品、裝備、標(biāo)準(zhǔn)和管理等多方面來把握稀土冶煉與環(huán)保技術(shù)的新需求和新發(fā)展。
本書面向稀土材料化學(xué)相關(guān)研究的人才培養(yǎng)，適合作為稀土資源開采相關(guān)專業(yè)教材，也可作為稀土行業(yè)從業(yè)人員和管理部門專業(yè)技術(shù)人員的參考用書。
李永繡，博士，南昌大學(xué)化學(xué)系，稀土研究院，院長(zhǎng)，教授，中國稀土學(xué)會(huì)理事，兼稀土化學(xué)與濕法冶金專業(yè)委員會(huì)副主任，稀土環(huán)境保護(hù)專業(yè)委員會(huì)副主任，稀土地質(zhì)采礦選礦專業(yè)委員會(huì)委員，稀土發(fā)光專業(yè)委員會(huì)委員；江西省稀土學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，兼稀土應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)主任；主要從事稀土資源高效提取，稀土環(huán)境保護(hù)和稀土新材料的研究和技術(shù)推廣應(yīng)用工作。
1982 年1畢業(yè)于江西大學(xué)無機(jī)化學(xué)專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位；留校任教，從事稀土資源開發(fā)研究與稀有元素化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)；1985.9-1988.7在杭州大學(xué)化學(xué)系無機(jī)化學(xué)研究生，獲碩士學(xué)位；畢業(yè)后會(huì)江西大學(xué)任教，2000-2003年在南京大學(xué)無機(jī)化學(xué)博士研究生，2008-2009，美國肯特州立大學(xué)訪問學(xué)者。其余時(shí)間一直在江西大學(xué)、南昌大學(xué)工作；從事稀土資源開發(fā)與微納米新材料研究以及無機(jī)化學(xué)、配位化學(xué)、分離化學(xué)、稀土化學(xué)與功能材料的教學(xué)工作。在資源開發(fā)、稀土分離與高純化技術(shù)、稀土材料前驅(qū)體物性調(diào)控技術(shù)、稀土拋光材料、稀土陶瓷材料、稀土發(fā)光材料等方面取得的科技成果得到推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)次。以主編、副主編出版專著和教材3部，發(fā)表論文180多篇，獲授權(quán)發(fā)明專利30多件。
第1章 緒論 // 001
1.1 稀土產(chǎn)業(yè)及其組成部分 001
1.2 稀土產(chǎn)業(yè)鏈 002
1.3 稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ) 004
1.3.1 分離化學(xué)與工程是稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ) 004
1.3.2 稀土資源是稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ) 005
1.4 稀土冶金與環(huán)境保護(hù)技術(shù)是稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容 011
1.4.1 稀土采選與浸取分離技術(shù)從跟蹤到孕育創(chuàng)新 012
1.4.2 稀土資源采選分離創(chuàng)新技術(shù)讓中國稀土走向世界 013
1.4.3 綠色環(huán)保技術(shù)使中國稀土產(chǎn)業(yè)化水平邁向新高度 014
1.5 稀土冶金與環(huán)境保護(hù)的技術(shù)范疇 015
1.5.1 稀土精礦生產(chǎn)技術(shù) 015
1.5.2 稀土礦處理技術(shù)和三大生產(chǎn)基地 015
1.5.3 稀土冶煉分離技術(shù) 016
1.5.4 稀土金屬生產(chǎn)技術(shù) 016
1.5.5 稀土新材料制備技術(shù) 016
1.6 稀土產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的制約因素* 017
思考題 018
參考文獻(xiàn) 019
第2章 礦物型稀土資源的采選與環(huán)境保護(hù) // 021
2.1 稀土礦物 021
2.1.1 主要稀土礦床類別 021
2.1.2 主要稀土礦物 022
2.2 礦物特征與稀土選礦方法 024
2.3 主要礦物的選礦方法 025
2.3.1 重選與獨(dú)居石的選礦 025
2.3.2 內(nèi)蒙古白云鄂博礦的采礦 025
2.3.3 從內(nèi)蒙古白云鄂博礦中選鐵與鐵精礦生產(chǎn) 026
2.3.4 從白云鄂博礦選鐵尾礦中分選稀土及稀土精礦的生產(chǎn) 028
2.3.5 包頭稀土精礦生產(chǎn)工藝流程與三廢處理 035
2.3.6 包頭稀土選礦工藝的延伸與發(fā)展* 036
2.3.7 綜合回收鈮、螢石、重晶石的試驗(yàn)研究* 038
2.3.8 四川牦牛坪稀土礦 041
2.3.9 四川德昌大陸槽稀土礦 047
2.3.10 山東微山稀土礦 048
2.3.11 美國芒廷帕斯稀土礦 049
思考題 049
參考文獻(xiàn) 050
第3章 離子吸附型稀土資源的采選與環(huán)境保護(hù) // 054
3.1 概述 054
3.1.1 離子吸附型稀土的開發(fā)歷程 055
3.1.2 離子吸附型稀土資源的特征 056
3.2 離子吸附型稀土的采礦 058
3.2.1 池浸法 059
3.2.2 堆浸法 059
3.2.3 原地浸礦法 060
3.2.4 采礦方式的選擇與原地浸礦適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法 065
3.3 離子吸附型稀土的化學(xué)選礦 065
3.3.1 浸取試劑與浸取能力大小次序 065
3.3.2 黏土礦物對(duì)電解質(zhì)陰陽離子的吸附 068
3.3.3 離子吸附型稀土的浸取方法與效率評(píng)價(jià) 085
3.3.4 浸取試劑和浸取策略的變遷 104
3.3.5 從離子吸附型稀土浸出液中提取稀土 109
3.3.6 浸取與富集回收技術(shù)的耦合 137
3.3.7 稀土礦山富集與后續(xù)稀土萃取分離的銜接 143
思考題 148
參考文獻(xiàn) 149
第4章 稀土精礦的浸取分解與三廢處理 // 157
4.1 浸取方法及其分類 157
4.1.1 依據(jù)浸取反應(yīng)類型的分類 157
4.1.2 依據(jù)浸取劑類型的分類 158
4.2 包頭混合型稀土礦的分解與冶煉工藝 159
4.2.1 酸法工藝及其三廢處理 159
4.2.2 燒堿法工藝及其三廢處理 163
4.2.3 低溫硫酸法浸取及釷資源綜合利用* 165
4.2.4 針對(duì)節(jié)水降耗和氟、磷資源分類回收的浸取與富集新工藝* 166
4.3 氟碳鈰礦的分解與冶煉工藝 168
4.3.1 浸出與冶煉工藝 169
4.3.2 三廢處理 170
4.4 獨(dú)居石的分解浸取 170
4.4.1 堿分解工藝 171
4.4.2 三廢處理 173
4.5 離子吸附型稀土精礦的分解浸取 173
4.5.1 精礦的鹽酸分解 174
4.5.2 氯化稀土溶液的凈化 174
4.5.3 稀土的選擇性浸出 174
4.5.4 主要稀土廢水處理方法與處理原則 175
4.5.5 稀土廢渣的特點(diǎn) 177
4.6 浸取方式 177
4.6.1 攪拌浸取方法 177
4.6.2 攪拌浸取的連續(xù)操作制度 179
4.7 浸取過程的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 180
4.7.1 浸取過程的歷程及其速度的一般方程 180
4.7.2 多相反應(yīng)的特征 181
4.7.3 多相反應(yīng)的類型與反應(yīng)過程 183
4.7.4 粒徑不變的未反應(yīng)核收縮模型的動(dòng)力學(xué) 184
4.7.5 浸取動(dòng)力學(xué)控制步驟的判斷與提高浸取效率的基本途徑 186
4.8 主要稀土礦種的浸取技術(shù)最新研究動(dòng)態(tài)* 187
思考題 188
參考文獻(xiàn) 189
第5章 稀土元素萃取化學(xué)與串級(jí)萃取分離工藝 // 191
5.1 概述 191
5.1.1 溶劑萃取技術(shù)及其重要性 191
5.1.2 溶劑萃取的基本原理和過程 191
5.1.3 液液萃取平衡及相關(guān)的參數(shù) 192
5.2 溶劑萃取化學(xué) 197
5.2.1 物理萃取和化學(xué)萃取 197
5.2.2 物理萃取中的化學(xué)問題 198
5.2.3 化學(xué)萃取中的萃取劑 203
5.3 稀土元素萃取化學(xué) 209
5.3.1 中性配位萃取體系（中性溶劑化配位萃取） 209
5.3.2 離子締合萃取體系 210
5.3.3 酸性配位萃取體系(陽離子交換萃取體系) 213
5.3.4 協(xié)同萃取體系 216
5.3.5 添加劑的作用機(jī)制 217
5.3.6 萃取過程動(dòng)力學(xué) 218
5.4 萃取過程的界面化學(xué)與膠體化學(xué) 220
5.4.1 萃取體系的界面性質(zhì) 220
5.4.2 界面現(xiàn)象與傳質(zhì) 221
5.4.3 萃取體系中膠體的生成及影響 221
5.4.4 溶劑萃取中微乳狀液（ME）的生成及對(duì)萃取機(jī)理的解釋* 223
5.4.5 乳化的形成及其消除* 225
5.4.6 萃取過程三相的生成與相調(diào)節(jié)劑* 226
5.5 稀土萃取分離技術(shù) 228
5.5.1 稀土萃取分離技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)況 228
5.5.2 稀土萃取分離的工藝流程 229
5.5.3 優(yōu)于P507萃取分離稀土的體系創(chuàng)新與優(yōu)化 230
5.5.4 優(yōu)于環(huán)烷酸萃取分離稀土的體系創(chuàng)新與優(yōu)化 235
5.5.5 稀土與非稀土雜質(zhì)萃取分離體系的創(chuàng)新與優(yōu)化* 237
5.5.6 離子液體萃取分離稀土* 239
5.5.7 離子液體-萃淋樹脂法分離稀土* 244
5.5.8 電解氧化-萃取聯(lián)動(dòng)耦合分離法生產(chǎn)高純度氧化鈰* 245
5.5.9 電解還原-萃取法分離銪* 247
5.6 串級(jí)萃取理論與工藝 248
5.6.1 萃取分離工程的基本過程 248
5.6.2 串級(jí)萃取及方式 250
5.6.3 串級(jí)萃取理論 252
5.6.4 稀土串級(jí)萃取工藝的應(yīng)用與提升 264
5.6.5 聯(lián)動(dòng)萃取分離工藝* 267
思考題 271
參考文獻(xiàn) 272
第6章 稀土沉淀結(jié)晶分離與濕法冶金過程環(huán)境保護(hù) // 276
6.1 稀土濕法冶金與環(huán)境保護(hù)技術(shù)中的沉淀結(jié)晶 276
6.2 溶解平衡與溶度積規(guī)則 277
6.2.1 溶度積常數(shù) 277
6.2.2 溶度積規(guī)則 278
6.2.3 影響溶解度的因素 278
6.3 沉淀與結(jié)晶的生成 281
6.3.1 過飽和溶液 281
6.3.2 晶核的形成 281
6.3.3 晶粒的長(zhǎng)大 282
6.3.4 陳化過程 284
6.3.5 共沉淀現(xiàn)象 285
6.3.6 沉淀的膠體特征及其穩(wěn)定與聚沉* 287
6.4 沉淀物的形態(tài)及其影響因素 288
6.4.1 稀土沉淀結(jié)晶的影響因素 288
6.4.2 沉淀物的主要形態(tài)及生成過程 289
6.4.3 影響產(chǎn)物粒度的因素 289
6.5 沉淀與結(jié)晶分離技術(shù) 291
6.5.1 基于金屬離子氫氧化物沉淀的分離技術(shù) 291
6.5.2 基于金屬離子硫化物沉淀的分離技術(shù) 293
6.5.3 基于金屬離子草酸鹽沉淀的分離技術(shù) 294
6.5.4 碳酸稀土的沉淀、結(jié)晶及其轉(zhuǎn)化 295
6.5.5 沉淀結(jié)晶方法與產(chǎn)品物性控制技術(shù)* 314
6.6 基于稀土變價(jià)性質(zhì)的氧化還原與沉淀的聯(lián)動(dòng)分離* 318
6.6.1 鈰的氧化-沉淀分離 318
6.6.2 鋅粉還原-硫酸亞銪與硫酸鋇共沉淀法* 321
6.7 沉淀結(jié)晶分離技術(shù)的發(fā)展* 323
6.7.1 新試劑與新技術(shù) 323
6.7.2 分離功能與材料制備功能的耦合聯(lián)動(dòng) 324
6.7.3 沉淀結(jié)晶過程的質(zhì)量調(diào)控與節(jié)水降耗減排 329
6.7.4 碳酸稀土沉淀廢水的回收利用* 332
6.7.5 草酸稀土沉淀廢水的全回收利用* 334
6.8 稀土濕法冶金過程環(huán)境保護(hù) 336
6.8.1 冶煉企業(yè)環(huán)境保護(hù)的任務(wù)與現(xiàn)狀 337
6.8.2 稀土冶煉含銨廢水綜合處理回收改進(jìn)工藝流程分析與比較 338
6.8.3 稀土冶煉企業(yè)環(huán)境保護(hù)的發(fā)展方向 339
思考題 339
參考文獻(xiàn) 340
第7章 稀土金屬和合金材料 // 343
7.1 稀土金屬及合金的制備 344
7.1.1 金屬熱還原法制備稀土金屬 344
7.1.2 熔鹽電解法制備稀土金屬 348
7.1.3 稀土氯化物熔鹽電解 349
7.2 稀土金屬和合金生產(chǎn)過程的節(jié)能環(huán)保 353
7.2.1 存在的問題與原因 353
7.2.2 發(fā)展液態(tài)下陰極電解槽及新工藝、新產(chǎn)品開發(fā) 356
7.2.3 廢氣綜合處理 358
7.3 稀土金屬粉末的制備 359
7.4 稀土金屬的提純 359
7.4.1 真空熔煉法 360
7.4.2 真空蒸餾法 361
7.4.3 區(qū)域熔煉法 362
7.4.4 電遷移法提純稀土金屬 363
7.4.5 懸浮區(qū)熔-電遷移聯(lián)合法提純稀土金屬 363
7.4.6 電解精煉法提純稀土金屬 364
7.4.7 熔鹽萃取法提純稀土金屬 365
7.5 稀土單晶的制備 365
7.5.1 電弧熔煉-退火再結(jié)晶法 365
7.5.2 區(qū)域熔煉法 366
7.5.3 直拉單晶法 366
7.5.4 稀土單晶的其他制備方法 366
7.6 稀土合金 367
7.6.1 稀土硅鐵合金 367
7.6.2 稀土鎂鐵合金（稀土鎂球鐵） 369
7.6.3 稀土鋁合金的制備 370
7.6.4 稀土打火石的生產(chǎn)工藝 370
7.7 稀土金屬的加工 371
7.7.1 稀土金屬的力學(xué)性能與純度及溫度的關(guān)系 371
7.7.2 稀土金屬的加工性能 372
7.7.3 稀土金屬加工材料與靶材 373
7.8 稀土永磁和儲(chǔ)氫功能合金材料 374
7.8.1 稀土永磁合金 375
7.8.2 稀土儲(chǔ)氫合金材料 380
思考題 381
參考文獻(xiàn) 381
第8章 稀土二次資源循環(huán)利用技術(shù) // 384
8.1 概述 384
8.2 釹鐵硼和釤鈷永磁廢料的回收利用 385
8.2.1 濕法冶金路線 388
8.2.2 火法冶金路線 391
8.3 熔鹽電解渣的回收利用 393
8.3.1 酸浸回收法 393
8.3.2 堿轉(zhuǎn)-酸浸法 394
8.3.3 鹽堿焙燒-水洗除氟-酸浸稀土 395
8.4 廢稀土催化劑的回收利用 396
8.4.1 廢棄石油裂化催化劑的二次資源回收 396
8.4.2 稀土汽車尾氣凈化催化劑的二次資源回收 397
8.5 廢發(fā)光材料的回收利用 399
8.6 廢拋光材料的回收利用 400
8.6.1 濃硫酸低溫分解法 401
8.6.2 堿焙燒法從稀土拋光粉廢料中回收稀土 402
8.6.3 鹽堿焙燒法 403
8.6.4 浮選法與固廢減量 403
8.7 稀土鎳氫電池廢料的回收 404
8.8 稀土二次資源回收技術(shù)研究的發(fā)展方向* 405
思考題 407
參考文獻(xiàn) 408
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