1、稀土金属 冶金学安徽工业大学 冶金工程学院 有色金属冶金概论有色金属冶金概论 第一节 概述1.1 稀土元素的组成稀土元素 是周期表中 B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)。 安徽工业大学 冶金
2、工程学院 有色金属冶金概论有色金属冶金概论 1.2 稀土冶金简史稀土金属是芬兰学者加多林 (Johan Gado1in)在 1794年发现的。当时在瑞典的矿石中发现了矿物组成类似 “ 土 ” 状物而存在的钇土，且又认为稀少，便定名为 稀有的土 (Baxe Earth)。安徽工业大学 冶金工程学院 有色金属冶金概论有色金属冶金概论 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。安徽工业大学 冶金工程学院 有色金属冶金概
3、论有色金属冶金概论 （ 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（ 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安徽工业大学 冶金工程学院 有色金属冶金概论有色金属冶金概论 稀土元素发现历史安徽工业大学 冶金工程学院 有色金属
4、冶金概论有色金属冶金概论 我国是稀土资源最丰富的国家，不仅储量大，而且具有品种全，质量好、分布广、易开采等特点。据报道我国稀土储量9300万吨，占世界总储量 21000万吨的 44 29，位居第一；安徽工业大学 冶金工程学院 有色金属冶金概论有色金属冶金概论 1.3 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
5、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。密度 在 6-10g/cm3(钪和钇密度低于 4.5);导电性 差 。安徽工业大学 冶金工程学院 有色金属冶金概论有色金属冶金概论 1. 化学活泼性很强 ,金属性 钪至镧递增 然后再由 镧至镥递减 2. 稀土金属可分解 水 , 易溶于盐 酸 、硫 酸 和硝酸，在氢氟酸中稳定，不与碱作用 ； ；3. 稀土金属在室温下 吸氢， 在 250 300 时其相互作用加剧，并形成 REH2.8型 (对于 La、 Ce、 Pr)或 REH2型氢化物。氢化物在真空中加热至 高于 1000 时分解，并且在潮湿空气中不稳定 ；化学性质安徽工业大学 冶金工程学院 有色金属冶金概论有色金属冶金概论
