1、稀土冶金學課程教學大綱一、稀土冶金學課程說明（一）課程代碼：08131023（二）課程英文名稱：Rare-Earth Metallurgy（三）開課對象：材料物理專業（四）課程性質：專業選修課稀土冶金學是材料物理專業的一門專業選修課。本課程的目的在于介紹了稀土冶金過程的原理及工藝。（五）教學目的通過稀土冶金學的教學，使學生了解和掌握稀土冶金的基本理論，培養學生理論思維的能力，開闊學生的眼界，培養學生學習興趣。（六）教學內容本課程主要內容包括稀土元素及其主要化合物的性質和特征、稀土礦物原料及其處理、稀土元素分離、稀土純化合 物制備、稀土金屬及其合金的制取、稀土金屬的精煉提純等。通過教學的各個環節

2、使學生達到各章中所提的基本要求。（七）教學時數教學時數： 54學時學分數： 3學分教學時數具體分配：教 學 內 容講授實驗/實踐合計第一章 緒論22第二章 稀土礦物原料及其處理方法44第三章 溶劑萃取法分離稀土元素66第四章 離子交換色層法分離稀土元素88第五章 分離稀土的其它方法44第六章 稀土純化合物的制備1010第七章 熔鹽電解法制取稀土金屬和合金88第八章 還原法制取稀土金屬和合金88第九章 稀土金屬的精煉提純44合 計5454（八）教學方式以課堂講授為主要形式的教學。（九）考核方式和成績記載說明考核方式為考試。嚴格考核學生出勤情況，達到學籍管理規定的曠課量取消考試資格。綜合成績根據平

3、時成績和期末成績評定，平時成績占20% ，期末成績占80% 。二、講授大綱與各章的基本要求第一章 緒論教學要點：通過本章的教學，使學生初步了解稀土元素的概念、電子層結構、稀土元素的原子半徑和離子半徑，稀土元素的物理化學性質，稀土元素的主要化合物及其重要性質，稀土元素的重要應用1、使學生初步了解稀土元素的概念2、了解稀土元素的物理化學性質3、了解、掌握稀土元素的主要化合物及其重要性質4、了解稀土元素的重要應用教學時數：2學時教學內容：第一節 稀土元素及其電子層結構一、稀土元素的概念二、稀土元素的電子層結構三、稀土元素的原子半徑和離子半徑第二節 稀土元素的物理化學性質一、稀土元素的物理性質二、稀土

4、元素的化學性質第三節 稀土元素的主要化合物及其重要性質一、氧化物二、氫氧化物三、硫酸鹽及其復鹽四、硝酸鹽及其復鹽五、碳酸鹽及其復鹽六、草酸鹽七、磷酸鹽八、鹵素化合物九、稀土有機配合物第四節 稀土元素的重要應用 一、稀土在冶金工業中的應用 二、稀土在石油化工方面的應用 三、稀土在玻璃、陶瓷方面的應用 四、稀土在新材料方面的應用 五、稀土在其它領域中的應用考核要求：1、稀土元素的概念、電子層結構、原子半徑和離子半徑（識記）2、 稀土元素的物理化學性質（領會）3、 稀土元素的主要化合物及其重要性質（應用）第二章 稀土礦物原料及其處理方法教學要點：使學生了解稀土礦物原料及其處理方法，掌握氟碳飾礦一獨居

5、石混合型精礦、獨居石精礦、了解風化殼淋積型稀土礦等的處理，以及杭的回收處理方法1、了解稀土礦物原料的處理方法2、掌握氟碳飾礦一獨居石混合型精礦的處理3、掌握獨居石精礦的堿分解法4、掌握風化殼淋積型稀土礦的處理5、了解其它稀土礦的處理方法6、了解杭的回收處理方法教學時數：4學時教學內容：第一節 稀土礦物原料及其處理方法概述一、稀土在自然界的分布及其特點二、稀土元素的礦物原料及其分類三、世界及我國的主要稀土資源四、稀土礦物原料處理方法概述第二節 氟碳飾礦一獨居石混合型精礦的處理 一、濃硫酸焙燒分解法 二、苛性鈉溶液分解法第三節 獨居石精礦的堿分解法 一、獨居石精礦的堿分解二、從堿分解產物中提取稀土

6、和除鐳三、磷酸三鈉（Na3PO4）的回收第四節 風化殼淋積型稀土礦的處理 一 、風化殼淋積型稀土礦的礦床特征 二、滲浸法處理風化殼淋積型稀土礦的基本原理及規律 三、滲浸法處理風化殼淋積型稀土礦的原則工藝及影響因素第五節 其它稀土礦的處理方法一、氟碳柿礦的處理二、磷憶礦的處理三 、揭憶妮礦的處理第六節 杭的回收處理方法 一、杭的資源特點 二、氧化銳提取工藝舉例考核要求：1、稀土礦物原料的處理方法（識記）2、氟碳飾礦一獨居石混合型精礦的處理（領會）3、獨居石精礦的堿分解法（領會）4、風化殼淋積型稀土礦的處理（應用）5、其它稀土礦的處理方法（識記）6、杭的回收處理方法（識記） 第三章溶劑萃取法分離稀

7、土元素教學要點： 使學生了解溶劑萃取法分離稀土，了解酸性萃取劑萃取稀土的基本原理，掌握其應用，掌握中性萃取劑萃取分離稀土的方法。掌握稀土分離流程的組合原則及稀土全分離流程的可能方案。理解阿爾德斯公式和徐光憲串級萃取理論。能掌握萃取設備的選擇，能運用使用水平攪拌混合澄清槽的操作方法1、了解溶劑萃取的基本知識2、掌握酸性萃取劑萃取稀土的基本原理3、掌握酸性萃取劑在稀土分離中的應用4、掌握中性萃取劑萃取分離稀土5、掌握稀土分離流程的組合原則6、理解稀土萃取串級理論7、掌握萃取設備的選擇8、能運用使用水平攪拌混合澄清槽的操作方法教學時數：6學時教學內容：第一節 溶劑萃取法分離稀土概述一、溶劑萃取的基本

8、知識二、稀土萃取過程中常用的萃取劑三、稀土萃取過程中常用的稀釋劑與相調節劑第二節 酸性萃取劑萃取分離稀土一、 酸性萃取劑萃取稀土的基本原理二、 酸性萃取劑在稀土分離中的應用第三節 中性萃取劑萃取分離稀土一、 P350一HNO3體系提取純氧化翻二、TBP一HNO3體系萃取四價柿第四節 堿性萃取劑萃取分離稀土第五節 混合溶劑萃取分離稀土第六節 以萃取法為主的稀土全分離方案 一、稀土分離流程的組合原則 二、稀土全分離流程的可能方案舉例第七節 稀土萃取串級理論的應用 一、阿爾德斯公式二、徐光憲串級萃取理論第八節 萃取設備選擇與操作 一、萃取設備的選擇二、使用水平攪拌混合澄清槽的操作方法考核要求：1、溶

9、劑萃取的基本知識（識記）2、酸性萃取劑萃取稀土的基本原理（領會）3、酸性萃取劑在稀土分離中的應用（領會）4、中性萃取劑萃取分離稀土（領會）5、稀土分離流程的組合原則（領會）6、稀土萃取串級理論（領會）7、萃取設備的選擇（領會）8、使用水平攪拌混合澄清槽的操作方法（應用）第四章離子交換色層法分離稀土元素 教學要點：使學生了解離子交換色層法的基本概念，理解稀土元素離子交換色層分離的原理，掌握離子交換色層法分離鋱鎬的工藝流程 1、了解離子交換色層法的基本概念2、理解稀土元素離子交換色層分離的原理3、掌握離子交換色層法分離鋱鎬的工藝流程4、了解離子交換色層法分離制取其它純重稀土元素的工藝條件教學時數：

10、8學時教學內容：第一節 離子交換色層法的基本概念 一、配合淋洗劑 二、離子交換平衡第二節 稀土元素離子交換色層分離的原理一、稀土元素在吸附柱上的吸附過程 二、稀土元素在吸附柱上的淋洗過程三、稀土元素在分離柱上的淋洗過程四、延緩離子的選擇五、影響稀土元素離子交換色層分離的因素第三節 稀土元素離子交換色層分離的實踐一、離子交換色層法分離鋱鎬的工藝流程二、離子交換色層法分離制取其它純重稀土元素的工藝條件三、離子交換分離稀土元素的常見生產故障考核要求：1、離子交換色層法的基本概念（識記）2、稀土元素離子交換色層分離的原理（領會）3、離子交換色層法分離鋱鎬的工藝流程（應用）4、離子交換色層法分離制取其它

11、純重稀土元素的工藝條件（識記）第五章分離稀土的其它方法 教學要點：使學生理解氧化還原法分離稀土的方法，理解萃取色層分離的基本原理，了解液膜的分類及其體系，理解含載體液膜萃取的分離原理，了解膜技術在稀土冶金中的應用 1、理解氧化還原法分離稀土的方法2、理解萃取色層分離的基本原理3、了解液膜的分類及其體系4、理解含載體液膜萃取的分離原理5、了解膜技術在稀土冶金中的應用教學時數：4學時教學內容：第一節 氧化還原法分離稀土 一、柿的氧化分離法 二、鋪的還原分離法第二節 萃取色層法分離稀土 一、萃取色層分離的基本原理二、萃取色層法分離提取高純稀土化合物第三節 液膜萃取及其應用 一、液膜的分類及其體系二、

12、含載體液膜萃取的分離原理三、膜技術在稀土冶金中的應用考核要求：1、氧化還原法分離稀土的方法（領會）2、萃取色層分離的基本原理（領會）3、液膜的分類及其體系（識記）4、含載體液膜萃取的分離原理（領會）5、膜技術在稀土冶金中的應用（識記）第六章稀土純化合物的制備教學要點：使學生了解制取稀土氧化物的基本方法，懂得無水稀土氯化物的制備方法，以及無水稀土氟化物的制備方法。1、了解制取稀土氧化物的基本方法2、理解無水稀土氯化物的制備方法并能運用3、理解無水稀土氟化物的制備方法并能運用教學時數：10學時教學內容：第一節 純稀土氧化物的制備一、制取稀土氧化物的基本方法二、從稀土氧化物中除去非稀土雜質第二節 無

13、水稀土氯化物的制備一、水合稀土氯化物的制備及脫水二、稀土氧化物的直接氯化三、稀土氯化物的提純四、稀土二元氯化物的制備第三節 無水稀土氟化物的制備一、水合稀土氟化物的制備及脫水二、稀土氧化物的直接氟化考核要求：1、制取稀土氧化物的基本方法（識記）2、無水稀土氯化物的制備方法（應用）3、無水稀土氟化物的制備方法（應用）第七章熔鹽電解法制取稀土金屬和合金教學要點：使學生理解稀土氯化物的熔鹽電解中熔鹽電解質的性質與組成，電極過程，工藝實踐，電流效率及其影響因素。理解稀土氧化物一氟化物的熔鹽電解的基本原理，工藝實踐以及稀土兩種熔鹽體系電解的比較。了解熔鹽電解法直接制取稀土合金1、理解稀土氯化物熔鹽電解質

14、的性質與組成2、理解稀土氯化物熔鹽電解的電極過程、工藝實踐 3、理解稀土氧化物一氟化物的熔鹽電解的基本原理，工藝實踐4、了解熔鹽電解法直接制取稀土合金教學時數：8學時教學內容：第一節 稀土氯化物的熔鹽電解一、稀土氯化物熔鹽電解質的性質與組成二、稀土氯化物熔鹽電解的電極過程 三、稀土氯化物熔鹽電解的工藝實踐 四、稀土氯化物熔鹽電解的電流效率及其影響因素 第二節 稀土氧化物一氟化物的熔鹽電解一、稀土氧化物一氛化物熔鹽電解的基本原理 二、稀土氧化物一氟化物熔鹽電解的工藝實踐 三、稀土兩種熔鹽體系電解的比較第三節 熔鹽電解法直接制取稀土合金一、液體陰極電解法制取稀土中間合金 二、電解共析法制取稀土中間

15、合金 三、固體自耗陰極電解法制取稀土中間合金考核要求：1、稀土氯化物熔鹽電解質的性質與組成（領會）2、稀土氯化物熔鹽電解的電極過程、工藝實踐 （領會）3、稀土氧化物一氟化物的熔鹽電解的基本原理，工藝實踐（領會）4、熔鹽電解法直接制取稀土合金（識記）第八章還原法制取稀土金屬和合金教學要點：使學生了解金屬熱還原法制取稀土金屬的基本原理，稀土氟化物的鈣熱還原法、鋰熱還原法、鑭 (鈰)熱還原法 ，理解金屬熱還原法直接制取稀土合金的方法，包括鈣還原擴散法制取杉一鉆永磁合金、硅熱還原法制取稀土硅鐵合金、鋁熱還原法制取稀土鋁合金。了解制取稀土金屬的其它方法1、了解金屬熱還原法制取稀土金屬的基本原理2、理解稀

16、土氟化物的鈣熱還原法、鋰熱還原法、鑭 (鈰)熱還原法3、理解鈣還原擴散法制取杉一鉆永磁合金4、理解硅熱還原法制取稀土硅鐵合金5、理解鋁熱還原法制取稀土鋁合金6、了解制取稀土金屬的其它方法教學時數：8學時教學內容：第一節 金屬熱還原法制取稀土金屬一、金屬熱還原法制取稀土金屬的基本原理 二、稀土氟化物的鈣熱還原法 三、稀土氯化物的鋰熱還原法 四、稀土氧化物的鑭 (鈰)熱還原法 五、中間合金法制取稀土金屬 第二節 金屬熱還原法直接制取稀土合金一、鈣還原擴散法制取杉一鉆永磁合金 二、硅熱還原法制取稀土硅鐵合金 三、鋁熱還原法制取稀土鋁合金第三節 制取稀土金屬的其它方法考核要求：1、金屬熱還原法制取稀土

17、金屬的基本原理（識記）2、稀土氟化物的鈣熱還原法、鋰熱還原法、鑭 (鈰)熱還原法（應用）3、鈣還原擴散法制取杉一鉆永磁合金（領會）4、硅熱還原法制取稀土硅鐵合金（領會）5、鋁熱還原法制取稀土鋁合金（領會）6、制取稀土金屬的其它方法（識記）第九章稀土金屬的精煉提純教學要點：使學生了解真空蒸鎦提純稀土金屬的基本原理，理解真空蒸鎦提純稀土金屬的工藝實踐，了解區域熔煉法提純稀土金屬，理解電傳輸法提純稀土金屬的基本原理，工藝實踐。理解并能運用電傳輸一區熔聯合法提純稀土金屬。了解電解精煉法提純稀土金屬1、了解真空蒸鎦提純稀土金屬的基本原理2、理解真空蒸鎦提純稀土金屬的工藝實踐3、了解區域熔煉法提純稀土金屬

18、4、理解電傳輸法提純稀土金屬的基本原理，工藝實踐5、理解并能運用電傳輸一區熔聯合法提純稀土金屬6、了解電解精煉法提純稀土金屬教學時數：4學時教學內容：第一節 真空蒸餾法提純稀土金屬一、真空蒸鎦提純稀土金屬的基本原理 二、真空蒸鎦提純稀土金屬的工藝實踐第二節 區域熔煉法提純稀土金屬第三節 電傳輸法提純稀土金屬一、電傳輸法提純稀土金屬的基本原理二、電傳輸法提純稀土金屬的工藝實踐三、電傳輸一區熔聯合法提純稀土金屬第四節 電解精煉法提純稀土金屬考核要求：1、真空蒸鎦提純稀土金屬的基本原理（識記）2、真空蒸鎦提純稀土金屬的工藝實踐（領會）3、區域熔煉法提純稀土金屬（識記）4、電傳輸法提純稀土金屬的基本原理，工藝實踐（領會）5、并能運用電傳輸一區熔聯合法提純稀土金屬（應用）6、電解精煉法提純稀土金屬（識記）三、推薦教材和參考書目、稀土冶金學，吳文遠 主編，化學工業出版社，2001年9月、稀土，(稀土)編寫組編著，冶金工業出版社，1978年，、稀有金屬冶金學，李洪桂主編，冶金工業出版社，1990年、稀土冶金學，呂松濤主編