稀土冶金學(xué)總結(jié)

1稀有金屬元素：由17種金屬元素構(gòu)成鑭系15種(鈰組【輕Re】：La57CePrNdPmSmEuGd64釔組［重Re】Tb65DyHoErYbLuTm71Sc21鈧Y39釔2最外層電子結(jié)構(gòu)3S23P63D14S2(n-1)S2(n-1)P6(n-1)d(0,1)nS23.4f電子亞層(區(qū)分Re的基礎(chǔ))鑭系15種有另兩個(gè)無(wú)4.+4CePrTb+2SmEuYb5鑭系收縮原子半徑，離子半徑隨著原子序數(shù)增加，整體上減小的現(xiàn)象。原因：4f電子亞層電子云分布較為分散，對(duì)核電荷數(shù)屏蔽作用不完全，隨原子序數(shù)增大，且向內(nèi)收縮，使離子，原子半徑出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。特點(diǎn)：a離子半徑比原子半徑收縮更加明顯r離子=21.1Pm，r原子=14.7Pmb離子半徑單調(diào)遞減，原子半徑整體趨于收縮c谷峰效應(yīng)：鑭系原子半徑在Ce出現(xiàn)谷，在Eu和Yb出現(xiàn)峰d釓段效應(yīng)：鑭系離子半徑在+3時(shí)，Gd處出現(xiàn)微小不連續(xù)，但整體仍單調(diào)遞減。6Re元素的物理性質(zhì)啊a單質(zhì)元素的顏色：絕大多數(shù)為灰色，PrNd略帶黃色b晶體結(jié)構(gòu)：面心立方，體心立方，密排六方(Y)c熔點(diǎn)700-1600沸點(diǎn)1400-3500d熱中子捕獲能力很強(qiáng)e可塑性20-30布氏硬度f(wàn)導(dǎo)電性很差g磁性Re為順磁性GdDyHo為鐵磁性h光學(xué)性能：可以激發(fā)或吸收紫外200nm可見(jiàn)400-760nm紅外10006化學(xué)性質(zhì)：a金屬活潑性鈧增釔增鑭減镥b燃點(diǎn)300以下c化學(xué)反應(yīng)：非金屬O（Re2O3ReO2CeO2Pr6O114PrO2PrO3Tb4O72TbO2Tb2O3）S（Re2S3Re2S4ReS）NC（ReC2可固溶在金屬中ReN）H（ReHx儲(chǔ)H材料）等絕大多數(shù)金屬（絕大多數(shù)金屬生成金屬間化合物或金屬合金，與Ga形成不互溶體系，與W,Mo不發(fā)生反應(yīng))鹵素(ReX3,CeX4,SmX2,EuX2,分解成Re和X2,ReX+H2O=ReOx+Hx)溶于酸但不與堿反應(yīng)7氧化物a制備:Re元素直接氧化灼燒Re(OH)3或其鹽類800-900b性質(zhì)不溶于水，溶于無(wú)機(jī)酸，生成相應(yīng)價(jià)態(tài)的鹽。溶于酸的難易程度與灼燒時(shí)間和溫度有關(guān)，時(shí)間長(zhǎng)，溫度高，越難溶。熱穩(wěn)定性，耐火材料ReO3+H2O(g)-Re(OH)3+ReO(OH)Re2O3+CO2+H2O-Re(OH)CO3應(yīng)用：光導(dǎo)纖維La2O3拋光粉CeO2Dy2O3制備NdFeB的添加劑，也可作催化劑Eu2O3熒光粉熒光屏氫氧化物a制備NH3.H2O/Me(OH)x+Re—Re(OH)3膠狀沉淀b性質(zhì)堿性隨離子半徑減小而減弱水吸收CO2,生成Re(OH)CO3,La(OH)3吸收能力最大c應(yīng)用：制備Re2O3硫酸鹽和硫酸復(fù)鹽a制備H2SO4+Re2O3/Re(OH)3/Re2(CO)3—室溫Re2(SO4)3.nH2O晶體b性質(zhì)水中溶解度隨溫度升高而降低，隨酸度升高而下降結(jié)晶La,Ce=9Sc=6其他n=8分解過(guò)程硫酸復(fù)鹽A性質(zhì)溶解度隨溫度升高而降低，隨酸度升高而下降,隨離子半徑增大而增加溶解度不同分三大類10硝酸和硝酸復(fù)鹽a制備B性質(zhì)除了Tb外，釔組均不能生產(chǎn)復(fù)鹽復(fù)鹽的溶解度小于硝酸鹽11稀土碳酸鹽a制備12稀土草酸鹽a制備B性質(zhì)低酸度下溶解度小，難溶于水難溶于酸分解過(guò)程分解溫度隨原子序數(shù)增加而降低13稀土磷酸鹽a制備B性質(zhì)水中溶解度很小，溶解度會(huì)隨磷酸的濃度增加而升高穩(wěn)定性高不易制備稀土的氧化物14稀土鹵化物a制備方法水溶液法B性質(zhì)吸濕性很強(qiáng)，可水解生成鹵化物ReOX金屬熱還原法和熔鹽電解法制備Re的原料水解性F-I增加15選礦（浮選重選磁選）精礦分解Re元素分離Re金屬制備16稀土資源礦物分布特點(diǎn)a隨原子序數(shù)增加，Re豐度呈下降趨勢(shì)b原子序數(shù)為偶數(shù)的高于相鄰奇數(shù)的含量c釔組元素低于鈰組元素的含量賦存狀態(tài)a作為礦物的基本組成元素，以離子，化合物的形式賦存在晶格中b作為雜質(zhì)元素，以類質(zhì)同現(xiàn)象置換的形式分散于礦物中c呈離子狀態(tài)吸附在某些礦物表面。4Re主要礦物獨(dú)居石礦（磷鈰鑭礦LaCeYTh（PO4）性質(zhì)aRe2O350-68%b獨(dú)居石可溶于H3PO4HClO4H2SO4c晶體呈板狀，半透明-透明狀態(tài)，玻璃光澤d花崗巖或花崗偉巖氟碳鈰礦（CeLa（CO3）F）性質(zhì)a溶于無(wú)機(jī)酸b晶體呈柱狀或板狀具有玻璃光澤c提取鈰組元素重要的原料磷釔礦Y（PO4）Y2O361.41%P2O338.6%性質(zhì)a呈粒狀或塊狀b花崗巖及花崗偉巖中風(fēng)化殼淋積型礦物（我國(guó)特有）又稱離子吸附型礦物性質(zhì)a易于強(qiáng)電解質(zhì)交換而轉(zhuǎn)入溶液b不需要選礦，破碎等工藝流程c覆蓋面積大，17稀土資源41.36%五大特點(diǎn)儲(chǔ)量大分布廣礦種全類型多價(jià)值大三大產(chǎn)地包頭攀枝花江西18稀土礦物精礦處理及富集選礦（機(jī)械加工過(guò)程目的Re2O3從5%到60%）-精礦分解（55-60%Re2O3）-把稀土元素分離-稀土元素提純（99?99）精礦分解方法步驟溶解過(guò)程-分離過(guò)程（除非稀土元素）-凈化過(guò)程-濃縮過(guò)程（蒸發(fā)結(jié)晶）1獨(dú)居石礦分解方法：NaOH溶液分解法：NaOH分解-磷堿液回收-稀土離子與雜質(zhì)離子的分離-釷鈾等放射物質(zhì)的回收2影響因素a精礦粒度0,043mm-43mm.分解率98%以上b反應(yīng)溫度140-160高，反應(yīng)時(shí)易失水，會(huì)沸騰飛濺。低，反應(yīng)速度慢c反應(yīng)時(shí)間分解率與反應(yīng)時(shí)間成正比dNaOH溶液濃度（55-60%）為最佳，低，產(chǎn)量低，濃度高，使固液反應(yīng)粘度增大e攪拌強(qiáng)度，正比關(guān)系3其他方法aNa2CO3焙燒法，出現(xiàn)結(jié)塊b采用NH4Cl分解法，效率低c氧化鈣分解法工藝復(fù)雜提高成本4風(fēng)化殼淋積型礦物分解滲液法原理：利用電解質(zhì)溶液同稀土礦物充分接觸，使稀土離子轉(zhuǎn)入溶液中的過(guò)程，稀土強(qiáng)電解質(zhì)（NH4）2SO4最佳A工業(yè)原料本身消耗最小，稀土的回收率最高b達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)c分類池浸工藝（破壞環(huán)境，植被）原地溶浸工藝5鈧資源對(duì)人體有害，礦石中含量很少，無(wú)單獨(dú)意義上的鈧礦。回收途徑a高溫沸騰的TiCl4的煙塵中b利用硫酸生產(chǎn)Ti的水解產(chǎn)物c冶煉鎢錳鋼時(shí)產(chǎn)生的廢渣6Re與非稀土元素的分離。粗分離中和法（等堿性物質(zhì)作為中和劑，PH=4-5，堿金屬離子首先合成氫氧化物沉淀，Re離子仍在溶液中），草酸沉淀法（），硫化物沉淀法（），萃取法精制分離，微量元素oc7晶型的制備聚合成水合沉淀的速度結(jié)晶離子排列定向移動(dòng)速度第三章：溶劑萃取法分離稀土元素1、 溶劑萃取法定義：利用試樣在兩種不互溶的液相間的不同分配，將試樣中的各物質(zhì)分離，使一些物質(zhì)轉(zhuǎn)入有機(jī)相，另一些物質(zhì)仍然留在水相中。2、 溶劑萃取法原理：利用試樣中一些組份疏水性（有機(jī)相中）親水性（水相）。3、 有機(jī)相主要包括萃取劑、稀釋劑。水相包括含有帶萃取元素的水溶液（一般稱為料液）、洗滌液、反萃取液等水溶液。4、 反萃取階段：使進(jìn)入有機(jī)相組份重心轉(zhuǎn)入水相的過(guò)程。5、 萃取體系組成：（1）水相：料液（含有各種帶分離物質(zhì)的水溶液），絡(luò)合劑（提高萃取能力和效果：抑制萃取劑、助萃化劑），鹽析劑（控制水相酸度），洗滌劑（用洗滌的萃取的有機(jī)部分）反萃劑（使有機(jī)相中物質(zhì)與萃取劑分離，返回水相的水溶液）。（2）有機(jī)相：萃取劑（能與被萃物質(zhì)生成一種不溶于水，溶于有機(jī)物的萃合物），萃合物，稀釋劑（改善萃取劑物化性質(zhì)的有機(jī)溶劑）。6、 萃余液：萃取后剩余的水溶液。萃取液：含有萃合物的有機(jī)溶液。7、 萃取的基本參數(shù)：（1）能斯特分配定律：分配系數(shù)K=MA/MB,低濃度，化學(xué)存在形式相同且平衡。（2）分配比：D=，D越大越易萃取。（3）萃取率：q=C有（C水+C有V有）X100%=D/（1/R+D），R=V有/V水，q與R成正比。Mn=Mo〖V水/（DV有+V水）〗n，q={1-〖V水/（DV有+V水）〗n}X100%。8、 萃取體系可以按萃取劑的種類分：磷型、胺型、螯合型。按萃取液相的不同分為：酸性、堿性?？梢詫⑤腿◇w系分六大類型：簡(jiǎn)單分子萃取體系、中性絡(luò)合、酸性絡(luò)合、離子締合、協(xié)同萃取體系、高溫。9、 分餾串級(jí)萃取按有機(jī)相和水相流動(dòng)方向的不同分為：錯(cuò)流萃取、逆流萃取、分餾萃取。10、 中性絡(luò)合萃取的特點(diǎn)：（1）萃取劑是中性分子：磷酸三丁酯。（2）被萃取物是中性分子：硝酸稀土.（3）萃取劑與被萃物絡(luò)合生成中性萃合物。11、 中性萃取劑類型：（1）中性P=O型，（2）中性含O型，（3）含有P±S型，（4）含氮型。12、 P=O型萃取劑：（1）萃取劑與水分子反應(yīng)（2）與硝酸反應(yīng)（3）金屬硝酸鹽。13、 自鹽析作用：D與（P350濃度）3成正比。第四章：離子交換色層法分離稀土元素1、 離子交換樹(shù)脂一一固相一一分無(wú)機(jī)、有機(jī)，（1）性質(zhì)相近（2）帶電核相同（3）富集離子（4）高純離子制備。特點(diǎn)：（1）固液相之間進(jìn)行（2）可以用于相同電核的，也可用于不同電核的（3）離子交換樹(shù)脂可循環(huán)利用。2、 離子交換樹(shù)脂有三部分構(gòu)成：主體部分（高分子聚集的部分）交聯(lián)部分（通過(guò)交聯(lián)劑，將高分子聯(lián)組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成樹(shù)脂的骨架），功能團(tuán)部分（用于交換的活性離子基因）。3、 離子交換樹(shù)脂的種類：（1）陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（2）陰離子交換樹(shù)脂（3）螯合型交換樹(shù)脂（有選擇性的吸附金屬離子的交換樹(shù)脂）4、 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（酸性交換樹(shù)脂）：活性基因“酸性。陰離子交換樹(shù)脂：活性基因一堿性。5、 基本參數(shù)：（1）交聯(lián)度：樹(shù)脂中，含有交聯(lián)劑的百分含量，交聯(lián)度=交聯(lián)劑質(zhì)量/（高分子質(zhì)量+交聯(lián)劑質(zhì)量）X100%，交聯(lián)度越高，離子交換樹(shù)脂形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越致密，選擇性高，交換速度減慢。（2）交換容量：全交換容量，操作交換容量。（3）選擇性：樹(shù)脂對(duì)于同離子的親和力差別。親和力（交換能力的大?。?、強(qiáng)酸性樹(shù)脂：（1）不同價(jià)態(tài)離子：價(jià)態(tài)增大，交換能力越大。Th4+>Al3+>Ca2+>Na+>H+（2）相同價(jià)態(tài)：RE3+離子，樹(shù)脂親和力，隨RE3+離子原子序數(shù)增大而減小。7、 軟酸性樹(shù)脂：（1）不同價(jià)態(tài)：H+>Th4+>Al3+>Ca2+>Na+（2）相同價(jià)態(tài)：RE3+離子，樹(shù)脂親和力，隨RE3+離子原子序數(shù)增大而減小。8、 弱堿性樹(shù)脂：SO2-2>C2O42->NO3->OH->F->HCO3-9、 弱堿性樹(shù)脂：OH->SO2-2>NO3->PO43->CL->HCO3-。溶脹體積：較小-親和較大10、 離子交換色層法工藝工程：（1）工藝工程：吸附工程，淋洗工程。選擇樹(shù)脂，裝柱的過(guò)程，吸附、淋洗、樹(shù)脂再生。第五章：分離RE的其他方法1、分部沉淀法：提純稀土一次電化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)熔鹽電解法制備稀土單質(zhì)：以熔鹽為電解質(zhì)，被電解物質(zhì)是稀土氧化物。陰極：RE3++3e-=RE（RE3+在陰極上得電子，轉(zhuǎn)化為單質(zhì)稀土）。L氯化物體系：堿金屬、被電解的物。電解質(zhì)：堿金屬及其氯化物（NaCl、KCl等）被電解物質(zhì)：RECl32.氧化物電解質(zhì)體系：電解質(zhì)，稀土氟化物（堿金屬及其氟化物）被電解物質(zhì)：稀土氧化物，RE2O3=2RE3++3O2+1氯化物體系組2：1密度，合金密度大于電解質(zhì)密度2粘度，熔融電解質(zhì)本身濃度，過(guò)大，陰極產(chǎn)生氯氣無(wú)法及時(shí)排出，稀土金屬無(wú)法很快落在接收器上）REC13體系中，加入KCl、NaCl降低粘度，加入氯化鈣提高粘度；三氧化二鋁加入氟化鋰、氟化鈉降低粘度，加入BaF2提高粘度3.電解質(zhì)導(dǎo)電率：（1）體系熔鹽溫度升高，電導(dǎo)率增大；（2）組成：氯化物體系中，加入氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀可提高電導(dǎo)率（3）稀土離子濃度增大，電導(dǎo)率下降（4）電解質(zhì)表面懸浮物（C、S）電導(dǎo)率下降4表面張力：a熔融的熔鹽電解質(zhì)與稀土金屬表面的張力b熔鹽與電解槽內(nèi)壁的表面張力5電解質(zhì)蒸氣壓電解過(guò)程反應(yīng)1分解電壓，加載電解兩段的持續(xù)分解電壓a分解電壓隨溫度的升高而降低b分解電壓隨稀土離子半徑減小而降低，c電解質(zhì)分解電壓大于稀土金屬離子2電化學(xué)反應(yīng)，氯化物體系：氯化鉀、稀土氯化物，陰極：RE3++3e-=RE陽(yáng)極2C1—2e=C12氟化物體系：陰極：RE3++3e-=RE2稀土氧化物體系制備RE：電解質(zhì)：REF3、KF，被電解物質(zhì)：RE2O3=2RE3++3O2+；電解過(guò)程：1溶解反應(yīng)2電極反應(yīng)（a一次電化學(xué)反應(yīng)b二次電化學(xué)反應(yīng)）3陽(yáng)極反應(yīng)，現(xiàn)象：1電壓在電解過(guò)程中出現(xiàn)不穩(wěn)定，升高1—3倍，電流為零2會(huì)出現(xiàn)凸起，呈血紅色（電阻極?。?陰極附近有電火花，放電現(xiàn)象4陽(yáng)極無(wú)氣泡，陰極無(wú)金屬析出。陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生原因：由于陽(yáng)極附近02-濃度降低造成，F(xiàn)-離子濃度升高，C+F-=CF-；（導(dǎo)電）陽(yáng)極過(guò)程：一次電化學(xué)反應(yīng)，2O2?-2e?=O2；4e-+O2-+C=CO2；o2+2C=2CO二次電化學(xué)反應(yīng)O2+C=CO2；CO2+C=2CO;RE+3/2CO2=1/2RE2o3+3/2CO;RE+3/2CO=1/2RE2O3+3/2C；電解裝置：1電解槽，石墨構(gòu)成陽(yáng)極2整流器，提供穩(wěn)定的直流電壓；3陰極升降極4加料機(jī)，上方5表面清理機(jī)熔鹽電解法制取稀土合金，1熔鹽共析法（RE-Al）2自耗陰極法（RE-Fe）3液態(tài)陰極法（RE-Mg）RE3++3e-=RE,Mg+RE=REMg,合金大于Mg、RE熱還原法制備RE8章，雜質(zhì)分類：稀土雜質(zhì)，金屬雜質(zhì)、非金屬雜質(zhì)（O、S、C、H）提純方法：真空蒸餾法、真空熔煉法、熔鹽萃取法、電遷移法、區(qū)域熔煉法提純特點(diǎn):1RE活躍在真空或氬氣保護(hù)下進(jìn)行，2提純方法效果差，攪拌雜質(zhì)含量較低3幾種方法聯(lián)合使用1,真空蒸餾法提純稀土WE=0.59-4Xa?Pe（M/T）0?5蒸發(fā)速率We=Qe/（SXt）2除雜溫度：1500度是可去除Ti,W,Mo,O,N,C等雜質(zhì)；高于1500低于1600可去除Fe,Si,Ca,Al,Cu,Zn,Mn;高于1650，稀土氧化物蒸發(fā)，除氧效果差3冷去速度：前提條件：保證冷去速度大于蒸餾速度，決定冷凝速度因素：冷凝器溫度，冷凝器表面積，規(guī)律：冷凝器表面積是蒸發(fā)器表面積的3-4倍，冷凝器溫度低于稀土溫度200-3004電遷移法提純金屬：棒料加熱，通入直流電壓5遷移規(guī)律：金屬雜質(zhì)向陽(yáng)極移動(dòng)（Fe,Ca,Al,Zn,Mn）；非金屬雜質(zhì)向陰極方向移動(dòng)6區(qū)域熔煉法基本原理：溫度梯度7熔煉方法:水平熔煉、懸浮熔煉8加熱方式：感應(yīng)加熱、電子書(shū)轟擊加熱、激光束加熱10Si-Fe-Al合金原料：稀土原料REO>12%，還原劑75Si-Fe合金，溶劑：（堿度）CaO>85%,SiO2<5%11設(shè)備：電弧爐，頂端加料的方式，先起弧再加料，增高熔池深度（沸騰），用石墨作為爐襯（氟離子），增加排煙除塵設(shè)備（SiF4毒氣）RE精礦75硅鐵氧化鈣電弧爐分離罐渣湯 RE-Si-Al破碎處理

產(chǎn)品渣劑比：稀土精礦/75硅鐵合金影響因素：渣劑比、堿度10章廢氣：有毒氣體、含塵氣體廢水：酸性、堿性、氟化物、放射性廢渣：尾渣、渣湯廢氣：靜電法、洗滌法、沉淀法、燃燒法廢水：中和法、沉淀法放射性元素：儲(chǔ)存處理、化學(xué)處理（高溫焚燒、固化處理）第三章：溶劑萃取法分離稀土元素1、 溶劑萃取法定義：利用試樣在兩種不互溶的液相間的不同分配，將試樣中的各物質(zhì)分離，使一些物質(zhì)轉(zhuǎn)入有機(jī)相，另一些物質(zhì)仍然留在水相中。2、 溶劑萃取法原理：利用試樣中一些組份疏水性（有機(jī)相中）親水性（水相）。3、 有機(jī)相主要包括萃取劑、稀釋劑。水相包括含有帶萃取元素的水溶液（一般稱為料液）、洗滌液、反萃取液等水溶液。4、 反萃取階段：使進(jìn)入有機(jī)相組份重心轉(zhuǎn)入水相的過(guò)程。5、 萃取體系組成：（1）水相：料液（含有各種帶分離物質(zhì)的水溶液），絡(luò)合劑（提高萃取能力和效果：抑制萃取劑、助萃化劑），鹽析劑（控制水相酸度），洗滌劑（用洗滌的萃取的有機(jī)部分）反萃劑（使有機(jī)相中物質(zhì)與萃取劑分離，返回水相的水溶液）。（2）有機(jī)相：萃取劑（能與被萃物質(zhì)生成一種不溶于水，溶于有機(jī)物的萃合物），萃合物，稀釋劑（改善萃取劑物化性質(zhì)的有機(jī)溶劑）。6、 萃余液：萃取后剩余的水溶液。萃取液：含有萃合物的有機(jī)溶液。7、 萃取的基本參數(shù)：（1）能斯特分配定律：分配系數(shù)K=MA/MB,低濃度，化學(xué)存在形式相同且平衡。（2）分配比：D=，D越大越易萃取。（3）萃取率：q=C有（C水+C有V有）X100%=D/（1/R+D），R=V有/V水，q與R成正比。Mn=Mo〖V水/（DV有+V水）〗n，q={1-〖V水/（DV有+V水）〗n}X100%。8、 萃取體系可以按莘取劑的種類分：磷型、胺型、螯合型。按萃取液相的不同分為：酸性、堿性?？梢詫⑤腿◇w系分六大類型：簡(jiǎn)單分子萃取體系、中性絡(luò)合、酸性絡(luò)合、離子締合、協(xié)同萃取體系、高溫。9、 分餾串級(jí)萃取按有機(jī)相和水相流動(dòng)方向的不同分為：錯(cuò)流萃取、逆流萃取、分餾萃取。10、 中性絡(luò)合萃取的特點(diǎn)：（1）萃取劑是中性分子：磷酸三丁酯。（2）被萃取物是中性分子：硝酸稀土.（3）萃取劑與被萃物絡(luò)合生成中性萃合物。11、 中性萃取劑類型：（1）中性P=O型，（2）中性含O型，（3）含有P±S型，（4）含氮型。12、 P=O型萃取劑：（1）萃取劑與水分子反應(yīng)（2）與硝酸反應(yīng)（3）金屬硝酸鹽。13、 自鹽析作用：D與（P350濃度）3成正比。第四章：離子交換色層法分離稀土元素1、 離子交換樹(shù)脂一一固相一一分無(wú)機(jī)、有機(jī)，（1）性質(zhì)相近（2）帶電核相同（3）富集離子（4）高純離子制備。特點(diǎn)：（1）固液相之間進(jìn)行（2）可以用于相同電核的，也可用于不同電核的（3）離子交換樹(shù)脂可循環(huán)利用。2、 離子交換樹(shù)脂有三部分構(gòu)成：主體部分（高分子聚集的部分）交聯(lián)部分（通過(guò)交聯(lián)劑，將高分子聯(lián)組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成樹(shù)脂的骨架），功能團(tuán)部分（用于交換的活性離子基因）。3、 離子交換樹(shù)脂的種類：（1）陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（2）陰離子交換樹(shù)脂（3）螯合型交換樹(shù)脂（有選擇性的吸附金屬離子的交換樹(shù)脂）4、 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂（酸性交換樹(shù)脂）：活性基因“酸性。陰離子交換樹(shù)脂：活性基因一堿性。5、 基本參數(shù)：（1）交聯(lián)度：樹(shù)脂中，含有交聯(lián)劑的百分含量，交聯(lián)度=交聯(lián)劑質(zhì)量/（高分子質(zhì)量+交聯(lián)劑質(zhì)量）X100%,交聯(lián)度越高，離子交換樹(shù)脂形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越致密，選擇性高，交換速度減慢。（2）交換容量：全交換容量，操作交換容量。（3）選擇性：樹(shù)脂對(duì)于同離子的親和力差別。親和力（交換能力的大?。?、 強(qiáng)酸性樹(shù)脂：（1）不同價(jià)態(tài)離子：價(jià)態(tài)增大，交換能力越大。Th4+>Al3+>Ca2+>Na+>H+（2）相同價(jià)態(tài)：RE3+離子，樹(shù)脂親和力，隨RE3+離子原子序數(shù)增大而減小。7、 軟酸性樹(shù)脂：（1）不同價(jià)態(tài)：H+>Th4+>Al3+>Ca2+>Na+（2）相同價(jià)態(tài)：RE3+離子，樹(shù)脂親和力，隨RE3+離子原子序數(shù)增大而減小。8、 弱堿性樹(shù)脂：SO2-2>C2O42->NO3->OH->F->HCO3-9、 弱堿性樹(shù)脂：OH->SO2-2>NO3->PO43->CL->HCO3-。溶脹體積：較小-親和較大10、 離子交換色層法工藝工程：（1）工藝工程：吸附工程，淋洗工程。選擇樹(shù)脂，裝柱的過(guò)程，吸附、淋洗、樹(shù)脂再生。第五章：分離RE的其他方法1、分部沉淀法：提純稀土一次電化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)熔鹽電解法制備稀土單質(zhì)：以熔鹽為電解質(zhì)，被電解物質(zhì)是稀土氧化物。陰極：RE3++3g=RE（RE3+在陰極上得電子，轉(zhuǎn)化為單質(zhì)稀土）。2.氯化物體系：堿金屬、被電解的物。電解質(zhì)：堿金屬及其氯化物（NaCl、KCl等）被電解物質(zhì)：REC132.氧化物電解質(zhì)體系：電解質(zhì)，稀土氟化物（堿金屬及其氟化物）被電解物質(zhì)：稀土氧化物，RE2O3=2RE3++3O2+2氯化物體系組2：1密度，合金密度大于電解質(zhì)密度2粘度，熔融電解質(zhì)本身濃度，過(guò)大，陰極產(chǎn)生氯氣無(wú)法及時(shí)排出，稀土金屬無(wú)法很快落在接收器上）REC13體系中，加入KCl、NaCl降低粘度，加入氯化鈣提高粘度；三氧化二鋁加入氟化鋰、氟化鈉降低粘度，加入BaF2提高粘度3.電解質(zhì)導(dǎo)電率：（1）體系熔鹽溫度升高，電導(dǎo)率增大；（2）組成：氯化物體系中，加入氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀可提高電導(dǎo)率（3）稀土離子濃度增大，電導(dǎo)率下降（4）電解質(zhì)表面懸浮物（C、S）電導(dǎo)率下降4表面張力：a熔融的熔鹽電解質(zhì)與稀土金屬表面的張力b熔鹽與電解槽內(nèi)壁的表面張力5電解質(zhì)蒸氣壓電解過(guò)程反應(yīng)1分解電壓，加載電解兩段的持續(xù)分解電壓a分解電壓隨溫度的升高而降低b分解電壓隨稀土離子半徑減小而降低，c電解質(zhì)分解電壓大于稀土金屬離子2電化學(xué)反應(yīng)，氯化物體系：氯化鉀、稀土氯化物，陰極：RE3++3e-=RE陽(yáng)極2Cl—2e=Cl2氟化物體系：陰極：RE3++3e"=RE2稀土氧化物體系制備RE：電解質(zhì)：REF3、KF,被電解物質(zhì)：RE2O3=2RE3++3O2+；電解過(guò)程：1溶解反應(yīng)2電極反應(yīng)（a一次電化學(xué)反應(yīng)b二次電化學(xué)反應(yīng)）3陽(yáng)極反應(yīng)，現(xiàn)象：1電壓在電解過(guò)程中出現(xiàn)不穩(wěn)定，升高1—3倍，電流為零2會(huì)出現(xiàn)凸起，呈血紅色（電阻極?。?陰極附近有電火花，放電現(xiàn)象4陽(yáng)極無(wú)氣泡，陰極無(wú)金屬析出。陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生原因：由于陽(yáng)極附近02-濃度降低造成，F(xiàn)-離子濃度升高，C+F-=CF-；（導(dǎo)電）陽(yáng)極過(guò)程：一次電化學(xué)反應(yīng)，2O2--2e-=O2;4e-+O2-+C=CO2;O2+2C=2