稀土冶金學(xué) 教學(xué)大綱規(guī)范

1、稀土冶金學(xué)課程教學(xué)大綱一、稀土冶金學(xué)課程說明（一）課程代碼：08131023（二）課程英文名稱：Rare-Earth Metallurgy（三）開課對(duì)象：材料物理專業(yè)（四）課程性質(zhì)：專業(yè)選修課稀土冶金學(xué)是材料物理專業(yè)的一門專業(yè)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(xué)目的通過稀土冶金學(xué)的教學(xué)，使學(xué)生了解和掌握稀土冶金的基本理論，培養(yǎng)學(xué)生理論思維的能力，開闊學(xué)生的眼界，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。（六）教學(xué)內(nèi)容本課程主要內(nèi)容包括稀土元素及其主要化合物的性質(zhì)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(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)

2、使學(xué)生達(dá)到各章中所提的基本要求。（七）教學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)時(shí)數(shù)： 54學(xué)時(shí)學(xué)分?jǐn)?shù)： 3學(xué)分教學(xué)時(shí)數(shù)具體分配：教 學(xué) 內(nèi) 容講授實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐合計(jì)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(jì)5454（八）教學(xué)方式以課堂講授為主要形式的教學(xué)。（九）考核方式和成績記載說明考核方式為考試。嚴(yán)格考核學(xué)生出勤情況，達(dá)到學(xué)籍管理規(guī)定的曠課量取消考試資格。綜合成績根據(jù)平

3、時(shí)成績和期末成績?cè)u(píng)定，平時(shí)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(xué)要點(diǎn)：通過本章的教學(xué)，使學(xué)生初步了解稀土元素的概念、電子層結(jié)構(gòu)、稀土元素的原子半徑和離子半徑，稀土元素的物理化學(xué)性質(zhì)，稀土元素的主要化合物及其重要性質(zhì)，稀土元素的重要應(yīng)用1、使學(xué)生初步了解稀土元素的概念2、了解稀土元素的物理化學(xué)性質(zhì)3、了解、掌握稀土元素的主要化合物及其重要性質(zhì)4、了解稀土元素的重要應(yīng)用教學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 稀土元素及其電子層結(jié)構(gòu)一、稀土元素的概念二、稀土元素的電子層結(jié)構(gòu)三、稀土元素的原子半徑和離子半徑第二節(jié) 稀土元素的物理化學(xué)性質(zhì)一、稀土元素的物理性質(zhì)二、稀土

4、元素的化學(xué)性質(zhì)第三節(jié) 稀土元素的主要化合物及其重要性質(zhì)一、氧化物二、氫氧化物三、硫酸鹽及其復(fù)鹽四、硝酸鹽及其復(fù)鹽五、碳酸鹽及其復(fù)鹽六、草酸鹽七、磷酸鹽八、鹵素化合物九、稀土有機(jī)配合物第四節(jié) 稀土元素的重要應(yīng)用 一、稀土在冶金工業(yè)中的應(yīng)用 二、稀土在石油化工方面的應(yīng)用 三、稀土在玻璃、陶瓷方面的應(yīng)用 四、稀土在新材料方面的應(yīng)用 五、稀土在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用考核要求：1、稀土元素的概念、電子層結(jié)構(gòu)、原子半徑和離子半徑（識(shí)記）2、 稀土元素的物理化學(xué)性質(zhì)（領(lǐng)會(huì)）3、 稀土元素的主要化合物及其重要性質(zhì)（應(yīng)用）第二章 稀土礦物原料及其處理方法教學(xué)要點(diǎn)：使學(xué)生了解稀土礦物原料及其處理方法，掌握氟碳飾礦一獨(dú)居

5、石混合型精礦、獨(dú)居石精礦、了解風(fēng)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(dú)居石混合型精礦的處理3、掌握獨(dú)居石精礦的堿分解法4、掌握風(fēng)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(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 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(diǎn)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(jié) 氟碳飾礦一獨(dú)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(jié) 獨(dú)居石精礦的堿分解法 一、獨(dú)居石精礦的堿分解二、從堿分解產(chǎn)物中提取稀土

6、和除鐳三、磷酸三鈉（Na3PO4）的回收第四節(jié) 風(fēng)化殼淋積型稀土礦的處理 一 、風(fēng)化殼淋積型稀土礦的礦床特征 二、滲浸法處理風(fēng)化殼淋積型稀土礦的基本原理及規(guī)律 三、滲浸法處理風(fēng)化殼淋積型稀土礦的原則工藝及影響因素第五節(jié) 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(jié) 杭的回收處理方法 一、杭的資源特點(diǎn) 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(shí)記）2、氟碳飾礦一獨(dú)居石混合型精礦的處理（領(lǐng)會(huì)）3、獨(dú)居石精礦的堿分解法（領(lǐng)會(huì)）4、風(fēng)化殼淋積型稀土礦的處理（應(yīng)用）5、其它稀土礦的處理方法（識(shí)記）6、杭的回收處理方法（識(shí)記） 第三章溶劑萃取法分離稀

7、土元素教學(xué)要點(diǎn)： 使學(xué)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(yīng)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(jí)萃取理論。能掌握萃取設(shè)備的選擇，能運(yùn)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(shí)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(yīng)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(jí)理論7、掌握萃取設(shè)備的選擇8、能運(yùn)用使用水平攪拌混合澄清槽的操作方法教學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 溶劑萃取法分離稀土概述一、溶劑萃取的基本

8、知識(shí)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(diào)節(jié)劑第二節(jié) 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(yīng)用第三節(jié) 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(jià)柿第四節(jié) 堿性萃取劑萃取分離稀土第五節(jié) 混合溶劑萃取分離稀土第六節(jié) 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(jié) 稀土萃取串級(jí)理論的應(yīng)用 一、阿爾德斯公式二、徐光憲串級(jí)萃取理論第八節(jié) 萃取設(shè)備選擇與操作 一、萃取設(shè)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(shí)（識(shí)記）2、酸性萃取劑萃取稀土的基本原理（領(lǐng)會(huì)）3、酸性萃取劑在稀土分離中的應(yīng)用（領(lǐng)會(huì)）4、中性萃取劑萃取分離稀土（領(lǐng)會(huì)）5、稀土分離流程的組合原則（領(lǐng)會(huì)）6、稀土萃取串級(jí)理論（領(lǐng)會(huì)）7、萃取設(shè)備的選擇（領(lǐng)會(huì)）8、使用水平攪拌混合澄清槽的操作方法（應(yīng)用）第四章離子交換色層法分離稀土元素 教學(xué)要點(diǎn)：使學(xué)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(xué)時(shí)數(shù)：

10、8學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 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(jié) 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(jié) 稀土元素離子交換色層分離的實(shí)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(chǎn)故障考核要求：1、離子交換色層法的基本概念（識(shí)記）2、稀土元素離子交換色層分離的原理（領(lǐng)會(huì)）3、離子交換色層法分離鋱鎬的工藝流程（應(yīng)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(shí)記）第五章分離稀土的其它方法 教學(xué)要點(diǎn)：使學(xué)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(shù)在稀土冶金中的應(yīng)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(shù)在稀土冶金中的應(yīng)用教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 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(jié) 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(jié) 液膜萃取及其應(yīng)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(shù)在稀土冶金中的應(yīng)用考核要求：1、氧化還原法分離稀土的方法（領(lǐng)會(huì)）2、萃取色層分離的基本原理（領(lǐng)會(huì)）3、液膜的分類及其體系（識(shí)記）4、含載體液膜萃取的分離原理（領(lǐng)會(huì)）5、膜技術(shù)在稀土冶金中的應(yīng)用（識(shí)記）第六章稀土純化合物的制備教學(xué)要點(diǎn)：使學(xué)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(yùn)用3、理解無水稀土氟化物的制備方法并能運(yùn)用教學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 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(zhì)第二節(jié) 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(jié) 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(shí)記）2、無水稀土氯化物的制備方法（應(yīng)用）3、無水稀土氟化物的制備方法（應(yīng)用）第七章熔鹽電解法制取稀土金屬和合金教學(xué)要點(diǎn)：使學(xué)生理解稀土氯化物的熔鹽電解中熔鹽電解質(zhì)的性質(zhì)與組成，電極過程，工藝實(shí)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(shí)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(zhì)

14、的性質(zhì)與組成2、理解稀土氯化物熔鹽電解的電極過程、工藝實(shí)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(shí)踐4、了解熔鹽電解法直接制取稀土合金教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 稀土氯化物的熔鹽電解一、稀土氯化物熔鹽電解質(zhì)的性質(zhì)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(shí)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(jié) 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(shí)踐 三、稀土兩種熔鹽體系電解的比較第三節(jié) 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(zhì)的性質(zhì)與組成（領(lǐng)會(huì)）2、稀土氯化物熔鹽電解的電極過程、工藝實(shí)踐 （領(lǐng)會(huì)）3、稀土氧化物一氟化物的熔鹽電解的基本原理，工藝實(shí)踐（領(lǐng)會(huì)）4、熔鹽電解法直接制取稀土合金（識(shí)記）第八章還原法制取稀土金屬和合金教學(xué)要點(diǎn)：使學(xué)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(kuò)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(kuò)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(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 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(jié) 金屬熱還原法直接制取稀土合金一、鈣還原擴(kuò)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(jié) 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(shí)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(yīng)用）3、鈣還原擴(kuò)散法制取杉一鉆永磁合金（領(lǐng)會(huì)）4、硅熱還原法制取稀土硅鐵合金（領(lǐng)會(huì)）5、鋁熱還原法制取稀土鋁合金（領(lǐng)會(huì)）6、制取稀土金屬的其它方法（識(shí)記）第九章稀土金屬的精煉提純教學(xué)要點(diǎn)：使學(xué)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(shí)踐，了解區(qū)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(shí)踐。理解并能運(yùn)用電傳輸一區(qū)熔聯(lián)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(shí)踐3、了解區(qū)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(shí)踐5、理解并能運(yùn)用電傳輸一區(qū)熔聯(lián)合法提純稀土金屬6、了解電解精煉法提純稀土金屬教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 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(shí)踐第二節(jié) 區(qū)域熔煉法提純稀土金屬第三節(jié) 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(shí)踐三、電傳輸一區(qū)熔聯(lián)合法提純稀土金屬第四節(jié) 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(shí)記）2、真空蒸鎦提純稀土金屬的工藝實(shí)踐（領(lǐng)會(huì)）3、區(qū)域熔煉法提純稀土金屬（識(shí)記）4、電傳輸法提純稀土金屬的基本原理，工藝實(shí)踐（領(lǐng)會(huì)）5、并能運(yùn)用電傳輸一區(qū)熔聯(lián)合法提純稀土金屬（應(yīng)用）6、電解精煉法提純稀土金屬（識(shí)記）三、推薦教材和參考書目、稀土冶金學(xué)，吳文遠(yuǎn) 主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2001年9月、稀土，(稀土)編寫組編著，冶金工業(yè)出版社，1978年，、稀有金屬冶金學(xué)，李洪桂主編，冶金工業(yè)出版社，1990年、稀土冶金學(xué)，呂松濤主編