稀土冶金学教学大纲规范

1、稀土冶金学课程教学大纲一、稀土冶金学课程说明（一）课程代码：08131023（二）课程英文名称：Rare-Earth Metallurgy（三）开课对象：材料物理专业（四）课程性质：专业选修课稀土冶金学是材料物理专业的一门专业选修课。本课程的目的在于介绍了稀土冶金过程的原理及工艺。（五）教学目的通过稀土冶金学的教学，使学生了解和掌握稀土冶金的基本理论，培养学生理论思维的能力，开阔学生的眼界，培养学生学习兴趣。（六）教学内容本课程主要内容包括稀土元素及其主要化合物的性质和特征、稀土矿物原料及其处理、稀土元素分离、稀土纯化合 物制备、稀土金属及其合金的制取、稀土金属的精炼提纯等。通过教学的各个环节

2、使学生达到各章中所提的基本要求。（七）教学时数教学时数： 54学时学分数： 3学分教学时数具体分配：教 学 内 容讲授实验/实践合计第一章 绪论22第二章 稀土矿物原料及其处理方法44第三章 溶剂萃取法分离稀土元素66第四章 离子交换色层法分离稀土元素88第五章 分离稀土的其它方法44第六章 稀土纯化合物的制备1010第七章 熔盐电解法制取稀土金属和合金88第八章 还原法制取稀土金属和合金88第九章 稀土金属的精炼提纯44合 计5454（八）教学方式以课堂讲授为主要形式的教学。（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平

3、时成绩和期末成绩评定，平时成绩占20% ，期末成绩占80% 。二、讲授大纲与各章的基本要求第一章 绪论教学要点：通过本章的教学，使学生初步了解稀土元素的概念、电子层结构、稀土元素的原子半径和离子半径，稀土元素的物理化学性质，稀土元素的主要化合物及其重要性质，稀土元素的重要应用1、使学生初步了解稀土元素的概念2、了解稀土元素的物理化学性质3、了解、掌握稀土元素的主要化合物及其重要性质4、了解稀土元素的重要应用教学时数：2学时教学内容：第一节 稀土元素及其电子层结构一、稀土元素的概念二、稀土元素的电子层结构三、稀土元素的原子半径和离子半径第二节 稀土元素的物理化学性质一、稀土元素的物理性质二、稀土

4、元素的化学性质第三节 稀土元素的主要化合物及其重要性质一、氧化物二、氢氧化物三、硫酸盐及其复盐四、硝酸盐及其复盐五、碳酸盐及其复盐六、草酸盐七、磷酸盐八、卤素化合物九、稀土有机配合物第四节 稀土元素的重要应用 一、稀土在冶金工业中的应用 二、稀土在石油化工方面的应用 三、稀土在玻璃、陶瓷方面的应用 四、稀土在新材料方面的应用 五、稀土在其它领域中的应用考核要求：1、稀土元素的概念、电子层结构、原子半径和离子半径（识记）2、 稀土元素的物理化学性质（领会）3、 稀土元素的主要化合物及其重要性质（应用）第二章 稀土矿物原料及其处理方法教学要点：使学生了解稀土矿物原料及其处理方法，掌握氟碳饰矿一独居

5、石混合型精矿、独居石精矿、了解风化壳淋积型稀土矿等的处理，以及杭的回收处理方法1、了解稀土矿物原料的处理方法2、掌握氟碳饰矿一独居石混合型精矿的处理3、掌握独居石精矿的碱分解法4、掌握风化壳淋积型稀土矿的处理5、了解其它稀土矿的处理方法6、了解杭的回收处理方法教学时数：4学时教学内容：第一节 稀土矿物原料及其处理方法概述一、稀土在自然界的分布及其特点二、稀土元素的矿物原料及其分类三、世界及我国的主要稀土资源四、稀土矿物原料处理方法概述第二节 氟碳饰矿一独居石混合型精矿的处理 一、浓硫酸焙烧分解法 二、苛性钠溶液分解法第三节 独居石精矿的碱分解法 一、独居石精矿的碱分解二、从碱分解产物中提取稀土

6、和除镭三、磷酸三钠（Na3PO4）的回收第四节 风化壳淋积型稀土矿的处理 一 、风化壳淋积型稀土矿的矿床特征 二、渗浸法处理风化壳淋积型稀土矿的基本原理及规律 三、渗浸法处理风化壳淋积型稀土矿的原则工艺及影响因素第五节 其它稀土矿的处理方法一、氟碳柿矿的处理二、磷忆矿的处理三 、揭忆妮矿的处理第六节 杭的回收处理方法 一、杭的资源特点 二、氧化锐提取工艺举例考核要求：1、稀土矿物原料的处理方法（识记）2、氟碳饰矿一独居石混合型精矿的处理（领会）3、独居石精矿的碱分解法（领会）4、风化壳淋积型稀土矿的处理（应用）5、其它稀土矿的处理方法（识记）6、杭的回收处理方法（识记） 第三章溶剂萃取法分离稀

7、土元素教学要点： 使学生了解溶剂萃取法分离稀土，了解酸性萃取剂萃取稀土的基本原理，掌握其应用，掌握中性萃取剂萃取分离稀土的方法。掌握稀土分离流程的组合原则及稀土全分离流程的可能方案。理解阿尔德斯公式和徐光宪串级萃取理论。能掌握萃取设备的选择，能运用使用水平搅拌混合澄清槽的操作方法1、了解溶剂萃取的基本知识2、掌握酸性萃取剂萃取稀土的基本原理3、掌握酸性萃取剂在稀土分离中的应用4、掌握中性萃取剂萃取分离稀土5、掌握稀土分离流程的组合原则6、理解稀土萃取串级理论7、掌握萃取设备的选择8、能运用使用水平搅拌混合澄清槽的操作方法教学时数：6学时教学内容：第一节 溶剂萃取法分离稀土概述一、溶剂萃取的基本

8、知识二、稀土萃取过程中常用的萃取剂三、稀土萃取过程中常用的稀释剂与相调节剂第二节 酸性萃取剂萃取分离稀土一、 酸性萃取剂萃取稀土的基本原理二、 酸性萃取剂在稀土分离中的应用第三节 中性萃取剂萃取分离稀土一、 P350一HNO3体系提取纯氧化翻二、TBP一HNO3体系萃取四价柿第四节 碱性萃取剂萃取分离稀土第五节 混合溶剂萃取分离稀土第六节 以萃取法为主的稀土全分离方案 一、稀土分离流程的组合原则 二、稀土全分离流程的可能方案举例第七节 稀土萃取串级理论的应用 一、阿尔德斯公式二、徐光宪串级萃取理论第八节 萃取设备选择与操作 一、萃取设备的选择二、使用水平搅拌混合澄清槽的操作方法考核要求：1、溶

9、剂萃取的基本知识（识记）2、酸性萃取剂萃取稀土的基本原理（领会）3、酸性萃取剂在稀土分离中的应用（领会）4、中性萃取剂萃取分离稀土（领会）5、稀土分离流程的组合原则（领会）6、稀土萃取串级理论（领会）7、萃取设备的选择（领会）8、使用水平搅拌混合澄清槽的操作方法（应用）第四章离子交换色层法分离稀土元素 教学要点：使学生了解离子交换色层法的基本概念，理解稀土元素离子交换色层分离的原理，掌握离子交换色层法分离铽镐的工艺流程 1、了解离子交换色层法的基本概念2、理解稀土元素离子交换色层分离的原理3、掌握离子交换色层法分离铽镐的工艺流程4、了解离子交换色层法分离制取其它纯重稀土元素的工艺条件教学时数：

10、8学时教学内容：第一节 离子交换色层法的基本概念 一、配合淋洗剂 二、离子交换平衡第二节 稀土元素离子交换色层分离的原理一、稀土元素在吸附柱上的吸附过程 二、稀土元素在吸附柱上的淋洗过程三、稀土元素在分离柱上的淋洗过程四、延缓离子的选择五、影响稀土元素离子交换色层分离的因素第三节 稀土元素离子交换色层分离的实践一、离子交换色层法分离铽镐的工艺流程二、离子交换色层法分离制取其它纯重稀土元素的工艺条件三、离子交换分离稀土元素的常见生产故障考核要求：1、离子交换色层法的基本概念（识记）2、稀土元素离子交换色层分离的原理（领会）3、离子交换色层法分离铽镐的工艺流程（应用）4、离子交换色层法分离制取其它

11、纯重稀土元素的工艺条件（识记）第五章分离稀土的其它方法 教学要点：使学生理解氧化还原法分离稀土的方法，理解萃取色层分离的基本原理，了解液膜的分类及其体系，理解含载体液膜萃取的分离原理，了解膜技术在稀土冶金中的应用 1、理解氧化还原法分离稀土的方法2、理解萃取色层分离的基本原理3、了解液膜的分类及其体系4、理解含载体液膜萃取的分离原理5、了解膜技术在稀土冶金中的应用教学时数：4学时教学内容：第一节 氧化还原法分离稀土 一、柿的氧化分离法 二、铺的还原分离法第二节 萃取色层法分离稀土 一、萃取色层分离的基本原理二、萃取色层法分离提取高纯稀土化合物第三节 液膜萃取及其应用 一、液膜的分类及其体系二、

12、含载体液膜萃取的分离原理三、膜技术在稀土冶金中的应用考核要求：1、氧化还原法分离稀土的方法（领会）2、萃取色层分离的基本原理（领会）3、液膜的分类及其体系（识记）4、含载体液膜萃取的分离原理（领会）5、膜技术在稀土冶金中的应用（识记）第六章稀土纯化合物的制备教学要点：使学生了解制取稀土氧化物的基本方法，懂得无水稀土氯化物的制备方法，以及无水稀土氟化物的制备方法。1、了解制取稀土氧化物的基本方法2、理解无水稀土氯化物的制备方法并能运用3、理解无水稀土氟化物的制备方法并能运用教学时数：10学时教学内容：第一节 纯稀土氧化物的制备一、制取稀土氧化物的基本方法二、从稀土氧化物中除去非稀土杂质第二节 无

13、水稀土氯化物的制备一、水合稀土氯化物的制备及脱水二、稀土氧化物的直接氯化三、稀土氯化物的提纯四、稀土二元氯化物的制备第三节 无水稀土氟化物的制备一、水合稀土氟化物的制备及脱水二、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（识记）2、无水稀土氯化物的制备方法（应用）3、无水稀土氟化物的制备方法（应用）第七章熔盐电解法制取稀土金属和合金教学要点：使学生理解稀土氯化物的熔盐电解中熔盐电解质的性质与组成，电极过程，工艺实践，电流效率及其影响因素。理解稀土氧化物一氟化物的熔盐电解的基本原理，工艺实践以及稀土两种熔盐体系电解的比较。了解熔盐电解法直接制取稀土合金1、理解稀土氯化物熔盐电解质

14、的性质与组成2、理解稀土氯化物熔盐电解的电极过程、工艺实践 3、理解稀土氧化物一氟化物的熔盐电解的基本原理，工艺实践4、了解熔盐电解法直接制取稀土合金教学时数：8学时教学内容：第一节 稀土氯化物的熔盐电解一、稀土氯化物熔盐电解质的性质与组成二、稀土氯化物熔盐电解的电极过程 三、稀土氯化物熔盐电解的工艺实践 四、稀土氯化物熔盐电解的电流效率及其影响因素 第二节 稀土氧化物一氟化物的熔盐电解一、稀土氧化物一氛化物熔盐电解的基本原理 二、稀土氧化物一氟化物熔盐电解的工艺实践 三、稀土两种熔盐体系电解的比较第三节 熔盐电解法直接制取稀土合金一、液体阴极电解法制取稀土中间合金 二、电解共析法制取稀土中间

15、合金 三、固体自耗阴极电解法制取稀土中间合金考核要求：1、稀土氯化物熔盐电解质的性质与组成（领会）2、稀土氯化物熔盐电解的电极过程、工艺实践 （领会）3、稀土氧化物一氟化物的熔盐电解的基本原理，工艺实践（领会）4、熔盐电解法直接制取稀土合金（识记）第八章还原法制取稀土金属和合金教学要点：使学生了解金属热还原法制取稀土金属的基本原理，稀土氟化物的钙热还原法、锂热还原法、镧 (铈)热还原法 ，理解金属热还原法直接制取稀土合金的方法，包括钙还原扩散法制取杉一钻永磁合金、硅热还原法制取稀土硅铁合金、铝热还原法制取稀土铝合金。了解制取稀土金属的其它方法1、了解金属热还原法制取稀土金属的基本原理2、理解稀

16、土氟化物的钙热还原法、锂热还原法、镧 (铈)热还原法3、理解钙还原扩散法制取杉一钻永磁合金4、理解硅热还原法制取稀土硅铁合金5、理解铝热还原法制取稀土铝合金6、了解制取稀土金属的其它方法教学时数：8学时教学内容：第一节 金属热还原法制取稀土金属一、金属热还原法制取稀土金属的基本原理 二、稀土氟化物的钙热还原法 三、稀土氯化物的锂热还原法 四、稀土氧化物的镧 (铈)热还原法 五、中间合金法制取稀土金属 第二节 金属热还原法直接制取稀土合金一、钙还原扩散法制取杉一钻永磁合金 二、硅热还原法制取稀土硅铁合金 三、铝热还原法制取稀土铝合金第三节 制取稀土金属的其它方法考核要求：1、金属热还原法制取稀土

17、金属的基本原理（识记）2、稀土氟化物的钙热还原法、锂热还原法、镧 (铈)热还原法（应用）3、钙还原扩散法制取杉一钻永磁合金（领会）4、硅热还原法制取稀土硅铁合金（领会）5、铝热还原法制取稀土铝合金（领会）6、制取稀土金属的其它方法（识记）第九章稀土金属的精炼提纯教学要点：使学生了解真空蒸镏提纯稀土金属的基本原理，理解真空蒸镏提纯稀土金属的工艺实践，了解区域熔炼法提纯稀土金属，理解电传输法提纯稀土金属的基本原理，工艺实践。理解并能运用电传输一区熔联合法提纯稀土金属。了解电解精炼法提纯稀土金属1、了解真空蒸镏提纯稀土金属的基本原理2、理解真空蒸镏提纯稀土金属的工艺实践3、了解区域熔炼法提纯稀土金属

18、4、理解电传输法提纯稀土金属的基本原理，工艺实践5、理解并能运用电传输一区熔联合法提纯稀土金属6、了解电解精炼法提纯稀土金属教学时数：4学时教学内容：第一节 真空蒸馏法提纯稀土金属一、真空蒸镏提纯稀土金属的基本原理 二、真空蒸镏提纯稀土金属的工艺实践第二节 区域熔炼法提纯稀土金属第三节 电传输法提纯稀土金属一、电传输法提纯稀土金属的基本原理二、电传输法提纯稀土金属的工艺实践三、电传输一区熔联合法提纯稀土金属第四节 电解精炼法提纯稀土金属考核要求：1、真空蒸镏提纯稀土金属的基本原理（识记）2、真空蒸镏提纯稀土金属的工艺实践（领会）3、区域熔炼法提纯稀土金属（识记）4、电传输法提纯稀土金属的基本原理，工艺实践（领会）5、并能运用电传输一区熔联合法提纯稀土金属（应用）6、电解精炼法提纯稀土金属（识记）三、推荐教材和参考书目、稀土冶金学，吴文远 主编，化学工业出版社，2001年9月、稀土，(稀土)编写组编著，冶金工业出版社，1978年，、稀有金属冶金学，李洪桂主编，冶金工业出版社，1990年、稀土冶金学，吕松涛主编