有色金屬冶金期末考試總結(jié)材料

1、第一章 氧化鋁生產(chǎn)1 有色金屬的分類？輕金屬 重金屬 稀有金屬 貴金屬輕金屬（light metals)： 密度小于5.0,很高的化學活性，還原電位小于零 用熔鹽電解、金屬熱還原法來提取。 鋁、鎂、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇 重金屬(heavy metals)：密度大于5.0， 化學活性較低 用火法冶金或濕法冶金方法來提取銅、鎳、鈷、鉛、鋅、錫、銻、汞、鎘、鉍等 10種常用有色金屬因產(chǎn)量大，用途廣，價格低，稱為常用有色金屬或賤金屬。 Al、Cu、Zn Pb、Ni、Mg、Sn、Sb、Ti、Hg貴金屬(precious metals)：由于化學活性低，又稱惰性金屬。 金(Au)、銀(Ag)和鉑族金屬（Pt

2、、Pd、Rh、Ir、Os、Ru )。稀有金屬(rare metals)： 是一種習慣稱呼，是沿用至今的一個歷史名詞； 或在地殼中豐度小，天然資源少； 或雖豐度大，賦存分散，經(jīng)濟提取難； 或性質(zhì)接近難分離成單一金屬；或開發(fā)較晚，過去使用的較少稀有金屬按元素物理化學性質(zhì)、賦存狀態(tài)，生產(chǎn)工藝以及其他一些特征，分為稀有輕金屬、稀有高熔點金屬、稀有分散性金屬、稀土金屬和稀有放射性金屬。2. 冶金方法，主要的有色金屬冶金方法有：火法冶金、濕法冶金、電冶金火法冶金：在高溫下礦石或精礦經(jīng)熔煉與精煉反應及熔化作業(yè)，使其中的有色金屬與脈石和雜質(zhì)分開，獲得較純有色金屬的過程。 包括原料準備、熔煉和精煉三個主要工序。

3、過程所需能源主要靠燃料燃燒供給，也有依靠過程中的化學反應熱來提供。濕法冶金：它是在常溫（或低于100）常壓或高溫（100-300 ）高壓下，用溶劑處理礦石或精礦，使所要提取的有色金屬溶解于溶液中，而其它雜質(zhì)不溶解，然后再從溶液中將有色金屬提取和分離出來的過程。主要包括浸出、分離與富集和提取過程。電冶金：利用電能提取和精煉有色金屬的方法。A、電熱冶金：利用電能轉(zhuǎn)變成熱能在高溫下提煉有色金屬，本質(zhì)同火法冶金。B、電化學冶金：用電化學反應使有色金屬從所含鹽類的水溶液或熔體中析出。前者稱為水溶液電解，可歸入濕法冶金；后者稱為熔鹽電解，可歸入火法冶金。3. 有色金屬冶金主要單元過程（1）焙燒： 將礦石或

4、精礦置于適當?shù)臍夥障拢訜嶂恋陀谒鼈兊娜埸c溫度，發(fā)生氧化、還原或其它化學變化的過程。其目的是改變原料中提取對象的化學組成，滿足熔煉或浸出的要求。按控制的氣氛不同，分為：氧化焙燒：還原焙燒： 硫酸化焙燒： 氯化焙燒等。（2）煅燒：將碳酸鹽或氫氧化物的礦物原料在空氣中加熱分解，除去二氧化碳或水分變成氧化物的過程。 如石灰石煅燒為石灰；氫氧化鋁煅燒成氧化鋁，作電解鋁原料。（3）燒結(jié)和球團： 將粉礦或精礦經(jīng)加熱焙燒，固結(jié)成多孔狀或球狀的物料，以適應下一工序熔煉的要求。（4）熔煉： 是指將處理好的礦石、精礦或其他原料，在高溫下通過氧化還原反應，使礦物原料中有色金屬組分與脈石和雜質(zhì)分離為兩個液相層即金屬（

5、或金屬锍）液和熔渣的過程，也叫冶煉。分為：還原熔煉：造锍熔煉：氧化吹煉：（5）火法精煉：在高溫下進一步處理熔煉、吹煉所得的含有少量雜質(zhì)的粗金屬以提高其純度。種類：氧化精煉、硫化精煉、氯化精煉、熔析精煉、堿性精煉、區(qū)域精煉、真空冶金、蒸餾等。（6）浸出：用適當?shù)慕鰟ㄈ缢?、堿、鹽等水溶液）選擇性地與礦石、精礦、焙砂等礦物原料中金屬組分發(fā)生化學作用，并使之溶解而與其它不溶組分初步分離的過程。浸出又稱浸取、溶出、濕法分解。（7）液固分離：該過程是將礦物原料經(jīng)過酸、堿等溶液處理后的殘渣與浸出液組成的懸浮液分離成液相與固相的濕法冶金單元過程。主要有物理方法和機械方法：重力沉降、離心分離、過濾等。（8）

6、溶液凈化：將礦物原料中與欲提取的有色金屬一道溶解進入浸出液的雜質(zhì)金屬除去的濕法冶金單元過程。凈液的目的是使雜質(zhì)不至于危害下一工序?qū)χ鹘饘俚奶崛?。方法主要有：結(jié)晶、蒸餾、沉淀、置換、溶劑萃取、離子交換、電滲析和膜分離等。（9）水溶液電解：利用電能轉(zhuǎn)化的化學能使溶液中的金屬離子還原為金屬而析出，或使粗金屬陽極經(jīng)由溶液精煉沉積于陰極。前者稱為電解提取或電解沉積（簡稱電積），也稱不溶陽極電解，如銅電積；后者以粗金屬為原料進行精煉，稱為電解精煉或可溶陽極電解，如粗銅、粗鉛的電解精煉。（10）熔鹽電解：利用電熱維持熔鹽所要求的高溫，又利用直流電轉(zhuǎn)換的化學能自熔鹽中還原金屬，如鋁、鎂、鈉、鉭、鈮的熔鹽電解生

7、產(chǎn)。3. 鋁合金的種類鑄造鋁合金：Al-Si,Al-Cu,Al-Mg,Al-Zn系 和變形鋁合金（加工用鋁合金）4. 各種鋁用電解法或其它方法直接生產(chǎn)出來的純鋁稱為原鋁(99.7-98%): Al-00(特一號鋁):99.7%；Al-0(特二)：99.6； Al-1:99.5; Al-2:99; Al-3:98%精鋁：99.95-99.995 特級精鋁：Al99.995;一級精鋁：Al99.99;二級精鋁：Al99.95 高純鋁：99.9995-99.999 Al-05:99.999%;Al-055:99.9995%超高純度鋁：99.9999-99.99999（6N-7N）5. 現(xiàn)代鋁工業(yè)三個

8、主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)（1）從鋁土礦提取純氧化鋁（2）用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)鋁（3）鋁加工輔助環(huán)節(jié)： （1）炭素電極制造 （2）氟鹽生產(chǎn)現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)流程簡圖6. 鋁電解原理現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)，主要采用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法，其中氧化鋁是煉鋁的原料，冰晶石是熔劑。直流電通入電解槽，在陰極和陽極上發(fā)生電化學反應。電解產(chǎn)物，陰極上是液體鋁，陽極上是氣體CO2（75-80%）和CO（20-25%）。在工業(yè)電解槽內(nèi)，電解質(zhì)通常由質(zhì)量分數(shù)為95%的冰晶石和5%的氧化鋁組成，電解溫度為950-970。電解液的密度約為2.1g/cm3，鋁液密度為2.3 g/cm3，兩者因密度差而上下分層。鋁液用真空抬包抽出后，

9、經(jīng)過凈化和過濾，澆鑄成商品鋁錠，純度達99.5 -99.8%。陽極氣體中還含有少量有害的氟化物、瀝青煙氣和二氧化硫。經(jīng)過凈化后，廢氣排入大氣，收回的氟化物返回電解槽內(nèi)繼續(xù)使用。7 鋁土礦分類鋁土礦是含鋁礦物和赤鐵礦、針鐵礦、高嶺石、銳鐵礦、金紅石、鈦鐵礦等礦物的混合礦，是現(xiàn)代電解法煉鋁的原料。鋁土礦的化學成分質(zhì)量分數(shù)和主要礦物成分鋁土礦類型三水鋁石一水軟鋁石一水硬鋁石組成Al2O3·3H2OAl2O3·H2OAl2O3·H2O最高Al2O3%65.485.085.0晶系單斜正方正方硬度2.53.53.54.06.57.0密度2.423.013.44快速脫水溫度/1

10、50350450在每升Na2O水溶液中Al2O3溶解度/g(125 )10545基本不溶8 中國鋁土礦的特點我國鋁土礦的特點高硅、高鋁和低鐵，為一水硬鋁石型，礦石中鋁硅比在47之間m(Al2O3)/ m(SiO2)。福建、河南和廣西有少量的三水鋁石型鋁土礦。9. 鋁土礦質(zhì)量評價標準A、礦石類型B、礦石中可溶性氧化鋁含量可溶性氧化鋁含量是由氧化鋁總量減去由氧化硅生成羥基方鈉石化合物所損失的氧化鋁量。鋁土礦的可溶性 堿液溶出次序：三水鋁石型、一水軟鋁石型、一水硬鋁石型。10. 從鋁土礦中提取氧化鋁的方法生產(chǎn)氧化鋁的方法分為堿法(如拜耳法、燒結(jié)法、拜耳燒結(jié)聯(lián)合法）、酸法和電熱法。工業(yè)應用的只有堿法。

11、用各種無機酸（硫酸、鹽酸、硝酸）處理含鋁原料時，原料中的氧化硅基本上不與酸起反應而殘留在渣中。得到的含鐵鋁鹽酸性水溶液經(jīng)除鐵凈化后，可通過不同的方法得到鋁鹽水合物結(jié)晶或氫氧化鋁結(jié)晶，煅燒這些結(jié)晶得到氧化鋁。酸法分為硫酸法和鹽酸法。設備腐蝕、能耗高，尚未工業(yè)應用。電熱法也尚未工業(yè)應用。拜耳法生產(chǎn)氧化鋁占世界95%，主要采用三水鋁石型鋁土礦從鋁土礦中提取鋁的簡要生產(chǎn)流程11拜耳法拜耳法原理：用苛性鈉溶液(其質(zhì)量濃度為130350gNa2O/L)在加熱的條件下將鋁土礦中的各種氧化鋁水合物溶解出來，生成鋁酸鈉溶液，此種溶液經(jīng)稀釋后在冷卻的條件下分解出純的氫氧化鋁，同時重新生成苛性鈉溶液，供循環(huán)使用。流

12、程見下頁拜耳法流程包括三個主要步驟：鋁土礦溶出；鋁酸鈉溶液分解；氫氧化鋁煅燒溶出：指把鋁土礦中的氧化鋁水合物（Al2O3·xH2O)溶解在苛性鈉（NaOH)中，生成鋁酸鈉溶液。Al2O3·xH2O + 2 NaOH = 2NaAlO2 + (x+1)H2O Al(OH)3 + NaOH = NaAl(OH)4 AlOOH + NaOH + H2O = NaAl(OH)4分解：析出固體氫氧化鋁 2NaAlO2 + 4H2O = 2NaOH +Al2O3·xH2O (添加晶種 Al2O3·3H2O） 煅燒：Al2O3·3H2O = Al2O3 +

13、3H2O （高溫1100）鋁土礦的溶出率赤泥：在鋁土礦溶出過程中，鋁土礦中的不溶物殘渣，經(jīng)沉降分離和洗滌過濾后排除。在鋁土礦溶出過程中，赤鐵礦實際上也不溶于苛性鈉溶液中，全部進入沉淀中，由于赤鐵礦呈紅色，沉淀物也呈紅色，此種殘渣稱為赤泥，數(shù)量巨大鋁酸鈉溶液 ：鋁酸鈉溶液中的Na2O和Al2O3的比值，來表示溶液中氧化鋁的飽和程度。兩種表示方法：A、采用物質(zhì)的摩爾比n(Na2O)/n(Al2O3), 其中的Na2O是按苛性堿NaOH濃度計算，叫苛性比，符號aK 。中國與俄羅斯B、采用物質(zhì)的質(zhì)量比m(Na2O)/ m(Al2O3), 符號為A/C，其中的Na2O按當量Na2CO3計算。美國使用。鋁

14、土礦的配入量aK 1.5-1.7按所溶出溶液苛性計算,循環(huán)性堿液的aK 3.1-3.4公式見6頁拜耳法流程鋁土礦的溶出率計算公式 鋁土礦中的含硅礦物在苛性堿溶液中有不同的溶解度，其中卵白石（SiO2·H2O)化學活性最大，最易溶解，在100以下，生成硅酸鈉： SiO2+2NaOH = Na2SiO3 + H2O 此硅酸鈉與鋁酸鈉溶液起反應生成含水鋁硅酸鈉沉淀。 在高壓溶出的條件下，進入赤泥中的含水鋁硅酸鈉的組成大致相當于Na2O*Al2O3*1.7SiO2*nH2O（n可以大于2）。從式可知，每1kg的SiO2要結(jié)合1kg的Al2O3和0.6kg的Na2O。鋁土礦中氧化鋁的理論溶出率

15、： n = w(Al2O3) w(SiO2)/ w(Al2O3)×100% = A/S 1/A/S ×100% =1-1/(A/S) ×100% 式中A/S為鋁土礦的鋁硅比（質(zhì)量比） A/S越高，礦石越容易溶解，理論溶出率越高。12. 拜耳-燒結(jié)聯(lián)合法特點：用于處理氧化鋁與氧化硅質(zhì)量比為5-7的中等品位鋁土礦，其特點是用燒結(jié)法系統(tǒng)所得的鋁酸鈉溶液來補充拜耳法系統(tǒng)中堿損失。形式：串聯(lián)（美國、前蘇聯(lián)）、并聯(lián)（前蘇聯(lián)）、混聯(lián)（中國）（1）串聯(lián)先用拜耳法處理中等品位鋁土礦，然后用燒結(jié)法處理拜耳法中留下來的赤泥中的氧化鋁。因為直接用拜耳法處理含氧化硅較高的中等品位的鋁土礦時

16、，會有較多的氧化鋁和堿損失于赤泥中，如果將拜耳法赤泥配入所需碳酸鈉和堿石灰后再進行燒結(jié)處理，就可以以鋁酸鈉的形式回收其中的氧化鋁和堿，并把回收的鋁酸鈉溶液并入拜耳法系統(tǒng)，這就可以降低堿耗，提高氧化鋁的總回收率，并用純堿來補充拜耳法系統(tǒng)的苛性鈉損失。（2）并聯(lián)法 以拜耳法處理高品位的鋁土礦，同時以燒結(jié)法處理低品位的鋁土礦的氧化鋁生產(chǎn)方法。（兩套流程并行）（3）混聯(lián)法先用拜耳法處理高品位鋁土礦，然后用拜而法赤泥+低品位鋁土礦共同燒結(jié)的氧化鋁生產(chǎn)方法?；炻?lián)法實際上相當于一個串聯(lián)廠與一個燒結(jié)廠同時生產(chǎn)，見工藝流程圖。由于在處理低鐵鋁土礦時，拜耳法赤泥燒結(jié)配入的純堿量不足以補充拜耳法系統(tǒng)的堿損失，于是采

17、用拜耳法赤泥加入低品位鋁土礦共同燒結(jié)的方法來擴大堿的來源。燒結(jié)法系統(tǒng)所產(chǎn)的鋁酸鈉溶液除補充拜耳法系統(tǒng)的堿耗外，多余的部分通過碳化分解產(chǎn)出氫氧化鋁。缺點：流程長、設備繁多、控制復雜、 能耗高。國內(nèi)新方法：選礦 拜耳法；國外：拜耳 水熱聯(lián)合法、拜耳 高壓水化學聯(lián)合法流程圖見7頁13. 對氧化鋁的要求煉鋁用氧化鋁的質(zhì)量要求：純度高、a-氧化鋁含量低、小于40mm的粒度比例小，并且比表面積大于50m2/g 。主要雜質(zhì)：氧化鈉、氧化鈣、氧化硅、氧化鈦、鐵、磷、釩、硅等。粒度要求：限制大于200 mm和小于44 mm的比例。14. 鋁電解熔融電解質(zhì)體系的導電機理及鋁電解原理熔融電解質(zhì)體系的構(gòu)成：電極、電解

18、質(zhì)、盛置電解質(zhì)的容器。電極：分為陰極(C)和陽極(A)兩種，它們分別與直流電源的負極(-)和正極(+)連接。電極表面附近雙電層是電化學反應發(fā)生的場所，一、二類導體的界面電極可由惰性材料或活性材料構(gòu)成，屬于第一類導體（電子導電）電解質(zhì)：熔融鹽電解質(zhì)直接同電極接觸，構(gòu)成雙電層。熔融電解質(zhì)屬于第二類導體（離子導電）鋁電解原理：熔融鋁電解質(zhì)溫度高達950-970。在鋁電解中，含氧陰離子在陽極上失去電子后，生成氣體O2或CO2和CO，視電極材料而異：如果陽極并不參與電化學反應，則屬于惰性陽極，生成氧氣；如果陽極參與了電化學反應，則屬于活性陽極，例如炭陽極，生成氣體CO2和CO。鋁離子在陰極上獲得電子之后

19、生成鋁高溫的冰晶石熔液具有很大的腐蝕性，所以盛置電解質(zhì)的容器用內(nèi)部鋪砌炭素材料的鋼殼構(gòu)成。工業(yè)鋁電解質(zhì)中冰晶石和氟化鋁是熔劑，氧化鋁是煉鋁原料，另外有的還添加氟化鈣、氟化鎂和氟化鋰鋁電解電極反應（1）陰極反應 在熔融鋁電解質(zhì)中，鈉離子的遷移數(shù)約為99%，但是它并不在陰極上放電。在工業(yè)應用的電解質(zhì)組成的溫度范圍內(nèi)，生成液體鋁的可逆電勢大約比生成液體鈉（壓力為1大氣 壓）的低0.24V,所以陰極上Al3+優(yōu)先放電，而且鋁電解過程是一種三電子的遷移過程。由于陰極上離子放電不存在很大的過電壓，析出鋁的過電壓大約是10 -100mV。所以陰極上析出金屬的反應主要是析出鋁。在陰極雙電層中，鋁-氧-氟絡合例

20、子中的Al3+受陰極的吸引，掙脫掉絡離子的束縛，往布滿著電子的陰極上靠攏，發(fā)生三電子轉(zhuǎn)移的電極反應，生成液體鋁： Al3+ + 3e = Al（液），這就是陰極上的主反應。 （2）陽極反應陽極反應比較復雜，因為陽極是用碳制造的，炭陽極是一種活潑材料，它參與了陽極電化學反應。鋁電解中陽極主反應便是鋁-氧-氟離子中的O2-在炭陽極上放電，生成CO2的反應： 3 O2- + 1.5C 6e = 1.5CO2(氣)解的總反應式: Al2O3 + 1.5C = 2Al(液) +1.5CO2(氣) 炭陽極的理論消耗量是333kg/t(Al) 1.5 ×12/54×100% =333kg

21、(C) /t (Al) C生成CO2時的電化學當量，按法拉第定律算出： 已知：12.011 碳的相對原子質(zhì)量; 4 碳的化合價; 96485 法拉第常數(shù),A·s； 3600 每小時的秒數(shù)，s。碳的當量值= 12.011/4 =3.0028g 1法拉第 = 96485/3600 = 26.8A·h碳的電化學當量值 = 3.0028/26.8 = 0.1120g/ A·h工業(yè)鋁電解槽的陽極氣體組成中CO2，CO的質(zhì)量分數(shù)分別為70-80%，20-30%。陽極實際消耗約為400kg。其中存在多量CO主要是由于溶解在電解質(zhì)中的鋁同一次氣體CO2發(fā)生逆反應生成的： 3CO2

22、（氣）+2Al （溶解的）= Al2O3 （溶解的）+3CO（氣）鋁電解槽是煉鋁的主體設備電解槽槽型：（1）自焙陽極電解槽：上插式、側(cè)插式（2）預焙陽極電解槽：不連續(xù)、連續(xù)式 目前全世界預焙槽占70%，自焙槽占30%。自焙槽和預焙槽比較：（1）在電解過程中，陽極大約以0.8-1.0 mm/h速度連續(xù)消耗，自焙槽可連續(xù)使用，而預焙槽不能連續(xù)使用，須定期更換；（2）自焙槽散發(fā)氟化物，瀝青煙氣，而預焙槽不散發(fā)煙氣，污染環(huán)境；陽極電壓：預焙槽陽極電壓降只有0.3V，而自焙槽陽極電壓降為0.4-0.5V，電耗比預焙槽高1000kW·h/Al?；ㄍ顿Y：預焙槽簡單，但制造費用高，惟有側(cè)插槽投資最

23、省預焙槽另外主要優(yōu)點：槽型大型化、操作機械化和自動化、電流效率高、電耗率低、煙害小鋁電解槽排列：橫向、縱向，串聯(lián)成系列鋁電解槽全部生產(chǎn)過程包括三個階段：焙燒期、啟動和啟動后期、正常生產(chǎn)期。（1）鋁電解槽的焙燒期目的：在于焙燒自焙陽極（對預焙槽則是加熱陽極）以及加熱陰極，達到900-1000，以便下一步啟動。焙燒方法：焦粒焙燒法用10-15mm厚的焦粒鋪在陽極與陰極之間作為電阻體，炭粒粒度小于6mm而大于1mm。利用此層電阻體產(chǎn)生加熱所需的熱量。焙燒期約為3天。（2）鋁電解槽的啟動期目的：在電解槽內(nèi)熔化電解質(zhì)，開始鋁電解。分干式和常規(guī)啟動兩種。 （3）鋁電解槽的正常生產(chǎn)期電解槽經(jīng)過焙燒和啟動之后

24、便進入正常生產(chǎn)期，直到停槽為止，正常生產(chǎn)期通常延續(xù)5-7年。電解槽正常生產(chǎn)的特征：A、從火眼中冒出有力的火苗，顏色呈蔚藍色或淡紫藍色；B、槽電壓和溫度穩(wěn)定地保持在設定的范圍內(nèi)；C、陽極完好、周圍電解質(zhì)沸騰良好。炭渣分離出來；D、槽面上的結(jié)殼完整，疏松好打；E、電解質(zhì)與鋁液分層清楚；F、電解槽側(cè)壁上有凝固的電解質(zhì)，它是由冰晶石和剛玉構(gòu)成的，是一種電和熱的絕緣體。 電流效率· 鋁電解的電流效率通常是指陰極 上實際產(chǎn)出的鋁量對于理論上按照 法拉第定律計算的鋁量的百分數(shù)。· 按照法拉第定律計算理論鋁產(chǎn)量： 在電解過程中，通過1法拉第電量理論上應析出1摩爾的鋁，因此 鋁的當量值=26

25、.98154/3= 8.9938g。 1法拉第電量=96485A·s，即96485/3600 = 26.8A·h 。 鋁的電化學當量值C = 8.9938/26.80 = 0.3356g/(A·h) 設電解槽的平均電流（直流）為300 kA 它的年產(chǎn)鋁量應為： P =0.3356 ×300×24×365×10-3 =882t/年理論電耗量計算W理論 =2980*(a1+a2+b) a1:反應標準自由能變化 a2：補償反應束縛能T*S b:反應物（氧化鋁、碳）溫度變化所需的能量如：室溫下加入氧化鋁、碳，電解溫度為950度，計算

26、得到的理論電能a11.196伏、a20.698伏、b0.227伏 W理論6320KW*hr/t-Al生產(chǎn)每噸鋁所需要的電能量= V/0.3356× h ×103kW·h式中 V 電解槽的總平均電壓； h 電流效率例：某電解槽的平均電壓是4.25V，電流效率是92%，則生產(chǎn)每噸鋁所需的電能量=4.25/0.3356×0.92×103 = 13765 kW·h節(jié)電途徑（1）提高電流效率（2）降低平均電壓陽極效應 陽極效應是熔鹽電解所固有的一種特征現(xiàn)象。外觀征象是：（1）在陽極周圍發(fā)生明亮的小火花，并帶有特別的劈啪聲；（2）陽極周圍的電解質(zhì)

27、有如被氣體撥開似的，陽極與電解質(zhì)界面上的氣泡不再大量析出；（3）電解質(zhì)沸騰停止；（4）在工業(yè)電解槽上，陽極效應發(fā)生時電壓上升（30-50V，100V）工業(yè)鋁電解質(zhì)中冰晶石和氟化鋁是熔劑，氧化鋁是煉鋁原料，另外有的還添加氟化鈣、氟化鎂和氟化鋰添加劑的要求在電解過程中它不被電解成它的組成元素,而影響鋁的質(zhì)量;對電解質(zhì)的性質(zhì)有所改善,如降低電解質(zhì)的初晶點,提高電解質(zhì)的導電率,減少鋁的溶解度,減少電解質(zhì)的密度。它的吸水性和揮發(fā)性應該小些，對氧化鋁的溶解度不致有較大的影響；來源廣泛，價格低廉。氟化鈣：降低熔點、增大密度、增大電解質(zhì)在鋁液截面上的相間張力，減少鋁的溶解損失，減少導電率，增大粘度，減少熔液蒸

28、氣壓，稍微減少氧化鋁的溶解度。氧化鋁中積累：4-6%氟化鎂：降低熔點、增大密度、增大電解質(zhì)在鋁液界面上的相間張力，減少鋁的溶解損失，減少導電率，優(yōu)良的礦化劑：在側(cè)壁上形成穩(wěn)定的結(jié)殼；使電解質(zhì)結(jié)殼疏松好打；幫助炭粒與電解質(zhì)分離，使槽電阻減小，提高電流效率。 氟化鋰：降低熔點、提高導電率。氯化鈉：降低熔點、提高導電率，但易水解。目前工業(yè)上采用的電解質(zhì)分為三類：傳統(tǒng)電解質(zhì)、改良電解質(zhì)和低物質(zhì)的量比電解質(zhì)。工業(yè)電解質(zhì)發(fā)展趨勢：繼續(xù)降低鋁電解溫度，以求提高電流效率和節(jié)能。為此，需要大幅度地增加電解質(zhì)中氟化鋁的質(zhì)量分數(shù)，例如達到24-30%，此時電解溫度可以降到850 -900，大約高出鋁的熔點200-2

29、50 。由于氧化鋁的溶解度因氟化鋁質(zhì)量濃度的增大而減小，所以此時宜采用連續(xù)添加氧化鋁的裝置，以免產(chǎn)生不溶性的沉淀物。冰晶石Na3AlF6可寫作3NaF·AlF3，為中性。在現(xiàn)代鋁工業(yè)上，普遍采用酸性電解質(zhì)，此種電解質(zhì)內(nèi)含過量氟化鋁。電解質(zhì)體系為Na3AlF6- AlF3-Al2O3三元系已知電解質(zhì)的質(zhì)量為6噸，其中CaF2 3%，Al2O3 5%，摩爾比為3.0，今欲調(diào)整到摩爾比為2.6，求所需的氟化鋁量。 設K為冰晶石摩爾比；W為冰晶石質(zhì)量；X為NaF 質(zhì)量；Y 為AlF3質(zhì)量。 X=WK/ K+2 Y=2W/K+2由已知條件， CaF2 +Al2O3 =8% W = 6000（1

30、- 0.08) =5520kg X = 5520×3/3 + 2=3312kg Y = 5520 ×2/3 + 2=2208kg 如果所需的氟化鋁量為f ，則 3312/2208 + f ×2 = 2.6 f = 332 kg三層液電解法制取精鋁工業(yè)上用兩類電解質(zhì)體系： （1）純氟化物體系。其組成中AlF3 NaF BaF2 CaF2的質(zhì)量分數(shù)分別48%，18%，10%，16%；密度（液態(tài)）約2.8g/cm3，熔點680，操作溫度740 。 （2）氯氟化物體系。其組成中AlF3 NaF BaCl2 NaCl的質(zhì)量分數(shù)分別23%，13%，60%，4%；密度（液態(tài)）約

31、2.7g/cm3，熔點700-720，操作溫度760-800 。下層液體：陽極合金，30%銅與70%鋁，密度3.4-3.7g/cm3.中層液為電解質(zhì)，純氟化物和氯氟化物體系，密度2.7-2.8 g/cm3.最上層精鋁，用作陰極，密度2.3 g/cm3、鋁的電解精煉原理：在陽極合金的各種金屬元素當中，只有鋁在陰極上溶解出來。陽極合金中，如銅、鐵、硅之類比不活潑的金屬元素，并不溶解，仍然殘留在合金內(nèi)。陽極上的電化學溶解反應是：Al - 3e = Al3+ 因此，電解液中除了原有的Al3+, Ba2+, Na+, F-, Cl-, AlF3-6, AlF4-之外，增加了上述反應中的鋁離子Al3+。遷

32、往陰極的各種陽離子中，鋁的電極電位比較正，故Al3+優(yōu)先在陽極上獲得電子，析出金屬鋁：Al3+ + 3e = Al 而其余的各種陽離子，如Ba2+, Na+之類，并不放電。但是電解質(zhì)本身所含的電位比鋁更正的元素，例如Si和Fe，卻會在陰極上析出，使鋁的純度降低鋁的純度分類(1) 原鋁。通常是指用熔鹽電解法在工業(yè)電解槽內(nèi)制取的鋁，其純度一般為99.5%-99.85%。（2）精鋁。一般來自三層液精煉電解槽。在精煉槽內(nèi)，原鋁和銅配成的合金作為陽極，冰晶石-鋇鹽熔液作為電解質(zhì)，析出在陰極上的精鋁，其純度通常在99.99-99.999%。（3）高純鋁。主要用區(qū)域熔煉法制取。選用精鋁作原料，得到雜質(zhì)質(zhì)量分

33、數(shù)不超過1×10-6的高純鋁。高純鋁還可用有機鋁化合物物電解與區(qū)域熔煉相結(jié)合的方法制取。雜質(zhì)情況：原鋁中主要是鐵和硅，此外還有鎵、鈦、釩、銅、鈉、錳、鎳、鋅等。精鋁產(chǎn)品中，主要雜質(zhì)仍是鐵和硅，但是鋅、銅、鎂、鈉的含量接近鐵，可能會超過硅。偏析法制取精鋁基本原理：一般當原鋁從熔融狀態(tài)下徐緩冷卻，到達其初晶點時，結(jié)晶析出純度很高的鋁粒，然后將此種鋁粒跟剩余的鋁液分離，便得到所要求的偏析法產(chǎn)物，可從99.8%的原鋁中提取到純度為99.95%的鋁, 其提取率為5-10%。優(yōu)點：產(chǎn)量大、能耗低、成本低；缺點：純度低區(qū)域熔煉法制取高純鋁基本原理:在鋁的凝固過程中,雜質(zhì)在固相中的溶解度小于在熔融金

34、屬中的溶解度,因此, 當金屬凝固時, 大部分雜質(zhì)將匯聚在熔區(qū)內(nèi).如果逐漸移動熔區(qū), 則雜質(zhì)會跟著轉(zhuǎn)移,最后富集在試樣的尾部.分離效果取決于元素的分配系數(shù)(固相濃度/液相濃度)分配系數(shù): 指雜質(zhì)元素在固相中和在液相中的質(zhì)量分配比率。分配系數(shù)小于1的雜質(zhì)元素在區(qū)域熔煉中富集在試樣的尾部；分配系數(shù)大于1的雜質(zhì)元素在區(qū)域熔煉中富集在試樣的頭部；分配系數(shù)等于1的雜質(zhì)元素在區(qū)域熔煉中難以分離。第2章 鎂冶金1 冶煉方法 有電解法和熱還原法兩種生產(chǎn)工藝 在世界范圍內(nèi)，電解法煉鎂占主導地位，2000年電解法產(chǎn)量占60%，而我國，熱法占主導地位，97%。2. 幾種重要的煉鎂原料在地殼中質(zhì)量分數(shù)平均2.5%, 是

35、地殼中第六種蘊藏量最豐富的金屬.A、碳酸鹽 白云石 MgCO3·CaCO3, 13% Mg 菱鎂礦 MgCO3 , 28% Mg B、氯化物 光鹵石 MgCl·KCl·6H2O , 9%Mg 水氯鎂石 MgCl·6H2O , 12%Mg C、氫氧化物 水鎂石 Mg（OH）2 ， 42%Mg D、硅酸鹽 蛇紋石 3MgO·2SiO2·2H2O 26%Mg3. 熱法煉鎂硅鐵合金(含75%Si）在高溫和減壓下還原白云石中的MgO，得到純鎂和二鈣硅酸鹽渣的反應是： 2(CaO·MgO(s） + Si(Si Fe)(s） = 2Mg(

36、g） + 2 CaO·SiO2(s） Si + O2 = SiO2 2Mg + O2 = 2MgO 2MgO + Si = 2Mg + SiO2 2375, DG0 = 0 這時候可能用Si還原MgOA、常壓下用硅還原溫度需超過2373 ，當還原后的SiO2與MgO造渣生成2 MgO· SiO2渣時，還原溫度降至2060 ，如果爐料中有CaO存在，能造成2 CaO· SiO2渣，還原溫度降至1750 。因此，用硅（鐵）還原白云石時，生成了穩(wěn)定的化合物二鈣硅酸鹽，此時還原起始溫度降低約600 ，所以用白云石做原料是有利的B、艾漢林圖上的標準生成自由能是指在標準狀態(tài)下

37、，即參與反應的氣態(tài)物質(zhì)的分壓為0.1MPa，而固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的活度均為1時的生成自由能。C、如果參與反應的物質(zhì)不是處于標準狀態(tài)，則反應的自由能變化值DG應為 DG= DG0 + RTlnp 式中，RTlnp 反應自由能變化值的修正值。在aMe + O2 = bMeO(O2為0.1MPa)形式的反應中，自由能變化值的修正值RTlnpbMeO/paMe ·pO2, 其中pO2=0.1MPa當Me為氣態(tài)時，則 DG= DG0 - RTln paMe 由此可見，當金屬Me的原始壓力小于0.1MPa時，RTln paMe為正值, DG值變負值，結(jié)果使DG值的負值減小即自由能改變值曲線向上移動。

38、對于反應2Mg + O2 = 2MgO，當其原始Mg的分壓小于0.1MPa時，曲線位置向上移動,這就意味著硅還原氧化鎂的可能性增 大。用硅還原氧化鎂（白云石）的平均溫度隨壓力的減小而降低。 剩余壓力/Pa 平衡溫度/ 101308 2375 1333 1700 133.3 1430 13.3 1235鎂的熱法實際上是真空還原法, 采取溫度1100 1250和真空度13.3133.3Pa，可順利還原出鎂。真空除了能夠降低還原的操作溫度之外，還能防止還原劑硅和產(chǎn)品鎂被空氣氧化。4. 硅熱還原法按所用設備不同：皮江法 (Pidgeon Process), 巴爾札諾法 （Balzano Process

39、), 瑪格尼法 （Magnetherm Process)皮江法生產(chǎn)流程原料與工藝參數(shù)白云石（Mg 不低于30%， 在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒， 1350 ）， 硅鐵（Si75%), CaF2 (質(zhì)量分數(shù)2.5%) 設備：蒸餾罐用無縫鋼管制成, 臥式.操作溫度1200 , 外部加熱. 罐長3米, 內(nèi)徑28厘米,裝料160kg。生產(chǎn)過程： A、 預熱期 B、 低真空加熱期 C、高真空加熱期 真空度13.3133.3Pa， 溫度1200 ， 時間9h。 鎂的蒸餾效率計算公式 h鎂 = 產(chǎn)出的鎂量/按硅量計算的鎂量 ×100%生產(chǎn)經(jīng)驗 A、白云石中氧化硅或硅酸鹽的質(zhì)量分數(shù)不宜超過2%； B、白云石中堿金

40、屬的質(zhì)量分數(shù)不宜超過0.15%； C、添加2%的氟化鈣做催化劑； D、可使用鋁硅合金或廢鋁做還原劑為什么使用75%的硅鐵作還原劑？ 85%、75%、45%和25%四種硅鐵，其中，8% 的硅鐵中的硅在合金組織中幾乎全部是以游離硅存在；75%的硅鐵中的硅是由游離硅和FeSi2存在；45%硅的硅鐵是由FeSi2 和FeSi 組成；25%的硅鐵完全是由 FeSi 和 Fe3Si2組成?，敻衲岱ǎǚ▏┨攸c：用鋁土礦和白云石作原料，硅鐵為還原劑，在真空電爐進行還原反應，反應溫度16001700 ， 真空度0.22613.332kPa; 所有爐料呈液態(tài)，產(chǎn)品為液態(tài)鎂，爐渣也為液態(tài)。5鎂電解鎂電解的電流效率

41、、電解槽槽型及電能消耗 （1）電流效率 鎂的電化學當量= 24.305/2/96487/3600 =0.45342g/(A·h) 氯的電化學當量= 35.453/96487/3600 =1.32278g/(A·h) 理論鎂產(chǎn)量m = 0.4534It I電流強度（A）； t電解時間（h) 100150kA無隔板鎂電解槽生產(chǎn)： 電流效率8288%；(2) 電解槽槽型 有隔板槽和無隔板槽兩種。（3）鎂電解中的電能消耗 W=U槽/0.4534· g = 2.205×U槽/ g (kWh/kg Mg) U槽槽電壓（V）100150kA無隔板鎂電解槽生產(chǎn)指標： 電

42、流效率8288%； 直流電耗1213kWh/kg(Mg) 槽電壓 4.54.8V第三章 鈦1. 礦物資源 TiO2-FeO-Fe2O3三者可以可以形成無限固熔體，按照不同比例可形成多種化合物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的含鈦1以上的礦石有140多種，但有工業(yè)價值的只有十幾種，其中工業(yè)應用的是：鈦鐵礦（FeTiO3）、金紅石（TiO2）和白鈦礦（CaTiSiO2）。鈦材有三大特點： 比強度大；耐腐蝕；溫度適應范圍廣，在-253500 。在航空、航天工業(yè)上應用。空中金屬；在化工（燒堿、造紙）、冶金（浸出槽、罐、管道、泵等）石油（開采、石化）等工業(yè)應用。陸地金屬；船舶制造、海水淡化、海洋石油開采等：前蘇聯(lián)建造的300

43、0t級核潛艇67艘，用鈦合金板制作雙層殼體。這些核潛艇具有無磁性，下潛深度深(達900m)和航：速快等特點，每艘用鈦560t；海上金屬。 生產(chǎn)鈦主要礦物原料是金紅石和鈦鐵礦.2. 現(xiàn)行鈦冶金工業(yè)的生產(chǎn)流程現(xiàn)行鈦工業(yè)生產(chǎn)根據(jù)產(chǎn)品不同分為兩種類型:第一類型：以金屬鈦為目標產(chǎn)品的海綿鈦制取(占鈦冶金總量的8%)金屬鈦工藝;第二類型：鈦白生產(chǎn).(占鈦冶金總量92%)不論Hunter法（鈉還原）還是Kroll（鎂還原）生產(chǎn)鈦的過程, 都包括三個主要步驟、涉及二個循環(huán)： （1）富鈦料的制取。若用金紅石為原料，這一步可省略。這一步的主要目的是盡可能除取鈦鐵礦中組分鐵，提高原料中鈦的品位。 （2）TiCl4的

44、生產(chǎn)。這一步是將鈦由氧化物形態(tài)轉(zhuǎn)變成氯化物形態(tài)。包括氯化過程和粗TiCl4的精制、純化過程。 （3） TiCl4的還原。這一步是將鈦由氯化物還原為金屬鈦的過程。（4）鎂循環(huán)。內(nèi)循環(huán)與外循環(huán)。 （5）氯循環(huán)。產(chǎn)品：鈦白、海綿鈦、金屬鈦及其制品、鈦鐵合金、金屬鈦粉、人造金紅石、四氯化鈦、鈦渣。 3. 鈦鐵礦精礦的還原熔煉 預富集方法之一富集含鈦物料的原因 （1）在后續(xù)工序中，減少其他原料消耗，降低生產(chǎn)成本； （2）減輕后續(xù)分離、凈化、處理副產(chǎn)品工序的負擔，簡化工藝過程； （3）增大設備單位容積的產(chǎn)能。· 鈦鐵礦精礦還原熔煉原理：鈦精礦中主要伴生FeO 和Fe2O3，由于鈦和鐵對氧的親和力

45、不同，它們的氧化物生成自由焓有較大的差異，因此，經(jīng)過選擇性還原熔煉，分別獲得生鐵和富鈦渣。固態(tài)還原過程(<1500K) Fe2O3 + C = 2FeO +CO Fe2TiO5 + TiO2 + C = 2FeTiO3 +COFeTiO3+TiO2=FeTi2O5(亞鐵板鈦礦) FeTiO3 + C = Fe + TiO2 + CO FeTiO3 + CO = Fe + TiO2 + CO2 CO2 + C = CO4. 預處理方法二從鈦鐵礦精礦生產(chǎn)人造金紅石人造金紅石用途 （1）制造氯化鈦的原料 （2）制備電焊條的涂料主要方法（1）選擇氯化法 控制配碳量（約為精礦量的6 8 %），在8

46、001000 下，鈦鐵礦中的鐵被優(yōu)先氯化并揮發(fā)： FeO·TiO2(s) + C + 3/2Cl2(g) = FeCl3(g) + TiO2(s) +CO(g) 氯化后的固體料經(jīng)過濕法除去過剩的碳和MgCl2, CaCl2, 磁選除去未被氯化的鈦鐵礦后，可獲得TiO2的質(zhì)量分數(shù)達90%以上的人造金紅石。氯化過程在沸騰爐中進行。產(chǎn)生的FeCl3可回收利用。 （2）還原銹蝕法將還原后的物料在酸性（NH4Cl的質(zhì)量分數(shù)為1.52%)水溶液中通空氣攪拌，使鐵變成Fe(OH)2，再進一步氯化變成鐵銹（Fe2O3·H2O)，呈細散粉末狀，就很容易將其漂洗出來，獲得的人造金紅石中的TiO

47、2的質(zhì)量分數(shù)大于92%。（3）酸浸法 鹽酸法和硫酸法。（4）其他方法5. 四氯化鈦的生產(chǎn)氯化反應的物理化學基礎 TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g) G0T = 199024 51.88T(J) (2981300K) 當1000K時， G01000K = 147.1kJ KP = pTiCl4·pO2/p2Cl2 = 2.06×10-8 由此求得系統(tǒng)在pO2=0.1MPa, pCl2=0.1MPa的條件下，四氯化鈦平衡分壓: pTiCl4=2.06×10-9MPa。因此，從反應熱力學角度看，二氧化鈦和氯氣之間的反應不能自動進行。

48、 但在有碳存在的條件下，二氧化鈦的氯化反應在較低的溫度（700-900 ）下即能順利進行。其總反應式可表示為： TiO2(s) + 2Cl2(g) + C(g)= TiCl4(g) + CO2(g) G0T = -194815 53.30T(J) 當1000K時， G01000K = -248115 kJ KP = pTiCl4·pCO2/p2Cl2 = 9.26×1012 說明反應可以自動進行。6. 鈦渣氯化的方法在生產(chǎn)中有三種氯化的工藝方法,即固定床氯化、沸騰氯化和熔鹽氯化。7. 粗四氯化鈦中的雜質(zhì)固體懸浮物和溶解于四氯化鈦中的雜質(zhì)固體懸浮物: TiO2、SiO2、Mg

49、Cl2、ZrCl4、 FeCl2、 C、 FeCl3、 MnCl2、 CrCl3可溶于四氯化鈦的雜質(zhì)常溫下為氣體的： H2 O2 HCl Cl2 CO CO2 COCl2 COS常溫下為液體：S2Cl2 CCl4 VOCl3 SiCl4 CHCl3 CS2 CCl3COCl SnCl4常溫下為固體：AlCl3 FeCl3 NbCl5 TaCl5 MoCl5 C6Cl6 TiOCl2 Si2OCl6 8. 提純粗四氯化鈦的方法過濾法除取固體懸浮物；物理法（蒸餾或精餾）和化學法除取溶解雜質(zhì)蒸餾法是基于溶解在四氯化鈦中的雜質(zhì)的沸點與四氯化鈦沸點的差別。在粗四氯化鈦中質(zhì)量分數(shù)大于0.1%的某些雜質(zhì)化合

50、物的沸點及在四氯化鈦中的溶解度9. 除釩利用四價釩化合物(VOCl2)難溶于TiCl4中的性質(zhì)而將五價的VOCl3還原成四價的VOCl2。（1）銅法和鋁法 VOCl3 + Cu = VOCl2 + CuCl AlCl3 + H2O = AlOCl +2HCl 3TiCl4 + Al = 3TiCl3 + AlCl3 TiCl3 + VOCl3 = TiCl4 + VOCl2 (2) 硫化氫法 2VOCl3 + H2S = 2VOCl2 + 2HCl + S(3) 碳氫化物法 碳氫化物（如石油、礦物油）作還原劑， 加入到四氯化鈦中，加熱到130 ，使碳氫化合物碳化，新產(chǎn)生的碳粒具有很大的活性，使

51、VOCl3還原成VOCl210. 鎂熱還原法生產(chǎn)海綿鈦還原過程基本原理用鎂還原法生產(chǎn)金屬鈦是在密閉的鋼制反應器中進行.將純金屬鎂放入反應器中并充滿惰性氣體,加熱使鎂熔化(650 ),在800900 下,以一定的流速放入TiCl4與熔融的鎂反應。 TiCl4 +2Mg = 2MgCl2 +Ti G01000K = -312.66kJ原料還原劑鎂; 精TiCl4;氬氣。生產(chǎn)工藝主體設備還原反應器按有無內(nèi)坩鍋分兩種；按排放氯化鎂方式分為上排式、側(cè)排式和下排式三種。11.鎂循環(huán)和氯循環(huán)鎂循環(huán)外循環(huán)：在還原過程中排放出的氯化鎂經(jīng)熔鹽電解制取金屬鎂后再度返回使用。內(nèi)循環(huán)：在蒸餾過程中所用的冷凝套筒在還原工

52、序被用作內(nèi)坩鍋。氯循環(huán)鎂電解副產(chǎn)品氯氣用來四氯化鈦生產(chǎn)，鎂還原又得到氯化鎂，循環(huán)使用。12. 鈦的精煉電解精煉和碘化法精煉 電解精煉：鋼制陰極,堿金屬氯化物作電解質(zhì),含雜質(zhì)粗鈦制成棒狀陽極;雜質(zhì)元素與鈦的析出電位不同,Ti2+ Ti3+ 形態(tài)轉(zhuǎn)入熔液中，在陰極上發(fā)生低價鈦離子還原成金屬鈦的電化學反應。電解是在800850 下進行。對鉻、錳、鋁、釩無能為力。電解精煉鈦的純度為99.699.8%。碘化法精煉鈦在100200 與碘作用生成碘化鈦蒸氣： Ti(g) + 2I2(g) =TiI4(g)碘化鈦蒸氣在13001500 的鈦金屬絲上發(fā)生分解反應釋放出來的碘在較低溫取重新與粗鈦反應，如此循環(huán)，由

53、碘將純鈦輸送到金屬絲上。TiI4(g) = Ti(s) +2 I2(g) 第四章 稀土金屬1. 稀土元素 稀土元素是周期表中B族中的鑭系元素(原子序數(shù)由57至71)以及鈧和釔共17個元素的統(tǒng)稱，一般用R或RE代表。這17個元素是：鈧(21Sc)、釔(39Y)、鑭(57La)、鈰(58Ce)、鐠(59Pr)、釹（60Nd）、钷(61Pm)、釤(62Sm)、銪(63Eu)、釓(64Gd)、鋱(65Tb)、鏑(66Dg)、鈥(67Ho)、鉺(68Er)、銩(69Tm)、鐿(70Yb)、镥(71Lu)。 2. 分類輕、重稀土的分類是：鑭至銪7個元素稱為鈰組稀土亦稱輕稀土；釓及釓以后的元素和釔稱為釔組稀

54、土亦稱重稀土。(釓有的資料列入氫稀土）釔被列入重稀土組是因為它的離子半徑在重稀土元素鈥、鉺之間，化學性質(zhì)也與它們相似，在自然界中與其共存。三組分類法是根據(jù)酸性萃取劑對稀土元素萃取分離的難易程度來進行的，把稀土分為輕、中、重三組：即鑭、鈰、鐠、釹為輕稀土組；釤、銪、釓為中稀土組和鋱、鏑、鈥、釔、鉺、銩、鐿、镥為重稀土組。 3. 主要礦物目前作為工業(yè)生產(chǎn)的原料主要是獨居石、氟碳鈰礦、褐釔鈮礦、磷釔礦、鈦鈾礦、黑稀金礦和離子吸附型礦物(即風化淋積型稀土礦) 。離子吸附型稀土礦是一種罕見的稀土礦物，在其他國家尚未發(fā)現(xiàn)，我國離子吸附型稀土礦規(guī)模大，易開采，放射性低，提取工藝簡單，是中國目前生產(chǎn)釔族稀土及銪的主要原料。氟碳鈰礦是目前世界上生產(chǎn)稀土最主要的原料，其次為獨居石、氟碳鈰-獨居石混合礦和磷釔礦4. 稀土元素的礦物存在形式4. 稀土金屬的提取冶金一般包括： 精礦分解： 元素分離與提純： 稀土金屬制?。?稀土金屬提純：5. 萃取料液含有1個或多個待萃組分的水溶液。Nd(NO3)3的溶液為料液。 萃取劑能與料液中組分反應生成萃合物的有機試劑。TBP