有色金屬冶金學(xué)8——稀土冶金-展示頁
2024-12-17 09:58本頁面
【正文】 子的靜電引力逐漸增強(qiáng)，引起電子殼的收縮。 物理性質(zhì) 銀灰色、其中 鐠 與 釹 略帶黃色 ； 具有可塑性 熔點(diǎn) ： 920~1652℃ ；沸點(diǎn)： 1430~3470 ℃ ； 鑭系收縮 ： 原子半徑 (銪和鐿除外 )和三價(jià)離子半徑的變化規(guī)律是隨原子序數(shù)的增加而逐漸減小。 稀土元素發(fā)現(xiàn)歷史 （ 2）啟蒙時(shí)代（ 19501969） 1950 美國學(xué)者斯佩丁改進(jìn)離子交換工藝，制備千克級(jí)純凈單一稀土元素 1958 有機(jī)溶劑萃取法用于稀土粗分離 （ 3）黃金時(shí)代（ 1970現(xiàn)在） 70年代后期 液 液萃?。毫鞒潭獭⑻幚砹看?、成本低 中國稀土工業(yè)的崛起 稀土資源儲(chǔ)量占世界 80%， 1986年后，產(chǎn)量第一，出口第一，應(yīng)用第二。 從 1787年瑞典人 Ytteuy鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)了一種異常的黑色礦物 ——硅鈹釔礦 ， 由此開始了稀土元素的發(fā)現(xiàn)史 。 古希臘人認(rèn)為自然界所有的物質(zhì)都是由大氣、土、火和水 4要素組成，并把不溶于水、受熱不再變化的物質(zhì)都稱為土。 三組分類法是根據(jù)酸性萃取劑對(duì)稀土元素萃取分離的難易程度來進(jìn)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 。 H Periodic Table of the Elements He Li Be 1277 B C 4830 N O F Ne Na Mg 650 Al 660 Si P S Cl Ar K Ca 838 Sc 1539 Ti 1668 V 1900 Cr 1875 Mn 1245 Fe 1536 Co 1495 Ni 1453 Cu 1083 Zn Ga Ge As Se 217 Br Kr Rb Sr 768 Y 1509 Zr 1852 Nb 2415 Mo 2610 Tc Ru 2500 Rh 1966 Pd 1552 Ag 960 Cd In 156.2 Sn Sb Te I Xe Cs Ba 714 La 920 Hf 2222 Ta 2996 W 3410 Re 3180 Os 2700 Ir 2454 Pt 1769 Au 1063 Hg Tl 303 5 Pb Bi Po At Rn Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 797 935 1024 1035 1072 826 1312 1356 1407 1461 1497 1545 824 1652 輕 、 重稀土的分類是：鑭至銪 7個(gè)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土亦稱重稀土 。第 7章 稀土冶金 稀土元素 是周期表中 Ⅲ 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(gè)元素的統(tǒng)稱，一般用 R或 RE代表。這 17個(gè)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)。 (釓有的資料列入氫稀土 ） 釔被列入重稀土組是因?yàn)樗碾x子半徑在重稀土元素鈥 、 鉺之間 ， 化學(xué)性質(zhì)也與它們相似 ， 在自然界中與其共存 。 稀土冶金簡史 (自學(xué)） 稀土冶金及其應(yīng)用的三個(gè)時(shí)代劃分 （ 1） 搖籃時(shí)代（ 17871949） 從發(fā)現(xiàn)釔土元素到發(fā)現(xiàn)并分離出钷，用了 153年，直到 1947年參與美國曼哈頓計(jì)劃的科學(xué)家發(fā)明了用離子交換的方法分離相鄰的稀土元素，結(jié)束了稀土的搖籃時(shí)代。這種觀點(diǎn)直到19世紀(jì)初對(duì)化學(xué)界仍有較大的影響，因此，那時(shí)把元素的氧化物如 CaO、 Al2O3等，當(dāng)作鈣土、鋁土并認(rèn)為就是元素。 原子序?yàn)?6l號(hào)的元素直到 1945年被美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué) ， 和 ， 他們從： 235U的人工裂變產(chǎn)物的離子交換柱上辯認(rèn)出 147Pm所產(chǎn)生的淋洗帶 ， 定名為钷 (promethum)。 1970 LaNi5儲(chǔ)氫性能 70年代，稀土用以鋼鐵工業(yè) 1971 在 REFe2相中發(fā)現(xiàn)磁致伸縮 1986 稀土鋇銅氧系陶瓷超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn) 稀土金屬的性質(zhì) 典型的金屬元素，活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬。這種現(xiàn)象稱為“鑭系收縮”現(xiàn)象。 密度 在 6~10g/cm3(鈧和釔密度低于 )。但 4f層的電子數(shù)對(duì)價(jià)態(tài)也有影響：當(dāng) 4f亞層處于 4f0(La3+)、4f7(Gd3+)和 4f14(Lu3+)， 三價(jià)離子最穩(wěn)定 ， 而它們 右側(cè) 的元素(Ce3+、 Pr3+、 Nd3+及 Tb3+)4f亞層比穩(wěn)定態(tài)多一個(gè)或兩個(gè)電子 ， 容易被氧化成四價(jià) ， 左側(cè) 元 （ Sm3+、 Eu3+、 Yb3+、 Tm3+)的 4f亞層比穩(wěn)定態(tài)少 l或 2個(gè)電子 ， 因此容易被還原成二價(jià) 。 稀土元素的價(jià)態(tài)變化是氧化還原法分離稀土的依據(jù) ， 此外非三價(jià)稀土化合物還具一些特殊的性質(zhì)
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