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| 編輯推薦： |
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稀土产业分布及发展技术，主要矿物的选矿方法，离子吸附型稀土的采矿，离子吸附型稀土的化学选矿，稀土精矿的浸取分解与三废处理，稀土元素萃取化学与串级萃取分离工艺，稀土沉淀结晶分离与湿法冶金过程环境保护，稀土金属及合金的制备，稀土金属的提纯，稀土单晶的制备，稀土金属的加工，稀土永磁和储氢功能合金材料，稀土二次资源循环利用技术，钕铁硼和钐钴永磁废料的回收利用，熔盐电解渣的回收利用，废稀土催化剂的回收利用，废抛光材料的回收利用，稀土镍氢电池废料的回收
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| 內容簡介： |
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本书系统介绍了稀土冶炼与环境保护技术领域的发展历史、技术现状与问题，从稀土战略资源到新兴技术产业的发展高度，为读者提供了系统的和最新的技术信息及未来发展趋势；阐述了主要矿物的选矿方法，离子吸附型稀土的采矿与化学选矿，稀土精矿的浸取分解，稀土元素萃取化学与串级萃取分离工艺，沉淀结晶分离与湿法冶金，稀土金属及合金的制备，稀土二次资源循环利用技术等；同时还融入了稀土冶炼一线技术人员的生产技术经验，从产品、装备、标准和管理等多方面来把握稀土冶炼与环保技术的新需求和新发展。本书面向稀土材料化学相关研究的人才培养，适合作为稀土资源开采相关专业教材，也可作为稀土行业从业人员和管理部门专业技术人员的参考用书。
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| 關於作者： |
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李永绣，博士，南昌大学化学系，稀土研究院，院长，教授，中国稀土学会理事，兼稀土化学与湿法冶金专业委员会副主任，稀土环境保护专业委员会副主任，稀土地质采矿选矿专业委员会委员，稀土发光专业委员会委员；江西省稀土学会副理事长，兼稀土应用专业委员会主任；主要从事稀土资源高效提取，稀土环境保护和稀土新材料的研究和技术推广应用工作。1982 年1毕业于江西大学无机化学专业，获学士学位；留校任教，从事稀土资源开发研究与稀有元素化学专业课程教学；1985.9-1988.7在杭州大学化学系无机化学研究生，获硕士学位；毕业后会江西大学任教，2000-2003年在南京大学无机化学博士研究生，2008-2009，美国肯特州立大学访问学者。其余时间一直在江西大学、南昌大学工作；从事稀土资源开发与微纳米新材料研究以及无机化学、配位化学、分离化学、稀土化学与功能材料的教学工作。在资源开发、稀土分离与高纯化技术、稀土材料前驱体物性调控技术、稀土抛光材料、稀土陶瓷材料、稀土发光材料等方面取得的科技成果得到推广应用，取得了显著的经济和社会效益，获省部级科技奖励8项次。以主编、副主编出版专著和教材3部，发表论文180多篇，获授权发明专利30多件。
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| 目錄：
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第1章 绪论 // 001
1.1 稀土产业及其组成部分 001
1.2 稀土产业链 002
1.3 稀土产业发展的技术基础和物质基础 004
1.3.1 分离化学与工程是稀土产业发展的技术基础 004
1.3.2 稀土资源是稀土产业发展的物质基础 005
1.4 稀土冶金与环境保护技术是稀土产业发展的核心内容 011
1.4.1 稀土采选与浸取分离技术从跟踪到孕育创新 012
1.4.2 稀土资源采选分离创新技术让中国稀土走向世界 013
1.4.3 绿色环保技术使中国稀土产业化水平迈向新高度 014
1.5 稀土冶金与环境保护的技术范畴 015
1.5.1 稀土精矿生产技术 015
1.5.2 稀土矿处理技术和三大生产基地 015
1.5.3 稀土冶炼分离技术 016
1.5.4 稀土金属生产技术 016
1.5.5 稀土新材料制备技术 016
1.6 稀土产业健康稳定发展的制约因素* 017
思考题 018
参考文献 019
第2章 矿物型稀土资源的采选与环境保护 // 021
2.1 稀土矿物 021
2.1.1 主要稀土矿床类别 021
2.1.2 主要稀土矿物 022
2.2 矿物特征与稀土选矿方法 024
2.3 主要矿物的选矿方法 025
2.3.1 重选与独居石的选矿 025
2.3.2 内蒙古白云鄂博矿的采矿 025
2.3.3 从内蒙古白云鄂博矿中选铁与铁精矿生产 026
2.3.4 从白云鄂博矿选铁尾矿中分选稀土及稀土精矿的生产 028
2.3.5 包头稀土精矿生产工艺流程与三废处理 035
2.3.6 包头稀土选矿工艺的延伸与发展* 036
2.3.7 综合回收铌、萤石、重晶石的试验研究* 038
2.3.8 四川牦牛坪稀土矿 041
2.3.9 四川德昌大陆槽稀土矿 047
2.3.10 山东微山稀土矿 048
2.3.11 美国芒廷帕斯稀土矿 049
思考题 049
参考文献 050
第3章 离子吸附型稀土资源的采选与环境保护 // 054
3.1 概述 054
3.1.1 离子吸附型稀土的开发历程 055
3.1.2 离子吸附型稀土资源的特征 056
3.2 离子吸附型稀土的采矿 058
3.2.1 池浸法 059
3.2.2 堆浸法 059
3.2.3 原地浸矿法 060
3.2.4 采矿方式的选择与原地浸矿适应性评价方法 065
3.3 离子吸附型稀土的化学选矿 065
3.3.1 浸取试剂与浸取能力大小次序 065
3.3.2 黏土矿物对电解质阴阳离子的吸附 068
3.3.3 离子吸附型稀土的浸取方法与效率评价 085
3.3.4 浸取试剂和浸取策略的变迁 104
3.3.5 从离子吸附型稀土浸出液中提取稀土 109
3.3.6 浸取与富集回收技术的耦合 137
3.3.7 稀土矿山富集与后续稀土萃取分离的衔接 143
思考题 148
参考文献 149
第4章 稀土精矿的浸取分解与三废处理 // 157
4.1 浸取方法及其分类 157
4.1.1 依据浸取反应类型的分类 157
4.1.2 依据浸取剂类型的分类 158
4.2 包头混合型稀土矿的分解与冶炼工艺 159
4.2.1 酸法工艺及其三废处理 159
4.2.2 烧碱法工艺及其三废处理 163
4.2.3 低温硫酸法浸取及钍资源综合利用* 165
4.2.4 针对节水降耗和氟、磷资源分类回收的浸取与富集新工艺* 166
4.3 氟碳铈矿的分解与冶炼工艺 168
4.3.1 浸出与冶炼工艺 169
4.3.2 三废处理 170
4.4 独居石的分解浸取 170
4.4.1 碱分解工艺 171
4.4.2 三废处理 173
4.5 离子吸附型稀土精矿的分解浸取 173
4.5.1 精矿的盐酸分解 174
4.5.2 氯化稀土溶液的净化 174
4.5.3 稀土的选择性浸出 174
4.5.4 主要稀土废水处理方法与处理原则 175
4.5.5 稀土废渣的特点 177
4.6 浸取方式 177
4.6.1 搅拌浸取方法 177
4.6.2 搅拌浸取的连续操作制度 179
4.7 浸取过程的动力学基础 180
4.7.1 浸取过程的历程及其速度的一般方程 180
4.7.2 多相反应的特征 181
4.7.3 多相反应的类型与反应过程 183
4.7.4 粒径不变的未反应核收缩模型的动力学 184
4.7.5 浸取动力学控制步骤的判断与提高浸取效率的基本途径 186
4.8 主要稀土矿种的浸取技术最新研究动态* 187
思考题 188
参考文献 189
第5章 稀土元素萃取化学与串级萃取分离工艺 // 191
5.1 概述 191
5.1.1 溶剂萃取技术及其重要性 191
5.1.2 溶剂萃取的基本原理和过程 191
5.1.3 液液萃取平衡及相关的参数 192
5.2 溶剂萃取化学 197
5.2.1 物理萃取和化学萃取 197
5.2.2 物理萃取中的化学问题 198
5.2.3 化学萃取中的萃取剂 203
5.3 稀土元素萃取化学 209
5.3.1 中性配位萃取体系（中性溶剂化配位萃取） 209
5.3.2 离子缔合萃取体系 210
5.3.3 酸性配位萃取体系(阳离子交换萃取体系) 213
5.3.4 协同萃取体系 216
5.3.5 添加剂的作用机制 217
5.3.6 萃取过程动力学 218
5.4 萃取过程的界面化学与胶体化学 220
5.4.1 萃取体系的界面性质 220
5.4.2 界面现象与传质 221
5.4.3 萃取体系中胶体的生成及影响 221
5.4.4 溶剂萃取中微乳状液（ME）的生成及对萃取机理的解释* 223
5.4.5 乳化的形成及其消除* 225
5.4.6 萃取过程三相的生成与相调节剂* 226
5.5 稀土萃取分离技术 228
5.5.1 稀土萃取分离技术的发展简况 228
5.5.2 稀土萃取分离的工艺流程 229
5.5.3 优于P507萃取分离稀土的体系创新与优化 230
5.5.4 优于环烷酸萃取分离稀土的体系创新与优化 235
5.5.5 稀土与非稀土杂质萃取分离体系的创新与优化* 237
5.5.6 离子液体萃取分离稀土* 239
5.5.7 离子液体-萃淋树脂法分离稀土* 244
5.5.8 电解氧化-萃取联动耦合分离法生产高纯度氧化铈* 245
5.5.9 电解还原-萃取法分离铕* 247
5.6 串级萃取理论与工艺 248
5.6.1 萃取分离工程的基本过程 248
5.6.2 串级萃取及方式 250
5.6.3 串级萃取理论 252
5.6.4 稀土串级萃取工艺的应用与提升 264
5.6.5 联动萃取分离工艺* 267
思考题 271
参考文献 272
第6章 稀土沉淀结晶分离与湿法冶金过程环境保护 // 276
6.1 稀土湿法冶金与环境保护技术中的沉淀结晶 276
6.2 溶解平衡与溶度积规则 277
6.2.1 溶度积常数 277
6.2.2 溶度积规则 278
6.2.3 影响溶解度的因素 278
6.3 沉淀与结晶的生成 281
6.3.1 过饱和溶液 281
6.3.2 晶核的形成 281
6.3.3 晶粒的长大 282
6.3.4 陈化过程 284
6.3.5 共沉淀现象 285
6.3.6 沉淀的胶体特征及其稳定与聚沉* 287
6.4 沉淀物的形态及其影响因素 288
6.4.1 稀土沉淀结晶的影响因素 288
6.4.2 沉淀物的主要形态及生成过程 289
6.4.3 影响产物粒度的因素 289
6.5 沉淀与结晶分离技术 291
6.5.1 基于金属离子氢氧化物沉淀的分离技术 291
6.5.2 基于金属离子硫化物沉淀的分离技术 293
6.5.3 基于金属离子草酸盐沉淀的分离技术 294
6.5.4 碳酸稀土的沉淀、结晶及其转化 295
6.5.5 沉淀结晶方法与产品物性控制技术* 314
6.6 基于稀土变价性质的氧化还原与沉淀的联动分离* 318
6.6.1 铈的氧化-沉淀分离 318
6.6.2 锌粉还原-硫酸亚铕与硫酸钡共沉淀法* 321
6.7 沉淀结晶分离技术的发展* 323
6.7.1 新试剂与新技术 323
6.7.2 分离功能与材料制备功能的耦合联动 324
6.7.3 沉淀结晶过程的质量调控与节水降耗减排 329
6.7.4 碳酸稀土沉淀废水的回收利用* 332
6.7.5 草酸稀土沉淀废水的全回收利用* 334
6.8 稀土湿法冶金过程环境保护 336
6.8.1 冶炼企业环境保护的任务与现状 337
6.8.2 稀土冶炼含铵废水综合处理回收改进工艺流程分析与比较 338
6.8.3 稀土冶炼企业环境保护的发展方向 339
思考题 339
参考文献 340
第7章 稀土金属和合金材料 // 343
7.1 稀土金属及合金的制备 344
7.1.1 金属热还原法制备稀土金属 344
7.1.2 熔盐电解法制备稀土金属 348
7.1.3 稀土氯化物熔盐电解 349
7.2 稀土金属和合金生产过程的节能环保 353
7.2.1 存在的问题与原因 353
7.2.2 发展液态下阴极电解槽及新工艺、新产品开发 356
7.2.3 废气综合处理 358
7.3 稀土金属粉末的制备 359
7.4 稀土金属的提纯 359
7.4.1 真空熔炼法 360
7.4.2 真空蒸馏法 361
7.4.3 区域熔炼法 362
7.4.4 电迁移法提纯稀土金属 363
7.4.5 悬浮区熔-电迁移联合法提纯稀土金属 363
7.4.6 电解精炼法提纯稀土金属 364
7.4.7 熔盐萃取法提纯稀土金属 365
7.5 稀土单晶的制备 365
7.5.1 电弧熔炼-退火再结晶法 365
7.5.2 区域熔炼法 366
7.5.3 直拉单晶法 366
7.5.4 稀土单晶的其他制备方法 366
7.6 稀土合金 367
7.6.1 稀土硅铁合金 367
7.6.2 稀土镁铁合金（稀土镁球铁） 369
7.6.3 稀土铝合金的制备 370
7.6.4 稀土打火石的生产工艺 370
7.7 稀土金属的加工 371
7.7.1 稀土金属的力学性能与纯度及温度的关系 371
7.7.2 稀土金属的加工性能 372
7.7.3 稀土金属加工材料与靶材 373
7.8 稀土永磁和储氢功能合金材料 374
7.8.1 稀土永磁合金 375
7.8.2 稀土储氢合金材料 380
思考题 381
参考文献 381
第8章 稀土二次资源循环利用技术 // 384
8.1 概述 384
8.2 钕铁硼和钐钴永磁废料的回收利用 385
8.2.1 湿法冶金路线 388
8.2.2 火法冶金路线 391
8.3 熔盐电解渣的回收利用 393
8.3.1 酸浸回收法 393
8.3.2 碱转-酸浸法 394
8.3.3 盐碱焙烧-水洗除氟-酸浸稀土 395
8.4 废稀土催化剂的回收利用 396
8.4.1 废弃石油裂化催化剂的二次资源回收 396
8.4.2 稀土汽车尾气净化催化剂的二次资源回收 397
8.5 废发光材料的回收利用 399
8.6 废抛光材料的回收利用 400
8.6.1 浓硫酸低温分解法 401
8.6.2 碱焙烧法从稀土抛光粉废料中回收稀土 402
8.6.3 盐碱焙烧法 403
8.6.4 浮选法与固废减量 403
8.7 稀土镍氢电池废料的回收 404
8.8 稀土二次资源回收技术研究的发展方向* 405
思考题 407
参考文献 408
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| 內容試閱：
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南昌大学稀土学科源于 1958 年建立的江西大学化学系无机化学专业开设的稀有元素化学专业方向，重点研究和传授稀土、钨、钼、钽、铌等稀有金属资源开发的基础理论和新技术。1977～1993年，江西大学化学系每年招收 30 名左右无机化学专业学生，培养了一批以稀土为主的稀有元素化学专门人才。1988～1992年，江西大学化学系开办了稀土化学专科班，共招生培养了5届，每届25人的专业人才。1995年，南昌大学无机化学硕士学位点获批，开始招收稀土化学、稀土资源和稀土材料方向研究生。1999年，南昌大学获得“材料物理与化学”和“工业催化”两个博士学位授权点，2012年获得“化学”一级学科博士学位授权点，随后相继被批准为“材料科学与工程”“化学”等博士后流动站。其中，稀土材料化学都是主要研究方向之一。
2019年5月20日，总书记视察赣州时对稀土产业的发展做出了重要指示：要加大科技创新工作力度，不断提高开发利用的技术水平，延伸产业链，提高附加值，加强项目环境保护，实现绿色发展、可持续发展。南昌大学遵照总书记的重要指示精神，积极投身到江西省委和省政府组织的做大做强江西稀土产业，提高科技创新研发能力，着力培养高层次人才的攻坚战役之中。不仅为政府部门制定稀土科技和产业发展计划献计献策，提出建设性方案；而且依靠南昌大学在稀土科学研究和人才培养方面的工作成绩和学科交叉优势，以江西省稀土材料前驱体工程实验室和南昌大学稀土与微纳功能材料研究中心为基础，组建了跨学科跨学院的“稀土研究院”，并在“双一流”建设中确立了“稀土资源环境与材料化学”一流科研平台建设任务；从2020年起，开办了“稀土实验班”，并纳入南昌大学拔尖创新人才培养体系。
稀土实验班秉承“以生为本、因材施教、崇德尚能、高端发展”的教育理念，按照“宽口径、厚基础、重品行、强实践、塑卓越”的理工结合型人才培养模式，面向稀土高端应用研究和稀土产业高质量发展要求，培养既有崇高理想与责任担当、国际视野与家国情怀、攻坚创新与务实卓越等综合素养，又有宽厚基础知识、扎实专业技能、敢于创新求实、创业求益的稀土领域拔尖创新人才。
“稀土冶金与环境保护”作为稀土实验班的平台主干课程，从2020年就开始准备撰写教材，但也确实感觉到了很大压力。一是有关稀土冶金、冶炼方面的书籍已经有一些，例如吴文远等撰写的《稀土冶金技术》和《稀土冶金学》，李梅、柳召刚等的《稀土现代冶金》，廖春发的《稀土冶金学》，石富的《稀土冶金技术》，李良才的《稀土提取及分离》，等等；这些教材以及其他一些专著，已经把这一领域的主要内容涵盖了。所以，想要体现新编教材的特色和长处，肯定有不小的困难。二是我们面对的稀土提取冶金技术是中国领先国际的技术领域，如何体现中国在这一领域的整体领先水平更是需要我们认真思考的问题。所以，我们也一直在不断地充实自身的知识体系，从教学实践中寻求解决方案。经过三届学生的授课实践，不断消化吸收一些国际领先的基础理论和技术，提高了我们的整体认识水平。在撰写过程中，我们针对上述两方面的压力，从以下几个方面来满足新书的要求：
一是把环境保护与稀土冶金紧密结合。这是能够很好地体现与以前所出版的诸多稀土冶金或冶炼书籍所不同的内容，或者说内容覆盖面更广的好方法。也是体现近十年来，国家围绕绿色冶炼所取得的一系列创新成就的极好机会。
二是邀请企业一线技术负责人来承担相关内容的撰写任务，尤其是那些与生产一线直接相关的内容。例如第5章“稀土元素萃取化学与串级萃取分离工艺”由赣州湛海稀土新材料科技有限公司的祝文才正高级高程师来担纲把关。他在原上饶713矿稀土厂、江苏省溧阳方正稀土有限公司、溧阳罗地亚稀土新材料有限公司、虔东稀土集团股份有限公司等多家企业从事稀土生产技术和管理工作，在稀土萃取分离理论高纯及特殊物性稀土新材料的工艺和工程化积累了丰富的经验和成功案例。第7章“稀土金属和合金”则请虔东稀土的章立志来担纲把关。他也是南昌大学稀土化学专业的毕业生，一直从事稀土金属和合金的生产技术和管理工作，还在江西理工大学机电一体化专业学习，实践经验丰富。
三是融合稀土冶金与环境保护领域的新成果、新思想，增加一些最新进展和前瞻性内容（*标注部分），既满足学生延伸阅读、课堂讨论和课后创新创业选题所需，又为研究生教学和研发人员的技术创新提供素材。这些内容是从以下项目中的新成果中提取出来的：国家重点研发计划项目（离子吸附型稀土高效绿色开发与生态修复一体化技术，2019YFC06005000；高丰度稀土高效提取分离体系及分离机制，2022YFC2905201；高纯及特殊物性稀土化合物材料制备关键技术与装备，2022YFC2905202），国家自然科学基金项目（多重化学平衡调控离子吸附型稀土与铝铀钍的浸取及其综合回收，21978127；硫酸铝高效浸取离子吸附型稀土和尾矿污染物控制技术的机理和性能，51864033；风化壳中稀土元素三维空间分布与注入液体流动方向的基础研究，51274123），国家863计划项目（先进镧、铈材料制造与应用技术，2010AA03A407；高性能钇锆结构陶瓷先进制造与应用技术，2010AA03A408），国家973计划项目（稀土资源高效利用和绿色分离的科学基础，2012CBA01204），科技支撑计划课题（离子吸附型稀土高效提取与稀土材料绿色制造技术，2012BAB01B02），稀土资源高效利用国家重点实验室和白云鄂博稀土资源高效开发利用国家重点实验室开放基金，江西省重大科技研发专项2022年关键技术揭榜挂帅项目（高品质高功率白光LED用紫外/近紫外激发稀土发光材料和LED器件封装集成关键技术，20223AAE01003）。这些成果是在与北京大学、有研稀土新材料股份有限公司、五矿稀土研究院、中国科学院长春应用化学研究所、包头稀土研究院、东北大学、中国恩菲工程技术有限公司、包钢稀土、甘肃稀土新材料股份有限公司、淄博包钢灵芝稀土高科技股份有限公司、虔东稀土集团股份有限公司（简称虔东稀土）、晶环稀土新材料有限公司等单位一起合作所取得的，能够反映稀土冶炼分离的新进展。
四是从稀土实验班的整个课程体系来安排教学内容，发挥承上启下的作用。在《稀土概论》中已经介绍了稀土电子结构和性质、稀土化合物、稀土产业格局、稀土未来发展等内容。所以，在本书中就集中精力讨论稀土冶金和环境保护的内容。同时与《稀土材料化学与应用》图书相衔接，突出稀土材料前驱体的内容，也体现了我们的工作特色。
五是与稀土实验班的培养目标和创新教学方法的要求相关联。因此，在每一章的内容安排和素材选择上，既要呈现稀土冶金与环境保护技术的发展脉络，又要突出当前该技术领域的最高水平和发展方向，以体现历史性与时代性的统一。通过中国稀土产业的发展历史和典型技术突破实例的介绍，来诠释理想与担当、视野与情怀、创新与务实、基础与专业的内涵。在每章后面列有思考题及一些经典的和最新的参考文献，便于学生归纳总结，开展研讨式教学和创新创业大赛等活动。本书不仅要满足稀土实验班教学的需要，而且也可用作化学、材料科学与工程、环境科学与工程、化学工程与技术等专业研究生的教材，还可作为稀土行业从业人员和管理部门专业技术人员的参考用书。
本书共分8章，分别是：第1章绪论，第2章矿物型稀土资源采选与环境保护，第3章离子吸附型稀土资源的采选与环境保护，第4章稀土精矿的浸取分解与三废处理，第5章稀土元素萃取化学与串级萃取分离工艺，第6章稀土沉淀结晶分离与湿法冶金过程环境保护，第7章稀土金属和合金材料，第8章稀土二次资源循环利用技术。其中，第1、2、3、8章由李永绣主笔，第4、6章由刘艳珠主笔；第5章由祝文才主笔；第7章由章立志主笔。全书内容由李永绣规划和统稿，并邀请赣州晨光稀土新材料有限公司陈燕承担第1章的修改补充，李雅民承担第7、8章的修改补充；包头稀土研究院马莹承担第2、4章的修改补充；吉安鑫泰科技有限公司刘卫华和虔东稀土章立志承担第8章的修改补充。本实验室周雪珍、李静、李东平老师和丁正雄、刘厉辉、孔维长、李勋鹤、郭峰、胡晓倩、冶晓凡、赵晴、卢平、秦启天、卢曦、曾森彪等负责本书内容和素材的整理、图表制作等工作。本书的审校工作由广晟有色的韩建设正高级工程师完成。
本书得到南昌大学教材出版基金和双一流学科建设基金的支持，在此一并表示感谢。同时还要感谢我的家人、老师和同事，以及那些在南昌大学留下了工作成绩的学生们！
由于作者水平所限，书中难免存在不当之处，敬请读者批评指正。
李永绣
2024年5月30日
于南昌大学前湖校区
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