稀土概论(李永绣)

本书系统总结了稀土资源的特点与产业发展，稀土的功能性质与材料应用，稀土元素的电子结构与基本性质，稀土产品、萃取分离技术与功能配合物，稀土生产相关的环境保护与质量管理以及稀土研发平台与政策支持。有助于读者全面认识稀土，了解稀土产业、资源、相关政策与人才培养等方面。 本书可作为稀土专业本科生教材，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基础课教材，以及稀土行业从业人员和管理部门专业技术人员的参考用书。

李永绣，南昌大学化学系，稀土研究院，院长，教授，博士，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。

第1章 稀土家族：资源特点与产业发展 001 1.1 稀土元素的发现、命名和分类 001 1.1.1 稀土元素的发现时间与命名 001 1.1.2 稀土家族及其分组归类 003 1.2 稀土不“稀” 004 1.2.1 稀土元素在地壳中的丰度 004 1.2.2 世界稀土资源分布 005 1.2.3 国外主要稀土资源 007 1.2.4 稀土的“稀”与“不稀”的相对意义 010 1.3 世界稀土工业的发展及格局变迁 012 1.3.1 以欧洲为主的独居石时代 013 1.3.2 以美国为主的氟碳铈矿时代 013 1.3.3 以中国为主的白云鄂博矿和南方离子吸附型稀土时代 014 1.3.4 中国稀土占主导地位的多元化全球稀土供应格局 015 1.4 中国稀土产业的主要发展阶段和特色 021 1.4.1 在跟踪发展中孕育创新 021 1.4.2 在优化创新中实现超越 023 1.4.3 在超越突围中实现引领 026 1.5 稀土产业格局变迁的动力 028 1.6 稀土产业链及其高质量发展 029 1.6.1 高丰度稀土高值化平衡利用要求 030 1.6.2 稀土产业可持续发展与科技创新 032 第2章 稀土荣耀：功能性质与材料应用 039 2.1 稀土不“土” 039 2.1.1 稀土应用提升稀土战略价值 039 2.1.2 稀土功能性质与4f电子排布 039 2.1.3 稀土应用的王者风范 041 2.2 稀土荣耀及其战略意义 042 2.2.1 稀土荣耀 042 2.2.2 稀土的战略意义 060 2.3 稀土材料化学 063 2.4 稀土材料的主要类型和应用概况 063 2.4.1 稀土氧化物材料 064 2.4.2 掺杂和复合稀土氧化物材料 064 2.4.3 稀土硫化物材料 068 2.4.4 稀土卤化物材料 069 2.4.5 稀土金属及合金材料 070 2.5 中国稀土材料研究历程 072 2.5.1 稀土磁性材料 072 2.5.2 稀土储氢材料 074 2.5.3 玻璃陶瓷与高温超导体 074 2.5.4 稀土发光材料 075 2.5.5 稀土催化材料 077 2.5.6 稀土抛光材料 077 第3章 稀土血脉：电子结构与基本性质 079 3.1 稀土元素的电子结构 079 3.1.1 稀土元素的电子层结构特点 079 3.1.2 镧系元素和离子的电子组态 080 3.1.3 镧系元素的价态 082 3.1.4 稀土元素原子半径和离子半径 083 3.1.5 镧系离子颜色 084 3.1.6 镧系离子光谱项 085 3.1.7 镧系离子及其化合物的能级 088 3.2 稀土含氧化合物及无机盐 089 3.2.1 稀土化合物的性质 089 3.2.2 稀土氢氧化物 091 3.2.3 稀土氧化物 093 3.2.4 稀土卤化物 096 3.2.5 稀土硝酸盐 098 3.2.6 稀土硫酸盐 099 3.2.7 稀土碳酸盐 101 3.2.8 稀土草酸盐 102 3.2.9 稀土磷酸盐 104 3.3 稀土非金属化合物 105 3.3.1 稀土碳化物 105 3.3.2 稀土硅化物 106 3.3.3 稀土氮化物 107 3.3.4 稀土硼化物 108 3.3.5 稀土硫化物 109 3.3.6 稀土氢化物 112 3.4 稀土金属及合金 114 3.4.1 稀土金属单质 115 3.4.2 稀土合金 134 3.4.3 稀土钢铁添加剂 139 第4章 稀土产品：化学指标与物性调控 142 4.1 稀土产品的化学指标 142 4.2 自然资源中稀土的共生与杂质纠缠 142 4.3 稀土分离提纯的主要内容 144 4.3.1 稀土分离的基本原理 145 4.3.2 稀土地质矿山 146 4.3.3 获得稀土精矿的采矿选矿技术 147 4.3.4 获得高纯单一稀土产品的冶炼分离技术 149 4.3.5 稀土选冶与分离技术的高效绿色化进程 150 4.4 稀土沉淀与结晶分离 150 4.4.1 沉淀-溶解平衡和溶度积规则 151 4.4.2 沉淀分离方法的应用 152 4.4.3 分级沉淀分离 156 4.4.4 分级结晶 157 4.5 稀土与铝的分离 158 4.5.1 沉淀分离 159 4.5.2 萃取分离 159 4.5.3 吸附及多重平衡分离 160 4.6 稀土与钍铀铝的分离 160 4.7 稀土材料前驱体与物性控制 161 4.7.1 稀土材料前驱体定义 161 4.7.2 高纯特种物性稀土材料前驱体 162 4.7.3 稀土材料物性控制 163 4.7.4 高纯稀土金属及靶材 165 4.7.5 稀土材料前驱体产品的绿色低成本生产问题 165 4.8 稀土微纳米粉体材料 167 4.8.1 定义 167 4.8.2 稀土微纳米粉体材料的类型 168 4.8.3 稀土微纳米粉体材料的合成 170 4.8.4 稀土微纳米粉体材料的应用 171 4.9 稀土薄膜和涂层材料 173 4.9.1 稀土纳米薄膜 173 4.9.2 稀土涂层材料 173 4.9.3 稀土薄膜和涂层材料的类型 173 4.9.4 稀土薄膜和涂层材料的组装与应用 174 4.10 稀土块体材料 179 4.10.1 定义 179 4.10.2 稀土块体材料的结构类型 179 4.10.3 稀土块体材料的制备 180 4.10.4 稀土块体材料的应用 182 第5章 稀土配位：萃取分离与功能配合物 184 5.1 引言 184 5.1.1 配位化合物 184 5.1.2 配位化学与稀土配合物 185 5.2 稀土离子的配位性能 185 5.3 稀土配合物的主要类型 186 5.3.1 稀土有机配合物 187 5.3.2 稀土无机配合物 193 5.3.3 稀土配合物的合成 194 5.4 稀土配合物的配位数和几何构型 195 5.5 稀土配合物的稳定性 198 5.6 稀土配合物稳定性的“四分组效应” 200 5.7 配位分离化学 202 5.7.1 稀土萃取分离化学 202 5.7.2 萃取剂类型 207 5.7.3 萃取过程及基本参数 217 5.7.4 稀土元素的分组萃取分离实例 220 5.8 稀土吸附与离子交换分离 221 5.9 稀土配合物的功能性质及其材料应用 223 第6章 稀土生产：环境保护与质量管理 228 6.1 稀土环境化学 228 6.1.1 概况 228 6.1.2 稀土土壤环境化学 228 6.1.3 稀土水环境化学 230 6.1.4 稀土大气环境化学 230 6.2 稀土工业生产过程的环境保护 230 6.2.1 稀土生产过程的废气和粉尘污染 230 6.2.2 稀土湿法冶炼废水 231 6.2.3 稀土尾矿和工业废渣 233 6.3 稀土环保材料 233 6.3.1 稀土催化材料 233 6.3.2 稀土无毒颜料和高分子助剂 233 6.3.3 稀土水处理剂 234 6.4 稀土分析化学 234 6.4.1 化学分析法 234 6.4.2 仪器分析法 236 6.5 稀土标准化工作 239 6.5.1 冶金部标准 239 6.5.2 国家标准与行业标准 240 6.5.3 稀土标准样品 240 6.6 稀土行业质量管理 241 6.6.1 质量管理标准认证体系 241 6.6.2 质量管理 241 第7章 稀土科技：研发平台与特色领域 243 7.1 稀土科技发展的国家战略部署 243 7.2 稀土科研国家重点实验室 244 7.3 稀土科研国家工程（技术）研究中心 245 7.4 稀土研发单位和生产企业 246 7.4.1 部分高校稀土科研平台及成果 246 7.4.2 中国科学院部分稀土科研平台及成果 251 7.4.3 部分国家和地方稀土研发与设计平台 253 7.4.4 部分大型稀土企业 256 7.4.5 稀土相关学会、协会 266 参考文献 269