《稀土元素化学》研究生课程教学大纲

《稀土元素化学》课程教学大纲

课程编号：010234

英文名称：Rare Earth Element Chemistry

一、课程说明

1. 课程类别

非学位选修课

2. 适应专业及课程性质

化学工程与技术（一级）、化学工程领域专业，选修

3. 课程目的

（1）我国稀土资源丰富，在稀土科技领域有领先的成果。本课程通过对稀土元素、矿物特点、稀土元素的配分规律、稀土矿的提取和分离工艺以点带面的介绍，在扩大学生稀土知识面的基础上，加强学生对稀土矿物及其加工、分析和应用能力的了解。

（2）为化学工程与技术（一级）各专业开设这门课程有助于学生开阔视野、拓宽专业知识面、为毕业后从事相关技术工作奠定知识基础。

4. 学分与学时

学分2，学时30

5. 建议先修课程

无机化学、分析化学、矿物加工、分离工程

6. 推荐教材或参考书目

推荐教材：《稀土》徐光宪等编著，冶金工业出版社，1995

参考书目：

（1）《风化壳淋积型稀土矿化工冶金》池汝安、田君著，科学出版社，2006

（2）《稀土元素》苏锵著河南科学技术出版社 1993

（3）《稀土选矿与提取技术》池汝安、王淀佐著，科学出版社，1996

7. 教学方法与手段

（1）运用多媒体教学手段授课，加强课堂信息量，使学生在有限的30 学时内尽可能多地学到稀土元素化学的基础知识与研究方法。

（2）以“研究性学习”教育理念来指导和组织本课程的教学，以学生为教学主体，激发学生的学习热情；学习新的一章前，布置该章的思考题促使学生读书自学来答题，学生带着问题来听课，老师讲课有的放矢，以具体稀土化合物的讲解来概括总结该大类化合物的共性与特征，介绍研究方法和研究现状；学完一章后，布置小论文题目，要求学生查阅一定数量的文献写出读书报告并将出色的报告在课堂上相互交流讨论，从而也培养学生阅读专业书刊主动获取知识的方法和习惯。

8. 考核及成绩评定

考核方式：考查

成绩评定：考查课：笔试（30％）＋读书报告（20％）＋课堂讨论及作业（20％）＋到课（30％）

9. 课外自学要求

（1）布置小论文题目，要求学生查阅一定数量的文献写出读书报告

（2）布置作业，要求学生查阅相关文献后独立思考完成。

二、课程教学基本内容及要求

第一章稀土绪论（4 学时）

基本内容：

（1）介绍稀土元素的发现

（2）稀土元素的性质，包括稀土元素的电性质、磁性质、光性质等

（3）稀土元素的价态，稀土元素的电子构型

（4）稀土元素化合物的制备及相关性质

（5）稀土元素的镧系收缩

基本要求：

（1）掌握稀土元素的性质、电子构型、稀土元素化合物的制备及相关性质

（2）了解稀土元素的镧系收缩规律、研究稀土的意义及目的

教学重点及难点：

（1）重点：稀土元素的性质、电子构型的介绍

（2）难点：稀土元素的镧系收缩规律的介绍

第二章稀土元素的萃取化学（5课时）

基本内容：

（1）总体介绍稀土元素的配合物及萃取剂发展方向

（2）常用萃取剂P204、P507和N235及环烷酸的合成和萃取性能的介绍

（3）常用萃取剂的分配系数，分离因子

（4）协同萃取的理论计算，错流萃取和逆流萃取的理论计算

（5）稀土元素的串级萃取理论

（6）稀土元素的四分组效应

基本要求：

（1）掌握常用萃取剂P204、P507和N235及环烷酸的合成方法及其萃取性能

（2）了解协同萃取的理论计算、错流萃取和逆流萃取的理论计算、稀土元素的串级萃取理论

教学重点及难点：

（1）重点：常用萃取剂P204、P507和N235及环烷酸的合成方法及其萃取性能

（2）难点：协同萃取的理论计算、错流萃取和逆流萃取的理论计算、稀土元素的串级萃取理论第三章稀土元素矿物学（2课时）

基本内容：

（1）稀土矿物晶体化学和稀土矿物分类，常见的稀土矿物、氟碳铈矿、独居石、磷钇矿、风化壳淋积型稀土矿等

（2）中国稀土矿物的某些矿物学特征

（3）中国稀土矿成因产状

基本要求：

（1）掌握稀土矿物晶体化学和稀土矿物分类，常见的稀土矿物、氟碳铈矿、独居石、磷钇矿、风化壳淋积型稀土矿等

（2）了解中国稀土矿物的某些矿物学特征、成因及产状

教学重点及难点：

（1）重点：稀土矿物晶体化学和稀土矿物分类

（2）难点：中国稀土矿物的某些矿物学特征、成因及产状

第四章稀土元素的矿床学（3课时）

基本内容：

（1）讲述我国几个重要稀土矿床的发现和矿床特征

（2）稀土矿物特别是工业稀土矿物，伴生矿物，评价他们的开采价值和综合利用价值

（3）典型稀土矿床地质特征，包括白云鄂博混合稀土矿床，微山稀土矿床，攀西稀土矿床，风化壳淋积型稀土矿和海滨砂矿。

基本要求：

（1）掌握我国几个重要稀土矿床的发现和矿床特征

（2）了解稀土矿物特别是工业稀土矿物，伴生矿物，评价他们的开采价值和综合利用价值

教学重点及难点：

（1）重点：我国几个重要稀土矿床的发现和矿床特征，典型稀土矿床地质特征

（2）难点：稀土矿物特别是工业稀土矿物，伴生矿物，评价他们的开采价值和综合利用价值

第五章稀土矿的选矿（3课时）

基本内容：

（1）介绍矿物型稀土矿的选矿药剂合成原理

（2）介绍分选性能及作用机理，特别是脂肪酸类和羧酸类选矿药剂

（3）评价现有各矿床的选矿工艺，包括重选和磁选及重磁浮联合分选工艺

基本要求：

（1）掌握矿物型稀土矿的选矿药剂合成原理，分选性能及作用机理

（2）了解现有各矿床的选矿工艺，包括重选和磁选及重磁浮联合分选工艺

教学重点及难点：

（1）重点：矿物型稀土矿的选矿药剂合成原理，分选性能及作用机理

（2）难点：选矿药剂的分选性能及作用机理

第六章稀土矿的分解和提取（4课时）

基本内容：

（1）矿物型稀土矿的酸法和碱法分解工艺，包括白云鄂博混合稀土精矿，单一氟碳铈矿的分解工艺，评价它们的优缺点以及发展绿色分解工艺

（2）风化壳淋积型稀土矿的三代工艺，池浸工艺、堆浸工艺和原地浸出工艺，特别是现在广泛应用的原地浸出工艺

（3）稀土选冶废水的处理

基本要求：

（1）掌握矿物型稀土矿的酸法和碱法分解工艺、风化壳淋积型稀土矿的三代工艺

（2）了解稀土选冶废水的处理

教学重点及难点：

（1）重点：矿物型稀土矿的酸法和碱法分解工艺、风化壳淋积型稀土矿的三代工艺

（2）难点：稀土选冶废水的处理

第七章稀土元素的配分（4课时）

基本内容：

（1）介绍稀土元素配分的概念

（2）各种稀土矿物的稀土配分，端元矿物稀土配分，稀土矿床的稀土配分，稀土矿物与稀土矿床及稀土精矿配分之间的变化规律

（3）稀土配分与稀土元素地球化学之间关系

（4）风化壳淋积型稀土矿的钆断效应、富铕效应、分馏效应、铈亏效应

基本要求：

（1）掌握稀土元素配分的概念、各种稀土矿物的稀土配分、端元矿物稀土配分、稀土矿床的稀土配分、稀土矿物与稀土矿床及稀土精矿配分之间的变化规律

（2）了解稀土配分与稀土元素地球化学之间的关系，风化壳淋积型稀土矿的钆断效应、富铕效应、分馏效应、铈亏效应

教学重点及难点：

（1）重点：稀土元素配分的概念、各种稀土矿物的稀土配分，端元矿物稀土配分，稀土矿床的稀土配分，稀土矿物与稀土矿床及稀土精矿配分之间的变化规律

（2）难点：稀土配分与稀土元素地球化学之间的关系、风化壳淋积型稀土矿的钆断效应、富铕效应、分馏效应、铈亏效应

第八章稀土元素分析化学（3课时）

基本内容：

（1）稀土元素的总量分析和稀土元素的配分分析，包括矿产品、氧化物、稀土金属的分析

（2）介绍几种常用的分析方法：草酸盐重量法，EDTA容量法，X-荧光分析法等