稀土微量元素处理表格
稀土元素 介绍
RE2(CO3)3 → RE2O3+3CO2
性质：
镧系元素硫酸盐和硫酸铝相似，易溶于水，含结晶水 Ln2(SO4)3·xH2O；脱水时经历以下三步： Ln2(SO4)3·xH2O→ Ln2(SO4)3 →Ln2O2SO4 →Ln2O3
稀土元素简介
一、稀土元素介绍 二、稀土元素的一般物理性质 三、稀土元素的非金属化合物 四、稀土元素与化合物的反应
一、稀土元素介绍
稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧 (La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、 铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、 铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素 密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素， 称为稀土元素(Rare Earth)。简称稀土(RE或R)。
La2(SO4)3+3Ba(BrO3)2 → RE(BrO3)3+3BaSO4↓
（五）、稀土元素的氢化物
(六)、稀土元素的硼化物
（七）、稀土元素的硫化物
四、稀土元素与化合物的反应
1、与水的反应 La+H2O→La(OH)3+H2↑
2、与酸的反应 Y+HF→YF3+H2↑ Y+HCl→YCl3+H2↑ Y+H2SO4→Y2(SO4)3+H2↑ Y+HNO3→YNO3+H2↑ Y+H3PO4→Y3(PO4)4+H2↑
因此水合物脱水总不能得到纯净的无水卤化物。
地球化学 (14)
REE的较大半径削弱着共价键性和静电的相互作 用， 成为阻止REE形成稳定络合物的主要因素之 一。溶液中三价REE离子能同CO23-，Br+，I-， NO3-和SO42-等组成离子对，形成碳酸盐，硫酸盐， 氯化物和氟化物型络合物. ；
在富CO2溶液中REE极活动。 实验证明HREE在共 存硅酸盐和碳酸盐熔体(岩浆熔离)之间优先富集于 碳酸盐熔体中；在共存富CO2蒸气相中REE更加富 集；
尽管REE化学行为相似， 还是能通过某些成岩和 成矿过程发生彼此分离。这是因电子构型对它们 离子价态和半径施加影响的结果，也与REE在造 岩矿物配位多面体类型众多和大小变化有关。
2. REE价态
REE是强正电性元素， 以离子键为特征， 只含极 少共价成分。电离顺序是先移去6s亚层上两个电 子，然后丢失1个5d或4f电子，因为5d和4f电子在 能量上相对接近于1个6s电子。设想再从4f移去1 个，即第4个电子，但是这个电子电离能太高， 不易移去。因此REE在化学和地球化学上均显示 三价离子状态，只有Eu和Yb可呈2价， Ce和Tb可 呈4价。原因：Eu2＋和Tb4＋具有半充满4f亚层， Yb2＋具有全充满4f亚层，Ce4＋具有贵气体氙(Xe) 电子构型，这些电子构型可以提高该价态离子的 稳定性。
变价离子(Eu，Ce等)不同价态的比例取决于 体系的成分、氧逸度、温度和压力；
3．REE的配位和离子半径
矿物中REE占据多种多样的配位多面体，从六次 到十二次，甚至更高的配位均有。较小的稀土元 素占据六次配位位置，但这种情况在矿物中少见。
一般REE在矿物中的配位要大些，最常见的配位 是七次到十二次，如榍石中为七次，锆石中为八 次，独居石中为九次，褐帘石中为十一次和钙钛 矿中为十二次。
稀土元素的常见化合价
稀土元素的常见化合价：常见的稀土元素的价态是＋3价，另外还有＋2，＋4价存在。
稀土就是化学元素周期表中镧系元素--镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的元素-钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。
周期系ⅢB族中原子序数为21、39和57~71的17种化学元素的统称。
其中原子序数为57~71的15种化学元素又统称为镧系元素。
稀土元素的共性是:①它们的原子结构相似;②离子半径相近(RE离子半径1.06×10m~0.84×10m，Y为0.89×10m);③它们在自然界密切共生。
稀土元素有多种分组方法，目前最常用的有两种:两分法:铈族稀土，La-Eu，亦称轻稀土(LREE)钇族稀土，Gd-Lu+Y+Sc，亦称重稀土(HREE)。
稀土元素的结构与材料学性能
1、Ln3+的基态，4f轨道与正常的价电子轨道5d6S6P相比属内层，因此4f电子被有效地屏蔽起来，成为一种希气型结构的离子，所以f电子在通常情况下，不参加成键，难以杂化，只有更高能量的5d6S6P可以形成共价键，但CFSE相当小,约1000cm-1。 2、Ln3+离子半径比较大,是希气结构的离子与Ca2+、Sr2+、Ba2+相似。 Ca2+ 3S23P6 99pm Ba2+ 5S25P6 134pm Ln3+ 4f n5S25P6 106.1～85pm Al3+ 2S22P6 51pm
稀土镁合金比强度较高，对减轻飞机重量，提高战术性能具有广泛用前景。
1
2
在冶金工业中的应用：稀土钛合金 70年代初，北京航空材料研究院（简称：航材院）在Ti－A1－Mo系钛合金中用稀土金属铈（Ce）取代部分铝、硅，限制了脆性相的析出，使合金在提高耐热强度的同时，也改善热稳定性能。
2、在石油化工
早在50年代我国仿制的飞机和导弹的蒙皮、框架及发动机机匣已采用稀土镁合金，70年代后，随着我国稀土工业的迅速发展，航空稀土开发应用跨入了自行研制的新阶段。新型稀土镁合金、铝合金、钛合金、高温合金、非金属材料、功能材料及稀土电机产品也在歼击机、强击机、直升机、无人驾驶机、民航机以及导弹卫星等产品上逐步得到推广和应用。
1、在冶金工业中的应用：稀土镁合金
稀土镁合金强度高，对减轻飞机重量，提高战术性能具有广泛的应用前景。中国航空工业总公司研制的稀土镁合金包括铸造镁合金及变形镁合金约有10个牌号，很多牌号已用于生产，质量稳定。稀土元素在镁合金中溶解度大，因而有明显的热处理强化作用。在铸造和变型镁合金中加入金属钕、钇显著地提高强度和工艺性能。
稀土元素地球化学
0.074
0.259 0.047 0.322
1.24
5.2 0.85 5.8
Ho
Er Tm Yb Lu Y
123.6111
125.2381 118.125 115.311 113.0303 93.36735
95.27778
103.3333 90.625 89.47368 85.75758 65.81633
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• LaN/SmN：反映了轻稀土之间的分馏程度。该值越大， 轻稀土越富集。 根据LaN/SmN可以对岩石进行分类。如根据LaN/SmN比 值，Schilling（1975a）将洋中脊玄武岩划分成三种类型： N型（正常型），LaN/SmN＜1；稀土元素组成模式为亏 损型。 P（E）型，地幔柱型或异常型，LaN/SmN＞1；富集型。 T型，过渡型；LaN/SmN≈1 • GdN/YbN：反映了重稀土之间的分馏程度。该值越小， 重稀土富集程度越高。有人用GdN/YbN比值将马提岩划 分成三个组。
• 在成矿研究中，常用未矿化或蚀变的岩石 为标准，了解成矿或蚀变过程中，稀土元 素的变化。
这种方法的优点
• 一般公认球粒陨石的轻-重稀土元素之间不存在 分异。 采用球粒陨石标准化模式图可使样品中各REE 间的任何程度的分异更清楚地显示出来。 克服奇偶原子序数的元素丰度不同所造成的 REE曲线锯齿状变化。 可以反映所研究样品相对于原始地球稀土组成 的地球化学分异作用。 直线斜率、形态和偏离直线的稀土元素的异常 地球化学行为，为成岩成矿机理研究，提供了 重要信息。
• ② LREE/HREE—轻重稀土元素比值 • 用途：能较好地反映REE的分异程度以及 指示部分熔融残留体和岩浆早期结晶矿物 的特征。是判断残留相或结晶相矿物组合 的重要依据。
稀土元素
在具有f7的中点Gd3+钆处，微有不连续性， 这种现象被称之为Gd断效应 断效应。 这种现象被称之为 断效应。
Pm3＋ r/pm △(pm) 97.9 1.5
Sm3＋ 96.4 1.4
Eu3＋ 95.0 1.2
Gd3＋ 93.8 1.5
Tb3＋ 92.3 1.5
Dy3＋ 90.8
镧系收缩的影响(influence of lanthanide 镧系收缩的影响 contraction)
5. 镧系元素的分组 （1）峰谷效应（双峰效应） 镧系元素的原子半径在Eu和 Yb处出现峰和在Ce处出现 谷的现象 铈组（轻稀土）La Ce Pr Nd (Pm) Sm 铈组 钇组（重稀土）Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu 钇组
（2）三分组效应 三分组效应
∆solHmθ/kJ·mol
原子序数 元素 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥
符号 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
价电子层结构 4f0 5d1 4f1 5d1 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7 4f7 5d1 4f9 4f10 4f11 4f12 4f13 4f14 4f14 5d1 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2 6s2
Hale Waihona Puke 1 －－－－~ 分 组组（ 组 组（ 组（ 组
LnCl3
三组 分
LnCl3·6H2O －
）La Ce Pr Nd (Pm) Sm ） Eu Gd Tb Dy ）Y Ho Er Tm Yb Lu
建议收藏！详尽解析17种稀土元素的应用！
建议收藏！详尽解析17种稀土元素的应用！稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）、铕（Eu）、钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu），以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪（Sc）和钇（Y），共17种元素，称为稀土元素。
稀土元素是17种特殊的元素的统称，它的得名是因为科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素。
（图片来源于网络）这些稀土元素的发现，从1794年芬兰人加多林分离出钇到1947年美国人马林斯基等制得钷，历时150多年。
其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。
钷是美国人马林斯基、格兰德宁和科列尔用离子交换分离，在铀裂变产物的稀土元素中获得的，过去认为自然界中不存在钷，直到1965年，芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。
(图片来源：/rare_earth_elements)分类通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土元素，钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土元素。
也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外（有的将钪划归稀散元素）划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷，其中钷是人造放射性元素；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
性质稀土元素都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3价，其水合离子大多有颜色，易形成稳定的配位化合物。
溶剂萃取和离子交换是目前分离稀土的较好方法。
镧、铈、镨、钕等轻稀土金属，由于熔点较低，电解时呈熔融状态在阴极上析出，故一般均采用电解法制取。
可用氯化物和氟化物两种盐系，前者以稀土氯化物为原料加入电解槽，后者则以氧化物的形式加入。
稀土元素的种类和应用01轻稀土组元素镧（La）镧的应用非常广泛，如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料（兰粉）、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。
微量元素表
二十四种微量元素统计表
24.锰（Mn 地壳中克拉克
值9X 10-2%，常
与铁伴生地下水中锰较常见，
天然存在与许多地表
水和地下水水源中，
特别是在厌氧或低氧
化条件下
锰的主要用途是制造铁与钢的合
金，（以高锰酸钾形式）用作清
洗、漂白和消毒的氧化剂，还可
用作为其他多种产品的原料。
锰
是人体所必需的微量元素，成
年人每日平均对锰的摄入量为
4m卅右。
锰中毒主要作用与神
经系统，引起“锰性癫狂”症，
还可以引起“化学性肺炎”、肺
硬化和类似胆汁性肝硬化病变
饮水中发现的
水平不影响健
康，不设定准则
值。
稀土分析报告
稀土分析报告引言稀土元素是指周期表中镧系元素（包括镧、铈、钕、钐、铕等共17种元素）。
它们具有独特的化学和物理性质，广泛应用于各个领域，如磁性材料、电子产品、光学器件等。
稀土元素的分析是验证其纯度和确定其含量的重要过程，本报告旨在介绍稀土分析的方法和技术。
分析方法原子吸收光谱法原子吸收光谱法是常用的稀土分析方法之一。
该方法通过测量稀土元素溶液在特定波长下对特定光的吸收情况，进而确定其浓度。
这个方法的原理基于原子在特定能量下吸收特定频率的光的特性。
使用原子吸收光谱法进行稀土分析需要先将样品溶解成溶液，并利用所需的特定波长的光源进行测量。
X射线荧光光谱法X射线荧光光谱法也是常用的稀土分析方法之一。
该方法使用X射线激发样品中的原子，使其发生荧光，然后通过分析荧光的强度和能量来确定稀土元素的含量。
这个方法的优点是能够同时测量多种元素，但对于样品的制备和设备的要求较高。
电感耦合等离子体发射光谱法电感耦合等离子体发射光谱法是一种高灵敏度和高准确性的稀土分析方法。
该方法通过将稀土样品溶解成溶液，并通过电感耦合等离子体发射光谱仪来测量稀土元素的发射光谱。
该方法的优点是测量速度快、准确性高，并且能够同时测量多种元素。
然而，该方法的设备和操作相对复杂，价格较高。
分析步骤1.样品制备：将待分析的稀土样品溶解成溶液，以便后续的测量分析。
2.选取合适的分析方法：根据具体的分析需求和样品性质，选择合适的稀土分析方法，如原子吸收光谱法、X射线荧光光谱法等。
3.测量样品：将样品放入仪器中进行测量，确保测量条件的准确性和可重复性。
4.数据处理：根据仪器测量结果，进行数据处理和分析，计算出稀土元素的含量。
5.结果分析：根据数据分析结果，进一步分析样品的纯度和稀土元素的含量。
6.报告撰写：根据分析结果撰写稀土分析报告，包括实验方法、数据处理和结果分析等内容。
分析结果经过稀土分析，我们得到了如下结果：稀土元素含量（%）镧25铈10钕15钐20铕 5结论根据我们的分析结果，样品中含有较高的镧和钐元素，而铕元素的含量较低。
8——稀土冶金
4.氟碳铈矿是目前世界上生产稀土最主要的原料，其次为独居
石、氟碳铈-独居石混合矿和磷钇矿。 5. 独居石精矿是一种主要含轻稀土元素的磷酸盐矿物，并含有 放射性元素钍(ThO2 5~10%)、铀(U3O8 0.2~0.6％)以及磷 (P2O5 22~31.5％)，同时伴生有ZrO2、SiO2及其它杂质元素。 独居石综合利用价值较高，除稀土外，钍、铀、磷等都可回 收利用。 6. 氟碳铈矿—独居石混合精矿是以轻稀土为主的氟碳酸盐与磷 酸盐两类稀土矿的混合精矿，随矿石类型和选矿方法的不同， 精矿中这两类矿物的相对含量大约在9：1～l：l之间；伴生 元素主要是铁矿物(赤铁矿、磁铁矿)，萤石(CaF2)，重晶石 (BaSO4)，磷灰石等，且含有少量铌(Nb2O5：0.1～0.2%)； 放射性元素钍含量比一般独居石精矿少得多。
稀土冶金过程：精矿分解
溶剂萃取/离子交换
生产金属
稀土精矿分解：将矿物中的主要成分转 变成易溶于水或酸的化合物，然后经溶 解、分离、净化等工序，为稀土分离作 准备，也可以直接沉淀成混合稀土化合 物产品。 稀土精矿分解方法： A、酸分解法（硫酸法和氢氟酸法） B、碱分解法（苛性钠法和苏打法） C、高温氯化法。 硫酸焙烧法是我国处理包头稀土矿和氟碳 铈精矿的主要方法。
21.0
Ce Pr
797 935
Nd Pm Sm
1024 1035 1072
Eu Gd Tb
826 1312 1356
Dy Ho
1407 1461
Er
1497
Tm
1545
Yb
824
Lu
1652
轻、重稀土的分类是：镧至铕7个元素称为铈组稀土亦称轻稀土；钆及钆以后的元素和钇称为钇组稀土亦称重稀土。(钆有的资料 列入氢稀土）钇被列入重稀土组是因为它的离子半径在重稀土元素钬、铒之间，化学性质也与它们相似，在自然界中与其共存。 三组分类法是根据酸性萃取剂对稀土元素萃取分离的难易程度来进行的，把稀土分为轻、中、重三组：即镧、铈、镨、钕为轻稀 土组；钐、铕、钆为中稀土组和铽、镝、钬、钇、铒、铥、镱、镥为重稀土组。