综述

  • 稀土基纳米复合功能材料吸附去除水中磷酸盐研究进展

    胡梦;张江群;韦万丽;龙星宇;

    磷是影响水体富营养化的主要限制性因素,有效去除磷是治理水体富营养化的关键。与传统除磷方法相比,吸附法因其经济、高效及操作简单等优点而倍受关注。稀土基复合功能材料作为吸附剂,因其独特的理化性质,可提高对磷酸盐的高效吸附去除性能。本文归纳了国内外关于稀土基纳米吸附剂应用于水体中磷酸盐去除的相关研究,包括稀土基金属氧化物、稀土基层状双金属氢氧化物、稀土基掺杂的有机金属骨架、稀土基改性的生物炭和稀土基改性的其他载体吸附剂材料。同时,讨论了相应的吸附容量、吸附机理、抗酸碱溶出性能及循环利用情况等。进一步总结了稀土基纳米吸附剂在吸附除磷领域中存在的问题,并对未来的研究方向提出了一些建议。

    2026年01期 v.44;No.219 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1237K]

稀土新材料

  • 萤石型Y3-x(Cax/4Inx/4Mgx/4Alx/4)NbO7(x=0.1,0.2)高熵陶瓷的热学性质演变机制研究

    薛桂宇;陈琳;冯晶;

    稀土铌酸盐Y_3NbO_7具有高热膨胀系数、低热导率和优异的高温稳定性等特点,被广泛作为热障涂层材料研究。本文通过高温固相法制备了Y_(3-x)(Ca_(x/4)In_(x/4)Mg_(x/4)Al_(x/4))NbO_7(x=0.1, 0.2)高熵陶瓷,并对其微观形貌、晶体结构、热导率、热膨胀系数和氧离子传输特性等进行研究,通过高熵工程实现对其热学性能的协同优化。结果显示,相较于氧化钇稳定氧化锆陶瓷(YSZ)和Y_3NbO_7, Y_(3-x)(Ca_(x/4)In_(x/4)Mg_(x/4)Al_(x/4))NbO_7(x=0.1,0.2)高熵陶瓷的高热膨胀系数进一步提高,同时热导率进一步降低,热导率随温度的变化出现类玻璃态特征。相较于传统的热障涂层材料YSZ, Y_(3-x)(Ca_(x/4)In_(x/4)Mg_(x/4)Al_(x/4))NbO_7(x=0.1, 0.2)高熵陶瓷具有高工作温度、低热导率(1.32 W·m~(-1)·K~(-1), 900℃)、高热膨胀系数(11.31×10~(-6) K~(-1),1400℃)、低氧离子电导率(1.71×10~(-4) S·cm~(-1), 900℃)和高活化能(1.18 eV)等优势。由此可见,高熵工程能够有效提升Y_3NbO_7的热学性质,进一步促进其作为耐高温、高隔热、强阻氧的新型热障涂层材料获得应用。

    2026年01期 v.44;No.219 14-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1763K]

稀土化学与湿法冶金

  • 过硫酸钠/活性炭体系深度脱除稀土废渣资源化废水中有机物

    王慧佳;李倩;张海林;钟红芸;熊家春;李平;

    离子吸附型稀土矿山废渣资源化利用过程会产生盐度和有机物浓度双高的硫酸钠废水,通过探索废水中有机物的赋存状态,提出过硫酸钠/活性炭(PS/AC)体系脱除废水中有机物。研究发现,废水中有机物主要为腐殖酸类物质,有机碳含量(TOC)为1102.11 mg·L~(-1)。通过热活化过硫酸钠降解-活性炭深度脱除二段工艺,可使废水中TOC值降低到8.10 mg·L~(-1),有机物最终脱除率达到99.3%。活性炭活化过硫酸钠一步脱除废水有机物,降解率可达95%以上。机理研究表明,两种活化方式产生的·OH和SO_4~-·为主要活性氧化物质降解废水中有机物,活性炭活化体系的氧化能力高于热活化体系。本研究为深度去除稀土废渣资源化废水中有机物提供了应用技术基础,所构建的过硫酸钠/活性炭体系表现出良好的经济适用性。

    2026年01期 v.44;No.219 25-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K]
  • 钙剂和镁剂焙烧对稀土熔盐电解渣中氟固化的热力学研究

    蒲婷;陈赞鸿;刘寅亮;张明辉;梁勇;

    稀土熔盐电解渣大都通过焙烧-酸浸工艺实现稀土回收,其中对于难处理的氟化稀土,基于固相固氟的思路,国内已有学者用氢氧化钙焙烧-盐酸酸溶的方式来实现稀土与氟的分离,但稀土浸出率仅为90%左右,其原因为焙烧产物CaF_2会溶于HCl导致酸浸液中除RE~(3+)外还有F~-,二者重新结合为REF_3。Mg和Ca化学性质相似且MgF_2的溶度积比CaF_2小,则理论上MgF_2要比CaF_2更稳定。由此通过对钙剂和镁剂与稀土熔盐电解渣焙烧得到的CaF_2, MgF_2的酸浸热力学和溶解行为进行研究,以便探明二者的溶解行为规律,进一步为焙烧-酸浸法选择合适的固氟试剂提供依据。由热力学分析结果可知,当0<pH≤3.2时,该范围内MgF_2比CaF_2先开始析出;pH在3.2~10.87范围内,MgF_2和CaF_2稳定存在且[Mg~(2+)]要低于[Ca~(2+)];当10.87<pH≤14时,MgF_2和CaF_2开始返溶生成Mg(OH)_(2(s))和Ca(OH)_(2(aq)),即MgF_2在酸中的稳定性更好且酸浸工序的pH=4~7为宜。当HCl浓度1 mol·L~(-1),液固比2∶1(mL/g),温度30~90℃,反应60 min后,CaF_2的溶解度变化为28.5~53.8 g·L~(-1),而MgF_2的溶解度变化仅为9.57~13.33 g·L~(-1), MgF_2在酸中的溶解效果整体要比CaF_2更差,说明MgF_2在酸中更加稳定即镁剂要比钙剂的固氟效果更佳。

    2026年01期 v.44;No.219 36-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1003K]
  • pH值对La(OH)3微结构及氯根的影响

    田皓;郭金铖;裴宇;张正中;李岩;郝喜红;

    采用液相沉淀法以LaCl_3溶液为稀土源,NH_3·H_2O为沉淀剂,并流沉淀制备微米级La(OH)_3晶型产品。分别通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、激光粒度分析(PSA)等测试表征手段考察沉淀结晶过程中pH值对产品的晶相结构、晶体生长、形貌变化和粒径分布等影响,同时跟踪监测产品的纯度和氯根含量变化。结果表明:反应过程中的pH值与产品的晶体结构、晶体形成与长大、晶体形貌、粒径大小及分布、杂质含量、产品纯度有密切关系并呈现规律性变化。研究结果可以为氨法合成高品质氢氧化镧产品提供工艺设计依据,为其他元素微米级氢氧化稀土产品的开发与应用奠定基础。

    2026年01期 v.44;No.219 44-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K]

稀土金属学与火法冶金

  • Pr6O11在LiF-PrF3熔盐中的溶解行为研究

    彭栩堃;赖晨妍;陈淑梅;廖春发;李立清;谭明阳;江超;焦芸芬;

    明确Pr_6O_(11)在LiF-PrF_3熔盐中溶解度及溶解机制是镨电解生产过程中,建立合适加料制度、提高电解效率的关键。采用等温饱和法研究了Pr_6O_(11)在LiF-PrF_3熔盐中的溶解度与溶解平衡时间,考察了温度、 PrF_3含量对Pr_6O_(11)溶解度的影响,并通过物相分析、热分析法对Pr_6O_(11)在LiF-PrF_3熔盐的溶解行为进行了探讨。研究结果表明,Pr_6O_(11)在LiF-PrF_3熔盐中溶解平衡的时间为7 h,溶解过程为吸热过程,在温度为1223~1323 K, PrF_3含量为70%~90%范围内,Pr_6O_(11)在熔盐中的溶解度为0.23%~3.29%,且升高温度、增加熔盐中PrF_3含量均会使Pr_6O_(11)溶解度增大;Pr_6O_(11)溶解于熔盐过程中,与LiF-PrF_3熔盐发生反应生成了PrOF与Li_2PrF_6。

    2026年01期 v.44;No.219 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K]
  • 短程高效低添加选铁尾矿稀土提取绿色新工艺

    徐妍;吴应红;曲景奎;

    白云鄂博选铁尾矿富含铁、稀土等有价元素,是国内最大的尾矿坝。其综合回收利用不仅能变废为宝,还可以减少环境污染,推动矿山绿色可持续发展。为实现铁和稀土的高效回收,本研究采用“焙烧-弱磁选-酸浸”工艺,考察了焙烧温度、碳酸钙用量、配煤量等因素对回收效果的影响。结果表明,在磨矿粒度-200目,焙烧温度1300℃,焙烧时间2 h,配煤量0~5%,磁选强度为300 mT的条件下,可从全铁品位17.13%, RE品位7.46%的尾矿中获得全铁品位>93.4%,回收率>95.9%的铁精矿,及稀土品位13.1%,回收率99.1%的磁选尾矿。在3 mol·L~(-1) HCl与2 mol·L~(-1)柠檬酸混合溶液,液固比10∶1,浸出温度70℃条件下,稀土浸出率高达98.4%。酸浸出渣主要物相为CaF_2, BaSO_4和SiO_2,可作为浮选CaF_2的优良原料。该工艺流程简短,助剂用量少,铁、稀土回收率高,为选铁尾矿利用提供了新思路,具有重要的经济和生态意义。

    2026年01期 v.44;No.219 59-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K]

稀土应用

  • 两种混配型镧前驱体的热力学性能及其原子层沉积La2O3薄膜性能研究

    赵文勇;周洪;丁玉强;

    本文通过两步法合成得到两种混配型镧配合物,La(tmod)_3-DMEA(tmod=2,2,6,6-四甲基-3,5-辛二酮根,DMEA=N,N'-二甲基乙二胺,1)和La(tmod)_3-MEDA(MEDA=N-甲基乙二胺, 2),并用~1H NMR,~(13)C NMR,元素分析和X射线单晶衍射对配合物进行了表征。X射线单晶衍射的结果显示,配合物1和2均为单体结构。热重结果证明含N双齿中性配体的不对称性能够增强其与镧原子之间的结合力,进而提高混配型配合物的挥发性。以配合物2为前驱体,臭氧为氧源,成功的在SiO_2/Si(100)衬底上沉积得到La_2O_3薄膜。最佳的工艺参数:前驱体2和臭氧的脉冲时间分别为6和5 s,薄膜的生长速率为0.032 nm/cycle, ALD窗口为240~280℃。

    2026年01期 v.44;No.219 71-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K]
  • 稀土耐热剂对甲基乙烯基硅橡胶性能的影响

    谭小淋;王哲;崔建国;张升强;侯睿恩;苏文柔;

    以甲基乙烯基硅橡胶为基胶,采用自制稀土氧化物(HA-1)为耐热剂,添加白炭黑、结构化控制剂、硫化剂等制得耐高温硅橡胶材料。研究了HA-1对硅橡胶硫化性能、力学性能和耐热空气老化性能的影响,还在不同温度下对硅橡胶耐高温性能规律进行了分析。与商业耐热剂铁红(Fe_2O_3)和普通氧化铈(CeO_2)耐热氧老化效果进行了对比,并对其作用机理进行了分析。结果显示,在硫化温度160℃,硫化时间5 min,硫化剂质量分数0.8%,结构化控制剂6份,耐热剂用量5份时,硅橡胶硫化后力学性能较优,300℃下老化48 h后依然具有64%的拉伸强度保持率,长效抗热氧老化能力优于工业铁红和氧化铈,同时可用于浅色橡胶制品,有效解决工业铁红染色性问题。

    2026年01期 v.44;No.219 82-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K]

稀土地矿

  • 赣南石头坪重稀土矿床地质特征及稀土矿物年代学研究

    张德富;王先广;吕婷婷;孙观伟;龚良信;钟文;吴德海;张永文;

    赣南离子吸附型稀土矿分布广泛,但如何快速圈定找矿靶区是尚未解决的难题。本文以石头坪重稀土矿床为研究对象,从母岩特征、风化壳特征及矿体特征等方面详细分析了离子吸附型稀土矿成矿地质特征。母岩ΣREE可达500×10~(-6),富含易风化稀土矿物,风化壳以裸脚式为主,在风化壳剖面上稀土含量多成“弓背式”变化,矿体厚度山顶较厚,山脊次之,Y_2O_3含量与重稀土品位成正相关关系。总结了稀土成矿控矿因素,成矿母岩稀土含量高且含有较多的易风化稀土矿物是离子吸附型稀土矿成矿的先决条件,亚热带季风湿润气候及风化壳剥蚀速度和抬升速度相对平衡,为风化壳的形成及稀土元素在风化壳中的保存提供了良好条件。年代学发现锆石、独居石、氟碳铈矿、磷钇矿和铌铁矿年龄均为135 Ma,说明岩体形成时稀土矿物同时结晶。基于1∶20万水系沉积物地球化学数据,将La(镧)和Y(钇)作为轻稀土和重稀土特征元素,选取两种稀土元素高背景异常区域,开展“风化壳填图+快速分析+赣南钻+浅钻+实验测试”勘查技术组合,快速高效实现离子吸附型稀土矿床找矿突破。

    2026年01期 v.44;No.219 90-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 6649K]
  • 基岩对中低山区离子吸附型稀土矿床形成的约束——以滇西土官寨稀土矿为例

    明添学;唐忠;包从法;李蓉;何小虎;王小虎;覃勇凯;郝学峰;佘中明;成好;

    位于滇西腾冲的土官寨离子吸附型稀土矿床近期新发现存在重稀土矿体,由于缺乏精确的成矿基岩矿物学、年代学和地球化学研究,目前该矿床成因机理尚不清楚。对该矿床成矿基岩开展岩相学、矿物学、地球化学、锆石U-Pb与Hf同位素分析,结果表明,土官寨稀土矿床成矿基岩中细粒条带状片麻状花岗岩、二长花岗岩具有高硅(SiO_2含量70.36%~76.15%)、高钾(K_2O含量4.14%~6.60%)、高碱((K_2O+Na_2O)含量5.40%~9.01%)、相对贫铝,且发生强烈的钠长石化为特点,形成时代主要以早白垩世(125~110 Ma)和始新世(45~43 Ma)为主。成矿基岩均发育榍石、褐帘石等易分解稀土矿物为矿床形成提供了物质基础。其中,榍石是土官寨稀土矿重稀土元素主要来源,褐帘石是轻稀土元素的主要来源,它们被热液流体交代后有利于稀土元素的富集成矿,相对占比更高的榍石可能是其局部发生轻重稀土分异形成重稀土矿的原因。土官寨离子吸附型重稀土矿体的发现,为新一轮找矿突破战略行动拓展新方向。

    2026年01期 v.44;No.219 119-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 4053K]
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