产业技术情报—————————————————————————————————————————————————————————————2013年12月18日第6期（总第6期） 编者按： 稀土提取及分离技术的基本内容有如下几个方面：稀土矿物的富集、稀土的提取、稀土富集物的制备、稀土元素的分离与提纯、稀土化合物的制备。本期通过专利分析，对稀土提取及分离技术的专利数量、专利国家和地区分布、专利技术布局，以及稀土提取与分离技术国家分布、技术主题、核心专利等进行了分析，并得出以下结论。 本期重点：稀土提取与分离技术专利分析 ●中国在稀土提取与分离技术领域起步较早，但由于我国稀土技术保密规定等 原因，文献报道不多，2006年后迅速发展，专利数量跃居世界第一，但专利影响力（核心专利）很小。 ●稀土提取与分离技术主要集中在提取与分离过程与方法、分离过程中使用的 体系和萃取剂、稀土分离、提取的设备与装置以及对稀土提取过程中废水的处理。 ●日本企业为该技术领域的主要专利持有人，专利均集中在从合金或其他混合 物中回收稀土元素以及提取与分离过程中所使用的萃取剂。此外，日本机构还擅长从一些废料（例如荧光粉材料和磁性材料）中回收稀土金属。 ●中国有5家高校、科研单位和5家企业专利申请量进入全球Top30，分别为 北京大学、北京科技大学、东北大学、内蒙古科技大学、中科院长春应用化学研究所、北京有色金属研究总院、包头稀土研究院、甘肃稀土新材料有限公司等。 ============================================================= 主编：刘细文执行主编：贾苹本期策划：徐慧芳陆彩女陈枢舒联系地址：北京北四环西路33号中科院国家科学图书馆区域信息服务部邮编：100190 电话：82625972邮件地址：xxcykb@https://www.doczj.com/doc/8c5770210.html,
稀土溶剂萃取 摘要：本文主要介绍了不同稀土萃取剂及其性能和稀土溶剂萃取工艺。 关键词：稀土；溶剂萃取；萃取剂；萃取工工艺 一、前言 稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称。稀土元素主要以单矿物形式存在，目前已发现的250多种,但适合现今选冶条件的工业矿物仅有10余种。中国占世界稀土资源的41.36%，是一个名副其实的稀土资源大国。稀土资源极为丰富，分布为南重北轻，这为中国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。传统的稀土分离方法有分步结晶法、离子交换法、溶剂萃取法，现在溶剂萃取法是稀土萃取的主要方法。分步结晶法利用氧化或还原反应分步沉淀，需要冗长复杂的结晶步骤，不利于生产大量稀土；离子交换法只适用于溶度较低的稀土溶液。溶剂萃取技术的特点：仪器设备简单，操作简易快速，回收率高，纯度好，选择性好，应用范围广泛；除用于分离外，还能作为浓集手段．该法缺点是有机溶剂的毒性大，多级萃取操作费时、麻烦、操作强度大；有些试剂昂贵，成本高。[1] 二、各种稀土萃取剂及其性能 稀土溶剂萃取研究的关键是萃取剂的研制，几十年来科研工作者以溶液化学及络合物化学为基础，发展了不少有效的萃取体系。 1、酸性磷酸酯 酸性磷（膦）酸酯是各类萃取剂中分离性能最好的萃取剂．在二烷基磷酸中，酯烷基结构对分离性能没有显著影响．具有一定结构的烷基磷酸单烷基酯对稀土的平均分离因素较二烷基磷酸高，如2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯（P507)在硝酸体系的平均分离因数为3.04，高于已见报道的其它萃取剂，在盐酸体系也表现出较P204高的分离性能。[2]这类萃取剂中的甲基磷酸单仲烷基酯CH3P(O) (OR) OH，R=iso -C12H25 -C16H33 ，β-庚基十一烷基，对重稀土具有特别优异的萃取分离性能．酸性磷酸酯对稀土有较大的分离因数，可能与它们跟稀土离子形成螯合物时，对镧系离子具有更大的排水作用有关。 2、羧酸类萃取剂 在研究使用的众多萃取剂中，羧酸是一类有效的萃取剂。但在工业中广泛应用的萃取剂一般是混合物，这给机理研究带来了困难，为了搞清羧酸萃取稀土元素的机理，马淑珍等曾对特戊酸、环己烷甲酸、α-乙基丁酸、正己酸和二乙基己酸等不同结构的稀土羧酸盐进行了研究。羧酸类萃取剂对稀土的平均分离因数较低，这与它们在萃取稀土时，二聚体介聚，并且不形成螯合物有关，它们的分离性能与取代烷基支链化有密切关系，其次序如下：直链羧酸<β-支链羧酸、α-支链羧酸<α，α′-支链羧酸。[3] 3、中性磷酸酯 中性磷酸酯作为萃取剂尤其以甲基膦酸二（1-甲基庚基）酯[P305]体系居多。具有一定支链化程度的烷基取代的异丙基膦酸二（2-乙基己基）酯和异丙基膦酸二（1-甲基庚基）酯对镨/镧的分离系数分别为3.06和2.55，均比TBP的数值1.94高．这是由烷烃基的推电子效应，使－P=O键上电子的密度增大，因此萃取能力（RO）3PO<（RO）2RPO 2015-2017年高考试题分类汇编----有机化学 1．（2017全国Ⅰ卷.7）下列生活用品中主要由合成纤维制造的是 A．尼龙绳B．宣纸C．羊绒衫D．棉衬衣 2．（2017全国Ⅰ卷.9）已知（b）、（d）、（p）的分子式均为C6H6，下列说法正确的是 A．b的同分异构体只有d和p两种B．b、d、p的二氯代物均只有三种 C．b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应D．b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面3．（2017全国Ⅱ卷.7）下列说法错误的是 A．糖类化合物也可称为碳水化合物B．维生素D可促进人体对钙的吸收 C．蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质D．硒是人体必需的微量元素，但不宜摄入过多4．（ 实验结论 A．将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳 B．乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性 C．用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除乙酸的酸性小于碳酸的酸性 D．甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体 能使湿润的石蕊试纸变红 生成的氯甲烷具有酸性 5．（全国Ⅲ卷）下列说法正确的是 A．植物油氢化过程中发生了加成反应B．淀粉和纤维素互为同分异构体 C．环己烷与苯可用酸性KMnO4溶液鉴别D．水可以用来分离溴苯和苯的混合物6．（2017北京卷.9）我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下： 下列说法不正确 ．．．的是 A．反应①的产物中含有水B．反应②中只有碳碳键形成 C．汽油主要是C5~C11的烃类混合物D．图中a的名称是2-甲基丁烷 7．（2017北京卷.11）聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂，聚维酮通过氢键与HI3 形成聚维酮碘，其结构表示如下。下列说法不正确 ．．．的是 A．聚维酮的单体是 B．聚维酮分子由（m+n）个单体聚合而成 C．聚维酮碘是一种水溶性物质 D．聚维酮在一定条件下能发生水解反应 8．（2017江苏卷.11）萜类化合物广泛存在于动植物体 内，关于下列萜类化合物的说法正确的是 A．a和b都属于芳香族化合物 B．a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上 萃取分离工艺参数设计 ——最优化串级萃取工艺设计 1、确定原料和处理能力 根据市场需求现状和发展趋势、本地稀土资源状况和开采能力、企业投资和融资能力大小等因素，确定稀土生产线的原料来源、基本配份、年处理能力。 2、确定产品方案 产品品种和规格要符合主流要求，适销对路，既不要盲目求高而增加分离难度和成本，又不能没有市场竟争能力而遭淘汰。 3、确定分离工艺流程 稀土分离时往往按“四分组”效应首先将原料分为轻、中、重稀土富集物。 分组的切割位置通常选择边界元素间分离系数（或等效分离系数）较大、并保持易萃取组分比例均衡，同时兼顾产品要求、设备条件、工艺衔接、操作稳定性和可行性等因素，以降低生产成本、提高流程的稳定性。 （1）工艺采用了具有世界先进水平分离提纯技术，确保产品质量稳定，纯度较高。 （2）工艺流程在实施过程中容易控制，比较灵活，可以根据市场的不同需求，生产不同规格的产品，充槽投资较省，化工辅料消耗降低，有利于降低产品成本。 （3）整个工艺流程较短，可连续化操作，稀土机械损失少，稀土的总收率高。 （4）实现产品“系列化”“高纯化”“单一化”“规模化”，经济指标较好，市场适应能力较强。 4、最优化串级萃取工艺设计 4.1 确定萃取体系和测定分离系数β 针对要分离的问题，选择一个合适的萃取体系，进行单级试验，确定最适宜的有机相配比、皂化度、料液和洗液的浓度和酸度等。测定萃取段和洗涤段的平均分离系数β和β'。 B A E E =β （1） ' '' B A E E =β （2） 若β和β'值相差不大，通常采用数值较小的β值进行计算。 4.2 确定分离指标 根据料液组成，确定分离切割线位置，确定易萃组分A 和难萃组分B ，B f 为料液中组分B 的摩尔分数，1A B f f =-为料液中组分A 的摩尔分数。 根据市场需求确定产品分离指标，若A 为主要产品，规定其纯度An m p +，回收率为A Y ，则A 的纯化倍数和B 的纯化倍数为： (1) n m n m A A A B P P a f f ++-= （3） (1) A A a Y b a Y -= - （4） 出口水相B 的纯度1B P 和A 的纯度1A P 为： 1B B A B bf P f bf = + （5） 111A B P P =- （6） 出口有机相和出口水相分数A f '和B f '： n m A A A A f Y f P +'= （7） 1 B A f f ''=- （8） 若B 为主要产品，规定其纯度为1B P ，回收率为B Y ，则： 1 1(1) B B B A P P b f f -= （9） (1) B B b Y a b Y -= - （10） 安全的基本概念 1.什么是事故、事故隐患？ 2.什么是危险（风险）、危险源与重大危险源？ 3.什么是安全、本质安全？ 4.什么是安全生产管理？ 5.什么是安全生产标准化？ 1.什么是事故、事故隐患、危险（风险）、危险源与重大危险源？ ?事故 ●《现代汉语词典》：“生产、工作上发生的意外损失或灾祸。” ●国际劳工组织对职业事故定义：“由工作引起或者在工作过程中发生的事件， 并导致致命或非致命的职业伤害。” ●《生产安全事故报告和调查处理条例》的定义：“生产经营活动中发生的造 成人身伤亡或者直接经济损失的事件” ?事故隐患 ●隐患就是在某个条件、事物以及事件中所存在的不稳定并且影响到个人或者 他人安全利益的因素，它是一种潜藏着的因素，“隐”字体现了潜藏、隐蔽， 而“患”字则体现了不好的状况。 生产经营单位违反安全生产法律、法规、规章、标准、规程和安全生产管理制度的规定，或者因其他因素在生产经营活动中存在可能导致事故发生的物的危险状态、人的不安全行为和管理上的缺陷。 ?事故隐患分为一般事故隐患和重大事故隐患。 ?一般事故隐患，是指危害和整改难度较小，发现后能够立即整改排除的隐患。 ?重大事故隐患，是指危害和整改难度较大，应当全部或者局部停产停业，并经过一定时间整改治理方能排除的隐患，或者因外部因素影响致使生产经营 单位自身难以排除的隐患。 ?危险（风险） 危险是人们对事物的具体认识，必须指明具体对象：如危险环境、危险条件、危险状态、危险物质、危险场所、危险人员、危险因素等。 ●一般用危险度来表示危险的程度。 ◆在安全生产管理中，危险度用生产系统中事故发生的可能性与严重 性的结合给出。 即：R = f（F，C） 式中: R——危险度； F——发生事故的可能性； C——发生事故的严重性。 ?危险源 ?从安全生产角度，危险源是指可能造成人员伤害、疾病、财产损失、作业环 境破坏或其他损失的根源或状态。（这是客观存在的） ?重大危险源 ?广义上说，可能导致重大事故发生的危险源就是重大危险源。（企业一般 称重大风险源） ?《安全生产法》第一百一十二条：重大危险源，是指长期地或者临时地生产、 搬运、使用或者储存危险物品，且危险物品的数量等于或者超过临界量的单 三）动量矩定理 下面研究质点相对于某一根指定的直线的运动，这根直线称为“轴线”．这时着重的是力矩而不是力． 1．力对于轴线的力矩 图3－1 力F对轴线AB的力矩等于力F在垂直于轴线的平面S中的投影F⊥再乘以其与轴线AB的垂直距离d（一般称之为力臂）．如果力F本身就在与AB垂直的平面内，力矩就等于F乘以F与AB的垂直距离d。力F对轴线AB的力矩记为 M， AB AB M F =⊥ d （3．15） 通常按右手法则来规定力矩的指向，将右手的四指捏成拳状以表示力矩驱使物体转动的趋势，伸直的大拇指的指向即力矩的指向 2．对于轴线的动量矩和动量矩定理 （1）质点与轴连结． 如果质点与轴AB 相连结，则质点必在垂直于AB 的平面内作圆周运动．质点所受外力对AB 轴的力矩为 （3．16） mv 是质点的动量，R 是动量与轴AB 间的垂直距离．仿照力矩，我们将 mv 与R 的乘积称为质点对于AB 轴的动量矩（角动量） AB J ， 即 AB AB M J = （3. 17） 这就是动量矩定理． （2）转动惯量． 将上式中的 AB J 以质点绕轴转动的角速度 ω表示 2 AB J mR ω= （3. 18） 2mR 称为质点对AB 轴的转动惯量，记为I AB ，则 AB AB J I ω= 动量矩定理（3．17）即 （3．19） 式中 α是质点绕轴转动的角加速度，这与牛顿第二定律 F ma =多么相似！从这类比中还可以看出， I 与 m 相对应， I 反映绕轴转动的惯性，所以称为转动惯量． （3）质点并不与轴连结． 图3－2 所讨论的质点并不与轴AB 连结，也不一定是绕轴转圈，只是相对于轴来研究质点的运动情况．为了方便，取AB 为直角坐标系的Z 轴．如质点的动量 m v 在 xy 平面内，它相对于z 轴的动量矩为 sin z J mvr θ= （3．20） 若动量 m v 不在 xy 平面内，我们可以将它分解为与 xy 平面垂直和与 xy 平面平行的分量，其中与 xy 平面垂直的动量分量对Z 轴的动量矩为零．所以 只要考虑在 xy 平面内的动量分量． 动量矩的正负和力矩一样，也用右手法则决定，和Z 轴正指向相同者取正值，反之为负值． 由牛顿第二定律可以导出一般情况下的动量矩定理 （3．21） 这是它的微分形式． 注意在一般情况下，此定理不宜表为 M Ia =，除非质点的转动惯量I 是常数．一般说来，质点运动时，它与转轴的距离不是常数，所以I 也不是常数． 我们还可以考察力矩的时间累积效果，将上式积分一次,得 2 1 21t z z z t M dz J J =-? （3．22） 式中 1z J 与 2z J 分别表示质点在时刻 1t 及 2t 的动量矩，力矩对时间的积分称为冲量矩．这就是对z 轴动量矩定理的积分形式，适宜用来研究冲击作用． 稀土溶剂萃取分离技术 摘要 对目前稀土元素生产中分离过程常用的分离技术进行了综述。使用较多的是溶剂萃取法和离子交换法。本文立足于理论与实际详细地分析了溶剂萃取分离法。 关键词稀土分离萃取 前言 稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少，因而得名为稀土。“稀土”一词系17种元素的总称。它包括原子序数57—71的15种镧系元素和原子序数39的钇及21的钪。由于钪与其余16个元素在自然界共生的关系不大密切,性质差别也比较大,所以一般不把它列入稀土元素之列。 中国、俄罗斯、美国、澳大利亚是世界上四大稀土拥有国，中国名列第一位。中国是世界公认的最大稀土资源国，不仅储量大，而且元素配分全面。经过近40余年的发展，中国已建立目前世界上最庞大的稀土工业，成为世界最大稀土生产国，最大稀土消费国和最大稀土供应国。产品规格门类齐全，市场遍及全球。产品产量和供应量达到世界总量的80％一90％[1]。 稀土在钢铁工业有色金属合金工业、石油工业、玻璃及陶瓷工业、原子能工业、电子及电器工业、化学工业、农业、医学以及现代化新技术等方面有多种用途。由于稀土元素及其化合物具有不少独特的光学、磁学、电学性能，使得它们在许多领域中得到了广泛的应用。但由于稀土元素原子结构相似，使得它们经常紧密结合并共生于相同矿物中，这给单一稀土元素的提取与分离带来了相当大的困难[2]。 常用稀土分离提取技术 萃取分离技术：包含溶剂萃取法、膜萃取分离法、温度梯度萃取、超临界萃取、固—液萃取等萃取方法。 液相色谱分离技术：包含离子交换色谱、离子色谱技术、反相离子对色谱技术、萃取色谱技术、纸色谱技术、以及薄层色谱技术。 常用方法为溶剂萃取法和离子交换法[3]。 稀土溶剂萃取分离技术 第十二章 动量定理和动量矩定理 本章研究的两个定理 动量定理——力系主矢量的运动效应反映； 动量矩定理——力系主矩的运动效应反映。 一．质点系质量的几何性质 1． 质心 质点系的质量中心，其位置有下式确定： m r m r i i c ∑= ∑= i m m 其投影式为 m x m x i i c ∑= , m y m y i i c ∑= , m z m z i i c ∑= 2． 刚体对轴的转动惯量 定义：∑= 2i i Z r m I 为刚体对z 轴的转动惯量或)(2 2i i i Z y x m I +=∑ 影响Z I 的因素?? ? ??是常量与刚体是固连在一起时若轴的位置有关与转轴量的分布有关与刚体的质量多少和质z I z z 单位：2kgm 物理意义：描述刚体绕z 轴时惯性大小的度量。 Z I 的计算方法： （1） 积分法 例12.1已知：设均质细长杆为l ，质量为m 。求其对于过质心且与杆的轴线垂直的轴z 的转动惯量。 解：建立如图12.2所示坐标，取微段dx 其质量为dx l m dm = ，则此杆对轴z 的转动惯 量为：12 2 2220 ml dx x l m I l z ==? 例12.2已知：如图12.3所示设均质细圆环的半径为R ，质量为m ，求其对于垂直于圆 环平面且过中心O 的轴的转动惯量。 解：将圆环沿圆周分为许多微段，设每段的质量为i m ，由于这些微段到中心轴的距离都等于半径R ，所以圆环对于中心轴z 的转动惯量为： 222mR m R R m I i i z ===∑∑ 例12.3已知：如图12.4所示，设均质薄圆板的半径为R ，质量为m ，求对于垂直于板面且过中心O 的轴z 的转动惯量。 解：将圆板分成无数同心的细圆环，任一圆环的半径为r ，宽度为dr ，质量为 rdr R m dm ππ22= ，由上题知，此圆环对轴z 的转动惯量为dr r R m dm r 32 2 2=，于是，整个圆板对于轴z 的转动惯量为： 23 02 212mR dr r R m I R z ==? （2） 回转半径（惯性半径） 设刚体对轴z 的转动惯量为Z I ，质量为m ，则由式m I z z =ρ定义的长度，称为刚 体对轴z 的回转半径。 例如：均质杆（图12.2） 122ml I z = l l 289.012 2 ==ρ 均质圆环（图12.3） 2 mR I z = R =ρ 6.我国科技创新成果斐然，下列成果中获得诺贝尔奖的是 A.徐光宪建立稀土串级萃取理论 B.屠呦呦发现抗疟新药青蒿素 C.闵恩泽研发重油裂解催化剂 D.侯德榜联合制碱法 B 解答:解:2015年10月，屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾的新疗法获诺贝尔生理学或医学奖 点评:本题考查化学史，只要关注时事，平时注意积累，能轻松简答. 考点定位:本题主要是考查化学史判断 名师点晴:本题侧重于考查我国科学家在化学领域中的重大研究成果，主要是与诺贝尔化学奖有关的判断，学生只要平时注意稍加留意即可得出正确的判断，有利于培养学生的化学兴趣，激发学生的爱国主义热情。 7.下列中草药煎制步骤中，属于过滤操作的是 A.冷水浸泡 B.加热煎制 C.箅渣取液 D.灌装保存 C 解析:A、冷水浸泡属于物质的溶解，A错误；B、加热煎制属于加热，B错误；C、箅渣取液属于过滤操作，C正确；D、灌装保存是液体转移，D错误。答案选C。 考点定位:本题主要是考查物质的分离和提纯操作装置判断 名师点晴:该题以我国中草药煎制为载体，侧重考查学生对物质分离与提纯操作装置图的熟练掌握程度，题目难度不大，明确过滤的含义、适用范围以及主要装置是解答的关键。过滤适用于不溶性固体和液体之间的一种分离方法，主要仪器有铁架台(带铁圈)、烧杯、玻璃棒和漏斗，主要用品是滤纸。另外还需要注意过滤操作的注意事项。 点评:本题考查物质的分离，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目密切联系生活，有利于培养学生良好的科学素养，提高学生学习的积极性，难度不大. 8.下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是 A.抗氧化剂 B.调味剂 C.着色剂 D.增稠剂 A 分析:一般来说，食品中常加入抗氧剂、调味剂、着色剂以及增稠剂等，其中加入抗氧化剂可减缓食品的腐蚀，延长保质期，而调味剂、着色剂以及增稠剂与食品的色、态、味有关，以此解答该题. 解答:解:A.抗氧化剂减少食品与氧气的接触，延缓氧化的反应速率，故A正确； B.调味剂是为了增加食品的味道，与速率无关，故B错误； C.着色剂是为了给食品添加某种颜色，与速率无关，故C错误； D.增稠剂是改变物质的浓度，与速率无关，故D错误. 故选A. 点评:本题考查常见食品的添加剂，与化学反应速率相结合综合考查学生的双基以及分析能力，侧重于化学与生活的考查，有利于培养学生良好的科学素养，难度不大，注意相关基础知识的积累. 考点定位:本题主要是考查食品添加剂的有关判断 名师点晴:化学是一门实用性很强的学科，在日常生活及工农业生产和科学技术中应用十分广泛。食品添加剂关乎我们每个人的健康，了解食品添加剂是每个人应该掌握的基本常识，只有掌握一定的化学知识，才会使我们的生活质量得以提升，也才会更安全、更健康。了解抗氧化剂、调味剂、着色剂、增稠剂的含义是解答的关键，注意相关知识的积累。 9.在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下: 对二甲苯邻二甲苯间二甲苯苯 “万里挑一”的稀土萃取剂 余东海、陆人杰、杜若冰、肖吉昌 上海有机化学研究所 稀土元素有“工业维生素”的美誉，在催化、激光、农业、生物、电磁等领域都有广泛的应用，是对国计民生有重要意义的战略资源。由于稀土元素的化学性质相近，并且经常是伴生的，其分离纯化一直是科学界难题，但各种高新技术的运用中往往需要高纯单一稀土。目前全世界约有90%的稀土使用溶剂萃取法分离，而正是由于徐光宪、袁承业等老一辈科学家在萃取分离方面的突破，才使我国从“稀土大国”变为“稀土强国”。 所谓溶剂萃取，就是在煤油、溶剂油等与水不相溶有机溶剂中加入萃取剂，使特定的金属离子从水相转移到有机相，两相分开后再通过简单的方法（通常是加入各种酸）使该金属离子脱离有机相，从而实现金属的富集和纯化。 在溶剂萃取分离中，萃取剂是其核心部分。那么什么样的化合物才能作为萃取剂呢？这对一个致力于成为萃取剂的化合物来说可是要“过四关斩五将”，可谓是万里挑一。为什么不是“过五关斩六将”，请听我慢慢道来。 在“过四关斩五将”之前，有机化合物必须具备一个基本素质才能开始优秀萃取剂的角逐。首先该化合物必须有与金属离子发生络合反应的活性基团，又有增加油溶性的疏水基团这一结构要求。为什么要有这个要求？这是由于理想的萃取模式是萃取剂能像九龙戏珠般的“咬住”金属离子，内侧“龙头”与金属离子发生作用，外侧“龙尾”却能溶于有机溶剂，这种组合被称作萃合物。这就要求活性基团的“龙头”能与金属离子形成稳定的化学键，通常是O，N，S或-OH，-NH，-SH；亲油性的“龙尾”有利于萃合物溶于有机溶剂，主要是碳、氢原子为主的烷基或芳基链。萃合物倾向于溶解在有机相中，也就实现了被萃取金属离子与其它水相金属离子的分离。 当化合物能满足这一基本条件后，这些准萃取剂就开始正式“过四关斩五将”的角逐了： 13.>富渣的矿相结构类型是枪晶石、铈钙硅石、硫化钙。稀土元素主要集中在。答案：铈钙硅石 14.>稀土的主要用途是：炼钢生产的脱氧剂和。 答案：合金添加剂 15.>稀土的主要用途是：铸造生产用的。 答案：孕育剂 16.>如果吉布斯自由能△G0月越负，则平衡常数K ，化合物则不稳定而越容易分解。答案：越大 17.>钙热还原制备的稀土金属为，七种。 答案：镝铽钬铒钇镥钪 18.>镧热还原通常制备的稀土金属有四种。 答案：钐铥镱铕 19.>固态化合物分解反应达到平衡时，产物气体的称为该化合物的分解压力。 答案：分解压力 20.>一般碱度（R）以CaO与SiO2比值代表，R<1时称为炉渣。 答案：酸性 21.>目前工业生产高纯镝的主要方法是。 答案：真空蒸馏法 22.>工业生产金属钕的主要方法是。 答案：氧化物电解法 23.>稀土氟化物的湿法主要制备方法有、氟化氢气体氟化和氟化铵氟化。 答案：氢氟酸沉淀法 24.>金属钕可以由钙热还原和工艺方法制备。 答案：氧化物电解法 25.>合金可分为三种。 答案：固溶体、化合物、机械混合物 26.>稀土氟化物的主要制备方法有湿法氟化和氟化。 答案：火法 27.>稀土在矿物中存在的主要形式有。 答案：独居石和氟碳铈矿 28.>独居石的分子式是。 答案：REPO4 29.>稀土熔盐电解中做阴极的主要材料有。 答案：钨材和钼材30.>稀土金属中熔点最低的稀土金属是铈，熔点最高的稀土金属是。 答案：金属镥 31.>干法氟化采用的氟化剂有。 答案：氟化氢和氟化氢铵 32.>熔盐电解稀土原料中元素影响电流效率。 答案：钐 33.>目前生产铸铁常用的孕育剂硅钙、硅铁和。 答案：稀土硅铁合金 34.>金属按颜色可分为。 答案：黑色、有色、稀有 35.>生产铸铁常用的三剂是。 答案：球化剂、蠕化剂、孕育剂 36.>稀土原料中含有大量的钙元素，存在形式为。 答案：氧化钙和氟化钙 37.>目前生产稀土硅铁镁合金的主要方法有。 答案：电硅热法、碳热法、融配法 38.>R＞1称炉渣。 答案：碱性 39.>冶炼稀土合金的主要还原剂，冶炼硅铁的主要还原剂焦碳。 答案：硅铁 40.>工业生产氯化物电解法生产混合稀土金属电解质的常用组元为。答案：RECl3和KCl 41.>影响化学反应速度的主要因素是。 答案：浓度、压强、温度、催化剂 42.>1特斯拉= Gs 答案：104 43.>摄氏温度与绝对温度的换算关系是0℃= K 答案：273.15 44.>1MGOe= kJ/m3。 答案：79.6 45.>40目筛的网孔尺寸为mm。 答案：0.45 46.>电感的国际单位制单位名称及符号为。 答案：亨利、H 2016年北京市高考化学试卷 一、选择题. 1．我国科技创新成果斐然，下列成果中获得诺贝尔奖的是（） A．徐光宪建立稀土串级萃取理论B．屠呦呦发现抗疟新药青蒿素 C．闵恩泽研发重油裂解催化剂D．侯德榜联合制碱法 2．下列中草药煎制步骤中，属于过滤操作的是（） 3．下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是（） A．抗氧化剂B．调味剂C．着色剂D．增稠剂 4．在一定条件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯．有关物质的沸点、熔点如表： 下列说法不正确的是（） A．该反应属于取代反应 B．甲苯的沸点高于144℃ C．用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来 D．从二甲苯混合物中，用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来 5．K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72﹣（橙色）+H2O?2CrO42﹣（黄色）+2H+．用K2Cr2O7溶液进行下列实验： 结合实验，下列说法不正确的是（ ） A ．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄 B ．②中Cr 2O 72﹣被C 2H 5OH 还原 C ．对比②和④可知K 2Cr 2O 7酸性溶液氧化性强 D ．若向④中加入70%H 2SO 4溶液至过量，溶液变为橙色 6．在两份相同的Ba （OH ）2溶液中，分别滴入物质的量浓度相等的H 2SO 4、NaHSO 4溶液，其导电能 力随滴入溶液体积变化的曲线如图所 示．下列分析不正确的是（ ） A ．①代表滴加H 2SO 4溶液的变化曲线 B ．b 点，溶液中大量存在的离子是Na +、OH ﹣ C ．c 点，两溶液中含有相同量的OH ﹣ D ．a 、d 两点对应的溶液均显中性 7．用石墨电极完成下列电解实验． 下列对实验现象的解释或推测不合理的是（ ） A ．a 、d 处：2H 2O +2e ﹣═H 2↑+2OH ﹣ B ．b 处：2Cl ﹣﹣2e ﹣═Cl 2↑ C ．c 处发生了反应：Fe ﹣2e ﹣═Fe 2+ D ．根据实验一的原理，实验二中m 处能析出铜 二、解答题（共4小题，满分58分） 8．（17分）功能高分子P 的合成路线如下： 58.>密度最大的金属是。 答案：锇（Os） 59.>硬度最大的天然物质是。 答案：金刚石 60.>化学性质最稳定的金属是。 答案：金（Au） 61.>按体积计算，空气中体积最多的气体是。 答案：氮气（N2）、 62.>硬度最大的金属是。 答案：铬（Cr） 63.>密度最小的金属是。 答案：锂（Li） 64.>宇宙中含量（原子的摩尔百分数）最高的两种元素是。 答案：H、He 65.>地壳中含量（质量百分数）最高的两种元素是。 答案：O 、Si 66.>人体中含量（质量百分数）最高的两种元素是。 答案：O 、C 67.>稀土元素中唯一的天然放射性元素是。 答案：Po(钜) 68.>稀土元素中唯一能存在于溶液中的+4价离子是 . 答案：Ce4+ 69.>由于镧系收缩的影响,同期表镧系以后的元素的原子半径和离子半径与第五周期的同族元素的原子半径和离子半径非常接近. 答案：Hf Ta W 、 Zr Nb Mo 70.>Pb的最高正化合价为价，而常见的化合价为+2价，这种现象是由造成的。 答案：+4、惰性电子对效应 71.>硫酸焙烧包头矿较为常用的方法有：。 答案：低温焙烧和高温焙烧 72.>被萃取的物质是。 答案：先溶于水相后来被有机相萃取过去的物质 73.>萃余液是指。答案：萃取分层后的水相称为萃余水相--萃余液 74.>还原三价铕的方法有：。 答案：金属还原法和电解还原法 75.>萃合物是指。 答案：萃取剂与被萃物结合生成的化合物 76.>电子云有确定的形状，d电子云是，有方向性问题。 答案：哑铃形对称 77.>分析用氧气瓶外表颜色是。 答案：天蓝 四、计算题（每题5分，共100分） 1.>有20M3稀土浓度为300克/升，现需稀释到50克/升，问需加多少升水？ 答案：解：C1V1=C2V2 20×300=50V2 V2=300×20/50=120M3120-20=100M3 答：需加100M3的水 2.>请配制3M3，2.5N的化选酸溶液，需9N盐酸多少升加水多少升？ 答案：解：根据质量定律V1N1=V2N2 3×2.5=9N2 V2=3×2.5/9=833（升）V水=V-V2=3-0.833=2167（升） 答：需9N盐酸833升，加水2167升。 3.>现有20吨盐酸,问能够酸溶碳酸稀土后达到300g/l多少M3,这些酸溶液能生产多少公斤氯化稀土？（REO45%）稀土∶盐酸=1∶2.5 答案：解：20÷2.5÷0.3=26.7(M3) 26.7M3×0.3÷0.45=17.8(吨) 答：能生产300g/l酸溶液26.7M3可产氯化稀土17.8吨。 4.>已知有盐酸溶液浓度为25%比重为1.125求此溶液的质量浓度HCI=36.5 答案：解：HCI当量浓度=1000ml×25%×1.125 /36.5=7.67( N) 答：此时HCI溶液当量浓度为7.67N。 5.>现有58M3硝酸镧溶液浓度为300g/L，问能生产多少吨38%硝酸镧？ 答案：解：M硝酸镧*硝酸镧℅=C硝酸镧M硝酸镧硝酸镧℅=58×300÷38%=45.79（吨） 答：能生产45.79吨硝酸镧。 6.>现需配制30M3，5N的氨水溶液，问需用9N个氨水多少M3加水多少M3？ 答案：解：C1V1=C2V2 V2==16.7(M3) V水=30-16.7= 13.3(M3) 答：需用9N氨水16.7M3，加水13.3M3。 7.>有一槽20M3稀土浓度为30g/l，问共有多少公斤稀土氧化物？ 第一节事故预警的基础知识 本节知识结构体系（要点）（概念要系统、联系、区别来记） 大纲要求： 一、了解事故预警的任务与特点 二、了解有关法律法规对事故预警的要求 三、熟悉事故预警管理过程 建立预警机制及其有关机制，能有效地辨识和提取隐患信息，提前进行预测警报，使企业及时、有针对性地采取预防措施，降低事故发生。事故预警机制已成为安全生产管理过程中的重要技术途径。 预警：指在事故发生前进行预先警告，即对将来可能发生的危险进行事先的预报，提请相关当事人注意。 预警机制：是指能灵敏、准确地告示危险前兆，并能及时提供警示，使机构能采取有关措施的一种制度，其作用在于超前反馈、及时布置、防风险于未然，最大限度地降低由于事故发生对生命造成的侵害、对财产造成的损失。 预警系统主要有两部分组成：预警分析系统和预控对策系统。 其中预警分析系统由四部分组成：1）监测系统；2）预警信息系统；3）预警评价指标系统；4）预测评价系统。 一、事故预警的目标、任务和特点（了解）P111 目标：通过对生产活动和安全管理进行监测与评价，警示生产过程中所面临的危害程度。 任务：是针对各种事故征兆的监测、识别、诊断与评价，及时报警，并根据预警分析的 结果对事故征兆的不良趋势进行矫正、预防与控制。 特点：5个 （一）快速性。即建立的预警系统能够灵敏快速地进行信息搜集、传递、处理、识别和发布。 （二）准确性。要对复杂多变的信息做出准确的判断。关系到整个预警的成败。 （三）公开性。即事故信息一经确认，就必须客观、如实地向企业和社会公开发布。公开影响事故发生的各种信息一是有利于社会监督，二是有利于企业及时采取有效措施，控制事故发生。 （四）完备性。预警系统应能全面收集与事故相关的各类信息，据此从不同角度、不同层面全过程地分析事故的发展态势。 （五）连贯性。要想使预警分析不致因孤立、片面而得出错误的结论，每一次的分析应以上次的分析为基础，紧密衔接，才能确保预警分析的连贯和准确。 二、建立事故预警的原则和要求4个（了解） 构建事故预警需要遵循及时、全面、高效和引导的原则。 （一）及时性原则 实行事故预警的出发点是“居安思危”，即事故还在孕育和萌芽的时期，就能够通过细致的观察和研究，防微杜渐，提早做好各种防范的准备。预警系统只有及时地监测出异常情况，并将它及时报告，才能及时采取有效措施，最大限度减少经济损失和人员伤亡。 （二）全面性原则 预警就是要对生产活动的各个领域进行全面监测，及时发现各个领域的异常情况，尽最大努力保证生命财产的安全，这是建立预警机制的宗旨。全面性原则主要体现在监测、识别、判断、评价和对策预警操作系统方面。 一、填空题 1、萃取工艺过程一般经历萃取 、 洗涤 和 反萃取三个主要阶段。 2、环烷酸皂化要控制一定的造化率的目的是：控制平衡水相一定PH 值 3、稀土皂的作用主要有：有利于交换反应进行；有利于控制平衡水相PH 值 4、P507萃取分组稀土，Gd/Tb 分离段洗涤段平衡水相酸度为0.5mol/l HCl ，所用*酸为3.5mol/l HCl ，则平衡水相稀土浓度为： 1 mol/l 。 5、P507从HCl 溶液中萃取RECl 3，PH 1/2=2.2，则PH=3.2时，D= 1000 。 6、按水相与有机相的接触方式，串级萃取的操作方式有回流萃取、错流萃取 、 逆流萃取和分馏萃取。 7、某稀土料液浓度（M ）F =1.0 mol/l ，用1.0mol/l P204+煤油作有机相萃取稀土，皂化率30%，将50%RE 萃入有机相，则萃取剂的饱和容量（M ）———— S = 0.1 mol/l ，相比R= 5 。 8、环烷酸萃取提钇时有机相组成为：20%HA+20%混合醇+60%磺化煤油 ，其中添加剂的作用是：阻断聚合高分子的形成。 9、用1.5 mol/lP507+煤油溶液从0.1mol/l HCl 溶液中萃取稀土，稀土浓度为1.5mol/l ，该萃取体系的表达式为：1.5mol/lRE3+/0.1mol/l HCl/1.5 mol/lP507+煤油溶液。 10、在高Cl 一浓度溶液中萃取铁，应选取 离子络合 萃取体系，在低Cl 一 浓度溶液中萃取铁，应选取 酸性络合 萃取体系。 11、用N235进行稀土料液除Fe ，稀土浓度应 高（高/低）一些好，因为 保证有足够的氯离子 。 二、选择题 1.酸性磷类萃取剂萃取稀土时，使分离切割线向原子序数减小方向移动的影响因素有 A. pH 降低 B.料液浓度减小 C.相比增大 D.料液中易萃组分含量增加 2.关于恒定混合萃取比体系说法正确的是 A.除第1级外，萃取段和洗涤段的平衡水相稀土浓度分别恒定； B.除第1级外，萃取段和洗涤段的平衡水相稀土浓度是恒定的； C.平衡水相pH ，除第1级和第n+m 级外，其余各级是恒定的； D.萃取段的混合萃取比EM 和洗涤段的混合萃取比EM ’分别恒定 3.下列说法错误的是 A.逆流萃取可获得高纯度、高收率的纯B 产品； B.在P507体系中，离子的萃取能力大小顺序：La 3+ > Nd 3+ > Ho 3+； C.中性络合萃取体系中，被萃取物是中性分子； D.环烷酸的皂化是稳定乳状液的形成过程，而萃取稀土的过程是一个破乳的过程 E.N235萃取除铁在高酸下萃取，在低酸下反萃。 4.下列描述正确的是 A.f B ’是水相出口分数； B.fa 是MF=1.0时，有机相出口金属量； C.'a f = m An A P faY +； D.F B M M f 1 '= 三、简答题 稀土生产工艺流程图 白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 火法生产线 汽车尾气净化器 永磁电机 节能灯 风力发电机 各种发光标牌 电动汽车 电动 核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机 看稀土原矿生产新闻中有离子型稀土矿原矿“堆浸工艺”这个词，是怎样的工艺？怎么翻译成英文或日文？ 堆浸提金是指将低品位金矿石或浮选尾矿在底垫材料上筑堆，通过氰化钠溶液循环喷淋，使矿石中的金、银溶解出来。含金贵液用活性炭吸附、锌置换沉淀或直接电解沉积等方法回收金，提金后的尾渣经消毒后排放。堆浸法提金具有工艺简单、操作容易、设备少、动力消耗少、投资省、见效快、生产成本低等特点。堆浸用于处理0.5-3g/t的低品位矿石，金的回收率50-80%，甚至能达到90%。因此，堆浸法使原来认为无经济价值的许多小型金矿、低品位矿石、尾矿或废石现在都能得以经济回收。我国在二十世纪八十年代将堆浸法广泛用于工业生产。堆浸法适合处理以下几种矿产资源：1、规模较大，以前认为不能利用的低品位金银矿；2、矿山开采过程中剥离的低品位含金“废石”；3、地质坑探和矿山掘进中采掘出的中低品位含金矿石；4、含金品位稍高，但规模较小，不宜建机械化选厂的金银矿； 5、采用常规氰化法处理经济上不利的金矿； 6、含金的冶炼烧渣、高品位尾矿和含有金的大型废石场。堆浸提金生产工艺主要由堆浸场地的修筑、矿石的预处理（破碎或制粒）、筑堆、喷淋浸出、含金贵液中金的回收以及废矿堆的消毒、卸堆等几部分组成。堆浸的生产成本：尾矿堆浸成本度大约在30-40元/吨，原矿堆浸成本大约在40-50元/吨. 我想问一下现在离子型稀土矿的开采方法是什么方法成本怎样计算需要什么试剂？？？？？？？？？？？？？ 离子型稀土第一代提取工艺，可简述为"异地提取工艺"，或归结为"池浸工艺"。其主要工艺过程为：表土剥离→开挖含矿山体、搬运矿石→浸矿池→将按一定比例（浓度要求）配置的电解质溶液作为"洗提剂"或"浸矿剂"，加入浸矿池，溶液对池中含"离子相"稀土矿石进行"渗滤洗提"或"淋洗" →溶液中活泼离子与稀土离子交换，"离子相"稀土从含矿载体矿物中交换出来，成为新状态稀土；加入"顶水"，获含稀土母液；母液经管道或输液沟流入集液池或母液池，然后进入沉淀池；浸矿后废渣从浸矿池中清出，异地排放→在沉淀池中加入沉淀剂、除杂剂，使稀土母液中稀土除杂、沉淀，获混合稀土；池中上清液经处理后，返回浸矿池，作"洗提剂"循环使用→混合稀土经灼烧，获纯度≥92%的混合稀土氧化物。由上可见，本工艺过程中的技术关键词是："表土剥离"、"开挖含矿山体"、"矿石搬运"、"浸矿池"、"洗提剂"、"异地渗滤洗提"、"离子交换"、"含稀土母液"、"尾砂异地排放"、"母液池"、"沉淀池"、"沉淀剂、除杂剂"、"沉淀、除杂"、"混合稀土"、"上清液返回"、"灼烧"、"REO≥92%混合稀土氧化物"。 "池浸工艺"与传统的生产工艺相比较，其第一、二、三道工序过程相似于矿产资源开采中传统的采矿专业的各作业工序；第三、四、五道工序过程相似于传统选矿专业和湿法冶金专业相结合的各作业工序；自第五道工序过程以后的各工序，属于传统湿法冶金专业的各作业工序。其中，第三道工序中的"浸矿池"，起着联系传统采矿、选矿专业作业的作用，类似于矿山选厂的"原矿仑"；而第五道工序中的"沉淀池"，却起着联系传统选矿、湿法冶金专业作业的作用，类似于湿法冶金企业的"原料仑"。 由此，相似于传统选矿专业的主要选别过程，是在"浸矿池"中完成，而且作为本工艺的中间制品，在此获得含稀土的母液；而属于传统湿法冶金专业的典型湿法冶金过程，则主要在"沉淀池"中进行，并由此获得"稀土精矿"的初级产品--"混合稀土"；再经灼烧处理后即可获得"稀土精矿"终级产品--REO≥92%的混合稀土氧化物。 进而言之，上述作业过程中，先后在三个典型的作业过程中，分别获得了"中间制品"、"初级产品"和"终级产品"。亦即，在"浸矿池"中，通过离子交换，制得含稀土的母液；在"沉淀池"中，通过沉淀，制得混合稀土；在"灼烧"中，制得混合稀土氧化物。因此，为了确保离子型稀土的产品质量，主要应从这三个关键性作业过程中把好技术关。 立志当早，存高远 稀土元素溶剂萃取 利用水相中某些组分在有机相中分配比的不同，选择性地进行分离和提纯稀土元素的过程。为稀土元素分离提纯的重要方法之一。由萃取剂和有机溶剂形成的连续有机相与含有被分离稀土元素的水相充分接触而又不相互溶混(即充分混合一澄清)，从而实现稀土组分在两相中不相等l 浓度的分配达到稀土元素分离和提纯的目的。 稀土元素的溶剂萃取工艺过程包括萃取体系选择、萃取器和萃取方式选择、 萃取分离工艺条件确定与萃取和反萃取过程实施、分离后各种溶液后处理等四部分(见溶剂革取)。萃取方式有单级与串级之分，为得到高纯度产品通常采用串级萃取方式。串级萃取又有错流、共流、逆流、分馏、回流等不同形式。20 世纪70 年代以来稀土的萃取分离以采用分馏萃取为主，辅以其他工艺。萃取剂、萃取体系及工艺条件的确定主要依据被分离的A、B 二组分(或二元素)的 分离系数βA/B的大小而定： 式中DA 为A 组分在两相的分配比；DB 是B 组分在两相的分配比， CA(0)、CA(a)为A 组分在平衡的有机相和水相的浓度，CB(0)、CB(a)为B 组分在平衡的有机相和水相的浓度。βA/B的大小表示A、B 两组分分离效果的优劣，βA/B值越大分离效果越好，即萃取剂的选择性越高。若DA=DB， βA/B=1，则表明A、B 二组分不能用该萃取体系分离，β的大小与稀土元素的原子序数以及萃取体系有关。 新萃取剂的应用以及萃取理论与工艺研究所取得的进展都有力地推动着稀土 分离和提纯技术的发展。溶剂萃取技术已成为当前稀土元素分离和提纯的主要手段，用它已能从多种稀土组分的原料中分离提纯每一种稀土元素。串级萃取高考试题分类汇编有机化学含答案
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