稀土萃取工考试中级试卷（下）

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

47.>一般机械制图中的三视图是指主视图、 、侧视图。 答案：俯视图

48.>工业纯铁中常见的主要杂质元素有 S、P、Ni、Cr、Cu、Al等。 答案：C、N、O、Si、Mn 49.>金属Nd的熔点是 ℃。 答案：1024

50.>金属Dy的密度是 g/cm3。 答案：8.6

51.>金属Sm的熔点是 ℃。 答案：1052

52.>磁性材料包括 两类。 答案：软磁材料和永磁材料

53.>目前商品化的稀土永磁材料已经发展了三代，它们分别是 型、 型、 型。 答案：SmCo5、Sm2Co17、Nd-Fe-B 54.>电能可与 能互相转化。 答案：磁

55.>永磁材料已广泛应用于 等高新技术领域。 答案：电子、电力、医疗器械

56.>磁铁，俗称吸铁石，在其周围产生的磁力线总是从 极。 答案：N（北极）回到S（南极）

57.>永磁材料的最大特点是 。 答案：剩磁高、矫顽力高、磁能积高 58.>软磁材料的最大特点是 。 答案：高的饱和磁化强度、高的磁导率 59.>Nd-Fe-B为第 代稀土永磁材料。 答案：三

60.>Nd-Fe-B的最大市场是 。 答案：计算机硬磁盘驱动器（HDD）

四、计算题（每题5分，共100分）

1.>萃取铈镨段需要6N，100M3盐酸反萃液，现在10N盐酸，问需多少M3盐酸和多少M3水。

答案：解：根据当量定律 V1N1=V2N2 6×100=10V2

V2=6×100/10=60（M3） V水=V-V2=100-60=40（M3） 答：需要60M3盐酸，40M3和水。

2.>某萃取工艺，萃余液出口浓度=220g/L，有机流量VS=230L/min，皂化度CS=0.54N，皂化率

为85%，试问稀土皂流量是多少？

答案：解： 稀土皂流量： VS=S×CF×VF/(CS/3×169)

=230×30.4×85%/220=27L/min。

答：稀土皂流量为27L/min。

3.>请你写出萃取生产开车前应做的准备工作及开停车顺序。

答案：开车前应配制好料液、洗液、反液、有机相等各种溶液，并把高位槽充满，打开高

位槽阀门，检查各进口的液面位置是否正确，检查搅拌、计量系统是否运转正常。萃取开车时，一般先开搅拌，然后开启溶液进口阀门，同时开启各出口阀门。萃取停车时，首先关闭进料阀，然后关闭其它溶液阀门，最后停止搅拌。

4.>请配制5N的硫酸溶液25M3问需20N硫酸多少M3？加水多少M3？

答案：解：根据质量定律N1V1=N2V2 5×25=20×V2

V2=

=6.25（M3） V水=V-V2=6.25=18.75（M3

答：需20N硫酸6.25M3 ， 水18.75M3

5.>要配制5N体积为5M3的盐酸溶液时，需加9N盐酸多少升和加水多少升？

25答案：解：根据质量定律 V1N1=V2N2 5×5=9V2 V2=9=2800（升）

V水=V-V2=5-2.8=2200（升） 答：需9N盐酸2800升加水2200升。

6.>要配制5升2N的碳酸氢氨溶液，问需固体碳酸氢氨多少克？ 碳酸氢氨分子量=80g 答案：解：Σ固体碳酸氢氨=C碳酸氢氨溶液V碳酸氢氨溶液*碳酸氢氨分子量

Σ固体碳酸氢氨=5×2×80g=800（g） 答：需固体碳酸氢氨800克。

7.>已知某萃取分离工艺有机流量VS=75L/min，皂化值0.54N，洗涤酸度CH=4.56N，有机相出口

浓度20g/L，问若想完成分离要求，洗液洗量是多少？

答案：解： 由串级萃取理论：

洗液流量VW=(CS/3×169-Amm)×VS/(CH/3×169)

=(30.4-20)×75/253.4=3.71L/min

答：若想完成分离要求洗液洗量为3.71L/min。

8.>已知某萃取分离工艺有机流量VS=95L/min，皂化值0.54N，洗涤酸度CH=4.56N，有机相出口

浓度10g/L，问若想完成分离要求，洗液洗量是多少？

答案：解： 由串级萃取理论：

洗液流量VW=(CS/3×169-Amm)×VS/(CH/3×169)

=(30.4-10)×95/253.4=7.64L/min

答：若想完成分离要求洗液洗量为7.64L/min。

9.>已知某萃取工艺料液流量50L/min，浓度270g/L，易萃组分21%，洗液流量25L/min，抽出液

流量11.2L/min，试问：萃余液出口流量是多少？

答案：余液出口流量为V余=VF+VW－V抽=50+25-11.2=63.8L/min。

答：萃余液出口流量63.8L/min。

10.>已知有硫酸溶液它的浓度为50%，比重1.6求硫酸的当量浓度。H2SO4当量数=49g

答案：解：根据当量浓度=1000mL×百分浓度×比重/该物当量数

∴H2SO4当量浓度==16.32（N）

答：硫酸当量浓度为16.32N

11.>已知有一硝酸溶液浓度为70%比重为1.42求此硝酸溶液的当量浓度

HNO3 =63g

答案：解：HNO3当量浓度=1000mL×百分浓度×比重/ HNO3当量数

HNO3 当量浓度=

= 15.77（N）

答：此硝酸溶液当量浓度为15.77N。

12.>已知有一盐酸溶液浓度为20%比重为1.1求此溶液的当量浓度 HCl=36.5g

答案：解：HCl当量浓度=1000mL×百分浓度×比重/盐酸当量数

∴HCl当量浓度=

= 6.03（N）

答：此时盐酸溶液当量浓度为6.03N。

13.>有固体碳铵1000克问配制成2N的碳铵液几升，能够沉淀多少克稀土？ NH4HCO3=80

REO∶NH4HCO3=1∶1.5

答案：解：Σ固体碳铵=C碳铵液V碳铵液 Σ稀土*1.5=Σ固体碳铵

V碳铵液=1000÷80÷2=6.25（升） Σ稀土=1000÷1.5=667（g） 答：可配制 6.25升2N碳铵可沉淀667克稀土。

14.>有一槽15M3的稀土溶液，浓度为80g/L，沉淀时沉淀剂的量为稀土氧化物的1.5倍，问需加

多少沉淀剂？

答案：解：Σ沉淀剂=C稀土溶液V稀土溶液*1.5

Σ沉淀剂=15×80×1.5=1800(kg) 答：需加1800公斤沉淀剂。

15.>有一含镧45%，含钕25%的稀土料液100ml，其浓度为200克/升，经分液漏斗用300毫升

70%P350-煤油溶液单级萃取平衡后，得到水相组成为：镧60%、钕8%，水相浓度为145克/升，设水相体积在萃取前后不变，分别求镧和钕的分配比。

答案：在萃取原液中，镧重量=200×0.1×45%=9克

钕重量=200×0.1×25%=5克 在萃取后的水相中，镧重量=145×0.1×60%=8.7克 钕重量=145×0.1×8%=1.16克 萃入有机相中，镧重量=9－8.7=0.3克 钕重量=5－1.16=6.34克

镧的分配比为DLa=[La3+]（O）/[La3+]（A）=0.3/8.7=0.03 钕的分配比为DNd=[Nd3+]（O）/[Nd3+]（A）=6.34/1.16=5.46 答：镧的分配比为0.03，钕的分配比为5.46。

16.>在P507萃取工艺中：VF=35L/min，VS=30L/min，CF=270g/L，且fA=2%，洗液酸度4.5N，洗

涤效率90%，有机相中B组分＜0.01%，问有机出口浓度是多少？洗涤段稀土浓度是多少？

答案：解： 由串级萃取理论：

有机相出口Amin=VF×CF×fA/VS=35×270×2%/30=6.3g/L 洗涤段稀土浓度M洗=(CH/3)×169×90%=228.15g/L。

17.>在P507工艺中(La Ce Pr)2O3占84%，Nd占16%，料液流量VF=12L/min，浓度240g/L，洗液酸

度5N。求该工艺两相达到平衡时Nd 产品得抽出量是多少。

答案：解：VI=VF×CF×fA/（CH/3×169）=12×240×16%/281.6=1.63L/min。

答：Nd产品的抽出量为1.11g/L。

18.>在P507工艺中(La Ce Pr)2O3占84%，Nd占16%，料液流量VF=8L/min，浓度245g/L，洗液酸度

5N。求该工艺两相达到平衡时Nd

产品得抽出量是多少。

答案：解：VI=VF×CF×fA/（CH/3×169）=8×245×16%/281.6=1.11L/min。

答：Nd产品的抽出量为1.11g/L。

19.>在铈镨分组萃取中已知萃取量S=0.95，料液浓度：300g/L，料液流量35g/L，皂化度0.54N，

要想完成分离有机流量应给多少？

答案：解： 由串级萃取理论：

有机流量为VS=S×CF×VF/(CS/3×169)

=0.95×35×300/30.4=332.5L/min。

答：有机流量为332.5L/min。

20.>在铈镨分组萃取中已知萃取量S=0.95，料液浓度：270g/L，料液流量25g/L，皂化度0.54N，

要想完成分离有机流量应给多少？

答案：解： 由串级萃取理论：

有机流量为VS=S×CF×VF/(CS/3×169)

=0.95×25×270/30.4=210.9L/min。

答：有机流量为210.9L/min。

五、简答题（每题5分，共345分）

1.>萃取生产过程中出现相界面污物或水相出现沉淀物会有什么危害？应如何处理？

答案：萃取过程中如出现相界面污物或水相出现沉淀物应及时采用虹吸的方法加以清除，

否则严重时会造成连接管路的堵塞，影响槽体正常运转。

2.>分配常数K在什么条件下是常数？

答案：分配常数K只有在低浓度，而且被萃取物在两相中的存在状态相同，在一定的温度

条件下才为常数。

3.>简述P204的预处理方法。

答案：常用预处理方法是用等体积的磺化煤油稀释后，先用2N的氢氧化钠溶液，按相比

1：1进行皂化，分层后弃水相，有机相水洗至中性，再加等体积的2N盐酸进行酸化。

4.>简述稀土氢氧化物主要性质。

答案：三价稀土氢氧化物的碱性与碱土金属氢氧化物相似，其碱性随离子半径缩小而减弱，

沉淀的PH值逐渐降低。RE（OH）3不溶于碱液，溶于无机酸。

5.>离心泵种类按用途分主要分为那几种?

答案：离心泵种类按用途主要分为清水泵、耐腐蚀泵、油泵、液下泵、屏蔽泵、杂质泵、

管道泵和低温泵。

6.>如何测定饱和容量？

答案：通常采用一份有机相与数份新鲜料液充分混合接触，直至有机相中被萃物浓度不再

变化，此时有机相中被萃物含量即为该有机相对该被萃物的饱和萃取容量。

7.>如何防止氯气中毒？

答案：过量吸入氯气会伤害人体中枢神经，严重时引起中毒死亡。在可能发生氯气逸出的

岗位操作时，首先加强通风，强化废气排放，同时操作者必须穿戴必要的防护用品。

8.>如何预防萃取体系出现乳化？

答案：针对乳化产生的主要因素，通过强化过滤、澄清操作，确保料液清洁；保证配料、

供料的稳定；严格按工艺要求操作。

9.>什么是盐析剂？

答案：溶于水相不被萃取，又不与金属离子络合但能促进萃合物生成，从而有利于萃合物

转入有机相的无机盐类。

10.>写出P507皂化的主要反应方程式。

答案：(HA)2+NH3·H2O→NH4HA2+H2O

NH4HA2+ NH3·H2O→2NH4A+H2O

11.>CeO2为什么可以用来作玻璃脱色剂？

答案：二氧化铈由于其具有氧化脱色功能，再将玻璃中的二价铁氧化成三价铁，使其脱色，

所以可用来做玻璃脱色剂。

12.>如何回收碱分解溶液中的Na3PO4？

答案：将碱分解液进行蒸发浓缩，至溶液沸点，当NaOH浓度达到47%时用泠却水冷却。然

后搅拌结晶，析出结晶后进行固液分离，这样Na3PO4结晶析出。

13.>化学分析中，“空白”值指什么？如何求出“空白”值？

答案：指在不加试样的情况下，按照试样分析同样的操作手续和条件进行分析时所得的分

析结果。“空白”值需经过多次反复试验后取其平均会值。

14.>稀土分析中常用的沉淀分离法有哪几种？

答案：1）草酸盐沉淀分离；2）氢氧化物沉淀分离；3）氟化物沉淀分离； 15.>在ICP-AES中产生光谱干扰的来源有哪几种？

答案：1）基体；2）共存的稀土元素；3）背景 16.>CeO2适用于各种玻璃的抛光，原因是什么？

答案：因为CeO2硬度与玻璃相同或稍高，还可以微调。 17.>试举两个控制铁磷比的例子。

答案：（1）在精矿中加入Fe2O3 、（2）水浸液中加入FeCl3 18.>烧碱法处理包头矿，化学选矿的目的？

答案：采用稀盐酸除去矿物中的钙质，使其与稀土分离。 19.>浓硫酸焙烧精矿时，焙烧时间是如何影响分解过程的？

答案：焙烧过程固体产物为多孔物质，反应速度受化学反应控制，时间短，精矿分解不完

全，时间长，易引起稀土硫酸盐分解，增加酸耗，并延长生产周期。

20.>在硫酸焙烧精矿前，精矿为什么要进行干燥？

答案：1）浓硫酸焙烧所用回转窑一般为无内衬钢筒，如果精矿不干燥，所含水分与浓硫酸

稀释后，会腐蚀内壁。2）有水分，给料计量不准确，影响矿酸比的精确率。

21.>萃取剂共分为啊几类？

答案：共分为六类：中性磷型萃取剂，中性含氧萃取剂，酸性磷型萃取剂，其它酸性萃取

剂，螯合萃取剂，胺类萃取剂。

22.>简述化学选矿的原理？

答案：以稀酸破坏含钙矿物，将钙从稀土精矿中浸出并分离出去。 23.>稀土金属提纯的特点？

答案：由于稀土金属活泼，提纯必须在惰性气氛保护下或真空中进行，并注意金属盛装容

器对稀土金属的污染。

（1）任何一种提纯方法对除去稀土金属中的稀土杂质的效果均差，制备高纯金属必须使用使用杂质含量尽量低的稀土金属作为原料。

（2）任何一种提纯工艺都不能同时除去稀土金属中的各种杂质，因此选择提纯工艺时应考虑杂质种类、纯度要求、方法对杂质的去除效果，采用几种方法相给合除去杂质。

24.>影响KCL-RECL3熔盐电解工艺的因素，主要有哪些？

答案：工艺条件（如电极电流密度，电解温度，电解质组成）对电解过程的影响。

（1）熔融电解质中各种杂质元素对电极过程的影响。 （2）稀土变价离子如Sm3+、Eu3+对电极过程的影响。

25.>稀土氧化物用硅作还原剂的反应通式是什么？

答案：2RexOy+ySi=2xRE+ySiO2

26.>串级萃取按水相和有机相流动方式可分为几种？

答案：错流萃取、逆流萃取 、半逆流萃取 、分馏萃取、回流萃取 27.>化学法提铕利用了它的什么性质？

答案：三价铕离子很容易被还原成二价铕，从而失去三价稀土离子的性质，而显示出碱土

金属的性质，利用这种性质上的差异，可以将它从其它稀土离子中分离出来。

28.>稀土合金为什么偏析？

答案：稀土合金是共晶化合物，液态时呈均匀分布，偏析很小（相差点+0.5%）。在冷凝过

程中,熔点较高的物质先凝固出来，熔点低的物质随温度下降继续凝固，造成在锭中(比重)偏析，析出物质的成分不均而出现偏析。稀土合金随着锭的增加而增大。锭厚大于180mm时，上中下偏析值可达6%，一般中层稀土品位比上层及下层高。上层偏析度最大，下层偏析程度最小。

29.>碱法工艺中除钙不完全，为什么会影响稀土的收率？

答案：在碱分解时，CaF2以Ca（OH）2、CaPO4 的形式与稀土氢氧化物一起进入碱饼，

在盐酸优溶时，氟离子、磷酸根离子与稀土离子结合生成氟化稀土、磷酸稀土沉淀，进入

优溶渣中，造成稀土损失。

30.>如何从优溶渣中回收稀土？

答案：优溶渣用硫酸溶解，使稀土以硫酸盐的形式进入溶液中，铁、钍也在溶解时进入硫

酸盐。

31.>什么叫串级萃取？

答案：是把若个单级萃取器串联起来，使有机相和水相多次接触，从而提高分离效果的萃

取工艺。

32.>影响碱分解的因素有哪些：

答案：（1）NaOH浓度（2）矿碱比（3）分解温度（4）分解时间 33.>根据稀土离子和萃取剂的反应机理，萃取体系可以分为哪几类。

答案：中性配合萃取体系，酸性配合萃取体系，离子缔合萃取体系和协同萃取体系

34.>什么叫溶剂萃取法。

答案：通过溶剂萃取把溶液从处于同一溶液的其它组分中分离出来的方法，称为溶剂萃取

法。

35.>在浓硫酸强化焙烧混合稀土精矿工艺中，一般用MgO调水浸液PH值除杂，原因何在？

答案：如果采用NaOH或NH4OH等有可能与稀土硫酸盐生成复盐沉淀，引起稀土损失，降

低工艺收率。

36.>在氢氧化稀土氧化提铈过程中，为什么有硫酸根离子存在时，铈的氧化率会提高？

答案：因为溶液中存在硫酸根离子时，有利于三价铈向四价铈的转变。

37.>目前我国稀土工业中使用的两种最重要的酸性磷酸脂萃取剂是什么？写出化学名称。

答案：二---（2---乙基己基）磷酸简称P204和2---乙基己基）磷酸单（2---乙基己基）脂简

称P507。

38.>为什么P507萃取分离稀土过程中需对P507进行皂化处理？

答案：P507萃取金属离子时，属于阳离子交换法放出氢离子，使酸度增加，不利于萃取进

行。皂化后P507萃取过程中，与金属离子交换的有铵根离子，使水相PH值基本维持不变。39.>P204在萃取前为什么要进行皂化？

答案：萃取反应进行时要置换出H+，这样使溶液的酸度增加，影响分配比，使分配降低，一般在萃取前要进行皂化，方法有钠皂和铵皂。

40.>P204分组稀土的原理是什么？

答案：利用P204萃取稀土的次序是从Lu至La逐渐改变；可以通过改变水相酸度来控制） 41.>P507对重稀土的分离-铽的提取分哪几步？

答案：1、钬~铒分离和铒~铥分离；2、铽~镝分组和镝~钬分离；3、钆~铽分组和铽~镝分

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