稀土元素在铁基溶液中与硫作用生成RES与RE_2S_3的热力学研究

采用直接平衡法和低温无水电解法测定溶解状态的稀土及固体电解质定氧探头直接定氧活度等测试方法研究了镧、铈、钕,钐、钇在(1300～1500℃)铁碳饱和液和1600℃纯铁液中脱硫平衡,分别测得反应生成RES和RE_2S_3的脱硫常数,铁液中RES和RE_2S_3的标准生成自由能,稀土元素与硫的相互作用系数,温度对这些热力学性质的影响程度,并给出了生成RES和RE_2S_3的热力学条件,同时从热力学上讨论了这些性质。     

Fe-Y-S,Ni-Y-S,Fe-C_(饱)-La,Fe-C_(饱)-Y,Fe-C_(饱)-La-S和Fe-C_(饱)-Y-S熔体的平衡研究

在钼丝炉高纯氩气保护下,由直接平衡法研究了Fe-Y-S(1575～1600℃),Ni-Y-S(1500～1600℃)和Fe-C_饱-Y-S、Fe-C_饱-La-S熔体在(1300～1500℃)的脱硫平衡,得到生成YS和LaS的脱硫常数与温度的关系及钇、镧与硫的一、二阶相互作用系数与温度的关系: 钇在铁液、铁碳液、镍液中脱硫都存在最低含(S)量,超过此最低点,(S)含量反而随钇、镧溶解量增加而增大。由溶解度法测得碳与镧、碳与钇的一、二阶相互作用系数与温度的关系,稀土碳化物LaC_2、YC_2在铁碳熔体中的标准生成自由能与温度的关系;实验结合计算得到钇在铁液、镍液中的标准溶解自由能、活度系数、自相互作用系数与温度的关系。绘制了六个体系的平衡关系图,指出了各体系中平衡产物生成的次序和稳定存在的条件。     

Ni-Y-S,Ni-Ce-S和Ni-La-S金属溶液的热力学研究

研究得到镍液中钇、铈、镧的脱硫常数和硫化物YS,Ces及Las的标准生成自由能(J/m01)与温度的关系式; 对镍液中稀土元素与硫的相互作用系数,稀土元素的标准溶解自由能,稀土元素的活度系数与自相互作用系数与温度关系的研究得到下列公式:     

Ni-Y-S,Ni-Ce-S和Ni-La-S金属溶液的热力学研究

研究得到镍液中钇、铈、镧的脱硫常数和硫化物YS,Ces及Las的标准生成自由能(J/m01)与温度的关系式; 对镍液中稀土元素与硫的相互作用系数,稀土元素的标准溶解自由能,稀土元素的活度系数与自相互作用系数与温度关系的研究得到下列公式:     

ICP-AES法测定镨钕氧化物及镨钕金属中的镧、铈、钐、钇、铝和硅量

重点研究了镨钕配分对测定镨钕中镧、铈、钐、钇、铝、硅量的影响。通过研究镨钕配分与其空白值之间的关系,采用一定校正方法,成功地用一套标样解决了不同镨钕配分试样中的镧、铈、钐、钇、铝和硅量的测定问题。方法简单易行,结果稳定可靠。与ICP-M S的对照结果令人满意。     

稀土元素在铁基溶液中的热力学

本文用多种高温平衡实验方法，研究得到１３００－１６００℃内铈，钇，镧，钕，钐稀土单一元素在铁基溶液中分别与硫，氧，硫＋氧，碳，氮，锑，锡，铅，磷，铜，钛，铌，钒元素共３０个三系和四元系的相平衡及热力学性质与温度的关系，并依据Ｆｅ－ＲＥ相图计算了这５个稀土元素与铁的二元溶液中的热力学性质。     

钇在铁液中脱氧、脱硫和脱硫氧的热力学研究

本文采用铁液与反应产物直接平衡法,并用浓差定氧和低温无水电解分离反应产物等技术,研究1575、1600、1625℃铁液中钇脱氧、脱硫和脱硫氧的热力学。测定了钇的脱氧常数、脱硫常数和脱硫氧常数;钇与氧的一阶活度相互作用系数,钇与硫的一、二阶活度相互作用系数与温度的关系;铁液中 Y_2O_3、YS、Y_2O_2S 的标准生成自由能、钇的标准溶解自由能、活度系数和自相互作用系数与温度的关系;绘制了[Y]-[S]-[O]平衡立体图和α_O-α_S 平衡图,为预测钇的夹杂物生成的先后次序及类型提供了依据。     

金属钇在碳饱和铁水中脱硫的热力学研究

用直接法首次研究了1300℃～1500℃碳饱和铁水中[Y]-[S]平衡关系。测得了钇的脱硫常数与温度的关系:lgK_(YS)=-22663/T+ 7.9;得到Fe-C(饱和)体系钇的表观脱硫常数与温度的关系:lgK_(YS)=-3487/T-1.1,硫化钇在碳饱和铁水中标准生成自由能与温度的关系:△G_(YS)=-103680+36.14T(卡/摩尔钇)=-433800+151.21T(焦耳/摩尔钇);得到钇在碳饱和铁水中的溶解自由能与温度的关系:△G_Y(e)→[Y]=18820-21.91T(卡/摩尔钇)=78740-91.67T(焦耳/摩尔钇);得到相互作用系数e_S~Y与温度的关系:e_S~Y=-47072/T+19.5。碳对钇和硫的相互作用系数正负相反影响,随温度升高逐渐减小,在1600℃时接近抵消。本实验为钇用于铁水脱硫提供了有用的热力学数据。     

铁液中〔Y〕—〔O〕平衡研究

用直接平衡法研究了1575—1625℃熔体中的[Y]—[O]平衡关系,测得了钇的脱氧常数及钇与氧活度相互作用系数与温度的关系,钇的脱氧产物Y_2O_3的标准生成自由能与温度的关系。给出了1575、1600、1625℃铁液中钇的脱氧平衡图,及平衡时钇活度与氧活度的关系式。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定稀土铝中间合金中稀土元素

稀土铝中间合金中稀土含量(质量分数,下同)一般约在0.5%~20%之间,文献中鲜见稀土铝中间合金标样和测定稀土含量大于10%的方法。实验通过选择钐的Lβ1线,镧、铈的Lα线,钇的Kα线,采用纯物质法配制标准溶液解决无标样问题,采用特散比法校正基体效应,对熔片条件以及仪器参数进行优化,建立了一套熔融制样-X射线荧光光谱法(XRF)测定稀土铝中间合金中镧、铈、钐、钇的方法。实验表明,称样0.2g,用5mL盐酸(1+1)熔样,四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂熔融,稀释比选择1∶30,以4mL溴化铵溶液为脱模剂,控制熔样温度为1050℃,熔样时间为15min,熔样效果较好。实验方法应用于镧铝、铈铝、镧铈铝、钐铝、钇铝5类稀土铝中间合金中稀土元素的测定,测定结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)结果基本一致,相对标准偏差(RSD)均在2%以下。方法可用于测定镧铝、铈铝、镧铈铝、钐铝、钇铝5类稀土铝中间合金中含量范围为0.5%~20%的镧、铈、钐、钇。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铝硅活塞合金中镧铈镨钕钇

采用硝酸和氢氟酸溶解样品,高氯酸冒烟赶氟避免生成氟化稀土沉淀,选择La 333.749nm、Ce 456.236nm、Pr 417.939nm、Nd 406.109nm及Y 371.030nm作为分析线,扣除背景点消除基体干扰,运用干扰系数法克服谱线间干扰,通过基体匹配法配制标准溶液系列消除基体效应的影响,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定铝硅活塞合金中镧、铈、镨、钕和钇。结果表明:镧、铈的测定范围在0.01%~2.00%,镨、钕、钇的测定范围在0.005%~2.00%,校准曲线线性相关系数不小于0.9998。方法中各元素检出限为0.0003%~0.0018%。实验方法用于测定稀土铝合金合成试样中镧、铈、镨、钕和钇,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)在0.50%~2.4%之间,加标回收率在94%~105%之间。实验方法用于含有稀土的铝合金标准样品中镧、铈、镨、钕和钇的测定,结果与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定值相吻合,测定的稀土总量RE与认定值也相吻合。     

纯铁液中[Y]-[S]-[O]平衡的研究

通过热力学分析研究计算得到: 1)钇在纯铁液中的脱氧常数,脱硫常数和脱硫氧常数’溶解自由能;活度系数和自作用系数。2)纯铁液中[Y]-[S]-[O]平衡立体图;钇的脱氧平衡、脱硫平衡图;等硫(a_Y-a_o)、等氧(a_Y-a_s)、等钇(a_s-a_o)的平衡图,为理论上预测夹杂物生成的顺序和类型提供了依据。3)给出了铁液中钇加入量和控制夹杂物形态的公式。4)把钇与铈同时加入铁液中,Ce在Y_2O_2S中不富集,但在YS中富集。     

Fe—Ga—C熔体的热力学研究

以碳管炉为加热体。在氩气保护下研究了铁液中镓含量对碳的饱和熔解度的影响。在镓含量为０．１１％～９．３３％的浓度范围内，通过实验得出了不同温度下铁液中镓含量与碳的饱和溶解度的关系。并根据Ｓｃｈｅｎｃｋ的相互作用参数式，得出铁液中碳与镓的相互作用系数与温度的关系式。     

西方世界稀土矿物市场

从定义上讲稀土市场不仅包括稀土元素,还包括钇。它们可以被进一步分为一个大的轻稀土组(占稀土消费总重量的95%),这个组主要由铈与镧组成,另外一个小的组(单位重量具有相对更高的价值)由高纯稀土氧化物或元素如钇、铕、钐,钕等组成。CRA估计西方世界1986年的稀土和钇     

Fe-C-Sb,Fe-C-Sb-Ce,Fe-C-Sb-Y Fe-Nb-Ce溶液的热力学和稀土、镁与锑在球墨铸铁中行为的研究

本文用溶解度法、化学平衡法、固体电解质浓差定氧法等不同的方法研究了Fe-C-Sb,Fe-C-Sb-Ce,Fe-C-Sb-Y,He-Nb-Ce溶液在钢铁冶炼温度范围内(1300～1700℃)的热力学性质,得到铁液中相互作用系数与温度的关系式;1600℃时铁液中相互作用系数;金属间化合物CeSb、YSb的标准生成自由能与温度的关系;1600℃时反应Ce_2O_2S=2[Ce]+2[O]+[S]的平衡常数。用金相显微镜、扫描电镜、电子探针等方法研究了稀土、镁及锑对稀土镁球铁中石墨形貌的影响,球墨铸铁中锑与硫含量的关系,铈、镁,硫等元素的分布及铈降低铸铁中锑的危害性机理。     

稀土产品

本厂生产15个稀土元素(镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、钇)的氧化物、化合物、金属、合金。品种有162个,规格393个。由于各种稀土化合物及其金属,兼有许     

氧化钕中镧、铈、镨、钐、铕、铥、钇的发射光谱分析

使用2米光栅摄谱仪和氩氧控制气氛法测定了氧化钕中稀土杂质镧、铈、镨、钐、铕、铥、钇。测定下限分别为0.01, 0.02, 0.05, 0.02, 0.02, 0.01, 0.02％,单次测定相对均方偏差为6.6—12.0％。工作条件的选择利用了正交试验法。     

稀土元素在铁液中热力学参数的研究

本文用稀土元素对碳饱和溶解度法研究Fe-C_(饱和)-RE三元熔体平衡,得到1300～1500℃范围内稀土与碳的相互作用系数与温度的关系:e_(Ce)~C=-9158/T 4.578;e_(La)~C=-8207/T 3.907;e_(Nd)~C=-5888/T 2.818;e_(Sm)~C=-6250/T 2.801;e_y~C=-6164/T 2.963。用铁液-固体脱硫产物直接平衡法研究Fe-C_(饱和)-RE-S四元熔体在1300～1500℃的平衡,得到稀土元素生成RE_2S_3的脱硫常数与温度的关系(K_(RE)=α_(RE)~2α_S~3):1gK_(Ce)=-70025/T 26.000;IgK_(La)=-66114/T 21.833;1gK_(Nd)=-53026/T 17.020;1gK_(Sm)=-54469/T 15.889。并得到稀土与硫的相互作用系数与温度的关系:e_S~(Ce)=-4094/T 0.077,e_S~(La)=-4831/T 1.021,e_S~(Nd)=-6609/T 1.586,e_S~(Sm)=-6512/T 1.681。依据Fe-RE相图计算了Fe-RE二元熔体中稀土元素和铁的活度,得到γ_(EE)~0、e_(RE)~(RE)和ρ_(RE)~(RE)与温度的关系式。     

铁液中〔Y〕—〔S〕—〔O〕的热力学研究

由直接平衡法研究了1575—1625℃铁液中钇的脱硫氧平衡,固体电解质定氧探头测定了熔池中的氧活度,低温无水电解液电解法测定了溶解状态的钇含量。实验测得钇在铁液中的脱硫氧常数与温度的关系:LgK_(Y_2O_2S)=-(79487)/T+28.03,钇的硫氧化物在铁液中的标准生成自由能与温度的关系:2[Y]+2[O]+[S]+Y_2O_2S(s)△G~0=-363650+128.24T(Cal/mole)=-1521520+536.55T(J/mole)。由热力学分析进一步计算得到:1600℃铁液中[Y]-[S]-[O]平衡立体图、a_O-a_S平衡图及钇的氧化物、硫化物和硫氧化物稳定形成的条件,为理论上预测夹杂物,生成的先后次序及类型提供了依据。并给出了铁液中钇加入量计算公式:[%Y]=(88.9/32)·([%O]+[%S]及控制夹杂物形态的计算公式:[%Y]/[%S]=2.78(1+[%O]/[%S])     

稀土在有色金属的应用

一、稀土元素及其理化性能 1.什么是稀土元素稀土元素排列在元素周期表第三族第六周期中,原子序号57至71号统称镧系元素15姐妹,稀土元素还包括性质与镧系元素相似的21号元素钪和39号元素钇。一般统称这17个元素为稀土元素,占周期表中元素总数的六分之一左右。根据稀土元素的化学性质及电子结构特点,一般将稀土元素分为二组,一组叫轻稀土(又名铈组),一组叫重稀土(又名钇组)。轻稀土(铈组):镧、铈、镨,钕、钷、钐、铕,共七个元素。重稀土(钇组):钆、铽、镝、钬、