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稀土元素的电子层结构为[Xe]4f0-145d0-16s2,当失去 5d 或 4f 电子后形成三价.其中 Ce,Pr,Tb,Dy 有继续失去电子达到 4f0或 4f7的趋势,从而形成四价,但只有 Ce(Ⅳ)能够稳定存在于溶液中.铈及其化合物在抛光粉,催化剂等领域的广泛应用,使得提取和制备铈产品具有极其重要的现实意义.铈(Ce)在轻稀土矿物中含量最多,氟碳铈和独居石中 CeO2/REO 约占 50％.包头混合型稀土矿是一种典型的伴生矿,由氟碳铈和独居石组成,它是铈资源的重要来源.在分离提取稀土元素时,首先把 Ce 分离出来,为其他三价稀土元素(RE(Ⅲ))和 Th(Ⅳ)的分离过程创造了有利前提.利用Ce(Ⅳ)的稳定结构和它的变价性质来实现稀土分离具有重大意义.Ce(Ⅳ)与 RE(Ⅲ)性质差别很大,在碱性溶液中,Ce(Ⅲ)容易被氧化为 Ce(Ⅳ)并稳定存在.鉴于 Ce(Ⅳ)能够与 F,P 等离子形成稳定配位化合物并易被有机萃取剂萃取的特点,Cyanex923 或[A336][P507]可以用于萃取分离 Ce(Ⅳ)和 F、P.本文采用氧化焙烧和湿法空气氧化的方法来实现包头矿中铈的氧化,并探讨氧化反应的动力学过程.铈的分离化学利用溶液中 Ce(Ⅳ)与 F、P 之间的相互络合作用构建了一个新的 Ce-F-P 的萃取体系并通过液相分离制备 CeF3和 CePO4纳米离子,可进一步控制形貌制备出特殊性能的铈产品.基于Ce(Ⅳ)的分离化学,本研究提出了“氧化焙烧/湿法空气氧化两步法氧化 Ce(Ⅲ)-Cyanex923 或[A336][P507]萃取分离 Ce(Ⅳ)-还原反萃制备铈产品”的处理包头矿的新工艺,这将为在兼顾环境保护和实现资源综合回收的前提下给轻稀土矿资源的开发与利用提供了有力的理论依据和技术支撑.