“稀土冶金学”课程教学改革与实践

常宏涛 李 梅 罗果萍 张福顺

（内蒙古科技大学 材料与冶金学院，内蒙古 包头 014010）

稀土冶金学是研究从矿石中提取稀土或稀土化合物及用各种加工方法将稀土制成具有一定性能的金属材料或合金材料的过程和工艺。其研究内容包括稀土元素及其主要化合物的性质和特征、稀土矿物原料及其处理、稀土元素分离、稀土纯化合物制备、稀土金属及其合金的制取、稀土金属的精炼提纯等。

1 课程开设背景

我国包头氟碳铈矿-独居石混合型稀土精矿是世界第一大轻稀土资源和第二大钍资源，其不仅储量丰富，而且经过40多年的开发，已经建立了从采矿、选矿到冶炼、分离提纯等一套完整的工业体系[1-5]。

内蒙古科技大学材料与冶金学院是为适应包头地区经济建设和社会发展而建立并发展起来的本科院校。在长期的办学实践中，学校紧紧依靠地方政府和社会力量，针对包头白云鄂博矿资源的开发和综合利用情况，为国家培养能适应21世纪我国社会主义现代化建设需求的，掌握稀土冶金的基本知识、基础理论和基本技能的复合型高级技术人才和管理人才。

2 “稀土冶金学”课程的建设

基于内蒙古科技大学立足于包头白云鄂博矿资源优势的办学特色和冶金工程专业学生部分就业服务于包头本地的现实状况，因此材料与冶金学院自2008年开始将冶金工程专业的专业课程分为两个模块开课，一个是以钢铁冶金专业为重点的课程设置，另一个是以稀土冶金为重点的有色金属冶金专业。学生可以根据自己的兴趣及将来的发展方向任意选择两个模块中的任一专业进行学习。其中稀土冶金工艺学是以稀土冶金为重点的有色金属冶金专业的重点课程，因此该课程的建设对于教学效果极为重要。

为保证“稀土冶金学”课程的系统性和完整性。在确定该课程内容时，坚持“浅而宽、理论联系实际”的原则,以经典理论为基础，重点介绍稀土冶金过程的知识,并将最新科技成果和前沿技术纳入教学内容，编写《稀土冶金学》教材。

2.1 “稀土冶金学”课程内容的设置

稀土冶金工艺学课程主要包括湿法冶金过程和火法冶金过程两部分，其中湿法冶金过程主要讲授稀土元素及其主要化合物的性质和特征、稀土矿物原料及其处理、稀土元素分离、稀土纯化合物制备等内容，而火法冶金过程主要讲授稀土金属及其合金的制取、稀土金属的精炼提纯等内容。通过教学的各个环节使学生达到各章中所提的基本要求。

2.2 “稀土冶金学”教材建设

书中系统地介绍了由稀土资源提取稀土元素和制备稀土全属的全过程。同时为了适应社会发展的需要，将环境保护和冶金过程与稀土材料制备过程相耦合的增值冶金的意识责穿于全书中。全书共分为十章，内容包括稀土元素的物理和化学性质、稀土的资源及精矿的分解方法、稀土元素的分离方法及化合物的制取方法、稀土金属及稀土合金的制取方法和稀土生产过程的废物处理，在这些内容中除了第10章集中讲述稀土生产中的废物处理外，在精矿分解中特别论述了具有清洁冶金特点的分解方法和研究进展，在溶剂萃取工艺中讲述了利用难萃组分回流和蒸发方法从萃取废水中回收氯化铵及离子交换淋洗液回收利用等环境保护的内容。为了使学生了解稀土元素应用范围和主要稀土材料的制备方法，在第1章中从稀土元素的物理和化学性质出发介绍了稀土元素的应用，并在第6章中编入了高纯、超细稀土化合物提取及稀土抛光扮与稀土发光材料制备技术，在第7章稀土金属制取内容中加入了稀土合金的制取方法，这样让学生既能掌握目前稀土冶金技术的基本方法又能了解稀土冶金的前沿技术。

3 “稀土冶金学”课程的教学方法改革

3.1 改进教学环节，提高教学质量

紧跟学科发展，完善教学内容。稀土冶金学以化学为基础理论，结合实际稀土冶金阐述无机材料的制备、组成、结构、性质和应用。在教学中融入目前稀土提取、稀土新材料以及稀土金属制备等领域最新的研究与成果，并将其不断融入课程各教学模块，不断优化完善课程教学内容，在有限的学时中向学生传达尽可能多的知识。

3.2 采用板书与多媒体相结合的教学手段

采用形象直观的多媒体教学一方面可以使学生进入一种喜闻乐见、生动活泼的学习氛围，从而使学生产生极大的学习兴趣。另一方面多媒体教学可以迅速的、大量的把课程内容呈现在学生面前，因此多媒体教学被广大教师应用。但是由于多媒体教学使课堂的教学内容大大丰富，导致可能学生来不及做笔记，因此本专业教师会在课前将课件文字稿交给学生，免去他们做笔记的麻烦，也避免使学生在课堂上仅仅成为一个记录机器，而不能积极参与课堂思考。但是仅仅以多媒体播放的方式进行讲解，容易让学生产生视觉疲劳。适当的时候结合黑板板书，可以对学生产生一个新的刺激，保证教学效果。特别是在讲解一些公式推导整理细节的时候，辅以板书会更简洁易懂。

3.3 教学与实践相结合

稀土冶金学中由于稀土萃取分离工艺是连续的过程，流程长，系统性强，课程内容包含知识点多，而在在工业生产实际中，多种物料溶液通过密闭的管道输送，并且在基本密闭的容器中进行反应或储存，学习难点较多，因此学生掌握稀土元素的萃取分离工艺比较困难。因此在课堂教学任务完成后开设稀土元素萃取的实验课，以便学生更加全面、系统、直观地了解和掌握稀土萃取分离工艺的各个知识点，让学生更加生动、形象地了解稀土萃取分离工艺的原理、过程、主体设备、整体流程以及理论应用等方面的知识。

［1］Arifal G,Hwang J,Qnuki K.Electro-electrodialysis of hydriodic acid using the cation exchange,membrane cross-linked by accelerated electro radiation[J].Membr Sci，2002，210(1)：39-44.

［2］汪雨，张玲金.常压微波技术萃取土壤中有机氯农药[J].岩矿测试，2006(01)：15-18.

［3］Simpson,N.J.K.Solid phase extraction: principles, techniques,and applications[M].New York and Basel:Marcel Dekker，2000，110(2)：19-38.

［4］Thurman,E.M,Mills,M.S.Solid phase extraction:principles and practice[M].New York:John Wiley&Sons，1998，146(02)：200-210.

［5］吕金海，舒孝顺，高中洪，等.菝葜总皂苷元超声萃取研究[J].中国中药杂志，2007(02)：155-156.