專利名稱：一種制備氟化稀土的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備氟化稀土的方法。
背景技術(shù)：
稀土氟化物是一種重要的化工原料，它是金屬熱還原法制取單一稀土金屬 的重要原料，可用作碳弧棒的發(fā)光增強(qiáng)劑、固體潤滑材料、鋼鐵和有色合金的 添加劑、玻璃添加劑等，還可用作混合稀土金屬的電解質(zhì)。近年來還出現(xiàn)了利 用精制氟化稀土開發(fā)出氟化物光纖和紅外區(qū)用熒光粉等新材料。同時(shí)，隨著永磁 材料、貯氫合金、磁光存儲等新型稀土功能材料的開發(fā)和應(yīng)用，稀土氟化物在 化工領(lǐng)域中的應(yīng)用將進(jìn)一步增加。
現(xiàn)有的稀土氟化物的生產(chǎn)主要有干法和濕法兩類。干法中有氟化氫氣體氟 化法和氟化氬銨氟化法，氟化氫氣體氟化法是將氧化稀土裝入氟化爐，并通入
氟化氫氣體，在加熱條件下氟化氫氣體與氧化稀土反應(yīng)生成氟化稀土；氟化氫 銨氟化法是將氧化稀土和過量的氟化氫銨混合裝入氟化爐，在加熱條件下反應(yīng) 生成氟化稀土，有時(shí)還要通入氟化氫氣體。干法制備氟化稀土的缺點(diǎn)是設(shè)備 復(fù)雜，在600 90(tc高溫下氟化氫氣體對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，對氟化氫氣體的防護(hù) 和尾氣處理困難。濕法是指在稀土溶液中用氫氟酸沉淀再進(jìn)行真空脫水的方法。
它是在氯化稀土或硝酸稀土直接加氫氟酸或氟化銨沉淀，經(jīng)過濾、ioo~ iso。c供
干、真空脫水制得氟化稀土。其不足之處是雖然其加工溫度較低，但由于在 生產(chǎn)過程使用了鹽酸和氫氟酸，在稀土氟化物低溫烘干及脫水過程中，殘留的 鹽酸和氫氟酸與鎳制或不銹鋼料槽反應(yīng)，造成制成的稀土氟化物中O、 S、 Fe、 Ni、 C、 Si等非稀土雜質(zhì)增加；同時(shí)，在脫水過程中極易產(chǎn)生其它的含稀土的化合物 如稀土氧氯(ReOCl)及稀土氧氟(ReOF, Re為紀(jì)、鑭、鐠、釹等稀土元素)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種制備氟化稀土的方法，該方法不腐蝕設(shè)備，不污
染環(huán)境，工藝簡單，能耗低，便于工業(yè)化生產(chǎn)；并且制備的產(chǎn)品純度高。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是 一種制備氟化稀土的方法，由 以下步驟組成
a、 配制乙酸稀土水溶液按氧化稀土與乙酸的摩爾比為1:6-8,將氧化 稀土溶于20%—40°/。的稀乙酸中，形成乙酸稀土水溶液。
b、 配制氟化銨水溶液取6~6. 5倍氧化稀土摩爾量的氟化銨，溶于去離 子水中，形成氟化銨水溶液。
c、 氟化稀土制備將a步的乙酸稀土水溶液與b步的氟化銨水溶液混合、 反應(yīng)，并沉淀出氟化稀土。
d、 干燥和燒結(jié)c步將沉淀出的氟化稀土在中70 10(TC真空干燥后，然 后在燒結(jié)爐中250 - 350。C下燒結(jié)5 10小時(shí)，即得。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明方法在制備過程中，乙酸稀土水溶液與氟化銨水溶液發(fā)生反應(yīng)，生 成氟化稀土和乙酸銨，通過燒結(jié)去除乙酸銨等雜質(zhì)后，即得氟化稀土。本發(fā)明 方法在制備過程中選用價(jià)格低廉的乙酸來溶解反應(yīng)原料氧化稀土，乙酸的分解 溫度低，過量的乙酸在干燥和燒結(jié)過程中可自動(dòng)去除。這樣，用乙酸替代氫氟 酸或氟化氫氣體等有毒有害物質(zhì)，制備過程中不需要進(jìn)行有毒、有害防護(hù)和或 有毒氣體的尾氣處理，不會對設(shè)備和操作人員有任何傷害，不污染環(huán)境，且對 設(shè)備的要求簡單，操作方便安全；同時(shí)，由于用乙酸替代強(qiáng)氧化性、高腐蝕性 的氫氟酸或氟化氫氣體，乙酸酸性弱，不會與反應(yīng)槽發(fā)生氧化反應(yīng)，從而在乙 酸稀土水溶液與氟化銨水溶液反應(yīng)的過程中，生成物中引入的雜質(zhì)少，制成品 的純度高；通過d步的燒結(jié)使去除乙酸銨雜質(zhì)，并使氟化稀土結(jié)晶更好，進(jìn)一 步提高了產(chǎn)品的純度；燒結(jié)溫度僅為250 ~ 350°C，燒結(jié)溫度低，能源消耗少。 總之，本發(fā)明方法不腐蝕設(shè)備，不污染環(huán)境，工藝簡單，能耗低，便于工業(yè)化 生產(chǎn)，并且制備的氟化稀土產(chǎn)品純度高。
上述的稀土為釔、鑭、鐠、釹、钷、釤、銪、禮、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、 鐿、镥、鈧中的一種。
上述C步中，對乙酸稀土水溶液與氟化銨水溶液混合、反應(yīng)過程中，超聲混
合0. 5 ~ 1小時(shí)。這樣，由乙酸稀土水溶液與氟化銨水溶液混合后生成的漿狀液
可以混合更均勻，從而加速乙酸稀土水溶液與氟化銨水溶液的反應(yīng)，更快沉淀 出氟化稀土。
下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一制備的氟化釔(YF3)的X射線衍射圖譜。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例六制備的氟化釤(SmF3)的X射線衍射圖譜。 圖3是本發(fā)明實(shí)施例七制備的氟化釤(SmF3)的X射線衍射圖譜。 圖4是本發(fā)明實(shí)施例九制備的氟化釓(GdFj的X射線衍射圖譜 圖5是本發(fā)明實(shí)施例十二制備的氟化鈥(HoF3)的X射線衍射圖譜。 圖1一5中，縱坐標(biāo)為衍射強(qiáng)度，橫坐標(biāo)為衍射角26,單位為度(deg)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一
本發(fā)明的一種具體制備方法為將氧化釔(Y203 )溶于濃度為30%的稀乙酸 中，丫203與乙酸的摩爾比為1 : 6，形成透明乙酸釔水溶液；將氟化4妄(NH4F)溶 于去離子水中，NH4F的用量為丫203摩爾量的6倍，形成NH4F透明水溶液；將乙 酸釔水溶液和NH4F水溶液混合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合0. 5小 時(shí)，然后沉淀出氟化釔(YF3);將沉淀出的YF3放入真空干燥箱中，在7(TC下烘 干，然后在空氣中，30(TC下燒結(jié)10小時(shí)，即得到氟化稀土一氟化釔(YFJ。
圖1為用本例方法制備的YF3 X射線衍射圖譜，由圖分析可見，制備的YF3 不含有其他雜相。
實(shí)施例二
將氧化锎(La203 )溶于濃度為20%的稀乙酸中，1^203與乙酸的摩爾比為1 : 7，形成透明乙酸鑭水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 La"3摩爾量的6. 5倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸鑭水溶液和NH4F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合l小時(shí)，然后沉淀出氟化鑭(LaF3); 將沉淀出的LaF^文入真空干燥箱中，在10(TC下烘干，然后在空氣中，25(TC下 燒結(jié)8小時(shí)，即得到LaF3。
實(shí)施例三
將氧化鐠(Pr203 )溶于濃度為40%的稀乙酸中，Pn03與乙酸的摩爾比為1 : 8,形成透明乙酸鐠水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，N仏F的用量為 Pf203摩爾量的6. 2倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸鐠水溶液和NH4F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合0.75小時(shí)，然后沉淀出氟化鐠 (PrF3);將沉淀出的PrF3放入真空干燥箱中，在80。C下烘干，然后35(TC下燒 結(jié)10小時(shí)，即得到PrF3。 實(shí)施例四
將氧化釹(Nd203 )溶于濃度為25°/ 的稀乙酸中，NcW)3與乙酸的摩爾比為1 : 7，形成透明乙酸釹水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 配203摩爾量的6倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸釹水溶液和NH4F水溶液混合 反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合1小時(shí)，然后沉淀出氟化釹(NdF3); 將沉淀出的NdF^t^真空干燥箱中，在90。C下烘干，然后在氬氣中，350。C下燒 結(jié)5小時(shí)，即得到NdF3。 實(shí)施例五
將氧化钷(Pm203 )溶于濃度為30%的稀乙酸中，Pnh03與乙酸的摩爾比為1 : 6，形成透明乙酸钷水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 Pm203摩爾量的6. 5倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸钷水溶液和NH4F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合0. 5小時(shí)，然后沉淀出氟化钷(PmF3); 將沉淀出的PmF3放入真空干燥箱中，在8(TC下烘干，然后在空氣中，300。C下燒 結(jié)10小時(shí)，即得到PmF3。 實(shí)施例六
將氧化釤(Sm203 )溶于濃度為30%的稀乙酸中，Snh03與乙酸的摩爾比為1 : 8，形成透明乙酸釤水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 Sm203摩爾量的6. 2倍，形成NH4F透明水溶液；將乙S吏釤水溶液和NH4F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合l小時(shí)，然后沉淀出氟化釤(SmF3); 將沉淀出的SmF3放入真空干燥箱中，在7(TC下烘干，然后在氬氣中，3S(TC下燒 結(jié)9小時(shí)，即4尋到SmF3。
圖2為用本例方法制備的SmF3X射線衍射圖譜，由圖分析可見，制備的SmF3 不含有其他雜相。
實(shí)施例七
本例與實(shí)施例六基本相同，所不同的僅是
將沉淀出的SmFj文入真空干燥箱中，在8(TC下烘干，然后在空氣中，300 "C下燒結(jié)10小時(shí)，即得到SmF3。
圖3為用本例方法制備的SmF3X射線衍射圖譜，由圖分析可見，制備的SmF3 不含有其他雜相。
實(shí)施例八
將氧化銪(EuA)溶于濃度為20%的稀乙酸中，Eii203與乙酸的摩爾比為1 : 8,形成透明乙酸銪水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 Eii203摩爾量的6倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸銪水溶液和NH4F水溶液混合 反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合0. 5小時(shí)，然后沉淀出氟化銪(EuF3); 將沉淀出的EuF3放入真空干燥箱中，在9(TC下烘干，然后在空氣中，35(TC下燒 結(jié)5小時(shí)，即得到EuF3。 實(shí)施例九
將氧化釓(Gd203 )溶于濃度為30°/ 的稀乙酸中，Gd203與乙酸的摩爾比為1 : 7,形成透明乙酸釓水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 Gd203摩爾量的6倍，形成冊4F透明水溶液；將乙酸4L水溶液和NH4F水溶液混合 反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合1小時(shí)，然后沉淀出氟化釓(GdF3); 將沉淀出的GdF3放入真空干燥箱中，在70'C下烘干，然后在氬氣中，35(TC下燒 結(jié)7小時(shí)，即得到GdF3。
圖4為用本例方法制備的GdF3X射線衍射圖譜，由圖分析可見，制備的GdF3 不含有其他雜相。
實(shí)施例十
將氧化鋱(Tb203 )溶于濃度為30%的稀乙酸中，TbA與乙酸的摩爾比為1 : 6，形成透明乙酸鋱水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 Tb"3摩爾量的6. 2倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸鋱水溶液和NH4F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合50分鐘，然后沉淀出氟化鋱(TbF3); 將沉淀出的TbF3放入真空干燥箱中，在80。C下烘干，然后在氬氣中，25(TC下燒 結(jié)10小時(shí)，即得到TbF3。 實(shí)施例十一
將氧化鏑(Dy203 )溶于濃度為20°/ 的稀乙酸中，DyA與乙酸的摩爾比為1 : 8,形成透明乙酸鏑水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 Dy203摩爾量的6倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸鏑水溶液和NH4F水溶液混合 反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合1小時(shí)，然后沉淀出氟化鏑(DyF3); 將沉淀出的DyF3放入真空干燥箱中，在100。C下烘干，然后在空氣中，300。C下 燒結(jié)10小時(shí)，即得到DyF3。 實(shí)施例十二
將氧化鈥(Ho203 )溶于濃度為30°/ 的稀乙酸中，HoA與乙酸的摩爾比為1 :
7, 形成透明乙酸鈥水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 ^203摩爾量的6. 5倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸鈥水溶液和NH4F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合0. 5小時(shí)，然后沉淀出氟化鈥(HoF3); 將沉淀出的HoF3放入真空干燥箱中，在90。C下烘干，然后在氬氣中，250。C下燒 結(jié)10小時(shí)，即得到HoF3。
圖5為用本例方法制備的HoF3X射線衍射圖語，由圖分析可見，制備的HoF3 不含有其他雜相。
實(shí)施例十三
將氧化鉺(Er203 )溶于濃度為20%的稀乙酸中，ErA與乙酸的摩爾比為1 : 6，形成透明乙酸鉺水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 Er203摩爾量的6倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸鉺水溶液和NH4F水溶液混合 反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合0. 5小時(shí)，然后沉淀出氟化鉺(ErF3); 將沉淀出的ErF3放入真空干燥箱中，在7(TC下烘干，然后在250。C下燒結(jié)5小 時(shí)，即得到ErF3。 實(shí)施例十四
將氧化銩(Tm203 )溶于濃度為30°/ 的稀乙酸中，Tm203與乙酸的摩爾比為1 :
8, 形成透明乙酸銩水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NHJ7的用量為 丁01203摩爾量的6. 5 # ，形成NH4F透明水溶液；將乙酸銩水溶液和NH4F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合l小時(shí)，然后沉淀出氟化銩(TmF3); 將沉淀出的TmF3放入真空干燥箱中，在IOO'C下烘干，然后35(TC下燒結(jié)10小 時(shí)，即得到TmF3。
實(shí)施例十五
將氧化鐿(Yb203 )溶于濃度為35°/。的稀乙酸中，YW)3與乙酸的摩爾比為1 : 7,形成透明乙酸鐿水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 丫1)203摩爾量的6. 3倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸鐿水溶液和NH4F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合0.75小時(shí)，然后沉淀出氟化鐿 (YbF3);將沉淀出的YbF3放入真空干燥箱中，在80。C下烘千，然后在氬氣中， 28(TC下燒結(jié)8小時(shí)，即得到Y(jié)bFs。 實(shí)施例十六
將氧化镥(Lu203 )溶于濃度為20%的稀乙酸中，Lih03與乙酸的摩爾比為1 : 8，形成透明乙酸镥水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH,F的用量為 1^203摩爾量的6. 5倍，形成NH4F透明水溶液；將乙酸镥水溶液和NH,F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合0. 5小時(shí)，然后沉淀出氟化镥(LuF3); 將沉淀出的LuF3放入真空干燥箱中，在70。C下烘干，然后在氬氣中，25(TC下燒 結(jié)10小時(shí)，即得到LuF3。 實(shí)施例十七
將氧化鈧(Sc203 )溶于濃度為30%的稀乙酸中，ScA與乙酸的摩爾比為1 : 6，形成透明乙S臾鈧水溶液；將氟化銨(NH4F)溶于去離子水中，NH4F的用量為 Sc203摩爾量的6. 3 4咅，形成NH,F透明水溶液；將乙酸鈧水溶液和NH4F水溶液混 合反應(yīng)形成漿狀液，用超聲清洗器超聲混合1小時(shí)，然后沉淀出氟化鈧(ScF3); 將沉淀出的ScF3i丈入真空干燥箱中，在8(TC下烘干，然后在氬氣中，300。C下燒 結(jié)10小時(shí)，即得到ScF3。
權(quán)利要求
1、一種制備氟化稀土的方法，由以下步驟組成a、配制乙酸稀土水溶液按氧化稀土與乙酸的摩爾比為1∶6～8，將氧化稀土溶于20％-40％的稀乙酸中，形成乙酸稀土水溶液；b、配制氟化銨水溶液取6～6.5倍氧化稀土摩爾量的氟化銨，溶于去離子水中，形成氟化銨水溶液；c、氟化稀土制備將a步的乙酸稀土水溶液與b步的氟化銨水溶液混合、反應(yīng)，并沉淀出氟化稀土；d、干燥和燒結(jié)c步將沉淀出的氟化稀土在70～100℃真空干燥后，在燒結(jié)爐中250～350℃下燒結(jié)5～10小時(shí)，即得。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種制備氟化稀土的方法，其特征在于所述的稀 土為釔、鑭、鐠、釹、钷、釤、銪、禮、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧 中的一種。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種制備氟化稀土的方法，其特征在于所述c步 中，對乙酸稀土水溶液與氟化銨水溶液混合、反應(yīng)過程中，超聲混合0. 5 ~ 1小時(shí)。
全文摘要
一種制備氟化稀土的方法，由以下步驟組成a.配制乙酸稀土水溶液按氧化稀土與乙酸的摩爾比為1∶6～8，將氧化稀土溶于20％-40％的稀乙酸中，形成乙酸稀土水溶液。b.配制氟化銨水溶液取6～6.5倍氧化稀土摩爾量的氟化銨，溶于去離子水中，形成氟化銨水溶液。c.氟化稀土制備將a步的乙酸稀土水溶液與b步的氟化銨水溶液混合、反應(yīng)，并沉淀出氟化稀土。d.干燥和燒結(jié)c步將沉淀出的氟化稀土在70～100℃真空干燥后，在燒結(jié)爐中250～350℃下燒結(jié)5～10小時(shí)。該方法不腐蝕設(shè)備，不污染環(huán)境，工藝簡單，能耗低，便于工業(yè)化生產(chǎn)；并且制備的產(chǎn)品純度高。
文檔編號C01F17/00GK101348274SQ200810045898
公開日2009年1月21日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者崔雅靜, 勇 張, 勇 趙, 陳永亮 申請人:西南交通大學(xué)