專利名稱：氧化鈰的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種濕法冶金分離稀土工藝，特別是化學沉淀分離制備淡黃色高純度氧化鈰的方法。
在目前的濕法冶金分離稀土元素工藝中，鈰的分離提取方法很多，其工藝原理大都是基于Ce4+與非鈰RE3+之間的明顯差別來完成。在許多鈰的分離工藝中大致可分為兩類第一類是溶劑萃取法;第二類是化學沉淀法。目前采用的化學沉淀法其原理都是基于Ce4+與RE3+在水溶液中水解時的PH值差異，在一特定的酸度下Ce4+不溶解而其他RE3+稀土元素則溶解為相應的無機酸鹽溶液，借過濾的工序進行分離。此種工藝操作時間長，為6～8小時，且過濾工序不易完成，經(jīng)過濾后的沉淀中鈰純度為85～95%，氧化鈰外觀顏色為深褐色。還有類似的其他化學沉淀法。所以，現(xiàn)有的稀土濕法冶金工業(yè)生產(chǎn)99%以上的氧化鈰的工藝大多被萃取法代替。而萃限法工藝復雜，所需設備多，一次投資大，生產(chǎn)需要非常純凈的稀土溶液，產(chǎn)品價格高，不利于一些大量采用高純度氧化鈰的優(yōu)秀產(chǎn)品的廣泛使用。
本發(fā)明的目的旨在根據(jù)上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提出一種新的制備氧化鈰的方法，以解決現(xiàn)有氧化鈰制備工藝中存在的操作時間長、工藝復雜、溶液純凈度要求高、一次投資大、所出產(chǎn)品純度低或價格高等問題，使一些大量采用高純度氧化鈰的優(yōu)秀產(chǎn)品得以廣泛使用。
為完成上述發(fā)明目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的采用空氣、氧氣或化學試劑將混合稀土中的Ce3+全部氧化為Ce4+，然后用硫酸溶解，制得混合稀土硫酸料液A，其濃度為90～130克REO/升，其酸度為0.5～1.2摩爾。向料液A中一次性加入硫酸鈉，其加入量表示為關系式∑料液A中REO∶Na2SO4＝1∶1～2，然后在70℃～90℃條件下攪拌反應1～2小時，反應生成少鈰RE3+的復鹽沉淀C，反應完畢后立即過濾，濾液B為Ce4+的絡合物溶液，Ce4+純度為99.0～99.5%。向濾液B中加入硫酸亞鐵，其加入量表示為關系式濾液B中Ce4+∶FeSO4＝1∶1～1.8，在60℃～90℃條件下攪拌反應0.5～1小時，反應生成硫酸鈰鈉復鹽沉淀，鈰還原率100%，沉淀率100%。經(jīng)過濾后的沉淀與燒堿反應，轉(zhuǎn)化成氫氧化鈰，然后鹽酸溶解成氯化鈰，再加入草酸生成草酸鹽沉淀，過濾后的草酸鹽沉淀在800℃灼燒成氧化鈰，純度為99.0～99.5%，直收率≥90%。少鈰RE3+的復鹽沉淀C經(jīng)50℃熱水攪拌洗滌0.5小時，洗液(Ce4+純度99.0～99.5%)送回與濾液B混合。洗滌后的沉淀C與燒堿反應轉(zhuǎn)化成氫氧化物，水洗氫氧化物至PH＝7，過濾，用鹽酸溶解，過濾后的溶液經(jīng)濃縮制備少鈰氯化稀土結(jié)晶產(chǎn)品，沉淀為富鈰氫氧化稀土，將其溶解于硫酸中后與料液A混合。
實施例料液A化學組分(克/升)La2O3∑CeO2Ce4+Pr6O11Nd2O3Sm2O3Eu2O3Gd2O3料液A-1 31.03 41.38 40.37 3.30 8.84 0.80 0.06 0.08料液A-2 33.26 44.35 43.92 3.54 9.48 0.92 0.062 0.09氧化鈰產(chǎn)品中稀土雜質(zhì)含量%La2O3Pr6O11Nd2O3Sm2O3Y2O3產(chǎn)品-1 0.20 0.02 0.040 0.01 0.073產(chǎn)品-2 0.16 0.02 0.034 0.01 0.071
氧化鈰產(chǎn)品中非稀土雜質(zhì)含量%Fe2O3SiO2CaO產(chǎn)品-1 ＜0.005 0.098 0.078產(chǎn)品-2 ＜0.0050 0.060 0.080本發(fā)明由于采用了硫酸鈉復鹽沉淀分離制備氧化鈰的新工藝，克服了原有氧化鈰制備工藝中存在的諸多問題，具有工藝簡單、反應時間短、穩(wěn)定可靠、過濾工序容易完成、一次投資小、對溶液純凈度要求不高等特點，產(chǎn)品純度達99.0～99.5%，外觀為淡黃色粉末，產(chǎn)品中Pr、Nd、Fe等雜質(zhì)含量低于采用萃取法生產(chǎn)的同級別的氧化鈰，成本下降50%，質(zhì)量穩(wěn)定，為一些采用高純度氧化鈰的產(chǎn)品的推廣使用奠定了基礎。
權利要求
1.一種氧化鈰的制備方法，將混合稀土中的Ce3+全部氧化為Ce4+，然后用硫酸溶解制得混合稀土硫酸料液，其特征在于向濃度為90～130克REO/升、酸度為0.5～1.2摩爾的混合稀土硫酸料液A中一次性加入硫酸鈉，其加入量表示為關系式∑料液A中REO∶Na2SO4=1∶1～2，在70℃～90℃條件下攪拌反應1～2小時，反應生成少鈰RE3+的復鹽沉淀C，反應完畢后立即過濾，濾液B為Ce4+的絡合物溶液，向濾液B中加入硫酸亞鐵，其加入量表示為關系式濾液B中Ce4+∶FeSO4=1∶1～1.8，在60℃～90℃條件下攪拌反應0.5～1小時，反應生成硫酸鈰鈉復鹽沉淀，然后過濾，過濾后的沉淀經(jīng)與燒堿反應，轉(zhuǎn)化成氫氧化鈰，然后鹽酸溶解成氯化鈰，再加入草酸生成草酸鹽沉淀，過濾后的草酸鹽沉淀在800℃灼燒成氧化鈰，純度為99.0～99.5%，直收率≥90%，少鈰RE3+的復鹽沉淀C經(jīng)50℃熱水攪拌洗滌0.5小時，洗液送回與濾液B混合，洗滌后的沉淀C與燒堿反應轉(zhuǎn)化成氫氧化物，水洗氫氧化物至PH=7，過濾，用鹽酸溶解，過濾后的溶液經(jīng)濃縮制備少鈰氯化稀土結(jié)晶產(chǎn)品，沉淀為富鈰氫氧化稀土，將其溶解于硫酸中后與料液A混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化學沉淀分離制備淡黃色高純度氧化鈰的方法。本發(fā)明采用向混合稀土硫酸料液中一次性定量加入硫酸鈉，在加熱攪拌條件下反應生成少鈰RE
文檔編號C01F17/00GK1060828SQ91110578
公開日1992年5月6日 申請日期1991年11月25日 優(yōu)先權日1991年11月25日
發(fā)明者王建國 申請人:冶金工業(yè)部包頭稀土研究院