一種氫氧化鈰的制備方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種氫氧化鈰的制備方法，其特征在于，以純度>99.99%的碳酸鈰為原料，用硝酸溶解成硝酸鈰料液，溶解過程中進(jìn)行水解除雜，再進(jìn)行至少二次過濾，所得的濾液經(jīng)過精密過濾器過濾，轉(zhuǎn)入儲存容器，靜置數(shù)天，所得的硝酸鈰料液的一般非稀土雜質(zhì)<5ppm；凈化好的料液再以氨水為轉(zhuǎn)化劑，雙氧水為氧化劑，經(jīng)過轉(zhuǎn)型成氫氧化鈰，經(jīng)強(qiáng)堿度液浸泡、洗滌，以除去硝酸根；對所制得的氫氧化鈰進(jìn)行過濾，濾餅再經(jīng)過熱二次水洗滌，抽干；把濾干料放入烘箱，經(jīng)過90-95℃烘干數(shù)小時，從而得到超高純、超高總量的氫氧化鈰產(chǎn)品。本發(fā)明制得的氫氧化鈰產(chǎn)品，硝酸根<500ppm，稀土純度>99.99%，普遍非稀土雜質(zhì)<10ppm，CL-<10ppm，SO42-<10ppm，氧化率在98-99.9%，氧化物總量>90%。
【專利說明】一種氫氧化鈰的制備方法與系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超高純、超高總量氫氧化鈰的制備方法與系統(tǒng)，屬于稀土生產(chǎn)的濕法冶金領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氫氧化鈰是一種重要的工業(yè)原料，用作彩色電視機(jī)熒光屏添加劑，可以改變熒光玻璃的韌性、強(qiáng)度及其他光學(xué)性質(zhì)，還可以用于制備硝酸鈰銨，以及其他眾多用途。
[0003]國際市場已經(jīng)對氫氧化鈰的質(zhì)量提出了越來越高的要求，例如:稀土純度>99.99%,非稀土雜質(zhì)普遍〈IOppm, CI7〈IOppm, SO廣〈lOppm,硝酸根<2000ppm,氫氧化鋪產(chǎn)品的氧化物總量>80%，酸溶性好等。
[0004]然而，現(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)氫氧化鈰的技術(shù)難以達(dá)到如此高的要求。尤其是稀土氧化物總量和硝酸根的要求很難達(dá)到。
[0005]CN87100620A、CN1075171A、CN1269327A、CN1048239A 公開的生產(chǎn)氫氧化鈰的方
法均為從混合稀土料液出發(fā)，所獲得的氫氧化鈰難于過濾且產(chǎn)物純度低，會夾帶包裹Na+、Mn2+、S042_和其 他稀土雜質(zhì)等，使得這些方法所獲得的氫氧化鈰純度偏低。不能用于在很多對于產(chǎn)品雜質(zhì)要求較高的領(lǐng)域，例如汽車尾氣凈化器、生產(chǎn)硝酸鈰銨等。
[0006]CN1635169A公開的氫氧化鈰制備方法可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量檔次，但其產(chǎn)品氧化率偏低，尤其是Cl—高，總量低，硝酸根高。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，一般氫氧化鈰的稀土總量在65%左右，CI7在400-600ppm，硝酸根在2.5-5%之間，其它非稀土雜質(zhì)在100-200ppm之間。這完全不能滿足國內(nèi)外客戶的高端
質(zhì)量需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種氫氧化鈰的制備方法與系統(tǒng)，其可以制備超高純、超高總量的氫氧化鈰。
[0009]為此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種氫氧化鈰的制備方法，其特征在于，以純度>99.99%的碳酸鈰為原料，用硝酸溶解成硝酸鈰料液，溶解過程中進(jìn)行水解除雜，再進(jìn)行至少二次過濾，所得的濾液經(jīng)過(例如通過過濾泵)精密過濾，轉(zhuǎn)入儲存容器(例如儲桶)，靜置數(shù)天(例如15天左右)，所得的硝酸鈰料液的一般非稀土雜質(zhì)<5ppm ;凈化好的料液再以氨水為轉(zhuǎn)化劑，雙氧水為氧化劑，經(jīng)過轉(zhuǎn)型成氫氧化鈰，經(jīng)強(qiáng)堿度液浸泡、洗滌，以除去硝酸根；對所制得的氫氧化鈰進(jìn)行過濾，濾餅再經(jīng)過熱二次水洗滌，抽干；把濾干料放入烘箱，經(jīng)過90-95°C溫度烘干數(shù)小時(例如24小時)，從而得到超高純、超高總量的氫氧化鈰產(chǎn)品。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，提供了一種氫氧化鈰的制備方法，其特征在于，包括下列步驟:
[0011]I)將純度>99.99%的碳酸鈰定量投入反應(yīng)釜，加入硝酸進(jìn)行溶解(溶解過程中撈油)；溶解完全后，調(diào)節(jié)PH值到4.5-5.5，并用二次水調(diào)節(jié)到一定的稀土濃度；升溫，進(jìn)行水解除雜；
[0012]2)把水解好的硝酸鈰料液置入一級密閉過濾槽中進(jìn)行過濾；
[0013]3) 一級過濾后的濾液再進(jìn)入二級密閉過濾槽中進(jìn)行過濾；
[0014]4)將二級過濾后的濾液輸送進(jìn)存儲器，經(jīng)過靜置數(shù)天，備用；
[0015]5)將靜置好備用的硝酸鈰料液放入沉淀反應(yīng)釜，攪拌，用二次水調(diào)節(jié)好一定濃度，備用;
[0016]6)在攪拌下控制溫度，加入氨水，讓硝酸鈰轉(zhuǎn)型成Ce (OH)3,堿液中的0!1_離子與鈰離子摩爾比(3.5~4.5):1 ;
[0017]7)在常溫下繼續(xù)攪拌，加入雙氧水，使Ce (OH) 3氧化成Ce (OH) 4或Ce (OH) 300H ；
[0018]8)升溫至90_100°C，保溫，使Ce (OH) 300H全部轉(zhuǎn)化成Ce (OH) 4，并把多余的雙氧水除去；
[0019]9)靜置，除去上清液，用3-4N濃度的熱氨水?dāng)嚢瑁輸?shù)分鐘，靜置數(shù)分鐘，再除去上清液，以除去硝酸根；
[0020]10)將料液放入過濾槽中，用熱二次水洗滌數(shù)遍，過濾、抽干；
[0021]11)將抽干的濾餅轉(zhuǎn)入烘箱，經(jīng)過90-95°C恒溫烘干數(shù)小時；
[0022]12)將供干好的料過篩、混料，由此制得超聞純、超聞總量的氣氧化鋪廣品。
[0023]優(yōu)選地，包括下列技術(shù)特征至少其中之一:
[0024]步驟I)中，碳酸鈰和硝酸的投入比例為摩爾比1:3 ；
[0025]步驟I)中，溶解完全后，調(diào)節(jié)pH值到5 ；
[0026]步驟I)中，二次水的投入比例為調(diào)節(jié)料液稀土濃度到1.0-1.5M。
[0027]步驟2)-3)中，一級密閉過濾槽和/或二級密閉過濾槽中設(shè)有雙層濾布，中間加墊濾紙；
[0028]步驟4)中，將二級過濾后的濾液用精密過濾泵輸送進(jìn)儲料桶，經(jīng)過靜置15天以上；
[0029]步驟5)中，將靜置好備用的硝酸鈰料液放入沉淀反應(yīng)釜，用攪拌器攪拌，用二次水加注器調(diào)節(jié)濃度至0.2-0.4M ；
[0030]步驟6)中，在攪拌下控制的溫度為(25_30°C )，加入氨水的濃度為1.0M左右；
[0031]步驟7)中，在常溫下繼續(xù)攪拌，加入雙氧水的量與Ce(OH)3的量的摩爾比為(2-5):1，使 Ce (OH) 3 氧化成 Ce (OH) 4 或 Ce (OH) 300H ；
[0032]步驟8)中，升溫至90_100°C，保溫I個小時，使Ce (OH) 300H全部轉(zhuǎn)化成Ce (OH) 4，并把多余的雙氧水除去；
[0033]步驟9)中，靜置，除去上清液后，用3-4N濃度的熱氨水?dāng)嚢?，浸?分鐘，再靜置30分鐘，之后，再通過虹吸除去上清液，以除去硝酸根；
[0034]步驟10)中，將料液放入過濾槽，用熱二次水洗滌二遍，過濾、抽干。
[0035]步驟11)中，將抽干的濾餅轉(zhuǎn)入烘箱，經(jīng)過90_95°C恒溫烘干24小時；
[0036]步驟12)中，將烘干好的料依次過篩、混料、檢驗、裝袋、報檢、入庫，由此制得超高純、超高總量的氫氧化鈰產(chǎn)品。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，提供了一種氫氧化鈰的制備系統(tǒng)，其特征在于，包括:
[0038]反應(yīng)釜，其設(shè)有高純度碳酸鈰的定量投入口、硝酸加入口、注水口，高純度碳酸鈰、硝酸、和水的投入比例控制器；
[0039]一級密閉過濾槽，其設(shè)置在反應(yīng)釜的下游，與反應(yīng)釜連通；
[0040]二級密閉過濾槽，其設(shè)置在一級密閉過濾槽的下游，與一級密閉過濾槽連通；
[0041]濾液存儲器，其上游通過精密過濾泵與二級密閉過濾槽連通；
[0042]沉淀反應(yīng)釜，其上游與濾液存儲器連通，該沉淀反應(yīng)釜具有攪拌器、二次水加注器、氨水注入器、雙氧水注入器、雙氧水量與Ce (OH)3量的摩爾比控制器、雙氧水排除器、熱氨水注入器、上清液除去器和氨水濃度控制器；
[0043]過濾槽，其上游與沉淀反應(yīng)釜連通，該過濾槽具有熱二次水注入器和抽干器；
[0044]烘箱，其上游與過濾槽連通，具有烘干溫度控制器和烘干時間控制器；
[0045]氫氧化鈰 產(chǎn)品容器，其上游與烘箱連通，在烘箱與氫氧化鈰產(chǎn)品容器之間設(shè)有過篩器和混料器。
[0046]優(yōu)選地，反應(yīng)釜還設(shè)有pH值檢測器和溫度控制器。
[0047]優(yōu)選地，一級密閉過濾槽包括雙層濾布和中間加墊濾紙；和/或二級密閉過濾槽包括雙層濾布和中間加墊濾紙。
[0048]優(yōu)選地，濾液存儲器為儲料桶。
[0049]優(yōu)選地，沉淀反應(yīng)釜還設(shè)有攪拌溫度控制器、保溫溫度控制器、保溫時間控制器、浸泡時間控制器、和/或靜置時間控制器。
[0050]優(yōu)選地，雙氧水排除器和/或上清液除去器是虹吸管。
[0051]優(yōu)選地，在混料器與氫氧化鈰產(chǎn)品容器之間還設(shè)有檢驗裝置、裝袋裝置、報檢裝置、和氫氧化鈰產(chǎn)品收集裝置。
[0052]根據(jù)本發(fā)明制得的氫氧化鈰產(chǎn)品，純度高，稀土純度>99.99%，非稀土雜質(zhì)低，普遍非稀土雜質(zhì)〈lOppm, CL <10ppm, SO42〈lOppm。
[0053]根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的氫氧化鈰，顆粒大，松散度好，易于過濾烘干，最終得到的氫氧化鈰產(chǎn)品粒度均勻，比表面積大。
[0054]根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的氫氧化鈰，氧化率高，一般在98-99.9% (Ce4+/ Σ Ce)。
[0055]根據(jù)本發(fā)明制得的氫氧化鈰產(chǎn)品，氧化物總量>90%。
[0056]根據(jù)本發(fā)明所制得的氫氧化鈰，酸溶解性好，易溶，且溶液清澈透明，無油污和不溶物。
[0057]根據(jù)本發(fā)明所制得的氫氧化鈰的硝酸根<500ppm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的硝酸體系生產(chǎn)的氫氧化鈰的硝酸根含量2.5-5%。
[0058]本發(fā)明反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時間短、產(chǎn)率高、所需原料價格低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0059]圖1是根據(jù)本發(fā)明的氫氧化鈰的制備方法的流程示意圖；
[0060]圖2是根據(jù)本發(fā)明的氫氧化鈰的制備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】[0061]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的氫氧化鈰的制備方法，以高純碳酸鈰(>99.99%)為原料，用硝酸溶解成硝酸鈰料液，溶解過程中進(jìn)行水解除雜，再進(jìn)行二次過濾，所得的濾液經(jīng)過過濾泵精密過濾，轉(zhuǎn)入儲存容器(例如儲桶)，靜置數(shù)天(例如15天左右)，所得的硝酸鋪料液的一般非稀土雜質(zhì)<5ppm。
[0062]凈化好的料液再以氨水為轉(zhuǎn)化劑，雙氧水為氧化劑，經(jīng)過轉(zhuǎn)型成氫氧化鈰，經(jīng)強(qiáng)堿度液浸泡洗滌以除去硝酸根，所制得的氫氧化鈰過濾，濾餅再經(jīng)過熱二次水洗滌，抽干，把濾干料放入烘箱，經(jīng)過90-95°C溫度烘干24小時，得到超高純、超高總量的氫氧化鈰產(chǎn)品。
[0063]如圖1-2所示，在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的氫氧化鈰的制備方法包括下列步驟:
[0064]1.將高純度碳酸鈰I (>99.99%)定量投入反應(yīng)釜2，加入硝酸3進(jìn)行溶解，溶解過程中注意撈油，溶解完全后，(通過注氨水口 3注水)調(diào)節(jié)pH值到4.5-5.5 (例如5左右)，升溫，進(jìn)行水解除雜。高純度碳酸鈰和硝酸的投入比例按摩爾比1:3左右。
[0065]2.水解好的料液(通過注水口 4注入二次水)調(diào)節(jié)料液濃度到1-1.5M (例如I左右)，放入一級密閉過濾槽5中進(jìn)行過濾(優(yōu)選地，雙層濾布中間加墊濾紙)。
[0066]3.一級過濾后的濾液再進(jìn)入二級密閉過濾槽6中進(jìn)行過濾(優(yōu)選地,雙層濾布中間加墊濾紙)。
[0067]4.將二級過濾后的濾液(例如用精密過濾泵7)輸送進(jìn)存儲器8 (例如儲料桶)，經(jīng)行靜置數(shù)天(例如15天以上)，備用。 [0068]5.將靜置好備用的硝酸鈰料液放入沉淀反應(yīng)釜9，用攪拌器10攪拌，用二次水加注器11調(diào)節(jié)好一定濃度(范圍:0.2-0.4M)，備用。
[0069]6.在攪拌下控制一定的溫度(25_30°C )，通過氨水注入器12加入一定濃度(1.0M左右)的氨水，讓硝酸鈰轉(zhuǎn)型成Ce(0H)3，堿液中的OH-離子與鈰離子摩爾比(3.5~
4.5):1。
[0070]7.在常溫下繼續(xù)攪拌，通過雙氧水注入器13加入一定量的雙氧水[例如，加入雙氧水的量與Ce (OH) 3的量的摩爾比為(2-5):1]，使Ce (OH) 3氧化成Ce (OH) 4或Ce (OH) 300H。
[0071]8.升溫至90_100°C，保溫一段時間(例如I個小時)，使Ce (OH) 300H全部轉(zhuǎn)化成Ce (OH) 4，并通過雙氧水排除器14把多余的雙氧水除去。
[0072]9.靜置，通過上清液除去器16 (例如虹吸管)除去上清液后，用3-4N濃度的通過熱氨水注入器15注入的熱氨水?dāng)嚢?，浸泡?shù)分鐘(例如5分鐘)，再靜置數(shù)分鐘(例如30分鐘)，之后，再(例如通過虹吸)除去上清液，以除去硝酸根。
[0073]10.將料液放入過濾槽17中，用通過熱二次水注入器18注入的熱二次水洗滌數(shù)遍(例如二遍)，過濾、再通過抽干器19抽干。
[0074]11.將抽干的濾餅轉(zhuǎn)入烘箱20，經(jīng)過90-95°C恒溫烘干數(shù)小時(例如24小時)。
[0075]12.將烘干好的料依次過篩、混料(后續(xù)可包括檢驗、裝袋、報檢、入庫21)，由此制
得超聞純、超聞總量的氫!氧化鋪廣品。
[0076]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的氫氧化鈰的制備系統(tǒng)包括:
[0077]反應(yīng)釜2，其設(shè)有高純度碳酸鈰的定量投入口 1、硝酸加入口 3、注水口 4，高純度碳酸鈰、硝酸、和水的投入比例控制器；
[0078]一級密閉過濾槽5，其設(shè)置在反應(yīng)釜2的下游，與反應(yīng)釜2連通；[0079]二級密閉過濾槽6，其設(shè)置在一級密閉過濾槽5的下游，與一級密閉過濾槽5連通；
[0080]濾液存儲器8，其上游通過精密過濾泵7與二級密閉過濾槽6連通；
[0081]沉淀反應(yīng)釜9，其上游與濾液存儲器8連通，該沉淀反應(yīng)釜9具有攪拌器10、二次水加注器11、氨水注入器12、雙氧水注入器13、雙氧水量與Ce (OH)3量的摩爾比控制器、雙氧水排除器14、熱氨水注入器15、上清液除去器16和氨水濃度控制器；
[0082]過濾槽17，其上游與沉淀反應(yīng)釜9連通，該過濾槽17具有熱二次水注入器18和抽干器19 ；
[0083]烘箱20，其上游與過濾槽17連通，具有烘干溫度控制器和烘干時間控制器；
[0084]氫氧化鋪產(chǎn)品容器21,其上游與烘箱20連通,在烘箱20與氫氧化鋪產(chǎn)品容器21之間設(shè)有過篩器和混料器。
[0085]優(yōu)選地，反應(yīng)釜2還設(shè)有PH值檢測器和溫度控制器；
[0086]一級密閉過濾槽5包括雙層濾布和中間加墊濾紙；
[0087]二級密閉過濾槽6包括雙層濾布和中間加墊濾紙；
[0088]濾液存儲器8為儲料桶；
[0089]沉淀反應(yīng)釜9還設(shè)有攪拌溫度控制器、保溫溫度控制器、保溫時間控制器、浸泡時間控制器、和/或靜置時間控制器；
[0090]雙氧水排除器14和/或上清液除去器16是虹吸管；
[0091]在混料器與氫氧化鈰產(chǎn)品容器21之間還設(shè)有檢驗裝置、裝袋裝置、報檢裝置、和氫氧化鈰產(chǎn)品收集裝置。
[0092]實例1:
[0093]將純度為4N的碳酸鈰加二次水調(diào)漿，并用硝酸溶解，水解好后，配置成含Ce02170g/1左右的料液進(jìn)行二次過濾，用精密過濾泵轉(zhuǎn)到儲桶儲存，靜置15天左右。把靜置好的料液轉(zhuǎn)入沉淀反應(yīng)釜，用二次水調(diào)到濃度0.2-0.4M，用氨水轉(zhuǎn)型雙氧水氧化完全后，100°C左右保溫一個小時，用3-5N的熱氨水浸泡，再用熱二次水洗滌2遍，抽干轉(zhuǎn)入烘箱，90-95°C恒溫烘干數(shù)小時(例如24小時)。
[0094]由此步驟獲得的氫氧化鈰樣品氧化率為99.9%，易溶于硝酸，總量90.5%，亮黃色粉末，流動性極好，普遍非稀土雜質(zhì)〈lOppm, CLXlOppm, S042_〈10ppm,硝酸根<500ppm。
[0095]實例2:
[0096]將純度為4N的碳酸鈰加二次水調(diào)漿，并用硝酸溶解，水解好后，配置成含Ce02170g/1左右的料液進(jìn)行二次過濾，用精密過濾泵轉(zhuǎn)到儲桶儲存，靜置15天左右。把靜置好的料液轉(zhuǎn)入沉淀反應(yīng)釜，用二次水調(diào)到濃度0.2-0.4M，用氨水轉(zhuǎn)型雙氧水氧化完全后，100°C左右保溫一個小時，直接用熱二次水洗滌2-3遍，抽干轉(zhuǎn)入烘箱，90-95°C恒溫烘干數(shù)小時(例如24小時)。
[0097]由此步驟獲得的氫氧化鈰樣品氧化率為99.9%，易溶于硝酸，總量90.5%，亮黃色粉末，流動性極好，普遍非稀土雜質(zhì)〈lOppm, CLXlOppm, SO42XlOppm,但硝酸根38000ppm。沒有用熱氨水洗滌浸泡硝酸根非常高。實例3:
[0098]將純度為4N的碳酸鈰加二次水調(diào)漿，并用硝酸溶解，水解好后，配置成含Ce02170g/1左右的料液進(jìn)行二次過濾，用精密過濾泵轉(zhuǎn)到儲桶儲存，靜置15天左右。把靜置好的料液轉(zhuǎn)入沉淀反應(yīng)釜，用二次水調(diào)到濃度0.2-0.4M，用氨水轉(zhuǎn)型雙氧水氧化完全后，100°C左右保溫一個小時，用3-5N的熱氨水浸泡，再用熱二次水洗滌2遍，抽干轉(zhuǎn)入烘箱，100或100°C以上恒溫烘干數(shù)小時(例如24小時)。
[0099]由此步驟獲得的氫氧化鈰樣品氧化率為99.9%，總量90.5%，硝酸溶解性稍差，亮黃色粉末，易團(tuán)聚流動性較差，普遍非稀土雜質(zhì)〈lOppm, CLXlOppm, S042_〈10ppm,硝酸根<500ppmo
[0100]實例4:
[0101]將純度為4N的碳酸鈰加二次水調(diào)漿，并用硝酸溶解，水解好后，配置成含Ce02170g/1左右的料液，進(jìn)行二次過濾，用精密過濾泵轉(zhuǎn)到儲桶儲存，靜置15天左右。把靜置好的料液轉(zhuǎn)入沉淀反應(yīng)釜，用二次水調(diào)到濃度0.2-0.4M，用氨水轉(zhuǎn)型雙氧水氧化完全后，直接用3-5N的熱氨水浸泡，再用熱二次水洗滌2遍，抽干轉(zhuǎn)入烘箱，90-95°C恒溫烘干數(shù)小時(例如24小時)。
[0102]由此步驟獲得的氫氧化鈰樣品由于沒有經(jīng)過I個小時100°C左右保溫，多余雙氧水沒有排出，導(dǎo)致氧化氧化率低〈95%。易溶于硝酸，總量90.5%，亮黃色粉末，流動性極好，普遍非稀土雜質(zhì)〈lOppm, CLXlOppm, SO廣〈lOppm,硝酸根 <500ppm。
[0103]采用反應(yīng)釜、過濾槽、過濾泵、烘干箱、過篩混料器、ICP檢測儀、比色儀等試驗設(shè)備進(jìn)行試驗。試驗結(jié)果表明:
[0104]1.本發(fā)明制得的氫氧化鈰產(chǎn)品純度高，稀土純度>99.99%。非稀土雜質(zhì)低，普遍非稀土雜質(zhì)〈lOppm, CL < 10ppm, SO42〈lOppm。
[0105]2.根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的氫氧化鈰，顆粒大，松散度好，易于過濾烘干，最終得到的氫氧化鈰產(chǎn)品粒度均勻，比表面積大。
[0106]3.根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的氫氧化鈰，氧化率高，一般在98-99.9% (Ce4+/ Σ Ce)。
[0107]4.根據(jù)本發(fā)明制得的氫氧化鈰產(chǎn)品，氧化物總量>90%。
[0108]5.根據(jù)本發(fā)明所制得的氫氧化鈰，酸溶解性好，易溶，且溶液清澈透明，無油污和不溶物。
[0109]6.根據(jù)高端的特殊要求，硝酸根要小于2000ppm，而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的硝酸體系生產(chǎn)的氫氧化鈰的硝酸根在2.5-5%之間。本發(fā)明所制得的氫氧化鈰的硝酸根<500ppm。
[0110]7.本發(fā)明反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時間短、產(chǎn)率高、所需原料價格低廉。
【權(quán)利要求】
1.一種氫氧化鈰的制備方法，其特征在于，以純度>99.99%的碳酸鈰為原料，用硝酸溶解成硝酸鈰料液，溶解過程中進(jìn)行水解除雜，再進(jìn)行至少二次過濾，所得的濾液經(jīng)過(例如通過過濾泵)精密過濾，轉(zhuǎn)入儲存容器(例如儲桶)，靜置數(shù)天(例如15天左右)，所得的硝酸鈰料液的一般非稀土雜質(zhì)<5ppm ;凈化好的料液再以氨水為轉(zhuǎn)化劑,雙氧水為氧化劑,經(jīng)過轉(zhuǎn)型成氫氧化鈰，經(jīng)強(qiáng)堿度液體浸泡、洗滌，以除去硝酸根；對所制得的氫氧化鈰進(jìn)行過濾，濾餅再經(jīng)過熱二次水洗滌，抽干；把濾干料放入烘箱，經(jīng)過90-95°C溫度烘干數(shù)小時(例如24小時)，從而得到超高純、超高總量的氫氧化鈰產(chǎn)品。
2.一種氫氧化鈰的制備方法，其特征在于，包括下列步驟: 1)將純度>99.99%的碳酸鈰定量投入反應(yīng)釜，加入硝酸進(jìn)行溶解(溶解過程中撈油)；溶解完全后，用氨水調(diào)節(jié)pH值到4.5-5.5 ;用二次水調(diào)節(jié)到一定(1.0-1.5mol/L)的稀土濃度，升溫，進(jìn)行水解除雜； 2)把水解好的硝酸鈰料液置入一級密閉過濾槽中進(jìn)行過濾； 3)—級過濾后的濾液再進(jìn)入二級密閉過濾槽中進(jìn)行過濾； 4)將二級過濾后的濾液輸送進(jìn)存儲器，經(jīng)過靜置數(shù)天，備用； 5)將靜置好備用的硝酸鈰料液放入沉淀反應(yīng)釜，攪拌，用二次水調(diào)節(jié)好一定濃度，備 用； 6)在攪拌下控制溫度，加入氨水，讓硝酸鈰轉(zhuǎn)型成Ce(OH)3,堿液中的0H_離子與鈰離子摩爾比(3.5~4.5):1 ; 7)在常溫下繼續(xù)攪拌，加入雙氧水，使Ce(OH) 3氧化成Ce (OH) 4或Ce (OH) 300H ； 8)升溫至90-100°C，保溫，使Ce(OH) 300H全部轉(zhuǎn)化成Ce (OH) 4，并把多余的雙氧水除去; 9)靜置，除去上清液后，用3-4N濃度的熱氨水?dāng)嚢?，浸泡?shù)分鐘，再靜置數(shù)分鐘之后，再除去上清液，以除去硝酸根； 10)將料液放入過濾槽中，用熱二次水洗滌數(shù)遍，過濾、抽干； 11)將抽干的濾餅轉(zhuǎn)入烘箱，經(jīng)過90-95°C恒溫烘干數(shù)小時； 12)將烘干好的料過篩、混料，由此制得超高純、超高總量的氫氧化鈰產(chǎn)品。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，還包括下列技術(shù)特征至少其中之一:步驟I)中，碳酸鈰和硝酸的投入比例為摩爾比1:3 ;步驟I)中，溶解完全后，調(diào)節(jié)pH值到5 ；步驟I)中，二次水的投入比例為使料液稀土濃度調(diào)節(jié)到1.0-1.5M左右；步驟2)-3)中，一級密閉過濾槽和/或二級密閉過濾槽中設(shè)有雙層濾布，中間加墊濾紙；步驟4)中，將二級過濾后的濾液用精密過濾泵輸送進(jìn)儲料桶，經(jīng)行靜置15天以上；步驟5)中，將靜置好備用的硝酸鈰料液放入沉淀反應(yīng)釜，用攪拌器攪拌，用二次水加注器調(diào)節(jié)濃度至0.2-0.4M ;步驟6)中，在攪拌下控制的溫度為25-30°C，加入氨水的濃度為1.0M左右；步驟7)中，在常溫下繼續(xù)攪拌，加入雙氧水的量與Ce (OH)3的量的摩爾比為(2-5):1]，使Ce (OH) 3氧化成Ce (OH) 4或Ce (OH) 300H ;步驟8)中，升溫至90-100。。，保溫I個小時，使Ce (OH) 300H全部轉(zhuǎn)化成Ce (OH)4，并把多余的雙氧水除去；步驟9)中，靜置，除去上清液后，用3-4N濃度的熱氨水?dāng)嚢?，浸?分鐘，再靜置30分鐘之后，再通過虹吸除去上清液，以除去硝酸根；步驟10)中，將料液放入過濾槽，用熱二次水洗滌二遍，過濾、抽干；步驟11)中，將抽干的濾餅轉(zhuǎn)入烘箱，經(jīng)過90-95°C恒溫烘干24小時；步驟12)中，將烘干好的料依次過篩、混料、檢驗、裝袋、報檢、入庫，由此制得超高純、超高總量的氫氧化鈰產(chǎn)品。
4.一種氫氧化鈰的制備系統(tǒng)，其特征在于，包括: 反應(yīng)釜，其設(shè)有高純度碳酸鈰的定量投入口、硝酸加入口、注水口，高純度碳酸鈰、硝酸、和水的投入比例控制器； 一級密閉過濾槽，其設(shè)置在反應(yīng)釜的下游，與反應(yīng)釜連通； 二級密閉過濾槽，其設(shè)置在一級密閉過濾槽的下游，與一級密閉過濾槽連通； 濾液存儲器，其上游通過精密過濾泵與二級密閉過濾槽連通； 沉淀反應(yīng)釜，其上游與濾液存儲器連通，該沉淀反應(yīng)釜具有攪拌器、二次水加注器、氨水注入器、雙氧水注入器、雙氧水量與Ce (OH)3量的摩爾比控制器、雙氧水排除器、熱氨水注入器、上清液除 去器和氨水濃度控制器； 過濾槽，其上游與沉淀反應(yīng)釜連通，該過濾槽具有熱二次水注入器和抽干器； 烘箱，其上游與過濾槽連通，具有烘干溫度控制器和烘干時間控制器； 氫氧化鈰產(chǎn)品容器，其上游與烘箱連通，在烘箱與氫氧化鈰產(chǎn)品容器之間設(shè)有過篩器和混料器。
5.如權(quán)利要求4所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，反應(yīng)釜還設(shè)有PH值檢測器和溫度控制器。
6.如權(quán)利要求4所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，一級密閉過濾槽包括雙層濾布和中間加墊濾紙；和/或二級密閉過濾槽包括雙層濾布和中間加墊濾紙。
7.如權(quán)利要求4所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，濾液存儲器為儲料桶。
8.如權(quán)利要求4所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，沉淀反應(yīng)釜還設(shè)有攪拌溫度控制器、保溫溫度控制器、保溫時間控制器、浸泡時間控制器、和/或靜置時間控制器。
9.如權(quán)利要求4所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，雙氧水排除器和/或上清液除去器是虹吸管。
10.如權(quán)利要求4所述的制備系統(tǒng)，其特征在于，在混料器與氫氧化鈰產(chǎn)品容器之間還設(shè)有檢驗裝置、裝袋裝置、報檢裝置和氫氧化鈰產(chǎn)品收集裝置。
【文檔編號】C01F17/00GK103910373SQ201410134846
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】姜亞龍, 李常清, 詹海波, 陶利明, 張五國, 王文 申請人:江西稀有金屬鎢業(yè)控股集團(tuán)有限公司