CN1075171A - 氢氧化铈的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氢氧化铈的生产方法，通过碳
酸稀土的制备和氧化剂的加入，生产出易过滤易洗
涤、纯度高的氢氧化铈。根据本发明所提供的方法可
以从浓度范围为10～250g/l的氯化稀土料液及10
～50g/l的硫酸稀土料流中制备出85～99.9％的氢
氧化铈，所得氢氧化铈产品质量稳定，成本低，是批量
生产氢氧化铈及氧化铈的极佳方法。
Description
本发明涉及一种氢氧化铈的生产方法，属于稀土生产的湿法冶金范围，具体是一种从混合稀土中分离铈的方法。
氢氧化铈的生产有许多种方法，目前大多使用P507萃取分离，该方法生产的氧化铈成本高，工艺流程长，使用化学法生产氢氧化铈的方法中，所使用的氧化剂主要有高锰酸钾，双氧水，空气，以及其它氧化剂。中国专利CN1048239A以及中国专利CN87100620A都提供了一种生产氢氧化铈的化学分离方法，前一个专利文献指出，在酸性溶液中使用高锰酸钾进行生产氢氧化铈，该工艺中首先用高锰酸钾将三价铈氧化成四价铈，在一定PH值的情况下，水能生成水合氢氧化铈和水合氢氧化锰（
），然后进行液固分离，所得沉淀经洗涤后用亚硫酸盐还原四价铈和四价锰为三价铈和二价锰，在酸性条件下，加入氯化钠和硫酸盐，使三价铈形成复盐沉淀，达到铈和锰的分离，将铈的复盐再转化成氢氧化铈，经洗涤过泸烘干，得氢氧化铈。该发明虽然解决了氢氧化铈的过泸难，铈氧化慢，氧化率低等问题，但存在严重的不足：（1）工艺流程长，共有四个主要步骤;（2）除氧化反应及复盐沉淀时间较短外，碱转化时间却很长，使生产周期增长;（3）硫酸根的洗涤较困难;（4）所用各种辅料较多，引入的非稀土杂质较多，使氢氧化铈的纯度难以提高;（5）生产中物料多，消耗大，水洗次数多，氢氧化铈收率低，成本较高;（6）所用各次洗水难以闭路使用;（7）分离铈以后，各液中的少量锰给提取其它稀土带来不便。
第二个专利文献所提供的生产铈的方法，仍存在着不足是：（1）要分批制备稀土氢氧化物;（2）产品纯度较低但有着十分明显的优点就是工艺流程短，除氧化剂和所使用碱外，不会再带入非稀土杂质。
本发明的目的就是要寻找到一种工艺流程短，使用辅料少，操作简单，产品纯度高的氢氧化铈的生产方法。
本发明的目的可以通过以下措施来达到：
首先选择氯化稀土料液或硫酸稀土料液，制备出与料液中铈含量相当量的碳酸稀土，加入的沉淀剂可是碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐;也可是碳酸铵和碳酸氢铵，其用量为沉淀溶液中所有铈的理论量的0.5～1.5倍，其中有一部分稀土仍以离子状态存在于该混浊液中，在该混浊液中加入氧化剂，诸如氧气、双氧水、溴酸钠等，该类氧化剂必须是氧化铈后，被还原的产物是可溶性的，不会同水能生成的氢氧化铈一起沉淀出来。加入氧化剂以后，升高反应体系的温度，使氧化还原反应进行彻底。然后静置，进行液固分离，所得沉淀经洗涤后，就是所要生产的氢氧化铈。该工艺路线非常短，只有两步，一步是制备碳酸稀土，一步是加入氧化剂。制备碳酸稀土的方法就是本发明人曾发明的制备碳酸稀土的新方法，申请号为91108852.0，经过上述主要步骤得到的氢氧化铈易过泸，易洗涤。产品纯度高。质量稳定。
在生产氢氧化铈时，首先按照制备碳酸稀土的新方法所述的步骤在溶液中生成一部分碳酸稀土，该部分的量按照料液成份，酸度进行调节，以调节反应后各液中铈的含量，一般加入调节碳酸盐或碳酸氢盐的量为沉淀溶液中所有铈所需量的50～150%，生成的这部分碳酸稀土存在于溶液之间，待沉淀反应基本完全后，进行氧化料液中的铈，在该过程中，铈一部分生成碳酸高铈复盐，另一部分则形成过氧化铈。水能产生的氢离子，溶解反应液中形成的非铈碳酸稀土，使非铈稀土和氢氧化铈得以分离。在加入氧化剂的过程中要控制其加入速度，在所有氧化剂加入后，升高体系的温度，使反应进行到底，对于氧化剂的加入量，视氧化剂的性能各有差异，但总的看来，加入量为氧化料液中所有铈所需量的0.5～2倍。氧化剂是加入含有碳酸稀土沉淀的混浊液中，其加入量为氧化溶液所有铈，所需氧化剂理论量的0.8～1.5倍，其百分浓度在1%～30%。反应温度控制在20～100℃之间，为了提高生成的氢氧化铈的纯度，不但应该控制制备碳酸稀土时加入碳酸盐的量，而且应控制制备碳酸稀土前的料液PH以及氧化升高温度后所得各液的PH值，此＝PH值应控制在0.5～6之间。氧化后所得沉淀洗涤过泸，便可得到氢氧化铈。为了提高铈的收率，可在第一次氧化后的液料中继续加入一部分氧化剂，使之形成氢氧化铈沉淀。但最好是在第一次氧化时，使料液中铈尽量氧化完全。本发明所提供的方法使生产铈的方法有了新的突破，原料液的浓度范围大大放宽，所生产的铈纯度大幅提高，各操作过程亦易于进行。不仅可用于含稀土10g/L左右的稀料液，还适用于浓度在250g/L的浓料液，氯化稀土料液浓度范围在：10～250g/L之间，硫酸稀土料液浓度范围在：10～50g/L之间。
下面，结合实施例对本发明作进一步的详述。
实施例一：
取稀土总浓度为1.1971M，含铈0.5913M的氯化稀土料液1升加入到盛有126.1g碳酸氢铵的容器中，待所有的碳酸氢铵反应完毕后，加入氧化液，氧化液为5%的双氧水，总体积为600mL，上述两步皆在室温条件下完成，待氧化液全部加完后，升体系温度至80℃，使生成的过氧化铈分解成氢氧化铈，除去各液后的沉淀进行洗涤，然后抽泸，得到氢氧化铈泸饼，纯度为95.67%，在该实施例中，各液的PH值调节在3左右。
实施例二：
料液为稀土总浓度0.4883M，铈为0.3351M的镧、铈混和液，PH＝2。取该料液1L，加入到盛有碳酸氢铵60g的容器中，待碳酸氢铵全部反应完毕后，加入3%的双氧水380mL，氧化液加入完毕后，升高体系温度至80℃，使过氧化铈分解成氢氧化铈，除去各液，经洗涤，抽泸得到纯度为98的氢氧化铈。
Claims (8)
1、一种氢氧化铈的生产方法，其特征在于首先用稀土料液制备出碳酸稀土，其次加入氧化剂，经加热反应完全后，制备出氢氧化铈。
2、根据权利要求1所述的氢氧化铈的生产方法，其特征在于：碳酸稀土的制备量为料液中沉淀铈的理论量的0.5～1.5倍。
3、根据权利要求1所述的氢氧化铈的生产方法，其特征在于：制备碳酸稀土的料液是稀土氯化物或稀土硫酸盐，其PH值为0.5～6，氯化稀土料液浓度范围为10～250g/L，硫酸稀土料液浓度范围为10～50g/L。
4、根据权利要求1所述的氢氧化铈的生产方法，其特征在于：所使用的氧化剂为臭氧、双氧水、氧气、氯气等。
5、根据权利要求1所述的氢氧化铈的生产方法，其特征在于：制备碳酸稀土所用的碳酸盐，是碱金属碳酸盐或碱金属的酸式碳酸盐，或者是碳酸氢铵和碳酸铵，其用量为沉淀溶液中所有铈的理论量的0.5～1.5倍。
6、根据权利要求1所述的氢氧化铈的生产方法，其特征在于：氧化完毕后，溶液PH＜6。
7、根据权利要求1所述的氢氧化铈的生产方法，其特征在于：氧化剂是加入含有碳酸稀土沉淀的混浊液中，其加入量为氧化溶液所有铈所需氧化剂理论量的0.8～1.5倍。其百分浓度在1%～30%。
8、根据权利要求1所述的氢氧化铈的生产方法，其特征在于：加入氧化剂后，反应体系温度维持在20℃～100℃之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |