CN107973332A - 一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法 - Google Patents

一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，以混合沉淀剂作为铈离子沉淀剂，以硝酸铈溶液作为反应槽底液，采取正加料沉淀方式，在反应槽内发生沉淀反应，控制反应温度和反应槽内终点母液的pH值，使铈离子沉淀完全，经冷却、离心、淋洗得到碱式碳酸铈。本发明采用氨水与碳酸氢铵的混合溶液作为铈离子沉淀剂，采取正加料沉淀方式，可快速将铈离子沉淀剂加入反应底液中，反应过程几乎没有泡沫产生，生产效率大幅提高，可以实现规模化生产。

Description

一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备碱式碳酸铈的方法，特别是涉及一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法。
背景技术：
随着中国稀土产业的发展，市场对特殊物性的稀土产品需求越来越多。碱式碳酸铈由于具有特殊的性质，前景应用非常广泛。主要用于玻璃工业、抛光材料、发光材料、红色颜料等。
目前，制备高稀土总量碱式碳酸铈主要采用水热法，以硝酸铈为铈源，以尿素为碳源在120℃以上高温合成。水热法制备碱式碳酸铈存在能耗高、工艺复杂、生产效率低等不足。另外，还有提出采用碳酸氢铵制备碱式碳酸铈的方法，该方法存在反应过程泡沫太多，无法快速加入沉淀剂，生产效率低，不能实现工业化生产。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种能耗低、工艺简单、生产效率和稀土含量高、粒度分布窄，并可以实现工业化生产的制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法。
本发明的目的由如下技术方案实施：一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，以混合沉淀剂作为铈离子沉淀剂，以硝酸铈溶液作为反应槽底液，采取正加料沉淀方式，在反应槽内发生沉淀反应，控制反应温度和反应槽内终点母液的pH值，使铈离子沉淀完全，经冷却、离心、淋洗得到碱式碳酸铈。
优选的，所述混合沉淀剂的总碱度为3～6mol/L。
优选的，所述混合沉淀剂为氨水和碳酸氢铵的混合溶液。
优选的，所述混合沉淀剂中所述氨水与所述碳酸氢铵的摩尔比为1.38～1.42:1。
优选的，所述混合沉淀剂溶液的温度为20～30℃，添加流速为6.1～18.4L/min，添加时间为40～60min。所述混合沉淀剂溶液用量为理论用量的110～115％。理论用量是根据化学反应方程式计算得到的，为保证沉淀完全，控制终点时母液的pH＝7.0～7.4，由此确定混合沉淀剂溶液用量为理论用量的110～115％。然后依据混合沉淀剂溶液用量和添加流速，确定添加时间。
优选的，停止加料后立即停止加热，继续搅拌30min，然后经所述冷却、离心、淋洗得到碱式碳酸铈。
优选的，所述硝酸铈溶液的浓度为0.5～1.0mol/L，所述硝酸铈溶液的pH＝5.0～6.0。
优选的，所述反应温度为60～95℃。
优选的，所述终点母液的pH＝7.0～7.4。
本发明的优点：本发明采用氨水与碳酸氢铵的混合溶液作为铈离子沉淀剂，采取正加料沉淀方式，可快速将铈离子沉淀剂加入反应底液中，反应过程几乎没有泡沫产生，生产效率大幅提高，可以实现规模化生产。利用本发明方法制备的碱式碳酸铈的REO＝68.68～73.86％，D50＝25.2～35.4μm，D90＝40.4～46.8μm，Cl-/M≤0.0010％，粒度分布窄，稀土总量高，是下游应用的优质粉体原料。本发明反应温度低，能耗大大降低，并可大幅减少二氧化碳的排放量，同时反应物浓度高，减少了纯水消耗量。
具体实施方式：
实施例1：混合沉淀剂为氨水和碳酸氢铵的混合溶液，取氨水与碳酸氢铵的摩尔比为1.38:1，混合沉淀剂温度为30℃，总碱度为3mol/L，取该混合沉淀剂736L。把浓度为1.0mol/L、pH＝6.0、体积为640L的硝酸铈溶液打入3000L搪瓷反应锅，开启反应锅搅拌，加热到90℃。按照流速18.4L/min加入混合沉淀剂，反应过程维持反应温度在90℃不变，加料时间为40min，其中混合沉淀剂用量为理论用量的115％，母液终点pH＝7.4，停止加热后继续搅拌30分钟，放置冷却到40℃。通过离心机甩干，并用30℃、体积550L的纯水对沉淀物淋洗，即可得到碱式碳酸铈。碱式碳酸铈取样分析，REO＝71.14％，D50＝25.2μm，D90＝40.4μm，Cl-/M≤0.0010％。
实施例2：混合沉淀剂为氨水和碳酸氢铵的混合溶液，取氨水与碳酸氢铵的摩尔比为1.40:1，混合沉淀剂温度为25℃，总碱度为3.mol/L，取该混合沉淀剂704L。把浓度为1.0mol/L、pH＝6.0、体积为640L的硝酸铈溶液打入3000L搪瓷反应锅，开启反应锅搅拌，加热到80℃。按照流速17.6L/min加入混合沉淀剂，反应过程维持反应温度在80℃不变，加料时间为40min，其中混合沉淀剂用量为理论用量的110％，母液终点pH＝7.2，停止加热后继续搅拌30分钟，放置冷却到40℃。通过离心机甩干，并用30℃、体积550L的纯水对沉淀物淋洗，即可得到碱式碳酸铈。碱式碳酸铈取样分析，REO＝70.32％，D50＝31.6μm，D90＝43.0μm，Cl-/M≤0.0010％。
实施例3：混合沉淀剂为氨水和碳酸氢铵的混合溶液，取氨水与碳酸氢铵的摩尔比为1.38:1，混合沉淀剂温度为25℃，总碱度为4mol/L，取该混合沉淀剂528L。把浓度为0.75mol/L、pH＝6.0、体积为853L的硝酸铈溶液打入3000L搪瓷反应锅，开启反应锅搅拌，加热到70℃。按照流速10.6L/min加入混合沉淀剂，反应过程维持反应温度在70℃不变，加料时间为50min，其中混合沉淀剂用量为理论用量的110％，母液终点pH＝7.2，停止加热后继续搅拌30分钟，放置冷却到40℃。通过离心机甩干，并用30℃、体积550L的纯水对沉淀物淋洗，即可得到碱式碳酸铈。碱式碳酸铈取样分析，REO＝68.68％，D50＝26.8μm，D90＝42.4μm，Cl-/M≤0.0010％。
实施例4：混合沉淀剂为氨水和碳酸氢铵的混合溶液，取氨水与碳酸氢铵的摩尔比为1.38:1，混合沉淀剂温度为20℃，总碱度为6.0mol/L，取该混合沉淀剂368L。把浓度为0.5mol/L、pH＝6.0、体积为1280L的硝酸铈溶液打入3000L搪瓷反应锅，开启反应锅搅拌，加热到90℃。按照流速6.1L/min加入混合沉淀剂，反应过程维持反应温度在90℃不变，加料时间为60min，其中混合沉淀剂用量为理论的115％，母液终点pH＝7.4，停止加热后继续搅拌30分钟，放置冷却到40℃。通过离心机甩干，并用30℃、体积550L的纯水对沉淀物淋洗，即可得到碱式碳酸铈。碱式碳酸铈取样分析，REO＝73.86％，D50＝30.3μm，D90＝45.1μm，Cl-/M≤0.0010％。
实施例5：混合沉淀剂为氨水和碳酸氢铵的混合溶液，取氨水与碳酸氢铵的摩尔比为1.38:1，混合沉淀剂温度为25℃，总碱度为5mol/L，取该混合沉淀剂422L。把浓度为0.75mol/L、pH＝6.0、体积为853L的硝酸铈溶液打入3000L搪瓷反应锅，开启反应锅搅拌，加热到80℃。按照流速8.5L/min加入混合沉淀剂溶液，反应过程维持反应温度在80℃不变，加料时间为50min，其中混合沉淀剂用量为理论的110％，母液终点pH＝7.2，停止加热后继续搅拌30分钟，放置冷却到40℃。通过离心机甩干，并用30℃、体积550L的纯水对沉淀物淋洗，即可得到碱式碳酸铈。碱式碳酸铈取样分析，REO＝70.31％，D50＝35.4μm，D90＝46.6μm，Cl-/M≤0.0010％。
实施例6：对比实例
1、原料：硝酸铈，二氧化铈浓度为0.50mol/L，温度25℃，体积1L；
2、材料A：混合沉淀剂浓度4.0mol/L，氨水与碳酸氢铵的摩尔比为1.40：1，溶液温度25℃，体积385mL；
3、材料B：碳酸氢铵沉淀剂浓度2.5mol/L，溶液温度25℃，体积660mL；
4、反应条件：使用相同的反应容器，搅拌速度相同，反应温度相同，均为95℃，
5、反应过程及沉淀物差异见下表
注：总体积变化主要是因为蒸发的缘故。
由上表试验数据可以看出，采用本发明混合沉淀剂比采用碳酸氢铵沉淀剂，沉淀剂加入时间大幅度缩减，生产效率明显提高，且得到的沉淀物总量基本不变。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，其特征在于：以混合沉淀剂作为铈离子沉淀剂，以硝酸铈溶液作为反应槽底液，采取正加料沉淀方式，在反应槽内发生沉淀反应，控制反应温度和反应槽内终点母液的pH值，使铈离子沉淀完全，经冷却、离心、淋洗得到碱式碳酸铈。
2.根据权利要求1所述的一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，其特征在于：所述混合沉淀剂的总碱度为3～6mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，其特征在于：所述混合沉淀剂为氨水和碳酸氢铵的混合溶液。
4.根据权利要求3所述的一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，其特征在于：所述混合沉淀剂中所述氨水与所述碳酸氢铵的摩尔比为1.38～1.42:1。
5.根据权利要求4所述的一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，其特征在于：所述混合沉淀剂溶液的温度为20～30℃，添加流速为6.1～18.4L/min，添加时间为40～60min。
6.根据权利要求1所述的一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，其特征在于：停止加料后立即停止加热，继续搅拌30min，然后经所述冷却、离心、淋洗得到碱式碳酸铈。
7.根据权利要求1所述的一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，其特征在于：所述硝酸铈溶液的浓度为0.5～1.0mol/L，所述硝酸铈溶液的pH＝5.0～6.0。
8.根据权利要求1所述的一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，其特征在于：所述反应温度为60～95℃。
9.根据权利要求1所述的一种制备高稀土含量碱式碳酸铈的方法，其特征在于：所述终点母液的pH＝7.0～7.4。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111592033A (zh) * 2020-05-21 2020-08-28 广东先导稀材股份有限公司 一种靶材级氧化镓的制备方法
WO2021135803A1 (zh) * 2019-12-30 2021-07-08 安集微电子科技（上海）股份有限公司 一种碱式碳酸铈的合成方法
CN114539818A (zh) * 2022-02-11 2022-05-27 包头稀土研究院 提高蓝色颜料的色彩饱和度的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104891550A (zh) * 2015-07-03 2015-09-09 燕山大学 一种通过混合沉淀剂制备二氧化铈的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104891550A (zh) * 2015-07-03 2015-09-09 燕山大学 一种通过混合沉淀剂制备二氧化铈的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘瑞金等: "采用碳酸氢铵 氨水混合沉淀剂制备碳酸镧的研究", 《稀有金属与硬质合金》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021135803A1 (zh) * 2019-12-30 2021-07-08 安集微电子科技（上海）股份有限公司 一种碱式碳酸铈的合成方法
CN113120943A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 安集微电子科技（上海）股份有限公司 一种碱式碳酸铈的合成方法
CN111592033A (zh) * 2020-05-21 2020-08-28 广东先导稀材股份有限公司 一种靶材级氧化镓的制备方法
CN114539818A (zh) * 2022-02-11 2022-05-27 包头稀土研究院 提高蓝色颜料的色彩饱和度的方法

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