CN115893467A - 利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化工产品技术领域，具体是一种利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法。本发明制备氟化稀土的方法，其制备步骤包括，将碳酸稀土球磨，氨水脱氟，将稀土料浆打入沉降罐沉降，深度氟化反应，氟化稀土洗涤，成品包装。本发明制备氟化稀土的方法，生产连续稳定，设备采用抗氟腐蚀材料并全程闭环生产，含杂质少，氟化稀土质量高。生产工艺流程短，产品合格率达到100％，合格率高。采用负压状态下反应，反应产生的游离氨和二氧化碳抽入氟酸吸收罐，二次利用，且无废气废水排放，节能环保效果好。

Description

利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法
技术领域
本发明属于化工产品技术领域，具体是一种利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法。
背景技术
稀土是不可再生的重要战略资源，广泛应用于军事、冶金工业、石油化工、玻璃陶瓷、农业等领域。稀土氟化物是生产稀土金属的重要原料，随着稀土应用领域的不断扩宽，应用技术的不断进步，稀土金属需求日益增多，对产品质量更为苛求。因此，对稀土氟化物的质量要求更高，需求量也相应增大。
现有技术中，氟化稀土制备可分为湿式氟化法或干式氟化法。随着我国对环保要求不断提高，节能减排政策不断实施，传统湿式氟化法因生产效率底、能耗高逐渐被淘汰。干式氟化法有氟化氢气体和氟化氢铵氟化法。干式氟化法的连续稳定生产能力差，对设备要求高，导致生产成本较高，产品成品比较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提出一种连续稳定的生产能力，且含杂质少，氟化稀土质量高的制备氟化稀土的方法。
本发明的利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其制备步骤如下：
S1：将碳酸稀土球磨
将碳酸稀土和中水按1：1.5的比例加入球磨系统搅拌罐中搅拌均匀，启动球磨机研磨1.5-2小时，将研磨好的稀土料浆打入中间罐备用；
S2：氨水脱氟
根据氨水体积及氟含量确定研磨好的稀土料浆加入量，确保稀土加入量过量10％，并一同打入脱氟反应罐中在加热、负压状态下进行氟化反应；
S3：沉降
将稀土料浆打入沉降罐沉降，沉降完成后将上清液打入精馏塔氨水原料罐精馏脱氨，稠料浆打入中间罐作为深度氟化原料备用；
S4：深度氟化反应
将中间罐初步氟化稀土料浆取样化验，根据化验结果确定氟化铵溶液和稀土料浆加入量，并将氟化铵溶液打入反应罐内，将稀土料浆打入预反应罐内；
S5：氟化稀土洗涤
将搅拌罐中的稀土料浆进行固液分离，滤饼用纯水多次搅拌洗涤，洗涤滤液全部进入到另一搅拌罐；
S6：成品包装
滤液含氟量检验合格后，对料浆进行压滤，得到合格的氟化稀土滤饼。
优选地，所述步骤S2，反应温度控制在90℃，负压-0.06MPa，反应方程式：6NH4F+Re2(CO3)3＝2ReF3+3(NH4)2CO3。
优选地，所述步骤S3，沉降时间为5—6小时。
优选地，所述步骤S4，分批将预反应罐中稀土料浆打入反应罐进行深度氟化反应，反应罐外挂蒸汽加热器，反应过程氟化铵溶液过量。
优选地，反应罐中的化学反应方程式：
6NH4F+Re2(CO3)3＝2ReF3+6NH3气+3CO2气+3H2O。
其中，将反应罐的反应温度控制在小于90℃，负压-0.06MPa。
优选地，所述步骤S6，料浆压滤过程中，使用吊袋离心机对搅拌罐中的滤液进行二次固液分离，二次滤液打入中水储罐，作为白炭黑洗水使用。
优选地，所述步骤S6，固料包装得到待烘干全氟稀土滤饼，烘干全氟稀土滤饼得到合格成品，其中合格氟化稀土滤饼的含水率在35-40％。
本发明的有益效果是：
1、本技术方案制备氟化稀土的方法，生产连续稳定，设备采用抗氟腐蚀材料并全程闭环生产，含杂质少，氟化稀土质量高。
2、生产工艺流程短，产品合格率达到100％，合格率高。
3、采用负压状态下反应，反应产生的游离氨和二氧化碳抽入氟酸吸收罐，二次利用，且无废气废水排放，节能环保效果好。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
因此，本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
本发明的利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其制备步骤如下：
S1：将碳酸稀土球磨
将碳酸稀土和中水按1：1.5的比例加入球磨系统搅拌罐中搅拌均匀，启动球磨机研磨1.5-2小时，将研磨好的稀土料浆打入中间罐备用；
S2：氨水脱氟
根据氨水体积及氟含量确定研磨好的稀土料浆加入量，确保稀土加入量过量10％，并一同打入脱氟反应罐中在加热、负压状态下进行氟化反应；
具体地，反应温度控制在90℃，负压-0.06MPa，反应方程式：6NH4F+Re2(CO3)3＝2ReF3+3(NH4)2CO3；
S3：沉降
将稀土料浆打入沉降罐沉降，沉降完成后将上清液打入精馏塔氨水原料罐精馏脱氨，稠料浆打入中间罐作为深度氟化原料备用；
具体地，沉降时间为5—6小时；
S4：深度氟化反应
将中间罐初步氟化稀土料浆取样化验，根据化验结果确定氟化铵溶液和稀土料浆加入量，并将氟化铵溶液打入反应罐内，将稀土料浆打入预反应罐内；
具体地，分批将预反应罐中稀土料浆打入反应罐进行深度氟化反应，反应罐外挂蒸汽加热器，反应过程氟化铵溶液过量；
反应罐中的化学反应方程式：
6NH4F+Re2(CO3)3＝2ReF3+6NH3气+3CO2气+3H2O
其中，将反应罐的反应温度控制在小于90℃，负压-0.06MPa；
深度氟化反应过程中，采用负压加热反应不但可以节约能源，同时能及时将反应产生的游离氨和二氧化碳抽入氟酸吸收罐，游离氨得到回收，为二次利用创造条件；
S5：氟化稀土洗涤
将搅拌罐中的稀土料浆进行固液分离，滤饼用纯水多次搅拌洗涤，洗涤滤液全部进入到另一搅拌罐；
S6：成品包装
滤液含氟量检验合格后，对料浆进行压滤，得到合格的氟化稀土滤饼。
具体地，料浆压滤过程中，使用吊袋离心机对搅拌罐中的滤液进行二次固液分离，二次滤液打入中水储罐，作为白炭黑洗水使用；
具体地，固料包装得到待烘干全氟稀土滤饼，烘干全氟稀土滤饼得到合格成品，其中合格氟化稀土滤饼的含水率在35-40％，烘干后的全氟稀土滤饼含水率小于1％。
制备氟化稀土过程中，收集了四次实验数据，具体如表一所示，
Figure BDA0003996463510000071
(表一)
从上述实验数据可以看出，实验三的烘干后的全氟稀土滤饼含水率最低，合格氟化稀土滤饼的含水率也在合格数值范围内，氟含量也在合理区间内。
经过长期反复的研究，研发了氟化铵溶液制备氟化稀土的工艺。此方法具有生产工艺流程短，生产连续稳定，生产过程中带入杂质少，氟化稀土质量高的特点。产生的氨气及氟循环利用到氟化氢铵生产工艺中，且无废气废水排放，节能环保效果好。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (8)

1.利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其特征在于，制备方法的步骤如下：
S1：将碳酸稀土球磨
将碳酸稀土和中水按1：1.5的比例加入球磨系统搅拌罐中搅拌均匀，启动球磨机研磨1.5-2小时，将研磨好的稀土料浆打入中间罐备用；
S2：氨水脱氟
根据氨水体积及氟含量确定研磨好的稀土料浆加入量，确保稀土加入量过量10％，并一同打入脱氟反应罐中在加热、负压状态下进行氟化反应；
S3：沉降
将稀土料浆打入沉降罐沉降，沉降完成后将上清液打入精馏塔氨水原料罐精馏脱氨，稠料浆打入中间罐作为深度氟化原料备用；
S4：深度氟化反应
将中间罐初步氟化稀土料浆取样化验，根据化验结果确定氟化铵溶液和稀土料浆加入量，并将氟化铵溶液打入反应罐内，将稀土料浆打入预反应罐内；
S5：氟化稀土洗涤
将搅拌罐中的稀土料浆进行固液分离，滤饼用纯水多次搅拌洗涤，洗涤滤液全部进入到另一搅拌罐；
S6：成品包装
滤液含氟量检验合格后，对料浆进行压滤，得到合格的氟化稀土滤饼。
2.根据权利要求1所述的利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其特征在于，所述步骤S2，反应温度控制在90℃，负压-0.06MPa，反应方程式：6NH4F+Re2(CO3)3＝2ReF3+3(NH4)2CO3。
3.根据权利要求1所述的利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其特征在于，所述步骤S3，沉降时间为5—6小时。
4.根据权利要求1所述的利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其特征在于，所述步骤S4，分批将预反应罐中稀土料浆打入反应罐进行深度氟化反应，反应罐外挂蒸汽加热器，反应过程氟化铵溶液过量。
5.根据权利要求4所述的利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其特征在于，反应罐中的化学反应方程式：
6NH4F+Re2(CO3)3＝2ReF3+6NH3气+3CO2气+3H2O。
6.根据权利要求4所述的利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其特征在于，将反应罐的反应温度控制在小于90℃，负压-0.06MPa。
7.根据权利要求1所述的利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其特征在于，所述步骤S6，料浆压滤过程中，使用吊袋离心机对搅拌罐中的滤液进行二次固液分离，二次滤液打入中水储罐，作为白炭黑洗水使用。
8.根据权利要求1所述的利用氟化铵溶液制备氟化稀土的方法，其特征在于，所述步骤S6，固料包装得到待烘干全氟稀土滤饼，烘干全氟稀土滤饼得到合格成品，其中合格氟化稀土滤饼的含水率在35-40％。
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