CN1275627A - 一种双氧水氧化法提铈工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双氧水氧化法提铈工艺,为稀土湿法冶金领域,主要是以双氧水做氧化剂,从少钕氯化稀土溶液中提取铈,所得产品为95%的氧化铈和富镧氧化稀土;工艺路线为:料液配制、氧化优溶、固液分离,然后固体部分经酸洗纯化、中和水洗、过滤、灼烧后得到氧化铈;溶液部分经碳胺沉淀、过滤、灼烧后得到富镧氧化稀土。该氧化铈产品主要作为玻璃工业中的澄清剂、脱色剂和添加剂,有显著的经济效益和社会效益。

Description

双氧水氧化法提铈工艺
本发明涉及一种双氧水氧化法提铈工艺，属稀土湿法冶金技术领域。
经检索可见，生产氧化铈的方法目前主要有萃取分离法，高锰酸钾氧化法，二次复盐法等。萃取分高法是普遍应用的分离铈和其他稀土氧化物的方法，可生产99％～99.99％纯度的铈产品，但其生产成本高，不经济；高锰酸钾法其中的锰元素对产品造成污染，使铈产品的应用受到限制，二次复盐法成本低，但生产所需原材料必须是硫酸盐体系，且流程长，收率低，产品的纯度也较低。
本发明的目的是为玻璃工业生产提供一种成本较低，操作简便，流程短，满足作为澄清剂、脱色剂和添加剂要求的一种双氧水氧化法提铈工艺。
本发明的目的可通过如下措施来达到：
双氧水氧化法提铈工艺线路为：料液配制、氧化优溶、固液分离、碳胺沉淀、酸洗纯化、中和水洗、过滤、灼烧、氧化铈，其特征在于：
(一)料液配制
(1)在萃取分离提钕后的少钕氯化稀土溶液(一般为REO220g/l～280g/l，PH＝4.0～4.5)中加入PH＝4.0～4.5的稀盐酸溶液，稀释到REO140g/l～160g/l；
(2)将工业火碱用水溶解，配制浓度为2.0N～2.5N的氢氧化钠溶液；
(3)在水中缓缓加入工业盐酸并不断搅拌，配制PH＝2的盐酸溶液；
(二)氧化优溶
(1)氧化：将配制好的原料液加入到反应器中，按工业级双氧水与原料液中氧化铈1.1∶1的比例加入双氧水，同时加入2.0N～2.5N的氢氧化钠溶液，保持溶液PH＝5.0～6.5，控制反应温度为30℃～40℃，时间1.5小时，溶液加热至90℃～95℃，时间0.5小时；
(2)优溶：在氧化后的悬浊液中加入工业盐酸，保持反应温度为60℃～90℃，PH值调整到2.0，搅拌1小时，用2.0N～2.5N的碱液将体系调整到PH＝4.0，加入凝聚剂澄清；
(三)固液分离
氧化优溶的悬浊液体系用板框过滤机进行过滤，固体氢氧化铈滤饼进入酸洗纯化，少铈富镧液体进入碳胺沉淀原料储槽；
(四)酸洗纯化
将分离后的氢氧化铈滤饼加入PH＝2的稀盐酸溶液中，固液比为1∶4，在搅拌的条件下控制温度为30℃～40℃，反应时间40分钟，加入凝聚剂澄清，之后将上清液虹吸出来，用泵将其泵入碳铵沉淀原料槽中，如此反复5次，直至最后一次上清液中REO≤0.2g/l；
(五)中和水洗
在酸洗纯化完成后，向留在酸洗槽中的部分加入碳酸氢胺调PH＝7.0，水洗后用板框过滤机进行固液分离，得到氢氧化铈滤饼；
(六)灼烧、包装
将氢氧化铈装入灼烧窑中，在850℃～950℃下灼烧4小时，将灼烧后的物料经过破碎、过筛后包装，得到95％的氧化铈。
富镧氧化稀土的工艺通过料液配制、氧化优溶、固液分离、溶液、碳胺沉淀、过滤、灼烧得到富镧氧化稀土，其特征在于：
碳胺沉淀：
固液分离之前的工艺与上述相同，固液分离后将碳胺原料沉淀储槽中少铈富镧液体放入反应器中，加入固体碳酸氢胺，沉淀稀土，沉淀物离心过滤机甩干后，得到富镧碳酸稀土产品，经再次酸溶、浓缩后得到富镧氯化稀土，也可以将富镧碳酸稀土经过灼烧，得到富镧氧化稀土。
氧化优溶中加入的凝聚剂是聚丙酰胺。
附图1为本发明工艺流程图。
本发明的效果：
本发明可以同时生产95％氧化铈和富镧镨碳酸稀土(CeO2/REO＜10％)两个产品，产品成本较萃取法低约6000元/吨；较高锰酸钾氧化法低约5000元/吨，在工艺过程中未引入污染产品的杂质元素，产品在玻璃工业中用作防紫外辐射玻璃的添加剂及高级抛光粉多次试验效果很好。
下面结合工艺流程图对本发明的实施进一步详述：
在反应槽中泵入1.5m3[REO]＝280g/L的少钕氯化稀土溶液，用PH＝4的稀盐酸溶液将其稀释一倍，按CeO2计算量REO∶H2O2＝1∶1.1加入工业H2O2，同时，连续加入2.5N NaOH溶液，保持溶液PH＝5～6.5之间，反应2小时后，取样分析溶液中总铈含量占总稀土量小于8％，加热沸腾至溶液中至残余双氧水全部分解为止。用工业盐酸将体系调到PH＝1～2，反应20分钟后，加入稀NaOH溶液将溶液调至PH＝3.5～4.5；将固液混合物过滤进行固液分离后，溶液部分泵入碳沉槽进行碳胺沉淀。水洗、离心过滤后得到富镧镨碳酸稀土，灼烧包装后得到富镧镨氧化物。固体部分用PH＝0.5～2.0盐酸进行酸洗5次后，加入25Kg碳酸氢胺，搅拌三十分钟后，再用水洗一次，过滤；滤饼经灼烧后，得到220Kg的95％氧化铈产品。
本发明的优点：成本低，市场需求量大，前景好，有显著的经济效益，对稀土资源的综合利用具有重要的意义，而且该方法经济合理。

Claims (4)

1、一种双氧水氧化法提铈工艺，本发明可以同时生产出95％的氧化铈和富镧氧化稀土两个产品，其中氧化铈的工艺路线为：料液配制、氧化优溶、固液分离、酸洗纯化、中和水洗、过滤、灼烧、包装；富镧氧化稀土的工艺路线为：固液分离后的溶液部分经碳胺沉淀、过滤、灼烧得到富镧氧化稀土；其特征在于：氧化铈的具体工艺是：
(一)料液配制
(1)在萃取分离提钕后的少钕氯化稀土溶液中加入PH＝4.0～4.5的稀盐
酸溶液；
(2)配制浓度为2.0～2.5N的氢氧化钠溶液；
(3)配制PH＝2的盐酸溶液；
(二)氧化优溶
(1)氧化：将配制好的原料液加入到反应器中，按工业级双氧水与原料液中氧化铈1.1∶1的比例加入双氧水，同时加入2.0N～2.5N的氢氧化钠溶液，保持溶液PH＝5.0～6.5，控制反应温度为30℃～40℃，时间1.5小时，溶液加热至90℃～95℃，时间0.5小时；
(2)优溶：在氧化后的悬浊液中加入工业盐酸，保持反应温度为60℃～90℃，PH值调整到2.0，搅拌1小时，用2.0N～2.5N的碱液将体系调整到PH＝3.5～4.5，加入凝聚剂澄清；
(三)固液分离
氧化优溶的悬浊液体系用板框过滤机进行过滤，固体氢氧化铈滤饼进入酸洗纯化，少铈富镧液体进入碳胺沉淀原料储槽；
(四)酸洗纯化
将分离后的氢氧化铈滤饼加入PH＝2的稀盐酸溶液中，固液比为1∶4，控制温度为30℃～40℃，反应时间40分钟，加入凝聚剂澄清，之后将上清液虹吸出来，用泵将其泵入碳铵沉淀原料槽中，如此反应5次，直至最后一次上清液中REO≤0.2g/l；
(五)中和水洗
在酸洗纯化完成后，向留在酸洗槽中的部分加入碳酸氢胺调PH＝7.0，水洗后用板框过滤机进行固液分离，得到氢氧化铈滤饼；
(六)灼烧、包装
将氢氧化铈装入灼烧窑中，在850℃～950℃下灼烧4小时，将灼烧后的物料经过破碎、过筛后包装，得到95％的氧化铈。
2、根据权利要求1所述的双氧水氧化法提铈工艺，富镧氧化稀土的工艺通过料液配制、氧化优溶、固液分离、碳胺沉淀、过滤、灼烧得到富镧氧化物，其特征在于：
碳胺沉淀：
固液分离之前的工艺与上述相同，固液分离后将碳胺沉淀原料储槽中少铈富镧液体放入反应器中，加入固体碳酸氢胺，沉淀稀土，沉淀物离心过滤机甩干后，得到富镧碳酸稀土产品，经再次酸溶、浓缩后得到富镧氧化稀土，也可以将富镧碳酸稀土经过灼烧，得到富镧氧化稀土。
3、根据权利要求1所述的双氧水氧化法提铈工艺，其特征在于：氧化优溶中加入的凝聚剂是聚丙酰胺。
4、根据权利要求1所述的双氧水氧化法提铈工艺，其特征在于：氧化优溶工序优溶终点PH＝1～2，回调终点PH＝3.5～4.5。
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