PL110816B2 - Process for purification of the rare earth hydroxides and chlorides - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania chlorków i wodorotlenków ziem rzadkich od ziem alkalicznych, a w szczególnosci od wapnia. Otrzymane czyste wodorotlenki sa potrzebne do produkcji miszmeta¬ lu metoda elektrolizy oraz do produkcji czystych metali ziem rzadkich.Znany jest sposób oczyszczania chlorków i wodorotlenków ziem rzadkich, który polega na przeprowadze¬ niu ich do roztworów wodnych przez rozpuszczenie w roztworach kwasów mineralnych/a nastepnie wytraceniu w postaci fosforanów ziem rzadkich. Sposób ten znany jest z opisów patentowych 55289 i 55290, w których opisane sa sposoby otrzymywania fosforanów i szczawianów o malej zawartosci wapniowców. Otrzymane, fosforany luguje sie nastepnie rozcienczonymi kwasami mineralnymi. Po rozdzieleniu fazy stalej od fazy cieklej, otrzymuje sie produkt w postaci fosforanów ziem rzadkich, pozbawionych w 80% wagowych wapnia, baru i strontu.Znany jest równiez z polskiego opisu patentowego nr 54179 sposób polegajacy na tym, ze otrzymuje sie najpierw fosforany ziem rzadkich pozbawione wapnia, które nastepnie przeprowadza sie w wodorotlenki lub tlenki metoda siarczanowa i szczawianowa.Niedogodnoscia tego sposobu jest otrzymywanie zwiazków, które wymagaja dalszej przeróbki ze wzgledu na nierozpuszczalnosc w rozcienczonych kwasach mineralnych.• Innym znanym sposobem oczyszczania chlorków i wodorotlenków jest sposób polegajacy na rozpuszczeniu ich w kwasach, a nastepnie wytraceniu ziem rzadkich z tych roztworów w postaci szczawianów przy zachowaniu wartosci pH wytracania równym 3,5. Wytracanie prowadzone jest przy uzyciu, 1N kwasu szczawiowego w temperaturze 333K przy intensywnym mieszaniu.Znany jest równiez sposób z polskiego opisu patentowego nr 64054 wedlug którego oczyszczanie wodorotlenków ziem rzadkich prowadzi sie na drodze lugowania w temperaturze 293K nasyconym roztworem wodnym azotanu amonowego. W czasie lugowania utrzymuje sie podwyzszona temperature rzedu 333K i stale mieszanie w ciagu 30 minut. Na 1 czesc wagowa wodorotlenków o zawartosci 44% fazy cieklej zuzywa sie 112 110 816 czesci wagowych nasyconego w temperaturze 293 K, roztworu azotanu amonowego oraz dodatkowo 0,6 czesci wagowych tego roztworu do przemycia osadu na filtrze. Sposób ten pozwala na usuniecie wapnia w 75%.Znane sposoby maja szereg niedogodnosci technicznych. W metodzie fosforanowej otrzymany produkt zawiera jeszcze znaczne ilosci zanieczyszczen pierwiastkami ziem alkalicznych i musi podlegac dalszym procesom eliminujacym pozostale zanieczyszczenia. Procesy te sa bardzo trudne do realizacji w skali przemyslowej ze wzgledu na wymogi aparaturowe. W sposobie oczyszczania wodorotlenków i chlorków ziem razdkich na drodze straceniowej w postaci fosforanów lub szczawianów otrzymuje sie produkty, które wymagaja dodatkowych operacji technologicznych, których celem jest otrzymywanie produktów w postaci wodorotlenkowej lub tlenkowej (pozbawionych jonów fosforanowych lub szczawianowych), gdyz tylko te zwiazki moga byc surowcem do otrzymywania misz-metalu. Sposób wedlug patentu nr 64054 pozwala na usuniecie ziem alkalicznych, a w szczególnosci wapnia tylko w 75%. Zuzycie odczynników jest bardzo wysokie, gdyz na 1 czesc wagowa wodorotlenków o zawartosci 44% fazy cieklej zuzywa sie az 11 czesci wagowych nasyconego w temperaturze 293 K roztworu azotanu amonowego oraz dodatkowo 0,6 czesci wagowych tego roztworu do przemycia osadu. Otrzymany produkt zawiera znaczne ilosci nieodmytych jonów oraz wapnia, które to uniemozliwiaja zatosowanie go do produkcji miszmetalu.Sposób oczyszczania chlorków i wodorotlenków ziem rzadkich od ziem alkalicznych wedlug wynalazku polega na tym, ze surowiec rozpuszcza sie w roztworze wodnym kwasu solnego. W przypadku uzycia jako surowca wodorotlenków ziem rzadkich, proces rozpuszczania prowadzi sie 18-procentowym roztworem kwasu solnego, przy stosunku wagowym ciala stalego do cieczy wynoszacym 1 :2,6, a nastepnie neutralizuje sie wodorotlenkami ziem rzadkich az do wartosci pH równego 5. Otrzymany w ten sposób roztwór rozciencza sie woda w stosunku objetosciowym cieczy do wody jak 1 :2,3. W przypadku chlorków ziem rzadkich rozpuszcza¬ nie prowadzi sie 0,05% roztworem kwasu solnego, przy stosunku wagowym ciala stalego do cieczy jak 1 :4.Otrzymane w ten sposób roztwory filtruje sie i zadaje stezonym kwasem azotowym az do osiagniecia pH ponizej 1. Przygotowany w ten sposób roztwór podgrzewa sie do temperatury 353 K i zadaje sie gazowym amoniakiem, wytracajac wodorotlenek lantanowców. Do oddzielenia fazy cieklej od stalej osad dwukrotnie repulpuje sie roztworem amoniaku w wodzie w temperaturze 353 K.Sposób oczyszczania chlorków i wodorotlenków ziem rzadkich od ziem alkalicznych, a w szczególnosci od wapnia, wedlug wynalazku charakteryzuje sie duza wydajnoscia i efektywnoscia procesu. Otrzymany produkt jest pozbawiony ziem alkalicznych. Sam proces jest bardzo prosty, nie wymagajacy specjalnej kosztownej aparatury. Produkt otrzymany wedlug opisanego sposobu nie wymaga dodatkowych operacji i przeróbki i w pelni spelnia wymogi stawiane surowcowi do produkcji metalu mieszanego jak i do otrzymywania czystych metali ziem rzadkich.Sposób oczyszczania chlorków i wodorotlenków ziem rzadkich wedlug wynalazku jest blizej objasniony w przykladach wykonania.Przyklad I. 10 kg wodorotlenków lantanowców zawierajacych w procentach wagowych 8% wapnia, 6% baru, 6,5% strontu, 60% Ln203, 11*5% S04, 8% innych zanieczyszczen rozpuszcza sie 26 dcm3 18-procentowego roztworu kwasu solnego. Otrzymany roztwór neutralizuje sie 3,65 kilogramami wodorotlenków ziem rzadkich, otrzymujac koncowa wartosc pH roztworu równe 5. Po zakonczeniu tej operacji oddziela sie roztwór od fazy stalej na drodze filtracji. Cialo stale kieruje sie do ponownego rozpuszczenia, a roztwór podgrzewa sie do temperatury 333 K i wprowadza sie 50 dcm3 roztworu 0,5 dcm3 78-procentowego kwasu azotowego, otrzymujac roztwór o wartosci pH ponizej 1. Do tak otrzymanego roztworu wprowadza sie gazowy amoniak, calosc intensywnie mieszajac. Dozowanie amoniaku do roztworu przerywa sie w momencie uzyskania wartosci pH równego 8. Po zakonczeniu tej operacji oddziela sie roztwór od fazy stalej na drodze filtracji. Cialo stale repulpuje sie dwukrotnie woda. Otrzymany tym sposobem wodorotlenek ziem rzadkich, zawiera 1,1 X10"2 % wagowych wapnia, 1,8 X 10~*% wagowych baru, 2,1 X 10~2% wagowych strontu, pozostalosc to wodorotle¬ nki i woda.Przyklad II. 10 kg chlorków ziem rzadkich zawierajacych w procentach wagowych 6% wapnia, 6% strontu, 5% baru i 38% LnCI3 (reszta to woda i inne zanieczyszczenia), rozpuszcza sie w 40 dcm3 0,05-procento- wego kwasu solnego. Nastepnie postepuje sie jak w przykladzie I. Otrzymany wodorotlenek lantanowców zawiera 1,7 X 10"*% wagowych wapnia, 2,1 X 10~2% wagowych strontu, 1,8 X 10~2% wagowych baru, 48% wagowych chlorków ziem rzadkich, pozostalosc to woda.Zastrzezenie patentowe Sposób oczyszczania chlorków i wodorotlenków ziem rzadkich od ziem alkalicznych, a w szczególnosci od wapnia, z n.amienny tym., ze wytracanie wodorotlenków ziem rzadkich prowadzi sie gazowym amoniakiem z roztworów zawierajacych kwas azotowy o stezeniu od 1 do 2% wagowych, w temperaturze od 293 K do 353 K.Prac. Poligraf. UP P RL naklad 120+18 Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób oczyszczania chlorków i wodorotlenków ziem rzadkich od ziem alkalicznych, a w szczególnosci od wapnia, z n.amienny tym., ze wytracanie wodorotlenków ziem rzadkich prowadzi sie gazowym amoniakiem z roztworów zawierajacych kwas azotowy o stezeniu od 1 do 2% wagowych, w temperaturze od 293 K do 353 K. Prac. Poligraf. UP P RL naklad 120+18 Cena 45 zl PL