[發明專利]超高純氧化釓及其電化還原全封閉式萃取生產工藝

有效

• 申請號: 201010162827.4
• 申請日: 2010-04-07
• 公開（公告）號: CN101824537A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 祝文才;蔡志雙;陳紀光;潘啟萍;高坡
• 申請（專利權）人: 贛州虔東稀土集團股份有限公司
• 主分類號: C22B3/40
• 分類號: C22B3/40;C22B59/00;C01F17/00
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技術領域

本發明涉及超高純氧化釓及其萃取制備方法。

背景技術

氧化釓是新型稀土功能材料的重要原料，它廣泛應用于熒光材料、單晶材 料、光學玻璃和磁性材料等領域，如增感屏粉、釓鎵石榴石型單晶、電子記憶 元件和熒光粉基質材料等。在一些高端應用領域，要求氧化釓具有很高的純度， 達到超高純(＞99.999％)，目前常規氧化釓產品只能達到高純(＞99.99％)。

公開號為CN?101633984A的中國專利申請(下稱文獻1)公開了一種酸性 磷型萃取劑生產高純氧化釓的生產工藝。公開號為CN?1041115C的中國專利公 開了一種從高純氧化釓中除去氧化銪的方法。這些現有技術所制備的氧化釓只 能達到高純(＞99.99％)，得不到超高純(＞99.999％)氧化釓，不能滿足高端需 求。而高純氧化釓(＞99.99％)，僅用經典萃取方法難以進一步純化，如文獻1 所介紹，其最終產品中稀土雜質含量一般均為＜2ppm，特別是其相鄰雜質元素 Tb₄O₇和Dy₂O₃可達10ppm。

一些應用領域需要超高純(＞99.999％)氧化釓，要求稀土雜質≤0.5ppm， 個別要求0.05-0.3ppm，必須對普通高純(＞99.99％)氧化釓進行深度強化提純。 另外，現有氧化釓生產工藝還存在：生產周期長、產量低、稀土雜質含量不穩 定(特別是可變價的稀土元素直接影響應用產品性能)等缺陷。因而尋求新的 生產工藝來制備超高純氧化釓，以適應和滿足應用需求是十分必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種超高純氧化釓，滿足下列技術指標：以重量計， REO＞99％，Gd₂O₃/REO＝99.999％-99.9999％，稀土雜質均≤0.5ppm，Fe₂O₃＜1ppm、 CaO＜4ppm、SiO₂＜10ppm、Al₂O₃＜30ppm、Cl^-＜50ppm，其他所有非稀土雜質均小 于2ppm。

本發明的另一目的是，提供上述超高純氧化釓的低成本、高產量制備方法， 以粗釓富集物(Gd₂O₃品位10％-90％)為原料，先經兩步經典萃取分離途徑而獲得初 級純釓(Gd₂O₃品位99.99％)，再經電化還原和密閉萃取等方法除去殘留的稀土雜 質，最后得到＞99.999％的超高純氧化釓產品。包括下列步驟：

一、將粗釓富集物配成氯化稀土溶液，調節pH值，經過精密過濾除去機械 夾雜物，再經N₂₃₅萃取劑除Fe，供萃取作為原料液待用；

二、配制混合萃取劑，并將其適當皂化待用，配制鹽酸溶液作為洗滌、反萃 的洗酸和反酸待用；

三、第一步萃取，將步驟一所得原料液，使用步驟二配制的混合萃取劑，進 行RE/Gd萃取分離，以水相進料方式，經多級萃取分離，除去粗釓富集物中的釓 前組分，使用步驟二配制的鹽酸溶液洗滌，使釓得到富集；

四、第二步萃取，將步驟三所得釓富集物，使用步驟二配制的混合萃取劑， 進行Gd/RE萃取分離，以有機相進料方式，經多級萃取分離，除去釓后組分，使 用步驟二配制的鹽酸溶液洗滌、反萃，獲得初級純度的氯化釓液；

五、將步驟四所得初級純度的氯化釓料液，一定流量輸入電化還原設備，利 用電化學反應，實現料液中微量變價稀土RE³⁺向RE²⁺的轉化過程；

六、將步驟五所得氯化釓與亞態稀土混合料液，在保護氣氛下進入全封閉式 萃取槽，使用步驟二配制的混合萃取劑，進行RE²⁺/Gd³⁺萃取分離，得到＞99.0％氯 化釓溶液與超高純氯化釓(＞99.999％)溶液；

七、將步驟六所得超高純氯化釓溶液，經N₂₃₅萃取除重金屬雜質；

八、將步驟七所得超高純氯化釓溶液，用精制草酸沉淀轉成草酸釓，草酸釓 于高溫灼燒爐進行分解，最終制備得到超高純氧化釓產品。

步驟一所述氯化稀土溶液濃度優選0.3-1.5mol/L，pH值優選1.5-2.5。