[發明專利]程序升溫法制備高純無水氯化鑭或氯化鈰

有效

• 申請號: 201110346254.5
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102502757A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 郝先庫;張瑞祥;馬顯東;許宗澤;胡珊珊;劉海旺;王士智
• 申請（專利權）人: 包頭市京瑞新材料有限公司
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域

本發明涉及一種程序升溫法制備高純無水氯化鑭或氯化鈰，屬于稀土材料制備領域。

背景技術

高純無水氯化鑭和氯化鈰可以分別用于閃爍晶體材料、有機合成催化劑、高純鑭或鈰金屬的制備、稀土非水溶液的反應等應用領域。無水氯化鑭或氯化鈰制備方法有水合氯化物脫水法和氧化物氯化法等。中國專利200610067759.7公開了“無水氯化鑭的氯化焙燒脫水法制備工藝”，該方法以LaCl₃·7H₂O為原料，在氯化焙燒脫水處理過程中，保持通入足量干燥氯化氫氣體，焙燒溫度控制于200～300℃，制備出較高純度的無水氯化鑭，該方法在工業規模生產中氯化氫氣體對設備腐蝕比較嚴重，同時需對尾氣進行強化處理。文獻吳錦繡所著的“無水稀土氯化鈰制備工藝研究”，過程工程學報，2011，11(1)：103-106，提供一種無水氯化鈰制備方法，無水氯化鈰中含CeOCl等不溶物為3.94％；文獻韓繼龍所著的“真空脫水法制備無水氯化鈰的研究”，無機鹽工業，2009，41(10)：25-26，提供一種CeCl₃·7H₂O和氯化銨混合在真空條件下脫水得到無水氯化鈰純度為93％；中國專利200510132520.9公開了“無水氯化鈰的制備方法”，該方法將CeCl₃·7H₂O和氯化銨混合，在溫度為120℃-370℃的條件下加熱脫水，得到的無水氯化鈰含水量小于2％，水不溶物小于1％；這些制備方法得到的無水氯化鈰含水量高、同時還含有水不溶物，在閃爍晶體材料、有機合成催化劑等領域無法應用。閃爍晶體材料和有機合成催化劑要求高純無水氯化鑭或氯化鈰加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，不能含有水不溶物，高純無水氯化鑭和氯化鈰含水量均要求小于0.1％。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備高純無水氯化鑭或氯化鈰的方法，該方法在工業規模中得到高純無水氯化鑭或氯化鈰產品，其中含水量小于0.1％，產品加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，產品純度大于99％，收率大于99％。

技術解決方案：將直接從稀土萃取分離制備出的氯化鑭或氯化鈰溶液加熱濃縮結晶，得到顆粒狀晶體LaCl₃·7H₂O或CeCl₃·7H₂O，以氧化稀土量計含氧化鑭或氧化鈰純度大于99.99％，LaCl₃·7H₂O或CeCl₃·7H₂O和氯化銨按重量比4∶1在混料機中混合，將混合后的物料分別裝入到體積為1升瓷缽中，再將含物料的瓷缽均勻擺放到程序升溫爐中，用水噴射泵抽真空，當真空度達到0.08Pa時，設定升溫程序開始加熱，升溫程序為：室溫～120℃，升溫速度為0.83℃/分鐘，升溫時間2小時，在120℃保溫時間4小時；120℃～240℃，升溫速度為2℃/分鐘，升溫時間1小時，在240℃保溫時間4小時；240℃～300℃，升溫速度為0.5℃/分鐘，升溫時間2小時，在300℃保溫時間2小時；300℃～360℃，升溫速度為0.5℃/分鐘，升溫時間2小時，在360℃保溫時間7～7.3小時，爐體溫度自然降到50℃時，出料，真空包裝，得到的無水氯化鑭或氯化鈰經分析檢測含水量小于0.1％，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，產品純度大于99％。

發明效果：本發明中脫水溫度是制備高純無水氯化鑭或氯化鈰最關鍵因素，采用程序升溫控制爐體內物料在同一溫度下脫水，控制溫度變化±1℃，由于加熱體系屬外熱式加熱，升溫速度過快或保溫時間短，傳到爐體內部溫度不均勻，會造成靠近爐體物料溫度過高極易發生水解，生成LaOCl或CeOCl，而中間部位溫度偏低，物料脫水不完全，得到的無水氯化鑭或氯化鈰中含水不溶物和含水量偏高，所以要嚴格設定升溫速度和分段保溫時間。氯化銨加入量偏低，容易生成LaOCl或CeOCl，氯化銨加入量偏高，成本偏高，同時氯化銨中微量雜質會在產品中富集，影響產品質量。該項技術應用在工業規模的程序升溫爐每批產無水氯化鑭或氯化鈰100kg，得到的高純無水氯化鑭或氯化鈰含水量小于0.1％，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明。

具體實施方式

實施例1