[發明專利]一種能顯著降低碳酸稀土結晶過程氯根夾帶量的方法

有效

• 申請號: 201210532105.2
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN102978398A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 李永繡;丁龍;謝愛玲;宋麗莎;王悅;周新木;周雪珍;劉艷珠;李靜;蔡立林;徐欣;鮑永平;何德華;鄔元旭
• 申請（專利權）人: 南昌大學;全南包鋼晶環稀土有限公司
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44;C22B59/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 夏材祥

技術領域

本發明涉及一種能顯著降低碳酸稀土結晶過程氯根夾帶量的方法，進而達到從鹽酸介質中采用碳酸鹽作沉淀劑直接沉淀稀土生產低氯根稀土碳酸鹽及其氧化物的目的。其主要特點是在稀土碳酸鹽沉淀過程中采取了超聲波輔助技術。屬于稀土濕法冶金和稀土材料領域.

背景技術

碳酸稀土的生產在稀土工業中占有十分重要的地位。不僅是滿足稀土分離工序之間銜接的很好中間體，也是合成稀土功能材料的前驅題材料。上世紀80年代以來，南昌大學在稀土碳酸鹽沉淀與結晶技術研究中提出了多套技術方案以滿足不同工業要求的稀土碳酸鹽地生產。提出了碳酸稀土結晶活性區域概念，并在此基礎上建立了連續和半連續同步加料反應結晶方法。尤其是解決了直接從鹽酸介質中通過碳酸鹽沉淀法生產低氯根碳酸稀土和氧化稀土的技術難題，并得到廣泛的應用，為我國低氯根高純度稀土產品的生產與應用提供了先進技術。該技術主要基于高配比加料區域的緩慢結晶和低配比區域的同步加料熱沉淀結晶。但是，正序加料反應過程或低配比加料反應區域的碳酸鹽結晶中氯離子的夾帶仍然比較多，氯離子含量常常超過300ppm的質量要求。因此，需要發展新的能夠方便控制結晶過程氯根夾帶，降低產品中氯根含量的新方法。本發明正是針對解決這一問題而提出的。

發明內容

本發明提供了一種超聲波輔助的稀土碳酸鹽沉淀結晶方法，其主要內容為：在超聲波輔助下進行碳酸稀土的沉淀操作，利用超聲波的空化效應來減少沉淀過程的二次結晶行為，增加一次成核速度，同時降低顆粒表面電性，從而達到降低顆粒大小，減少氯離子夾帶的雙重目的。

本發明的工藝步驟如下：

在超聲波作用和攪拌下，可以采用三種加料方式沉淀稀土：

（1）正序加料沉淀方式：先在沉淀反應釜中加入稀土料液，然后加入碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液沉淀稀土；

（2）反序加料沉淀方式：先在反應釜中加入碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液，然后加入稀土料液進行沉淀；

（3）同步加料沉淀方式：在沉淀反應釜中先加入相應稀土碳酸鹽晶種的懸浮液，以攪拌漿能將溶液攪起為原則，再按設定的加料沉淀比要求同時將稀土料液和碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液連續或半連續地加入到反應釜中進行沉淀反應；

在正序和反序加料沉淀過程中也可先預先加入相應稀土的碳酸鹽作為晶種以提高結晶效果；沉淀過程可以在常溫-100℃下進行，沉淀反應過程中稀土料液和沉淀劑的加料比的理論比是碳酸鹽和碳酸氫鹽與稀土的物質的量之比分別為1.5和3，實際加料比可以低于或高于理論比，如碳酸鹽與稀土的物質量比為0.5-1.5,?碳酸氫鹽與稀土的物質量比為3.0-4.0,但在結束沉淀之前應該使最終的加料比達到或稍微超過理論比，以保證稀土能夠沉淀完全；

(4)形成的沉淀接著在常溫-80℃下陳化結晶0.5-12h，隨后進行洗滌，過濾得到稀土碳酸鹽，800-1400℃下煅燒1-6h后即可得到相應的氧化物產品。

本發明的有益效果是：

本發明簡單易行，只需在現有沉淀與結晶反應設備中增加超聲波發生器及其傳輸部件即可。適合于采用正序加料、反序加料和同步加料等反應沉淀方式，得到符合氯根要求的碳酸稀土及其氧化物產品。其中反序加料和高配比區域同步加料方式的效果更好，可以使氯根含量小于50ppm，正序加料和低配比區域的同步加料方式效果也不錯，可以穩定在300ppm，甚至100ppm以下。

附圖說明

圖1?超聲作用下碳酸氫鈉正序沉淀鈰所得碳酸鈰及其煅燒后所得氧化鈰的電鏡照片；

圖2超聲作用下碳酸氫鈉正序沉淀鈰所得碳酸鈰的XRD衍射圖，證明其為鑭石型碳酸鑭結構；

圖3?超聲作用下碳酸氫銨同步沉淀鑭所得碳酸鹽煅燒成氧化鑭的電鏡照片；

圖4超聲作用下碳酸氫銨同步沉淀鑭所得碳酸鑭的XRD衍射圖，證明其為鑭石型碳酸鑭結構；

圖5?超聲作用下碳酸氫鈉同步沉淀鑭所得碳酸鑭煅燒成氧化鑭的電鏡照片；

圖6超聲作用下碳酸氫鈉同步沉淀鑭所得碳酸鑭的XRD衍射圖，證明其為鑭石型碳酸鑭結構；

圖7超聲作用下碳酸氫鈉反序沉淀鈰所得碳酸鈰的XRD衍射圖，證明其為鑭石型碳酸鈰結構；

圖8?超聲作用下碳酸氫鈉反序沉淀鑭所得碳酸鑭的XRD衍射圖，證明其為鑭石型碳酸鑭結構；

圖9超聲作用下碳酸氫銨正序沉淀鑭所得碳酸鑭的XRD衍射圖，證明其為結構不是鑭石型碳酸鑭結構。

????具體實施方式