[發明專利]一種制備三氟化鈰的方法

在審

• 申請號: 201710366832.9
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107287409A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 陳繼;李凱;鄒丹;李德謙
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B3/06;C22B3/38;C22B59/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙)22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明涉及濕法冶金技術領域，具體涉及一種以包頭稀土焙燒礦硝酸浸出液為原料制備三氟化鈰的方法。

背景技術

近年來由于在拋光粉、固體潤滑劑、光電子器件、電解制備金屬鈰等領域的應用，三氟化鈰(CeF₃)越來越受到大家的關注。目前CeF₃的常用合成方法包括HF(NH₄HF₂)沉淀-真空脫水法、HF(NH₄HF₂)氟化法、NH₄HCO₃轉型制備法、微波固相氧化還原合成法、多元醇法、微乳液制備法等。

由于包頭稀土精礦組成較為復雜，氧化焙燒后，通過硝酸或硫酸浸出得到的酸浸出液中不僅含有F、還含有部分的P，包頭稀土礦中40％左右的P能夠通過酸浸出。在硫酸體系，Cyanex923不僅能共萃取Ce⁴⁺和F^-，還能萃取P，最終反萃得到的是磷酸鈰和氟化鈰的混合產品，且產品中硫酸根的含量較高很難除去，這些都不利于產品的進一步應用。如中國專利200410010618.2公開了一種制備高純三氟化鈰微粉的方法，該方法用Cyanex923對氟碳鈰礦硫酸浸取液進行萃取，得到單分散的CeF₃納米粒子，但該方法得到的CeF₃中含有難以除去的硫酸根，且不涉及包頭稀土礦浸出液中P的問題。

發明內容

本發明要解決現有技術中以包頭稀土礦硫酸浸出液為原料制備的CeF₃純度不高，且產品中硫酸根的含量較高很難去除的技術問題，提供一種以包頭稀土焙燒礦硝酸浸出液為原料制備三氟化鈰的方法，該方法不僅能夠制備得到高純度的三氟化鈰，還能夠實現包頭稀土焙燒礦硝酸浸出液中Ce、F、P資源的回收并實現F、P的分離。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

一種制備三氟化鈰的方法，包括以下步驟：

(1)將包頭礦氧化焙燒得到的焙燒礦用硝酸溶液浸出，得到包頭礦硝酸浸出液；HNO₃濃度為3～8M，液固比為3～6，浸出時間為20～90分鐘，浸出溫度為20～50℃；

(2)通過中性磷萃取劑Cyanex923從包頭礦硝酸浸出液中共萃取Ce⁴⁺和F，然后還原反萃得到納米三氟化鈰，將得到的三氟化鈰在馬弗爐中在200～400℃下焙燒30分鐘，得到高純的三氟化鈰。

在上述技術方案中，步驟(2)所得的萃余液可通過調節硝酸濃度，得到磷酸稀土沉淀，具體的條件為：將硝酸濃度調節至2％以下，加熱煮沸，稀土磷酸鹽沉淀，然后洗滌，干燥得到磷酸稀土。

在上述技術方案中，步驟(2)中還原步驟所用的還原劑為H₂O₂。

在上述技術方案中，所述還原劑H₂O₂的質量百分數為0.1％。

在上述技術方案中，步驟(2)中所述焙燒溫度為350℃。

在上述技術方案中，用于溶解中性磷萃取劑Cyanex923的溶劑為異辛醇和正庚烷。

在上述技術方案中，步驟(1)中包頭礦氧化焙燒的溫度為400～600℃，時間為60～90分鐘。

本發明的有益效果是：

1、本發明提供的制備三氟化鈰的方法，通過將包頭稀土礦氧化焙燒、硝酸浸出得到包頭礦硝酸浸出液為原料制備三氟化鈰，該方法避免了現行工藝中的污染問題。與硫酸浸出相比，降低了浸出溫度，增大了浸出液中稀土濃度，減小了渣量。

2、本發明提供的制備三氟化鈰的方法，通過中性磷萃取劑Cyanex923從包頭礦硝酸浸出液中共萃取Ce、F，而PO₄^3-不會被萃取，然后通過H₂O₂還原反萃，就能夠得到高純的納米CeF₃，Ce的回收率大于95％，F的回收率大于70％。

特別是將得到的CeF₃水洗，干燥，350℃下焙燒，能夠得到純度大于為99.99％的高純CeF₃產品。

3、本發明提供的制備三氟化鈰的方法，回收完Ce、F的萃余液，通過調節HNO₃濃度，使得稀土磷酸鹽沉淀，回收P資源，P的回收率大于95％。