[發明專利]一種高純度無水氯化稀土的制備方法

有效

• 申請號: 202011580445.3
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112607761B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 冀代明;王新政
• 申請（專利權）人: 包頭市明芯科技有限公司
• 主分類號: C01F17/271
• 分類號: C01F17/271;C01F17/10
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 全成哲

本發明公開了一種高純度無水氯化稀土的制備方法，包括：將高純度含水碳酸稀土在微負壓下加熱脫水，得到原料無水碳酸稀土；將步得到的粗無水碳酸稀土放置于回轉氣氛爐中進行微負壓抽吸，并階梯逐步升溫；達到技術要求后，緩慢開啟無水氯化氫貯罐，按技術要求給定流量，使無水碳酸稀土在純無水氯化氫下進行氯化反應；通入理論量的105％～130％無水氯化氫氣體，控制反應速率為1kg～20kg/小時通氣量，通氣結束后，在氮氣保護下冷卻室溫；將反應后的產物利用真空吸料機在干燥氮氣保護下吸入貯存容器中進行檢驗，成品無水氯化稀土均于隔絕水和氧氣的條件下進行收集。本發明工藝成本較低，過程控制簡單，環保、安全，易于工業化生產。

技術領域

本發明涉及稀土化合物的制備技術領域，尤其涉及一種高純度無水氯化稀土的制備方法。

背景技術

無水氯化稀土被用于制備高純金屬、稀土元素有機化合物、醫藥添加劑、有機合成催化劑、及干燥劑等，現有資料查詢顯示全部方法均采用含水稀土氯化物混合氯化銨然后進行高溫真空脫水等方法制得。此方法其他非稀土雜質帶入量無法控制，只能生產出工業級的無水氯化稀土，同時過程控制復雜，最低含水量只能做到2％以內，同時氯氧化稀土含量較高，最低只能做到1％左右，無法滿足高純產品要求。

現有無水氯化稀土生產工藝均以氯化稀土為原料，以氯化銨為輔料進行高溫真空脫水，生產工藝流程長、能耗、物耗高、造成了一定的能源的浪費，同時過程控制復雜，脫水過程中易生成氯氧化物，成品又極易潮解，這給無水氯化稀土的制備、封裝、存儲、長晶等帶來了極大的困難，同時現有方法生產出來的無水氯化稀土根本無法滿足高端市場閃爍體生產需求的高純無水氯化稀土。由于閃爍體需求的高純無水氯化稀土價格高昂，嚴重阻礙了無水氯化稀土閃爍體產業的發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種成本低、易規模化、過程控制簡單、無其他金屬離子帶入的高純度無水氯化稀土的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種高純度無水氯化稀土的制備方法，(1)將∑非稀土雜質≦100ppm高純度含水碳酸稀土在微負壓下加熱脫水，得到原料無水碳酸稀土RE₂(CO₃)₃；

(2)將步驟(1)得到的粗無水碳酸稀土放置于回轉氣氛爐(型號QFL－300L,購自淄博星之火窯業技術有限公司)中進行微負壓抽吸，并階梯逐步升溫至100℃～350℃；具體為升溫速率為5℃/分鐘，第一步升溫至150℃，保溫60分鐘；第二步升溫至200℃，保溫45分鐘；第三步升溫至250℃，保溫60分鐘；第四步升溫至300℃，保溫45分鐘；第五步升溫至350℃，保溫60分鐘后得到無水碳酸稀土；

(3)將步驟(2)中達到含水量≦5％的無水碳酸稀土后，緩慢開啟無水氯化氫貯罐，按技術要求給定流量，使無水碳酸稀土在純無水氯化氫下進行氯化反應；

(4)將步驟(3)中通入理論量的105％～130％無水氯化氫氣體，控制反應速率為1kg～20kg/小時通氣量，通氣結束后，在氮氣保護下冷卻室溫；

(5)將步驟(4)中反應后的產物利用真空吸料機在干燥氮氣保護下吸入貯存容器中進行檢驗，所得的成品無水氯化稀土均于隔絕水和氧氣的條件下進行收集。

進一步的，所述無水碳酸稀土RE₂(CO₃)₃中的RE為Y、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的任何一種或兩種以上稀土元素。

進一步的，所述步驟就(3)中反應產生的二氧化碳氣體經過尾氣回收裝置凈化達標后排放。

進一步的，所述步驟(5)中隔絕水和氧氣的條件為水和氧氣的含量均小于10ppm的體系環境。

進一步的，所述步驟(2)中階梯逐步升溫至220℃～290℃。