一種制備草酸稀土沉淀的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于稀土制備領(lǐng)域，尤其涉及一種制備草酸稀土沉淀的方法，該方法包括氯化稀土溶液與草酸溶液的混合、沉淀，沉淀的過(guò)濾和洗滌，洗滌水的收集，抽真空除水等步驟。本發(fā)明沉淀的過(guò)濾洗滌在自制的過(guò)濾桶內(nèi)進(jìn)行，并對(duì)洗滌分多個(gè)階段，除第一次洗滌的水排放掉后，其余階段的洗滌水均收集起來(lái)留作后續(xù)沉淀的洗滌，從而可大大提高水資源的利用率，減少?gòu)U水的排放；洗滌后的抽真空處理可有效去除沉淀中的水分，減少稀土沉淀的體積，從而可縮短后續(xù)的灼燒時(shí)間，節(jié)約灼燒能源，縮短氧化稀土生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本；還可避免離心機(jī)甩干時(shí)造成的稀土資源流失，提高了產(chǎn)品收率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種制備草酸稀土沉淀的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于稀土制備領(lǐng)域，尤其涉及一種制備草酸稀土沉淀的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)是世界上稀土儲(chǔ)量最多的國(guó)家，且元素分配全面。經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，全國(guó)已建立世界上最龐大的稀土工業(yè)，成為世界最大的稀土生產(chǎn)國(guó)，最大的稀土消費(fèi)國(guó)和最大的稀土供應(yīng)國(guó)。稀土生產(chǎn)過(guò)程中，一般需要將稀土礦轉(zhuǎn)化為稀土鹽沉淀，如草酸稀土，碳酸氫氨稀土等，再對(duì)稀土鹽進(jìn)行灼燒得到稀土氧化物。沉淀生成后的洗滌是制備純凈稀土產(chǎn)物的關(guān)鍵步驟，傳統(tǒng)的洗滌方法往往是將沉淀罐中的母液抽離后，并重新注入純水進(jìn)行洗滌，然后抽掉母液。這種方法雖然能在一定程度上除掉沉淀上附著的雜質(zhì)，但每次洗滌后的水都排放掉，嚴(yán)重浪費(fèi)水資源，并增加了廢水的排放；且洗滌后很難將沉淀里的水抽離干凈，從而延長(zhǎng)了后續(xù)的灼燒時(shí)間，不但延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，且浪費(fèi)灼燒時(shí)耗費(fèi)的能源，提高了生產(chǎn)成本，降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，也有一些廠家采用離心機(jī)對(duì)沉淀進(jìn)行甩干處理，但離心機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)速大，如操作不當(dāng)會(huì)給操作工帶來(lái)嚴(yán)重的身體傷害，增加了安全隱患；且離心機(jī)甩干過(guò)程中，容易將稀土沉淀甩出機(jī)器，從而浪費(fèi)了稀土資源，影響產(chǎn)品收率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種操作簡(jiǎn)單，稀土沉淀雜質(zhì)少，節(jié)能環(huán)保的制備草酸稀土沉淀的方法。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種制備草酸稀土沉淀的方法，包括如下步驟:
[0006](I)在沉淀罐中加入7(T80°C熱水，對(duì)沉淀罐內(nèi)部進(jìn)行預(yù)熱；隨后同時(shí)通入采用精制草酸與純水配制好并經(jīng)過(guò)加熱的草酸溶液和從稀土萃取分離制備的氯化稀土溶液，并開(kāi)啟攪拌裝置，使草酸與氯化稀土充分反應(yīng)生成草酸稀土沉淀；
[0007](2)反應(yīng)結(jié)束后停止攪拌，并靜置31分鐘，待草酸稀土沉淀完全沉入沉淀罐底部，隨后立即將草酸稀土沉淀上部的母液從沉淀罐頂部抽離；
[0008]( 3 )母液抽離后，打開(kāi)沉淀罐底部的閥門(mén)，使草酸稀土沉淀漿通過(guò)管道流入內(nèi)部鋪有濾布的過(guò)濾桶內(nèi)，待沉淀漿全部進(jìn)入過(guò)濾桶后，稀土沉淀漿內(nèi)的水通過(guò)過(guò)濾桶內(nèi)部隔板上的通孔進(jìn)入隔板下部的儲(chǔ)水腔中；
[0009](4)打開(kāi)純水管道上的閥門(mén)，采用7(T80°C純水對(duì)草酸稀土沉淀進(jìn)行洗滌，并打開(kāi)過(guò)濾桶下部的出水閥門(mén)；將洗滌時(shí)間平均分為多個(gè)階段，第一階段的洗滌水通過(guò)排水管道進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，其余階段的洗滌水分別收集到不同的集水桶中留作對(duì)下一道草酸稀土沉淀進(jìn)行洗滌；并分別對(duì)洗滌水進(jìn)行檢測(cè)，直至洗滌水合格，停止洗滌；
[0010](5)洗滌結(jié)束后，待過(guò)濾桶底部的水分全部排出后，開(kāi)啟抽真空裝置，對(duì)過(guò)濾桶進(jìn)行抽真空，去除草酸稀土沉淀里多余水分，待草酸稀土沉淀漿呈粉末狀時(shí)停止抽真空。
[0011]上述技術(shù)方案，所述步驟(I)中的氯化稀土溶液的濃度為1.5?2.0mol/L，所述草酸溶液濃度為180g/L，反應(yīng)溫度為7(T80°C。
[0012]上述技術(shù)方案，所述步驟(3)中的洗滌時(shí)間為3(Tl20min。
[0013]上述技術(shù)方案，所述步驟(4)中的洗滌時(shí)間平均分為三個(gè)階段，并采用第二階段的洗滌水對(duì)第二只過(guò)濾桶內(nèi)沉淀進(jìn)行第一次洗滌，第一次洗滌水進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)；第三階段洗滌水對(duì)第二只過(guò)濾桶內(nèi)沉淀進(jìn)行第二次洗滌，所述第二次洗滌水收集到集水桶中，留作對(duì)下一批過(guò)濾桶內(nèi)沉淀進(jìn)行第一次洗滌。
[0014]上述技術(shù)方案，對(duì)下一批次的沉淀進(jìn)行洗滌時(shí)，打開(kāi)集水桶下端出水管上的閥門(mén)，并開(kāi)啟水泵，將集水桶內(nèi)的洗滌水輸送至過(guò)濾桶內(nèi)，對(duì)沉淀進(jìn)行第一和第二階段的洗滌，第三階段洗滌時(shí)關(guān)閉集水桶出水管上的閥門(mén)和水泵，開(kāi)啟純水管上的閥門(mén)，采用純水進(jìn)行此批次沉淀的第三階段洗滌，并收集此批次第二階段和第三階段洗滌水供下一批次沉淀的洗滌。
[0015]上述技術(shù)方案，所述步驟(4)中的洗滌水檢測(cè)是通過(guò)PH試紙檢測(cè)洗滌水的酸堿度，以檢測(cè)沉淀中是否還存在氯離子，即沉淀是否還需要進(jìn)一步洗滌。
[0016]上述技術(shù)方案,所述步驟(I)中的氯化稀土溶液為氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化釤、氯化銪、氯化釓、氯化鋱、氯化鏑、氯化欽、氯化鉺、氯化銩鐿镥或氯化釔溶液。
[0017]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下積極的效果:
[0018](I)本發(fā)明沉淀的過(guò)濾洗滌在自制的過(guò)濾桶內(nèi)進(jìn)行，并對(duì)洗滌分多個(gè)階段，除第一次洗滌的水排放掉后，其余階段的洗滌水均收集起來(lái)留作后續(xù)沉淀的洗滌，從而可大大提高水資源的利用率，減少?gòu)U水的排放；洗滌后的抽真空處理可有效去除沉淀中的水分，減少稀土沉淀的體積，從而可縮短后續(xù)的灼燒時(shí)間，節(jié)約灼燒能源，縮短氧化稀土生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本；還可避免離心機(jī)甩干時(shí)造成的稀土資源流失，提高了產(chǎn)品收率；
[0019](2)本發(fā)明先采用加熱后的純水對(duì)沉淀罐進(jìn)行預(yù)熱，可使后續(xù)通入的草酸和氯化稀土溶液在合適的溫度反應(yīng)，從而提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高生產(chǎn)效益，還可增加草酸鈣等雜質(zhì)的溶解度，從而降低草酸稀土沉淀中的雜質(zhì)含量，保證了稀土產(chǎn)品的質(zhì)量；
[0020]( 3 )本發(fā)明草酸與氯化稀土溶液反應(yīng)結(jié)束后靜置幾分鐘待沉淀下沉后即進(jìn)行母液的抽離，可防止母液中溶解的草酸鈣等雜質(zhì)隨著溫度的降低，溶解度也降低，從而附著在稀土沉淀上，增加了稀土雜質(zhì)含量；
[0021](4)本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，易操作，安全性高，且可廣泛用于各種稀土產(chǎn)品的生產(chǎn)制備。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0023]圖1為本發(fā)明工藝流程圖；
[0024]圖2為實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中1、沉淀_ ;2、過(guò)濾桶；3、集水桶。

【具體實(shí)施方式】
[0026](實(shí)施例1)
[0027]見(jiàn)圖1和圖2，圖1為本發(fā)明制備草酸稀土沉淀的方法工藝流程圖，圖2為本發(fā)明方法設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明工藝方法包括如下步驟:
[0028](I)在沉淀罐I中加入7(T80°C熱水，對(duì)沉淀罐I內(nèi)部進(jìn)行預(yù)熱；隨后同時(shí)通入采用精制草酸與純水配制好并經(jīng)過(guò)加熱的草酸溶液和從稀土萃取分離制備的氯化稀土溶液，并開(kāi)啟攪拌裝置，使草酸與氯化稀土充分反應(yīng)生成草酸稀土沉淀；其中氯化稀土溶液的濃度為1.5^2.0mol/L,草酸溶液濃度為180g/L，反應(yīng)溫度為7(T80°C。精制草酸為市售草酸通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備和一定的方法精制而成，精制草酸的草酸含量高達(dá)98%以上。
[0029](2)反應(yīng)結(jié)束后停止攪拌，并靜置31分鐘，待草酸稀土沉淀完全沉入沉淀罐I底部，隨后立即將草酸稀土沉淀上部的母液從沉淀罐I頂部抽離；
[0030](3)母液抽離后，打開(kāi)沉淀罐I底部的閥門(mén)，使草酸稀土沉淀漿通過(guò)管道流入內(nèi)部鋪有濾布的過(guò)濾桶2內(nèi)，待沉淀漿全部進(jìn)入過(guò)濾桶2后，稀土沉淀漿內(nèi)的水通過(guò)過(guò)濾桶2內(nèi)部隔板上的通孔進(jìn)入隔板下部的儲(chǔ)水腔中；
[0031](4)打開(kāi)純水管道上的閥門(mén)，采用7(T80°C純水對(duì)草酸稀土沉淀進(jìn)行洗滌，并打開(kāi)過(guò)濾桶2下部的出水閥門(mén)；將洗滌時(shí)間平均分為多個(gè)階段，第一階段的洗滌水通過(guò)排水管道進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，其余階段的洗滌水分別收集到不同的集水桶3中留作對(duì)下一道草酸稀土沉淀進(jìn)行洗滌；并分別對(duì)洗滌水進(jìn)行檢測(cè)，直至洗滌水合格，停止洗滌；
[0032](5)洗滌結(jié)束后，待過(guò)濾桶2底部的水分全部排出后，開(kāi)啟抽真空裝置，對(duì)過(guò)濾桶2進(jìn)行抽真空，去除草酸稀土沉淀里多余水分，待草酸稀土沉淀漿呈粉末狀時(shí)停止抽真空。
[0033]本發(fā)明步驟(3)中的洗滌時(shí)間一般為3(Tl20min，對(duì)雜質(zhì)含量要求不高的產(chǎn)品洗漆時(shí)間可適當(dāng)縮短，如30min"60min,對(duì)高純氧化稀土產(chǎn)品，需要較長(zhǎng)的洗漆時(shí)間，如6(Tl20min。洗滌后需要檢測(cè)沉淀中是否還存在氯離子等雜質(zhì)離子的存在。檢測(cè)方法為通過(guò)PH試紙檢測(cè)洗滌水的酸堿度，以檢測(cè)沉淀中是否還存在氯離子，即沉淀是否還需要進(jìn)一步洗滌；若洗滌水呈酸性，說(shuō)明洗滌水中還含有氯離子，即沉淀還沒(méi)得到徹底清洗，繼續(xù)對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌；若洗滌水呈中性，說(shuō)明洗滌水中已無(wú)氯離子，即沉淀中已無(wú)雜質(zhì)存在，停止洗漆。
[0034]優(yōu)選地，本發(fā)明步驟(4)中的洗滌時(shí)間平均分為三個(gè)階段，并采用第二階段的洗滌水對(duì)第二只過(guò)濾桶2內(nèi)沉淀進(jìn)行第一次洗滌，第一次洗滌水進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)；第三階段洗滌水對(duì)第二只過(guò)濾桶2內(nèi)沉淀進(jìn)行第二次洗滌，所述第二次洗滌水收集到集水桶3中，留作對(duì)下一批過(guò)濾桶2內(nèi)沉淀進(jìn)行第一次洗滌。對(duì)下一批次的沉淀進(jìn)行洗滌時(shí)，打開(kāi)集水桶3下端出水管上的閥門(mén)，并開(kāi)啟水泵，將集水桶3內(nèi)的洗滌水輸送至過(guò)濾桶2內(nèi)，對(duì)沉淀進(jìn)行第一和第二階段的洗滌，第三階段洗滌時(shí)關(guān)閉集水桶3出水管上的閥門(mén)和水泵，開(kāi)啟純水管上的閥門(mén)，采用純水進(jìn)行此批次沉淀的第三階段洗滌，并收集此批次第二階段和第三階段洗滌水供下一批次沉淀的洗滌。
[0035]假設(shè)傳統(tǒng)方法洗滌一次草酸稀土沉淀約需60min滿足要求，所需的純水約30噸。采用本發(fā)明方法后，現(xiàn)對(duì)上述60min時(shí)間分為三個(gè)階段，每階段洗滌時(shí)間為20min，每階段所需的純水則為10噸；第一階段洗滌后可去除大約50%的雜質(zhì)，此時(shí)洗滌水中雜質(zhì)含量較高，不能用于下批次沉淀的洗滌，因此排向廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理；第二階段洗滌后沉淀中雜質(zhì)含量有所降低，且此時(shí)洗滌水中的雜質(zhì)含量較低，收集到集水桶3中用作下批次沉淀的初次洗滌；第三階段洗滌后沉淀中雜質(zhì)含量即滿足要求，此階段洗滌水中雜質(zhì)含量更低，可收集到集水桶3中用于下批次第二階段的洗滌；并采用純水對(duì)下批次進(jìn)行第三階段洗滌。綜上所述，采用此方法后除第一批沉淀的洗滌需要耗費(fèi)30噸水外，其余批次的沉淀洗滌僅需要10噸純水即可，用水量?jī)H為原來(lái)的三分之一，大大節(jié)約了水資源，且減少了廢水的排放和廢水處理的負(fù)擔(dān)，節(jié)約了生產(chǎn)成本，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0036]本發(fā)明可適用于制備各種草酸稀土沉淀，步驟(I)中的氯化稀土溶液可為氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化釤、氯化銪、氯化釓、氯化鋱、氯化鏑、氯化欽、氯化鉺、氯化銩鐿镥或氯化釔溶液，采用上述氯化稀土溶液分別與一定量的草酸溶液混合即可。
[0037]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)在沉淀罐中加入7(T80°C熱水，對(duì)沉淀罐內(nèi)部進(jìn)行預(yù)熱；隨后同時(shí)通入采用精制草酸與純水配制好并經(jīng)過(guò)加熱的草酸溶液和從稀土萃取分離制備的氯化稀土溶液，并開(kāi)啟攪拌裝置，使草酸與氯化稀土充分反應(yīng)生成草酸稀土沉淀； (2)反應(yīng)結(jié)束后停止攪拌，并靜置31分鐘，待草酸稀土沉淀完全沉入沉淀罐底部，隨后立即將草酸稀土沉淀上部的母液從沉淀罐頂部抽離； (3 )母液抽離后，打開(kāi)沉淀罐底部的閥門(mén)，使草酸稀土沉淀漿通過(guò)管道流入內(nèi)部鋪有濾布的過(guò)濾桶內(nèi)，待沉淀漿全部進(jìn)入過(guò)濾桶后，稀土沉淀漿內(nèi)的水通過(guò)過(guò)濾桶內(nèi)部隔板上的通孔進(jìn)入隔板下部的儲(chǔ)水腔中； (4)打開(kāi)純水管道上的閥門(mén)，采用7(T80°C純水對(duì)草酸稀土沉淀進(jìn)行洗滌，并打開(kāi)過(guò)濾桶下部的出水閥門(mén)；將洗滌時(shí)間平均分為多個(gè)階段，第一階段的洗滌水通過(guò)排水管道進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，其余階段的洗滌水分別收集到不同的集水桶中留作對(duì)下一道草酸稀土沉淀進(jìn)行洗滌；并分別對(duì)洗滌水進(jìn)行檢測(cè)，直至洗滌水合格，停止洗滌； (5)洗滌結(jié)束后，待過(guò)濾桶底部的水分全部排出后，開(kāi)啟抽真空裝置，對(duì)過(guò)濾桶進(jìn)行抽真空，去除草酸稀土沉淀里多余水分，待草酸稀土沉淀漿呈粉末狀時(shí)停止抽真空；所得的草酸稀土沉淀通過(guò)下一步灼燒即可得到稀土氧化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的氯化稀土溶液的濃度為1.5^2.0mol/L，所述草酸溶液濃度為180g/L，反應(yīng)溫度為7(T80°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的洗滌時(shí)間為3(Tl20min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(4)中的洗滌時(shí)間平均分為三個(gè)階段，并采用第二階段的洗滌水對(duì)第二只過(guò)濾桶內(nèi)沉淀進(jìn)行第一次洗滌，第一次洗滌水進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)；第三階段洗滌水對(duì)第二只過(guò)濾桶內(nèi)沉淀進(jìn)行第二次洗滌，所述第二次洗滌水收集到集水桶中，留作對(duì)下一批過(guò)濾桶內(nèi)沉淀進(jìn)行第一次洗滌。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:對(duì)下一批次的沉淀進(jìn)行洗滌時(shí)，打開(kāi)集水桶下端出水管上的閥門(mén)，并開(kāi)啟水泵，將集水桶內(nèi)的洗滌水輸送至過(guò)濾桶內(nèi)，對(duì)沉淀進(jìn)行第一和第二階段的洗滌，第三階段洗滌時(shí)關(guān)閉集水桶出水管上的閥門(mén)和水泵，開(kāi)啟純水管上的閥門(mén)，采用純水進(jìn)行此批次沉淀的第三階段洗滌，并收集此批次第二階段和第三階段洗滌水供下一批次沉淀的洗滌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(4)中的洗滌水檢測(cè)是通過(guò)PH試紙檢測(cè)洗滌水的酸堿度，以檢測(cè)沉淀中是否還存在氯離子，即沉淀是否還需要進(jìn)一步洗滌。
7.根據(jù)權(quán)利要求1飛任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的氯化稀土溶液為氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化釤、氯化銪、氯化釓、氯化鋱、氯化鏑、氯化欽、氯化鉺、氯化銩鐿镥或氯化釔溶液。
【文檔編號(hào)】C22B59/00GK104419839SQ201310363039
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】邱光懷, 鄒建東, 蔣宏, 施碧峰, 黃耀忠, 蔣逸波, 李艷芬, 陳春琴, 周紅燕, 劉玉平, 尹文群, 蔣網(wǎng)生, 施建新, 周志新 申請(qǐng)人:中鋁稀土（常州）有限公司