[发明专利]一种氢氧化铈的制备方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及超高纯、超高总量氢氧化铈的制备方法与系统，属于稀土生产的湿法冶金领域。

背景技术

氢氧化铈是一种重要的工业原料，用作彩色电视机荧光屏添加剂，可以改变荧光玻璃的韧性、强度及其他光学性质，还可以用于制备硝酸铈铵，以及其他众多用途。

国际市场已经对氢氧化铈的质量提出了越来越高的要求，例如：稀土纯度>99.99%，非稀土杂质普遍<10ppm，CL^-<10ppm，SO₄^2-<10ppm，硝酸根<2000ppm，氢氧化铈产品的氧化物总量>80%，酸溶性好等。

然而，现有技术中，生产氢氧化铈的技术难以达到如此高的要求。尤其是稀土氧化物总量和硝酸根的要求很难达到。

CN87100620A、CN1075171A、CN1269327A、CN1048239A公开的生产氢氧化铈的方法均为从混合稀土料液出发，所获得的氢氧化铈难于过滤且产物纯度低，会夹带包裹Na⁺、Mn²⁺、SO₄^2-和其他稀土杂质等，使得这些方法所获得的氢氧化铈纯度偏低。不能用于在很多对于产品杂质要求较高的领域，例如汽车尾气净化器、生产硝酸铈铵等。

CN1635169A公开的氢氧化铈制备方法可以提高产品的质量档次，但其产品氧化率偏低，尤其是Cl^-高，总量低，硝酸根高。

在现有技术中，一般氢氧化铈的稀土总量在65%左右，CL^-在400-600ppm，硝酸根在2.5-5%之间，其它非稀土杂质在100-200ppm之间。这完全不能满足国内外客户的高端质量需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种氢氧化铈的制备方法与系统，其可以制备超高纯、超高总量的氢氧化铈。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种氢氧化铈的制备方法，其特征在于，以纯度>99.99%的碳酸铈为原料，用硝酸溶解成硝酸铈料液，溶解过程中进行水解除杂，再进行至少二次过滤，所得的滤液经过(例如通过过滤泵)精密过滤，转入储存容器(例如储桶)，静置数天(例如15天左右)，所得的硝酸铈料液的一般非稀土杂质<5ppm；净化好的料液再以氨水为转化剂，双氧水为氧化剂，经过转型成氢氧化铈，经强碱度液浸泡、洗涤，以除去硝酸根；对所制得的氢氧化铈进行过滤，滤饼再经过热二次水洗涤，抽干；把滤干料放入烘箱，经过90-95℃温度烘干数小时(例如24小时)，从而得到超高纯、超高总量的氢氧化铈产品。

根据本发明的另外一个方面，提供了一种氢氧化铈的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)将纯度>99.99%的碳酸铈定量投入反应釜，加入硝酸进行溶解(溶解过程中捞油)；溶解完全后，调节pH值到4.5-5.5，并用二次水调节到一定的稀土浓度；升温，进行水解除杂；

2)把水解好的硝酸铈料液置入一级密闭过滤槽中进行过滤；

3)一级过滤后的滤液再进入二级密闭过滤槽中进行过滤；

4)将二级过滤后的滤液输送进存储器，经过静置数天，备用；

5)将静置好备用的硝酸铈料液放入沉淀反应釜，搅拌，用二次水调节好一定浓度，备用；

6)在搅拌下控制温度，加入氨水，让硝酸铈转型成Ce(OH)₃，碱液中的OH^-离子与铈离子摩尔比(3.5～4.5):1；

7)在常温下继续搅拌，加入双氧水，使Ce(OH)₃氧化成Ce(OH)₄或Ce(OH)₃OOH；

8)升温至90-100℃，保温，使Ce(OH)₃OOH全部转化成Ce(OH)₄，并把多余的双氧水除去；

9)静置，除去上清液，用3-4N浓度的热氨水搅拌，浸泡数分钟，静置数分钟，再除去上清液，以除去硝酸根；

10)将料液放入过滤槽中，用热二次水洗涤数遍，过滤、抽干；

11)将抽干的滤饼转入烘箱，经过90-95℃恒温烘干数小时；

12)将烘干好的料过筛、混料，由此制得超高纯、超高总量的氢氧化铈产品。

优选地，包括下列技术特征至少其中之一：

步骤1)中，碳酸铈和硝酸的投入比例为摩尔比1：3；

步骤1)中，溶解完全后，调节pH值到5；