[发明专利]碳循环制备稀土氟化物的方法

说明书

本发明公开了一种碳循环制备稀土氟化物的方法，包括以下步骤：(1)将氟氨复合氟化剂与稀土碳酸盐在40～90℃下反应，反应过程中用气体吹脱反应液得到吹脱尾气和反应混合物；将吹脱尾气中的二氧化碳用第一氨水吸收得到除碳尾气和含碳酸氢铵的液体；将除碳尾气用水吸收得到第二氨水；(2)将反应混合物进行后处理，得到稀土氟化物；和(3)将含碳酸氢铵的液体与稀土氯化物反应，得到稀土碳酸盐；将该稀土碳酸盐与氟氨复合氟化剂反应得到稀土氟化物。本发明的氟转化率较高，且能够实现碳资源的循环利用。

技术领域

本发明涉及一种碳循环制备稀土氟化物的方法。

背景技术

稀土氟化物的生产工艺包括干法工艺和湿法工艺。干法工艺是以稀土氧化物为原料在氟化氢气体中直接氟化而制得产品。湿法工艺是在稀土盐溶液中直接加氢氟酸或氟化氢铵沉淀出稀土氟化物，再经洗涤、干燥、真空脱水处理制得产品。目前，由于湿法工艺操作简便，生产成本低，因此在稀土氟化物的制备中的应用较为广泛。但是，常见的湿法工艺存在氟转化率低、废水中氟含量超标、二氧化碳和氨无组织排放等问题。

CN1907859A公开了一种从稀土氧化物制备稀土氟化物的方法。将稀土氧化物用水调浆后加热得到稀土氢氧化物粉末，加入氢氟酸后进行氟化反应，然后沉降、过滤、洗涤、干燥得到稀土氟化物。为了提高氟转化率，该方法采用过量的氢氟酸，因而废水含氟量高，导致后续处理困难。

CN101805008A公开了一种无水高纯稀土氟化物的制备方法。将氢氟酸与氨水配成的复合氟化剂与稀土碳酸盐反应，然后经过滤、洗涤、脱水和干燥后得到无水高纯度稀土氟化物。该方法中，氟元素与稀土元素的摩尔比为3.5～4.5，造成废水中氟含量较高，废水处理困难。此外，该方法未能回收二氧化碳和氨水，导致碳资源和氨资源的浪费。

CN1337357A公开了一种制取稀土氟化物的方法。用氢氟酸与氨水混合配置而成的复合氟化剂与含稀土盐的料液反应得到稀土氟化物。该方法采用过量的氢氟酸，导致废水中氟含量较高。

CN101700902A公开了一种稀土氟化物的制造方法。将过量的氟化氢气体直接通入密闭的氟化炉中与稀土碳酸盐反应制得无水稀土氟化物。该方法需要使用耐氟材料的炉体，成本较高，并且未能回收二氧化碳。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种碳循环制备稀土氟化物的方法，其能够实现碳资源的循环利用。进一步地，本发明能够回收氨气，实现氮资源的循环利用。本发明采用如下技术方案达到上述目的。

本发明提供一种碳循环制备稀土氟化物的方法，包括以下步骤：

(1)将氟氨复合氟化剂与稀土碳酸盐在40～90℃下反应，反应过程中用气体吹脱反应液得到吹脱尾气和反应混合物；将吹脱尾气中的二氧化碳用第一氨水吸收得到除碳尾气和含碳酸氢铵的液体；将除碳尾气用水吸收得到第二氨水；

(2)将反应混合物进行后处理，得到稀土氟化物；和

(3)将含碳酸氢铵的液体与稀土氯化物反应，得到稀土碳酸盐；将该稀土碳酸盐与氟氨复合氟化剂反应得到稀土氟化物；

其中，所述含碳酸氢铵的液体为含碳酸氢铵晶体的浆液或碳化氨水溶液，

其中，所述氟氨复合氟化剂包括含氟无机物和氨水；

其中，第一氨水的浓度大于第二氨水的浓度。

根据本发明的方法，优选地，第一氨水的浓度为18～23wt％，第二氨水的浓度为9～18.5wt％。

根据本发明的方法，优选地，将第二氨水调节至第一氨水的浓度，然后用于吸收吹脱尾气中的二氧化碳。

根据本发明的方法，优选地，所述氟氨复合氟化剂中，氟离子与氨根离子的摩尔比为1:0.5～1.2。