[其他]取法生产荧光级氧化镧的工艺方法

说明书

本发明属于化学工艺方法

荧光级氧化镧作为X-光增感屏，投影电视荧光粉等的原料，应用日趋广泛。生产荧光级氧化镧可以用离子交换，溶剂萃取等方法。但离子交换法成本高、产量小、工业生产很少应用。法国罗纳·普朗克公司和美国钼公司用溶剂萃取法生产荧光级氧化镧，但其具体技术未见专利和文献报导。

本发明适用于从独居石和其它稀土矿物所得氧化镧的深度加工，即生产荧光级氧化镧。

以独居石为原料生产的氧化镧中，含有放射性元素及多种非放射性杂质（其它稀土、钙、铁、铜、硅等）。用工业上现有的工艺方法，可使非放射性杂质含量达到荧光级标准，而放射性的去除一直是比较困难的问题。氧化镧中总α放射性强度约为n×10^-6居里/公斤氧化镧，比要求高出两个数量级以上。因此，生产荧光级产品的关键是氧化镧中放射性的去除。

我们用多种方法研究了氧化镧中放射性的组成情况。发现其中含有三天然放射系的诸核素如U²⁸⁵、U²³⁴、Th²²⁸、Pa²³¹、Ra²²⁸，Ra²²⁶、Ac²²⁷、Pb²¹⁰o²¹⁰在这些核素中，Ac²²⁷的子体是造成氧化镧α放射性污染的主要原因。

本发明选用的萃取剂为酸性磷类萃取剂：HEH-EHP（P₅₀₇）HDEHP（P₂₀₄），其结构式为

HEHEHP（P₅₀₇）

HDEHP（P₂₀₄）

式中R为2-乙基己基

萃取采用的有机相为萃取剂的煤油溶液，根据需要，萃取剂配成不同的浓度，并用氨水进行均相皂化，使其具有一定的皂化度。水相料液为镧的硝酸水溶液。

当有机相和水相充分接触时，在一定条件下，铀、钍、镧等元素按阳离子交换机理被萃入有机相。

Mⁿ⁺+n（HA）₂M（HA₂）_n〉+nH⁺

而锕、镭、钙、铅等仍留在水相。用合适的稀硝酸反萃液化萃有机相，镧反萃下来而铀、钍、镤留在有机相，镧反萃液用草酸沉淀、灼烧，得到荧光级氧化镧产品。

本发明给出了HEHEHP煤油-HNO₃体系、HDEHP煤油-HNO₃体系下镧、锕的分配比，分离系数数学模型公式：

一、HEHEHP煤油-HNO₃体系

a）当PN＝1.15～20C＝0.032～0.83M时

D_La＝0.076×1.52^P×C^{（1.04-0.96×P）}

×（0.033×H×P-P²+0.044×H）

D_AC＝0.013×1.001^P×C^{（0.83-0.894×P）}

×（0.048×H×P-P²+0.0063×H）

b）当PN＝0.5～1.15C＝0.096～0.9M时

D_La＝0.015×0.53^P〉×C^{（1.16-1.13×P）}

×（0.033×H×P-P²+0.044×H）

D_AC＝0.002×5.43^P×C^{（0.357-0.275×P）}

×（0.048×H×P-P²+0.0063×H）

式中：P为平衡水相pH值

C为平衡水相镧浓度M

H为有机相中萃取剂体积百分比浓度H%

二、50%HDEHP煤油-HNO₃体系，P＝0.4～1.5C＝0.05～0.8M