[发明专利]稀土氟化物的制取方法

说明书

本发明涉及稀土金属化合物的制取，更确切的说是稀土金属氟化物的制取。

稀土金属氟化物可以作为钢、有色金属合金，碳弧棒的添加剂，亦可以作为稀土金属电解的原料和电解质，氟化镧、氟化铈又可作为陶瓷釉面的乳白剂。

铈的丰度占稀土元素的首位，因而铈的氟化物更具有广阔的前景。

已有的生产稀土金属氟化物的方法中有湿法和干法两种（稀土湿法冶炼工艺学，中国有色金属工业公司职工教育教材编审办公室P329-333），湿法是用稀土的氢氧化物、稀土的碳酸盐、稀土氯化物、稀土硝酸盐、稀土硫酸盐与氢氟酸或氟化铵反应生成稀土氟化物，加热脱水而成无水稀土氟化物。例如：以稀土氯化物为原料，将稀土氯化物溶解后控制稀土浓度300克/升（按稀土氧化物计，下同）在80°-90℃时于搅拌下加入4N稀硫酸澄清过滤，稀土氯化物中杂质钡及部分钙以渣的形式除去，然后稀土氯化物溶液稀土浓度控制在100-130克/升，用48%的浓氢氟酸进行氟化，再用70°-80℃的热水洗涤去掉氯离子控制pH为5-6，澄清得到含有结晶水的稀土氟化物，为了除去含有结晶水的稀土氟化物中由于水解而产生的二氧化硅水合物，因此在脱水前拌入一定量的氟化铵进行脱水得到无水稀土金属氟化物。

稀土氟化物的脱水在真空条件下进行，为了保证真空度在100-200毫米汞柱，升温的速度不宜太快，一般控制在20℃/小时，使稀土金属氟化物的大部分水份除去，控制在45℃左右保温6-8小时，而得到无水稀土金属氟化物。

干法制取稀土金属氟化物是将稀土氧化物在氢氟酸气流中加热而得到无水稀土金属氟化物。

湿法与干法相比，干法具有流程短，产品质量好，回收率高等优点，但是高温耐氟材料、氟化设备、安全措施等不易解决，因此干法生产稀土金属氟化物应用较少，湿法设备简单，易于操作，但是流程长，产品质量差，回收率低，消耗的化工原料多工人的劳动强度大，产品成本高，而且以氢氟酸或氟化铵为沉淀剂制取稀土金属氟化物时，最大的问题是生成的稀土金属氟化物为胶体状沉淀，过滤困难，有时一批稀土金属氟化物沉淀过滤时需要长达30小时以上，而且易穿滤，生产周期长，损失大，不宜于工业化生产。

本发明的目的就在于研究出一种新的湿法制取稀土金属氟化物的工艺方法，用本发明的工艺方法沉淀出来的稀土金属氟化物易于过滤，使生产周期缩短，回收率增高，成本低，所用设备简单，有利于环境保护，易于工业化。

本发明的一种稀土金属氟化物的制取方法，以可溶性稀土盐的酸性水溶液，稀土氧化物、草酸稀土盐、硫酸稀土铵复盐、酸式碳酸稀土盐其中一种的浆液为原料液，原料液在室温至沸腾的温度于搅拌下向原料液中加入草酸，草酸的加入量使A/B＝0-3.0（其中A为1升原料液中含有二个结晶水的草酸的摩尔数，B＝每升原料液中含有稀土氧化物的摩尔数÷稀土氧化物分子中含有稀土的原子个数，A，B的含意以下均与上同），然后在原料液为室温至沸腾的温度在搅拌下加入氢氟酸进行固液分离。

在制取稀土金属氟化物的工艺中所用的原料液可溶性稀土盐的酸性水溶液中有稀土氯化物的酸性水溶液，稀土硫酸盐的酸性水溶液，稀土硝酸盐的酸性水溶液。稀土氯化物的酸性水溶液的酸度为pH2-0.64N，其稀土浓度为0.12-1.35M，但以稀土氯化物的酸性水溶液酸度为0.3-0.5N，其稀土浓度为0.4-0.6为佳;稀土硝酸盐的酸性水溶液的酸度为0.44-3.11N，其稀土浓度为0.29-1.26M，但以稀土硝酸盐的酸性水溶液酸度为0.4-0.6N，其稀土浓度为0.4-0.6M为宜;稀土硫酸盐的酸性水溶液的酸度为0.44-0.64N，其稀土浓度为0.12-0.41M，但以稀土硫酸盐的酸性水溶液的酸度为0.4-0.5N，其稀土的浓度为0.3-0.4M为佳。

若以草酸稀土盐、硫酸稀土铵复盐、酸式碳酸稀土盐的浆液的其中的一种混和相为原料液，其悬浮的稀土盐浓度为0.55-1.36M，但以1.2-1.3M为佳。

若以稀土氧化物的浆液的液体为原料液，其悬浮的稀土氧化物的浓度为0.20-4.5M，但以2.0-2.5M为佳。