一种氧化铈粉的制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010534886.X

申请日:

2010.11.08

公开号:

CN101983925A

公开日:

2011.03.09

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C01F 17/00申请日:20101108|||公开

IPC分类号:

C01F17/00

主分类号:

C01F17/00

申请人:

东北大学

发明人:

吴文远; 边雪

地址:

110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号

优先权:

专利代理机构:

沈阳东大专利代理有限公司 21109

代理人:

李在川

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内容摘要

本发明属于稀土冶金领域,具体涉及一种氧化铈粉的制备方法。要点是在500~1000℃的温度范围内以10g/L~300g/L的氯化铈溶液为原料,在焙烧炉中焙烧10~40分钟;焙渣经冷却,制得氧化铈粉产品;炉气经除尘、吸收制成浓盐酸产品。此工艺过程铈的转化率可达99%以上,获得的氧化铈粉中氧化铈含量大于99wt%;该工艺具有生产成本低,产量大,产品质量好,生产过程中无碳排放、无污染,氯可回收,便于实现生产连续化和自动化。

权利要求书

1: 一种氧化铈粉的制备方法, 其特征在于按如下步骤进行 : 首先将焙烧炉升温至 500~1000℃, 预热 10 分钟 ; 然后将浓度为 10~300g/L, 质量纯度 99% 以上的氯化铈溶液, 与气体载体混合后喷入焙烧炉内, 焙烧 10~40 分钟, 焙烧后的炉气 经除尘和分离, 分离后的焙渣经自然冷却, 获得氧化铈含量大于 99wt% 的氧化铈粉 ; 分离后 的炉气经吸收后制得盐酸。
2: 根据权利要求 1 所述的一种氧化铈粉的制备方法, 其特征在于所述的气体载体选用 压缩空气或压缩氮气, 流速为 2 升 / 小时。
3: 根据权利要求 1 所述的一种氧化铈粉的制备方法, 其特征在于所述的氧化铈粉的粒 度 <0.22mm。
4: 根据权利要求 1 所述的一种氧化铈粉的制备方法, 其特征在于所述获得的盐酸浓度 为 80~200g/L。

说明书


一种氧化铈粉的制备方法

    【技术领域】
     本发明属于稀土冶金领域, 具体涉及一种氧化铈粉的制备方法。背景技术 随着科学技术的发展, 作为制备新材料的基础材料之一的稀土氧化物得到了越来 越广泛的应用。 稀土氧化物是稀土生产中最常见的中间产品, 可进一步用于生产稀土金属、 合金和功能材料等。而且稀土氧化物的制备向着具有特殊物理化学性质的方向发展。如要 求制备不同粒径、 不同比表面积的稀土氧化物和稀土复合物粉体等。
     稀土金属在空气中氧化或在空气中灼烧稀土的氢氧化物以及含挥发性酸根的稀 土盐类 (如 : 草酸盐、 碳酸盐、 硝酸盐、 硫酸盐等) 就可以得到稀土氧化物。一般形成倍半氧 化物 (RE2O3) , 铈形成 CeO2, 镨形成 Pr6O11(Pr2O3·4PrO2) , 铽形成 Tb4O7(Tb2O3·2TbO2) 。工 业上一般用在空气中灼烧稀土碳酸盐或稀土草酸盐的方法制备稀土氧化物。
     化学工业出版社出版的 《稀土冶金学》 173 页中公开了草酸盐沉淀法或碳铵沉淀法 制备稀土氧化物的工艺。 其中草酸盐沉淀法是 : 将含 20~100g/L 的稀土氯化物溶液, 调节 pH 为 2~3 左右, 然后加热到 80~90℃, 在搅拌条件下加入固体草酸进行沉淀。草酸的用量是稀 土氧化物质量的 1.2~1.4 倍, 沉淀 30 分钟后, 过滤得到草酸稀土, 将草酸稀土在 800~900℃ 下灼烧 2 小时得到稀土氧化物。而此稀土氧化物即可作为商品出售。值得注意的是草酸具 有一定毒性, 且其存在于废水中, 污染环境。同时无论草酸沉淀法或碳铵沉淀法, 灼烧稀土 沉淀过程中将排放大量的二氧化碳, 这使得企业的碳排放量增加。 另外, 此方法沉淀后的滤 液中含有大量的氯根, 无法得到利用, 也会造成环境污染。
     中国专利申请, 申请号为 200410036484.1 公开了一种制备稀土氧化物的方法, 该 方法为解决草酸盐沉淀法或碳铵沉淀法制备稀土氧化物过程中, 劳动强度大、 设备损耗大、 污染严重、 分解不均衡、 一致性差和影响产品质量等问题, 提出了一种可连续实施灼烧分解 稀土碳酸盐或草酸盐制备稀土氧化物的技术方案, 并设计了灼烧设备。此工艺可减轻劳动 强度、 提高生产效率、 提高产品质量。然而该工艺仍采用草酸或碳铵沉淀稀土, 这无法避免 灼烧过程中碳的排放和环境的污染。
     发明内容
     针对上述现有技术存在的问题, 本发明提供一种氧化铈粉的制备方法, 实现铈高 转化率的同时, 减少了碳排放, 回收氯资源, 降低了对环境的污染。
     实现本发明目的的技术方案是 : 首先将焙烧炉升温至 500~1000℃, 预热 10 分钟 ; 然后将浓度为 10~300g/L, 质量纯度 99% 以上的氯化铈溶液, 与气体载体混合后喷入焙烧炉内, 焙烧 10~40 分钟, 焙烧后的炉气 经除尘和分离, 分离后的焙渣经自然冷却, 获得氧化铈含量大于 99wt% 的氧化铈粉 ; 分离后 的炉气经吸收后制得盐酸。
     所述的气体载体选用压缩空气或压缩氮气, 流速为 2 升 / 小时 ;所述的氧化铈粉的粒度 <0.22mm ; 所述的盐酸的浓度为 80~200g/L。
     与现有技术相比, 本发明的特点及其有益效果是 : 由于本发明采用氯化铈为原料, 因此生产工艺过程中不采用碳铵和有毒性的草酸, 不 产生传统工艺中在灼烧过程中排放二氧化碳, 极大的降低了对环境的污染 ; 本发明的工艺流程中产生的氯气进行回收制得盐酸, 既保护环境又增加经济效益 ; 本发明大幅度提高了铈的转化率, 可达 99% 以上。 具体实施方式
     下面结合实施例对本发明作详细说明, 但本发明的保护范围不仅限于下述的实施 例: 以下实施例采用的焙烧炉, 其结构为 : 炉体为圆柱型, 外壁为不锈钢材质, 内壁为氧化 铝材质, 内壁上安装有保温材料, 炉体内腔顶端料液进口连接有一个喷头, 炉体侧壁上部有 一个物料出口, 炉体侧壁下部有一个燃气进口 ; 本发明除尘分离采用旋风分离器, 其型号为 CZT-3.9 ; 本发明尾气吸收采用吸收塔, 其型号为 M215780。 实施例 1 : 首先将焙烧炉升温至 500℃, 预热 10 分钟 ; 然后将浓度为 10g/L 的氯化 铈溶液 500ml, 与流速为 2 升 / 小时的压缩空气载体混合, 通过焙烧炉喷头, 喷入焙烧炉内, 焙烧 40 分钟后, 使含炉气的焙渣通过炉体侧壁上部的物料出口进入旋风分离器 ; 分离得到 的焙渣经自然冷却, 获得氧化铈含量 99.2wt% 的氧化铈粉, 粒度为 0.12mm ; 将通过旋风分离 器分离和除尘的炉气通入尾气吸收塔吸收后, 制得浓度为 80g/L 的盐酸。
     实施例 2 : 首先将焙烧炉升温至 800℃, 预热 10 分钟 ; 然后将浓度为 150g/L 的氯化 铈溶液 530ml, 与流速为 2 升 / 小时的压缩空气载体混合, 通过焙烧炉喷头, 喷入焙烧炉内, 焙烧 20 分钟后, 使含炉气的焙渣通过炉体侧壁上部的物料出口进入旋风分离器 ; 分离得到 的焙渣经自然冷却, 获得氧化铈含量 99.5wt% 的氧化铈粉, 粒度为 0.18mm ; 将通过旋风分离 器分离和除尘的炉气通入尾气吸收塔吸收后, 制得浓度为 100g/L 的盐酸。
     实施例 3 : 首先将焙烧炉升温至 1000℃, 预热 10 分钟 ; 然后将浓度为 300g/L 的氯 化铈溶液 100ml, 与流速为 2 升 / 小时的压缩空气载体混合, 通过焙烧炉喷头, 喷入焙烧炉 内, 焙烧 10 分钟后, 使含炉气的焙渣通过炉体侧壁上部的物料出口进入旋风分离器 ; 分离 得到的焙渣经自然冷却, 获得氧化铈含量 99.3wt% 的氧化铈粉, 粒度为 0.22mm ; 将通过旋风 分离器分离和除尘的炉气通入尾气吸收塔吸收后, 制得浓度为 200g/L 的盐酸。
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资源描述

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1、10申请公布号CN101983925A43申请公布日20110309CN101983925ACN101983925A21申请号201010534886X22申请日20101108C01F17/0020060171申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号72发明人吴文远边雪74专利代理机构沈阳东大专利代理有限公司21109代理人李在川54发明名称一种氧化铈粉的制备方法57摘要本发明属于稀土冶金领域,具体涉及一种氧化铈粉的制备方法。要点是在5001000的温度范围内以10G/L300G/L的氯化铈溶液为原料,在焙烧炉中焙烧1040分钟;焙渣经冷却,制得氧化铈粉产品;炉气经。

2、除尘、吸收制成浓盐酸产品。此工艺过程铈的转化率可达99以上,获得的氧化铈粉中氧化铈含量大于99WT;该工艺具有生产成本低,产量大,产品质量好,生产过程中无碳排放、无污染,氯可回收,便于实现生产连续化和自动化。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页CN101983927A1/1页21一种氧化铈粉的制备方法,其特征在于按如下步骤进行首先将焙烧炉升温至5001000,预热10分钟;然后将浓度为10300G/L,质量纯度99以上的氯化铈溶液,与气体载体混合后喷入焙烧炉内,焙烧1040分钟,焙烧后的炉气经除尘和分离,分离后的焙渣经自然冷却,获得氧化铈含量大。

3、于99WT的氧化铈粉;分离后的炉气经吸收后制得盐酸。2根据权利要求1所述的一种氧化铈粉的制备方法,其特征在于所述的气体载体选用压缩空气或压缩氮气,流速为2升/小时。3根据权利要求1所述的一种氧化铈粉的制备方法,其特征在于所述的氧化铈粉的粒度022MM。4根据权利要求1所述的一种氧化铈粉的制备方法,其特征在于所述获得的盐酸浓度为80200G/L。权利要求书CN101983925ACN101983927A1/2页3一种氧化铈粉的制备方法技术领域0001本发明属于稀土冶金领域,具体涉及一种氧化铈粉的制备方法。背景技术0002随着科学技术的发展,作为制备新材料的基础材料之一的稀土氧化物得到了越来越广泛。

4、的应用。稀土氧化物是稀土生产中最常见的中间产品,可进一步用于生产稀土金属、合金和功能材料等。而且稀土氧化物的制备向着具有特殊物理化学性质的方向发展。如要求制备不同粒径、不同比表面积的稀土氧化物和稀土复合物粉体等。0003稀土金属在空气中氧化或在空气中灼烧稀土的氢氧化物以及含挥发性酸根的稀土盐类(如草酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐等)就可以得到稀土氧化物。一般形成倍半氧化物(RE2O3),铈形成CEO2,镨形成PR6O11(PR2O34PRO2),铽形成TB4O7(TB2O32TBO2)。工业上一般用在空气中灼烧稀土碳酸盐或稀土草酸盐的方法制备稀土氧化物。0004化学工业出版社出版的稀土冶金学17。

5、3页中公开了草酸盐沉淀法或碳铵沉淀法制备稀土氧化物的工艺。其中草酸盐沉淀法是将含20100G/L的稀土氯化物溶液,调节PH为23左右,然后加热到8090,在搅拌条件下加入固体草酸进行沉淀。草酸的用量是稀土氧化物质量的1214倍,沉淀30分钟后,过滤得到草酸稀土,将草酸稀土在800900下灼烧2小时得到稀土氧化物。而此稀土氧化物即可作为商品出售。值得注意的是草酸具有一定毒性,且其存在于废水中,污染环境。同时无论草酸沉淀法或碳铵沉淀法,灼烧稀土沉淀过程中将排放大量的二氧化碳,这使得企业的碳排放量增加。另外,此方法沉淀后的滤液中含有大量的氯根,无法得到利用,也会造成环境污染。0005中国专利申请,申。

6、请号为2004100364841公开了一种制备稀土氧化物的方法,该方法为解决草酸盐沉淀法或碳铵沉淀法制备稀土氧化物过程中,劳动强度大、设备损耗大、污染严重、分解不均衡、一致性差和影响产品质量等问题,提出了一种可连续实施灼烧分解稀土碳酸盐或草酸盐制备稀土氧化物的技术方案,并设计了灼烧设备。此工艺可减轻劳动强度、提高生产效率、提高产品质量。然而该工艺仍采用草酸或碳铵沉淀稀土,这无法避免灼烧过程中碳的排放和环境的污染。发明内容0006针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种氧化铈粉的制备方法,实现铈高转化率的同时,减少了碳排放,回收氯资源,降低了对环境的污染。0007实现本发明目的的技术方案是首先。

7、将焙烧炉升温至5001000,预热10分钟;然后将浓度为10300G/L,质量纯度99以上的氯化铈溶液,与气体载体混合后喷入焙烧炉内,焙烧1040分钟,焙烧后的炉气经除尘和分离,分离后的焙渣经自然冷却,获得氧化铈含量大于99WT的氧化铈粉;分离后的炉气经吸收后制得盐酸。0008所述的气体载体选用压缩空气或压缩氮气,流速为2升/小时;说明书CN101983925ACN101983927A2/2页4所述的氧化铈粉的粒度022MM;所述的盐酸的浓度为80200G/L。0009与现有技术相比,本发明的特点及其有益效果是由于本发明采用氯化铈为原料,因此生产工艺过程中不采用碳铵和有毒性的草酸,不产生传统工。

8、艺中在灼烧过程中排放二氧化碳,极大的降低了对环境的污染;本发明的工艺流程中产生的氯气进行回收制得盐酸,既保护环境又增加经济效益;本发明大幅度提高了铈的转化率,可达99以上。具体实施方式0010下面结合实施例对本发明作详细说明,但本发明的保护范围不仅限于下述的实施例以下实施例采用的焙烧炉,其结构为炉体为圆柱型,外壁为不锈钢材质,内壁为氧化铝材质,内壁上安装有保温材料,炉体内腔顶端料液进口连接有一个喷头,炉体侧壁上部有一个物料出口,炉体侧壁下部有一个燃气进口;本发明除尘分离采用旋风分离器,其型号为CZT39;本发明尾气吸收采用吸收塔,其型号为M215780。0011实施例1首先将焙烧炉升温至500。

9、,预热10分钟;然后将浓度为10G/L的氯化铈溶液500ML,与流速为2升/小时的压缩空气载体混合,通过焙烧炉喷头,喷入焙烧炉内,焙烧40分钟后,使含炉气的焙渣通过炉体侧壁上部的物料出口进入旋风分离器;分离得到的焙渣经自然冷却,获得氧化铈含量992WT的氧化铈粉,粒度为012MM;将通过旋风分离器分离和除尘的炉气通入尾气吸收塔吸收后,制得浓度为80G/L的盐酸。0012实施例2首先将焙烧炉升温至800,预热10分钟;然后将浓度为150G/L的氯化铈溶液530ML,与流速为2升/小时的压缩空气载体混合,通过焙烧炉喷头,喷入焙烧炉内,焙烧20分钟后,使含炉气的焙渣通过炉体侧壁上部的物料出口进入旋风。

10、分离器;分离得到的焙渣经自然冷却,获得氧化铈含量995WT的氧化铈粉,粒度为018MM;将通过旋风分离器分离和除尘的炉气通入尾气吸收塔吸收后,制得浓度为100G/L的盐酸。0013实施例3首先将焙烧炉升温至1000,预热10分钟;然后将浓度为300G/L的氯化铈溶液100ML,与流速为2升/小时的压缩空气载体混合,通过焙烧炉喷头,喷入焙烧炉内,焙烧10分钟后,使含炉气的焙渣通过炉体侧壁上部的物料出口进入旋风分离器;分离得到的焙渣经自然冷却,获得氧化铈含量993WT的氧化铈粉,粒度为022MM;将通过旋风分离器分离和除尘的炉气通入尾气吸收塔吸收后,制得浓度为200G/L的盐酸。说明书CN101983925A。

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