专利名称：一种高纯氢氧化铈的制备方法
技术领域：
本发明属于稀土化合物的制备技术领域，特别涉及一种高纯氢氧化铈的制 备方法。
背景技术：
生产氢氧化铈常见的方法有沉淀氧化法和氧化沉淀法，沉淀氧化法主要 是用NH3.H20直接进行沉淀，因沉淀物是胶体，存在过滤困难等问题。而氧化沉 淀的方法主要有高锰酸钾氧化法，过硫酸铵氧化法，臭氧氧化法，电化学氧 化法和双氧水氧化法等。其中高锰酸钾氧化法和过硫酸铵氧化法生产的氢氧化 铈杂质偏高造成产品质量不纯，且硝酸溶解性不好，而臭氧氧化法和电化学氧 化法因其受设备的限制未进入工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种氢氧化铈品质纯，硝酸溶解性好，颗粒疏松，颜色 亮黄，成本低，可工业化生产的一种高纯氢氧化铈的制备方法。
为实现上述目的，本发明所述的一种高纯氢氧化铈的制备方法通过以下步骤 实现
一、 将结晶硝酸铈水溶后过滤得到硝酸铈溶液，量取定量体积的Ce(NOl 液，配制成铈离子浓度为0. 4-0. 6m。l/L，氢离子浓度为0.001-0. 01 mol/L溶液 待用；
二、 根据步骤一所制得硝酸铈溶液中的稀土含量，向该铈盐溶液中加入分 散剂正戊醇，分散剂的加入量是氧化铈重量的0. 7%，然后搅拌均匀；
三、 然后再向步骤二所制得的溶液中加入稀土促进剂，促进剂的加入量是 氧化铈重量的0. 1%，加入后搅拌30分钟；
四、 将35%的工业双氧水稀释成28%的溶液，与浓度为6.0-8.0mol/L工业 氨水混合加入步骤三所制得的铈盐溶液中进行氧化反应，双氧水的加入量为氧 化铈重量的1.9%，氨水的加入量为氧化铈重量的2.4-2.6%，氧化温度控制在 30-40°C，氧化反应时间为100-120分钟，控制反应终点的Wi值为8. 5_9. 0，反 应结束后生成的沉淀物再搅拌30分钟；
五、 将步骤四中制得的沉淀物加热进行高温分解，分解温度大于95°C，保温分解时间为40分钟；
六、将步骤五中高温分解沉淀物放在搪瓷搅拌槽中用60-7(TC去离子水洗涤 3-4次后进入板框压滤机进行压滤，将滤饼装入烘干盘进入烘干箱烘干，烘干温 度为65-7(TC，烘干后即成高纯氢氧化铈产品，烘干时间测产品TRE0》70.0。/。， 即可。
上述双氧水氧化反应机理如下
以硝酸铈液为原料，在室温搅拌条件下，加双氧水氧化Ce约lmol双氧水 可以使lmol三价铈完全氧化为四价铈，在氧化的同时有酸生成，故需加碱控制 溶液PH二5-6，才能使Ce4+完全水解析出，反应如下，
2Ce (N03) 3 + 3H202 + 6NH40H 二 2Ce (OH) 30 OH I + 6NH4N03 +2H20
反应首先生成胶状红褐色过氧化铈沉淀，加热煮沸则过氧化铈转化为黄色 四价氢氧化铈，反应如下
Ce(OH)30*OH 二Ce(OH)4 + l/202
本发明使用的高纯氢氧化铈的制备方法，以结晶硝酸铈为原料，经过水溶 过滤除杂，制备硝酸铈溶液，加入分散剂正戊醇，稀土促进剂，用双氧水作氧 化剂，氨水作中和剂进行氧化，控制氧化温度30-40°C，氧化时间100-120分钟， 沉淀最终PH为8. 5-9. 0，保温分解温度大于95°C ，保温分解时间为40分钟。生 成的Ce(0H)4澄清效果和过滤性能良好，产品收率高，能耗低。所的Ce(0H)4 硝酸溶解清亮，铈氧化率高，非稀土杂质低，符合客户对Ce(OHh产品质量的要 求，成本较低，适合工业化生产。
具体实施例方式
实施例1
将256KgCe (N03) 3 6H20和1250L去离子水制成硝酸铈溶液，在其中加入 700克正戊醇，再加入稀土促进剂100克；取工业35%的双氧水配制成27%双氧 水190L，再取6. 5mol/L工业氨水245L在搅拌的情况下，将双氧水与氨水同时滴 加到铈盐溶液中，控制反应时间120分钟，反应温度控制在32'C，在双氧水滴 加完后，用氨水调体系PH为8.5，此时生成褐红色沉淀，再搅拌30分钟，将沉 淀加温分解，分解时间40分钟，温度大于95。C，分解结束后，加水澄清，抽取 上清液用去离子水洗涤4次，然后进行压滤，烘干温度7(TC烘干，即得亮黄色 产品氢氧化铈，产品TRE0》70. 0%， Ce02/TRE0>99. 9%， Ce047ECe>97. 0%,Ce(0H)4》83.4%， Mg0《0.00025%，硝酸溶解性清亮。 实施例2
将512KgCe (N03) 3 6H20和2500L去离子水制成硝酸铈溶液，在其中加入 1400克正戊醇，再加入稀土促进剂200克；取工业35%的双氧水配制成27%双氧 水380L，再取7. Omol/L工业氨水480L在搅拌的情况下，将双氧水与氨水同时滴 加到铈盐溶液中，控制反应时间110分钟，反应温度控制在3(TC，在双氧水滴 加完后，用氨水调体系PH为8.5，此时生成褐红色沉淀，再搅拌30分钟，将沉 淀加温分解，分解时间40分钟，温度大于95'C，分解结束后，加水澄清，抽取 上清液用去离子水洗涤4次，然后进行压滤，烘干温度7(TC烘干，即得亮黄色 产品氢氧化铈，产品TRE0^70. 0%， Ce02/TRE0>99. 9%， Ce04+/E Ce》97. 0%， Ce(0H)4》83.4%， Mg0《0.00025%，硝酸溶解性清亮。
实施例3
将769KgCe (N03) 3 6H20和3750L去离子水制成硝酸铈溶液，在其中加入 2100克正戊醇，再加入稀土促进剂300克；取工业35%的双氧水配制成27%双氧 水570L，再取7. Omol/L工业氨水720L在搅拌的情况下，将双氧水与氨水同时滴 加到铈盐溶液中，控制反应时间120分钟，反应温度控制在35。C，在双氧水滴 加完后，用氨水调体系PH为8.5，此时生成褐红色沉淀，再搅拌30分钟，将沉 淀加温分解，分解时间40分钟，温度大于95i:，分解结束后，加水澄清，抽取 上清液用去离子水洗涤4次，然后进行压滤，烘干温度7(TC烘干，即得亮黄色 产品氢氧化铈，产品TRE0》70. 0%， Ce02/TRE0》99. 9%， Ce(T71]Ce》97. 0%， Ce(0H)4》83. 4%， Mg0《0. 00025%，硝酸溶解性清亮。
取烘干的氢氧化铈100克倒入烧杯中，加入60%硝酸200毫升，用玻璃棒搅 均匀，放置电热板上，电热板温度设置在240。C，观察酸溶情况，开始记录时间， 直至酸溶清亮，溶液颜色深黑色，30分钟以内溶解清亮，其酸溶解性合格。
通过以上实施例进一步说明本发明制备的高纯氢氧化铈产品质量稳定可靠， 满足客户的要求。
权利要求
1.一种高纯氢氧化铈的制备方法，其特征在于所述该高纯氢氧化铈的制备通过以下步骤实现，一、将结晶硝酸铈水溶后过滤得到硝酸铈溶液，量取定量体积的Ce(NO3)3液，配制成铈离子浓度为0.4-0.6mol/L，氢离子浓度为0.001-0.01mol/L溶液待用；二、根据步骤一所制得硝酸铈溶液中的稀土含量，向该铈盐溶液中加入分散剂正戊醇，分散剂的加入量是氧化铈重量的0.7％，然后搅拌均匀；三、然后再向步骤二所制得的溶液中加入稀土促进剂，促进剂的加入量是氧化铈重量的0.1％，加入后搅拌30分钟；四、将35％的工业双氧水稀释成28％的溶液，与浓度为6.0-8.0mol/L工业氨水混合加入步骤三所制得的铈盐溶液中进行氧化反应，双氧水的加入量为氧化铈重量的1.9％，氨水的加入量为氧化铈重量的2.4-2.6％，氧化温度控制在30-40℃，氧化反应时间为100-120分钟，控制反应终点的PH值为8.5-9.0，反应结束后生成的沉淀物再搅拌30分钟；五、将步骤四中制得的沉淀物加热进行高温分解，分解温度大于95℃，保温分解时间为40分钟；六、将步骤五中高温分解沉淀物放在搪瓷搅拌槽中用60-70℃去离子水洗涤3-4次后进入板框压滤机进行压滤，将滤饼装入烘干盘进入烘干箱烘干，烘干温度为65-70℃，烘干后即成高纯氢氧化铈产品，烘干时间测产品TREO≥70.0％，即可。
全文摘要
本发明公开了一种高纯氢氧化铈的制备方法，以硝酸铈液为原料，双氧水为氧化剂，氨水为中和剂，在弱酸性介质中，一般PH＝5-6范围，将硝酸铈溶液中三价铈氧化成四价铈，形成沉淀物，沉淀物通过加热分解、水洗压滤、烘干即得高纯氢氧化铈产品。此方法制备的高纯氢氧化铈产品纯度高铈比CeO/TREO≥99.9％，氧化率CeO<sup>4+</sup>/∑Ce≥97.0％，非稀土杂质氧化镁MgO≤2.5PPm，而且硝酸溶解性好。该工艺流程简短，便于操作，易于规模化生产。所得Ce(OH)<sub>4</sub>硝酸溶解清亮，铈氧化率高，非稀土杂质低，符合客户对Ce(OH)<sub>4</sub>产品质量的要求。
文档编号C01F17/00GK101633516SQ200810150418
公开日2010年1月27日 申请日期2008年7月23日 优先权日2008年7月23日
发明者方中心, 李月红, 杨小凤, 王学荣, 魏周菊 申请人:甘肃稀土新材料股份有限公司