专利名称:氢氧化铈的生产方法
本发明涉及氢氧化铈的一种生产方法。更具体地讲，它涉及一种从含有铈和铈以外的稀土元素的酸性水溶液中分离氢氧化铈的方法。
作为一种从含有铈和铈以外的稀土元素的酸性水溶液(以下将被简略地称为“原料稀土溶液”)中分离氢氧化铈的方法，据认为是把一种氧化剂和稀土金属氢氧化物加入到原料稀土溶液中(日本公开专利96526号/1985)。
在该方法中，作为稀土金属氢氧化物被提到的有氢氧化镧、氢氧化钕、氢氧化镨、氢氧化钐、氢氧化钆、氢氧化钇及其它们的混合物，而在实施例中则使用了氢氧化镧。然而，该方法在工业上是不利的，这是因为稀土金属氢氧化物必须被分别地制备。
另一方面，还有一种已知的方法，其中是把氧化剂和分离铈后从一部分稀土溶液得到的稀土金属氢氧化物加入到原料稀土溶液中去(日本公开专利96527号/1985)。但是，根据这一方面，分离铈后的一部分产品要进行再循环，而用于再循环的量要高达欲被分离的铈的等克分子量水平。因此该方法存在着生产效率差的弊端。
本发明者已进行了深入的研究以寻求一种以高的生产效率从原料稀土溶液中获得氢氧化铈的方法。结果发现有可能通过一种采用某种特定程序的简单操作来获得氢氧化铈。本发明就是在这一发现的基础上完成的。
即，本发明的目的是要以工业上有利的方式生产氢氧化铈。该目的可通过本发明的生产氢氧化铈的方法来实现，其中包括把含有铈和铈以外的稀土元素的酸性水溶液分成两批，把碱金属氢氧化物或氨加入第一批溶液(1)，分离所生成的固体，然后把该固体和一种氧化剂加入到已分批的第二批溶液(2)中从而形成固体氢氧化铈。
本发明所使用的原料稀土溶液是一种含有铈和铈以外的稀土元素例如镧、镨、钕等等的酸性水溶液。
稀土元素最好是呈氯化物或硝酸盐的形式。酸度最好是处在PH值最大为6的水平，更好的为3～5。
现在参照附图来对本发明作详细的描述。
图1是说明了本发明方法的一个具体实施例的流程图。
上述原料稀土溶液被分成二批。第一批(1)被引入到固体形成工序，而第二批(2)被引入到混合工序。
这一分成二批的步骤最好是这样进行的以便使第一批(1)的量为第二批(2)的量的0.5～2倍，更好地为0.8～1.5倍。如果该比率过高，则所生成氢氧化铈的纯度就趋向于低。另一方面，如果这一比率过低，尽管所生成的氢氧化铈的纯度提高，但其产量将是低的。
在固体形成工序中，诸如氢氧化钠或氢氧化钾这样的碱金属氢氧化物或者氨被加入到第一批(1)中以生成固体的稀土金属氢氧化物。碱金属氢氧化物是以规定量被使用从而使溶液的PH值至少为10，最好为11～13。
在这一固体形成工序中，氧化剂的加入不是主要的。然而，假如氧化剂存在，那就有可能减少以后的混合工序中氧化剂的量。此外，固体-形成工序中所使用的氧化剂不要求是强氧化剂，可以是含氧的气体如空气。于是，最好是在该工序中加入氧化剂。氧化剂的量最好是使第一批(1)中的三价氢氧化铈转化成四价氢氧化铈所需的理论量的1～50克分子倍。
所生成的固体是稀土金属氢氧化物。当一种氧化剂被使用时，氢氧化铈是处于氧化的形式即四价形式。滤液(1)是含有相应于原料稀 土溶液中酸基团的酸的碱金属盐或铵盐的水溶液。
在混合工序中，在上述固体形成工序中获得的固体和一种氧化剂被引入到第二批(2)中并混合。对这里所使用的氧化剂没有特别的限制，只要它能使三价的氢氧化铈转化成四价的氢氧化铈即可。例如，可使用过氧化氢或高氯酸。使用的量至少是把混合工序系统中的三价氢氧化铈转化成四价氢氧化铈所需的理论量，最好是该理论量的1～2克分子倍。
对上述三种组份的混合顺序不存在特别的限定。然而最好是在对批料(2)和固体进行混合之后加入氧化剂，以便避免氧化剂的过量分解。温度通常最高为50℃，最好为室温至40℃。
然后，该混合物被加热至40～100℃的温度，最好为60～80℃，而反应则在搅拌条件下进行1～10小时，最好为2～6小时。
经过这一操作，固体中铈以外的稀土元素的氢氧化物将被溶解，而固体和批(2)中的铈将是固体四价氢氧化铈，它经过过滤而分离得到高纯度的氢氧化铈和铈以外的稀土元素的酸性水溶液。
现在，将参照实施例来对本发明作更详细的说明。然而必须明白，本发明不受这一特定例子的限制。
实施例如表1第一项所指的11m3的原料稀土溶液按批(1)∶批(2)＝6∶5的比率被分成两批。在批(1)中加入4m3的20%的氢氧化钠水溶液，同时以150m3/小时的速率输入空气，然后在40℃下对该混合物进行2小时的搅拌，接着又在70℃下搅拌3小时从而形成一种固体。
生成的混合物通过过滤分离成稀土金属氢氧化物的固体和含有氯化钠的滤液。
经过如此分离的固体被混合到批(2)中并在那里悬浮。然后用1小时时间且在40℃下往该悬浮液中加入78.5升50%的过氧化氢水溶液，接着该混合物被加热至70℃并接受3小时的反应。
对该反应混合物进行过滤从而获得了具有表1第2项所指的稀土组成的固体氢氧化铈、以及作为滤液(2)的如表1第3项所指的铈以外稀土元素的酸性水溶液。
表1
根据本发明的方法，就可以用工业上有利的方式生产出氢氧化铈，这是因为已经不需要分别制备所需使用的稀土金属氢氧化物，也不需要对产品进行再循环。再者，简单地通过对分成两批的比率进行变化就能容易地把氢氧化铈的浓度调整到所需的水平。因此，本发明的方法是一种出色的方法。
权利要求
1.一种生产氢氧化铈的方法，其特征包括把含有铈和铈以外稀土元素的酸性水溶液分成二批，把碱金属氢氧化物或氨加入到第一批(1)中，分离所生成的固体，把该固体随同氧化剂加入到已分批溶液的第二批(2)中以生成固体氢氧化铈。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征是所说的分成二批必须使第一批(1)的量为第二批(2)量的0.5～2倍。
3.根据权利要求
1所述的方法，其特征是所说的分成二批必须使第一批(1)的量为第二批(2)量的0.8～1.5倍。
4.根据权利要求
1所述的方法，其特征是氧化剂随同碱金属氢氧化物或氨加入到第一批(1)中。
5.根据权利要求
4所述的方法，其特征是氧化剂是含氧的气体。
6.根据权利要求
1所述的方法，其特征是含有铈和铈以外的稀土元素的酸性水溶液具有的PH值最大为6，是稀土元素的氯化物或硝酸盐的水溶液。
7.根据权利要求
1所述的方法，其特征是碱土金属氢氧化物或氨的加入量应使加入后的PH值至少为10。
8.根据权利要求
1所述的方法，其特征是在第二批(2)与从第一批(1)获得的固体混合后再加入氧化剂。
9.根据权利要求
1所述的方法，其特征是与第二批(2)混合的氧化剂的量是使系统中的三价氢氧化铈转化成四价氢氧化铈所需的理论量的1至2克分子倍。
10.根据权利要求
1所述的方法，其特征是含有得自第一批(1)的固体、氧化剂和第二批(2)的混合物在40～100℃的温度且搅拌的条件下进行反应达1～10小时。
专利摘要
一种生产氢氧化铈的方法，其特征包括把含有铈和铈以外的稀土元素的酸性水溶液分成两批，把碱金属氢氧化物或氨加入到第一批(1)中，分离所生成的固体，把该固体随同氧化剂加入已分批的溶液的第二批(2)中以生成固体氢氧化铈。
文档编号C01F17/00GK87100620SQ87100620
公开日1987年8月26日 申请日期1987年2月7日
发明者金古次雄, 佐佐木秀一, 石川文矢, 下山胜 申请人:三菱化成工业株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan