一种制备草酸稀土沉淀的方法
【专利摘要】本发明属于稀土制备领域，尤其涉及一种制备草酸稀土沉淀的方法，该方法包括氯化稀土溶液与草酸溶液的混合、沉淀，沉淀的过滤和洗涤，洗涤水的收集，抽真空除水等步骤。本发明沉淀的过滤洗涤在自制的过滤桶内进行，并对洗涤分多个阶段，除第一次洗涤的水排放掉后，其余阶段的洗涤水均收集起来留作后续沉淀的洗涤，从而可大大提高水资源的利用率，减少废水的排放；洗涤后的抽真空处理可有效去除沉淀中的水分，减少稀土沉淀的体积，从而可缩短后续的灼烧时间，节约灼烧能源，缩短氧化稀土生产周期，降低生产成本；还可避免离心机甩干时造成的稀土资源流失，提高了产品收率。
【专利说明】一种制备草酸稀土沉淀的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于稀土制备领域，尤其涉及一种制备草酸稀土沉淀的方法。
【背景技术】
[0002]中国是世界上稀土储量最多的国家，且元素分配全面。经过近40年的发展，全国已建立世界上最庞大的稀土工业，成为世界最大的稀土生产国，最大的稀土消费国和最大的稀土供应国。稀土生产过程中，一般需要将稀土矿转化为稀土盐沉淀，如草酸稀土，碳酸氢氨稀土等，再对稀土盐进行灼烧得到稀土氧化物。沉淀生成后的洗涤是制备纯净稀土产物的关键步骤，传统的洗涤方法往往是将沉淀罐中的母液抽离后，并重新注入纯水进行洗涤，然后抽掉母液。这种方法虽然能在一定程度上除掉沉淀上附着的杂质，但每次洗涤后的水都排放掉，严重浪费水资源，并增加了废水的排放；且洗涤后很难将沉淀里的水抽离干净，从而延长了后续的灼烧时间，不但延长了生产周期，且浪费灼烧时耗费的能源，提高了生产成本，降低了企业的经济效益。
[0003]针对上述问题，也有一些厂家采用离心机对沉淀进行甩干处理，但离心机工作时转速大，如操作不当会给操作工带来严重的身体伤害，增加了安全隐患；且离心机甩干过程中，容易将稀土沉淀甩出机器，从而浪费了稀土资源，影响产品收率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种操作简单，稀土沉淀杂质少，节能环保的制备草酸稀土沉淀的方法。
[0005]实现本发明目的的技术方案是:一种制备草酸稀土沉淀的方法，包括如下步骤:
[0006](I)在沉淀罐中加入7(T80°C热水，对沉淀罐内部进行预热；随后同时通入采用精制草酸与纯水配制好并经过加热的草酸溶液和从稀土萃取分离制备的氯化稀土溶液，并开启搅拌装置，使草酸与氯化稀土充分反应生成草酸稀土沉淀；
[0007](2)反应结束后停止搅拌，并静置31分钟，待草酸稀土沉淀完全沉入沉淀罐底部，随后立即将草酸稀土沉淀上部的母液从沉淀罐顶部抽离；
[0008]( 3 )母液抽离后，打开沉淀罐底部的阀门，使草酸稀土沉淀浆通过管道流入内部铺有滤布的过滤桶内，待沉淀浆全部进入过滤桶后，稀土沉淀浆内的水通过过滤桶内部隔板上的通孔进入隔板下部的储水腔中；
[0009](4)打开纯水管道上的阀门，采用7(T80°C纯水对草酸稀土沉淀进行洗涤，并打开过滤桶下部的出水阀门；将洗涤时间平均分为多个阶段，第一阶段的洗涤水通过排水管道进入废水处理系统进行处理，其余阶段的洗涤水分别收集到不同的集水桶中留作对下一道草酸稀土沉淀进行洗涤；并分别对洗涤水进行检测，直至洗涤水合格，停止洗涤；
[0010](5)洗涤结束后，待过滤桶底部的水分全部排出后，开启抽真空装置，对过滤桶进行抽真空，去除草酸稀土沉淀里多余水分，待草酸稀土沉淀浆呈粉末状时停止抽真空。
[0011]上述技术方案，所述步骤(I)中的氯化稀土溶液的浓度为1.5?2.0mol/L，所述草酸溶液浓度为180g/L，反应温度为7(T80°C。
[0012]上述技术方案，所述步骤(3)中的洗涤时间为3(Tl20min。
[0013]上述技术方案，所述步骤(4)中的洗涤时间平均分为三个阶段，并采用第二阶段的洗涤水对第二只过滤桶内沉淀进行第一次洗涤，第一次洗涤水进入废水处理系统；第三阶段洗涤水对第二只过滤桶内沉淀进行第二次洗涤，所述第二次洗涤水收集到集水桶中，留作对下一批过滤桶内沉淀进行第一次洗涤。
[0014]上述技术方案，对下一批次的沉淀进行洗涤时，打开集水桶下端出水管上的阀门，并开启水泵，将集水桶内的洗涤水输送至过滤桶内，对沉淀进行第一和第二阶段的洗涤，第三阶段洗涤时关闭集水桶出水管上的阀门和水泵，开启纯水管上的阀门，采用纯水进行此批次沉淀的第三阶段洗涤，并收集此批次第二阶段和第三阶段洗涤水供下一批次沉淀的洗涤。
[0015]上述技术方案，所述步骤(4)中的洗涤水检测是通过PH试纸检测洗涤水的酸碱度，以检测沉淀中是否还存在氯离子，即沉淀是否还需要进一步洗涤。
[0016]上述技术方案,所述步骤(I)中的氯化稀土溶液为氯化镧、氯化铈、氯化镨、氯化钕、氯化钐、氯化铕、氯化钆、氯化铽、氯化镝、氯化钦、氯化铒、氯化铥镱镥或氯化钇溶液。
[0017]采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果:
[0018](I)本发明沉淀的过滤洗涤在自制的过滤桶内进行，并对洗涤分多个阶段，除第一次洗涤的水排放掉后，其余阶段的洗涤水均收集起来留作后续沉淀的洗涤，从而可大大提高水资源的利用率，减少废水的排放；洗涤后的抽真空处理可有效去除沉淀中的水分，减少稀土沉淀的体积，从而可缩短后续的灼烧时间，节约灼烧能源，缩短氧化稀土生产周期，降低生产成本；还可避免离心机甩干时造成的稀土资源流失，提高了产品收率；
[0019](2)本发明先采用加热后的纯水对沉淀罐进行预热，可使后续通入的草酸和氯化稀土溶液在合适的温度反应，从而提高反应速率，缩短反应时间，提高生产效益，还可增加草酸钙等杂质的溶解度，从而降低草酸稀土沉淀中的杂质含量，保证了稀土产品的质量；
[0020]( 3 )本发明草酸与氯化稀土溶液反应结束后静置几分钟待沉淀下沉后即进行母液的抽离，可防止母液中溶解的草酸钙等杂质随着温度的降低，溶解度也降低，从而附着在稀土沉淀上，增加了稀土杂质含量；
[0021](4)本发明工艺简单，易操作，安全性高，且可广泛用于各种稀土产品的生产制备。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0023]图1为本发明工艺流程图；
[0024]图2为实施本发明方法的设备结构示意图；
[0025]图中1、沉淀_ ;2、过滤桶；3、集水桶。
【具体实施方式】
[0026](实施例1)
[0027]见图1和图2，图1为本发明制备草酸稀土沉淀的方法工艺流程图，图2为本发明方法设备结构示意图，本发明工艺方法包括如下步骤:
[0028](I)在沉淀罐I中加入7(T80°C热水，对沉淀罐I内部进行预热；随后同时通入采用精制草酸与纯水配制好并经过加热的草酸溶液和从稀土萃取分离制备的氯化稀土溶液，并开启搅拌装置，使草酸与氯化稀土充分反应生成草酸稀土沉淀；其中氯化稀土溶液的浓度为1.5^2.0mol/L,草酸溶液浓度为180g/L，反应温度为7(T80°C。精制草酸为市售草酸通过专用设备和一定的方法精制而成，精制草酸的草酸含量高达98%以上。
[0029](2)反应结束后停止搅拌，并静置31分钟，待草酸稀土沉淀完全沉入沉淀罐I底部，随后立即将草酸稀土沉淀上部的母液从沉淀罐I顶部抽离；
[0030](3)母液抽离后，打开沉淀罐I底部的阀门，使草酸稀土沉淀浆通过管道流入内部铺有滤布的过滤桶2内，待沉淀浆全部进入过滤桶2后，稀土沉淀浆内的水通过过滤桶2内部隔板上的通孔进入隔板下部的储水腔中；
[0031](4)打开纯水管道上的阀门，采用7(T80°C纯水对草酸稀土沉淀进行洗涤，并打开过滤桶2下部的出水阀门；将洗涤时间平均分为多个阶段，第一阶段的洗涤水通过排水管道进入废水处理系统进行处理，其余阶段的洗涤水分别收集到不同的集水桶3中留作对下一道草酸稀土沉淀进行洗涤；并分别对洗涤水进行检测，直至洗涤水合格，停止洗涤；
[0032](5)洗涤结束后，待过滤桶2底部的水分全部排出后，开启抽真空装置，对过滤桶2进行抽真空，去除草酸稀土沉淀里多余水分，待草酸稀土沉淀浆呈粉末状时停止抽真空。
[0033]本发明步骤(3)中的洗涤时间一般为3(Tl20min，对杂质含量要求不高的产品洗漆时间可适当缩短，如30min"60min,对高纯氧化稀土产品，需要较长的洗漆时间，如6(Tl20min。洗涤后需要检测沉淀中是否还存在氯离子等杂质离子的存在。检测方法为通过PH试纸检测洗涤水的酸碱度，以检测沉淀中是否还存在氯离子，即沉淀是否还需要进一步洗涤；若洗涤水呈酸性，说明洗涤水中还含有氯离子，即沉淀还没得到彻底清洗，继续对沉淀进行洗涤；若洗涤水呈中性，说明洗涤水中已无氯离子，即沉淀中已无杂质存在，停止洗漆。
[0034]优选地，本发明步骤(4)中的洗涤时间平均分为三个阶段，并采用第二阶段的洗涤水对第二只过滤桶2内沉淀进行第一次洗涤，第一次洗涤水进入废水处理系统；第三阶段洗涤水对第二只过滤桶2内沉淀进行第二次洗涤，所述第二次洗涤水收集到集水桶3中，留作对下一批过滤桶2内沉淀进行第一次洗涤。对下一批次的沉淀进行洗涤时，打开集水桶3下端出水管上的阀门，并开启水泵，将集水桶3内的洗涤水输送至过滤桶2内，对沉淀进行第一和第二阶段的洗涤，第三阶段洗涤时关闭集水桶3出水管上的阀门和水泵，开启纯水管上的阀门，采用纯水进行此批次沉淀的第三阶段洗涤，并收集此批次第二阶段和第三阶段洗涤水供下一批次沉淀的洗涤。
[0035]假设传统方法洗涤一次草酸稀土沉淀约需60min满足要求，所需的纯水约30吨。采用本发明方法后，现对上述60min时间分为三个阶段，每阶段洗涤时间为20min，每阶段所需的纯水则为10吨；第一阶段洗涤后可去除大约50%的杂质，此时洗涤水中杂质含量较高，不能用于下批次沉淀的洗涤，因此排向废水处理系统进行处理；第二阶段洗涤后沉淀中杂质含量有所降低，且此时洗涤水中的杂质含量较低，收集到集水桶3中用作下批次沉淀的初次洗涤；第三阶段洗涤后沉淀中杂质含量即满足要求，此阶段洗涤水中杂质含量更低，可收集到集水桶3中用于下批次第二阶段的洗涤；并采用纯水对下批次进行第三阶段洗涤。综上所述，采用此方法后除第一批沉淀的洗涤需要耗费30吨水外，其余批次的沉淀洗涤仅需要10吨纯水即可，用水量仅为原来的三分之一，大大节约了水资源，且减少了废水的排放和废水处理的负担，节约了生产成本，有利于提高经济效益。
[0036]本发明可适用于制备各种草酸稀土沉淀，步骤(I)中的氯化稀土溶液可为氯化镧、氯化铈、氯化镨、氯化钕、氯化钐、氯化铕、氯化钆、氯化铽、氯化镝、氯化钦、氯化铒、氯化铥镱镥或氯化钇溶液，采用上述氯化稀土溶液分别与一定量的草酸溶液混合即可。
[0037]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种制备草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)在沉淀罐中加入7(T80°C热水，对沉淀罐内部进行预热；随后同时通入采用精制草酸与纯水配制好并经过加热的草酸溶液和从稀土萃取分离制备的氯化稀土溶液，并开启搅拌装置，使草酸与氯化稀土充分反应生成草酸稀土沉淀； (2)反应结束后停止搅拌，并静置31分钟，待草酸稀土沉淀完全沉入沉淀罐底部，随后立即将草酸稀土沉淀上部的母液从沉淀罐顶部抽离； (3 )母液抽离后，打开沉淀罐底部的阀门，使草酸稀土沉淀浆通过管道流入内部铺有滤布的过滤桶内，待沉淀浆全部进入过滤桶后，稀土沉淀浆内的水通过过滤桶内部隔板上的通孔进入隔板下部的储水腔中； (4)打开纯水管道上的阀门，采用7(T80°C纯水对草酸稀土沉淀进行洗涤，并打开过滤桶下部的出水阀门；将洗涤时间平均分为多个阶段，第一阶段的洗涤水通过排水管道进入废水处理系统进行处理，其余阶段的洗涤水分别收集到不同的集水桶中留作对下一道草酸稀土沉淀进行洗涤；并分别对洗涤水进行检测，直至洗涤水合格，停止洗涤； (5)洗涤结束后，待过滤桶底部的水分全部排出后，开启抽真空装置，对过滤桶进行抽真空，去除草酸稀土沉淀里多余水分，待草酸稀土沉淀浆呈粉末状时停止抽真空；所得的草酸稀土沉淀通过下一步灼烧即可得到稀土氧化物。
2.根据权利要求1所述的制备草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步骤(I)中的氯化稀土溶液的浓度为1.5^2.0mol/L，所述草酸溶液浓度为180g/L，反应温度为7(T80°C。
3.根据权利要求1所述的制备草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步骤(3)中的洗涤时间为3(Tl20min。
4.根据权利要求1所述的制备草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步骤(4)中的洗涤时间平均分为三个阶段，并采用第二阶段的洗涤水对第二只过滤桶内沉淀进行第一次洗涤，第一次洗涤水进入废水处理系统；第三阶段洗涤水对第二只过滤桶内沉淀进行第二次洗涤，所述第二次洗涤水收集到集水桶中，留作对下一批过滤桶内沉淀进行第一次洗涤。
5.根据权利要求4所述的制备草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:对下一批次的沉淀进行洗涤时，打开集水桶下端出水管上的阀门，并开启水泵，将集水桶内的洗涤水输送至过滤桶内，对沉淀进行第一和第二阶段的洗涤，第三阶段洗涤时关闭集水桶出水管上的阀门和水泵，开启纯水管上的阀门，采用纯水进行此批次沉淀的第三阶段洗涤，并收集此批次第二阶段和第三阶段洗涤水供下一批次沉淀的洗涤。
6.根据权利要求1所述的制备草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步骤(4)中的洗涤水检测是通过PH试纸检测洗涤水的酸碱度，以检测沉淀中是否还存在氯离子，即沉淀是否还需要进一步洗涤。
7.根据权利要求1飞任一项权利要求所述的制备草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步骤(I)中的氯化稀土溶液为氯化镧、氯化铈、氯化镨、氯化钕、氯化钐、氯化铕、氯化钆、氯化铽、氯化镝、氯化钦、氯化铒、氯化铥镱镥或氯化钇溶液。
【文档编号】C22B59/00GK104419839SQ201310363039
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】邱光怀, 邹建东, 蒋宏, 施碧峰, 黄耀忠, 蒋逸波, 李艳芬, 陈春琴, 周红燕, 刘玉平, 尹文群, 蒋网生, 施建新, 周志新 申请人:中铝稀土（常州）有限公司