一种低氯沉淀碳酸镧的制备方法与流程

本发明涉及稀土冶炼分离领域，特别涉及轻稀土中的一种低氯沉淀碳酸镧的制备方法。

背景技术：

1、稀土元素具有独特的光、电、磁等性能，被广泛应用于材料、催化剂、冶金、药物化学等各个领域。其中，镧元素被广泛应用于光学玻璃、催化剂、荧光粉、药物等诸多方面。目前，工业上主要通过沉淀经萃取分离的氯化镧得到稀土盐类固体沉淀，随后通过高温灼烧的方式得到氧化镧，前体碳酸镧的品质与氧化镧成品息息相关。工业上制备碳酸镧常用的沉淀法主要包括草酸沉淀和碳酸盐沉淀法，草酸沉淀法尽管其结晶效果较好，杂质含量少，但草酸沉淀法，因原料价格昂贵，后处理麻烦，成本较高，环保压力大等因素不适用于廉价稀土元素。碳酸盐沉淀法是目前沉淀氯化镧的主流工艺，常用的沉淀剂包括碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢镁、碳酸钠。其中碳酸氢铵沉淀法会造成工业废水中含氮量较高，为满足环保要求，需要增加含氮废水的处理设备，设备成本高，占地面积大；碳酸氢钠以及碳酸氢镁沉淀剂得到的碳酸镧晶型较大，晶粒较大，但是药剂使用量大、成本高，另外碳酸氢镁不稳定，且制备过程复杂，从而该技术的工业应用受到了限制；碳酸钠沉淀剂价格便宜、药剂用量少，但是沉淀过程中易生成无定形絮状沉淀、结晶较差，使得产品过滤困难且纯度较低。并且，工业上常使用高浓度、高杂质含量的的氯化镧料液作为原料，其通常得到高氯根、高钙离子的碳酸镧产品。随着社会发展，市场对于低氯碳酸镧产品的需求与日俱增。现亟需以一种简单方法沉淀高浓度、高杂质含量氯化镧料液获得低氯根的碳酸镧沉淀。

技术实现思路

1、本发明公开了一种低氯沉淀碳酸镧的制备方法，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种低氯沉淀碳酸镧的制备方法，该制备方法包括以下步骤:

3、s1)配制混合沉淀剂；

4、s2)在反应罐中加入晶种和底水；

5、s3)氯化镧料液与添加剂b按照一定比例混合，得到混合料液；

6、s4)将s1)得到沉淀剂和s3)得到混合料液以并流的方式加到s2)的反应罐中，同时加热至一定温度，得到沉淀渣和上清液；

7、s5)将s4)得到沉淀渣用清水洗涤多次，所得产品烘干，收集产品，即得到沉淀碳酸镧。

8、进一步，所述制备方法中的沉淀碳酸镧的产率为95-99％，且沉淀碳酸镧中的reo在52-56％。

9、进一步，所述s1)中的混合沉淀剂包括碳酸氢钠和碳酸钠混合溶液，以及添加剂a，其中混合溶液中碳酸钠和碳酸氢钠总的浓度为80-200g/l，添加剂a的含量为所需沉淀氯化镧总量的0.1-20％mol。

10、进一步，所述添加剂a为醋酸钠、氢氧化钠、硝酸钠、硫酸钠、十二烷基磺酸钠、苯磺酸钠、硫酸钾、乙醇钠、柠檬酸钠中一种或几种。

11、进一步，所述s2)中的加入的晶种为碳酸镧，加入量为理论产物质量的5-20％；

12、所述底水为氯化镧料液和清水；氯化镧料液占底水体积为1％-30％。

13、进一步，所述s3)中的氯化镧料液为工业生产的氯化镧料液，其浓度为1-2mol/l，且料液中含有钙离子不超过4g/l；

14、所述添加剂b的含量为氯化镧浓度的0.005-1％。

15、进一步，所述添加剂b为聚乙烯醇、乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷醇、六甲磷酰三胺中一种或者几种。

16、进一步，所述s4)中的混合沉淀剂和混合料液的体积比在v沉淀剂：v料液＝1:1～3:1；

17、反应温度为30-60℃，并流流速比为v沉淀剂：v料液＝1:1～2:1。

18、一种低氯沉淀碳酸镧，所述沉淀碳酸镧采用上述的制备方法制备得到。

19、所述沉淀碳酸镧中的氯离子含量在0.005％-0.015％之间，钙离子含量小于0.015％。

20、与现有技术相比，本发明具有的优点是：本发明中使用的工业生产的高浓度、高钙含量的氯化镧料液制备出低氯、低钙的碳酸镧；

21、本发明所使用的添加剂a和添加剂b可直接加入沉淀剂与料液中，配料简单，操作方便，价格低廉，且可显著降低氯离子与钙离子含量；

22、本发明所使用的方法最多可沉淀全部的氯化镧，废水经过简单处理即可排放；

23、本发明所得沉淀碳酸镧氯离子、钙离子含量极低，经过焙烧后可满足国标gb/t4154-2015中la2o3-4n牌号要求。

技术特征：

1.一种低氯沉淀碳酸镧的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法中的低氯沉淀碳酸镧的产率为95-99％，且沉淀碳酸镧中的reo在52-56％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s1)中的混合沉淀剂包括碳酸氢钠和碳酸钠混合溶液，以及添加剂a，其中混合溶液中碳酸钠和碳酸氢钠总的浓度为80-200g/l，添加剂a的含量为所需沉淀氯化镧总量的0.1-20mol％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂a为醋酸钠、氢氧化钠、硝酸钠、硫酸钠、十二烷基磺酸钠、苯磺酸钠、硫酸钾、乙醇钠、柠檬酸钠中一种或几种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s2)中的加入的晶种为碳酸镧，加入量为产物理论质量的5-20％；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s3)中的氯化镧料液为工业生产的氯化镧料液，其浓度为1-2mol/l，且料液中含有钙离子不大于4g/l；

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂b为聚乙烯醇、乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷醇、六甲磷酰三胺中一种或者几种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述s4)中的混合沉淀剂和混合料液的体积比在v沉淀剂：v料液＝1:1～3:1；

9.一种低氯沉淀碳酸镧，其特征在于，所述沉淀碳酸镧采用如权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的沉淀碳酸镧，其特征在于，所述沉淀碳酸镧中的氯离子含量在0.005％-0.015％之间，钙离子含量小于0.015％。

技术总结
本发明属于稀土冶分领域，具体公开一种低氯沉淀碳酸镧的制备方法，该方法步骤为：配制沉淀剂，沉淀剂碳酸氢钠和碳酸钠混合溶液以及添加剂A；在反应罐中加入底水和晶种；配制料液，在氯化镧料液中加入添加剂B；加热条件下，将沉淀剂和料液以并流的方式加到反应罐中；反应结束后，将沉淀滤出用清水洗涤五次以上，所得产品放入烘箱烘干。所得产品即为REO为52‑56％，氯离子在0.005％‑0.015％之间，钙离子小于0.015％的低氯沉淀碳酸镧。本发明的制备方法具有工序简单、操作方便中使用的工业生产的高浓度、高钙含量的氯化镧料液制备出低氯、低钙的碳酸镧；且沉淀碳酸镧氯离子、钙离子含量极低，经过焙烧后可满足国标GB/T 4154‑2015中La<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;‑4N牌号要求。

技术研发人员：朱庆,陶璐瑶,李安,臧琰,阳启华
受保护的技术使用者：江西铜业技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4