专利名称：氧化铈的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种湿法冶金分离稀土工艺，特别是化学沉淀分离制备淡黄色高纯度氧化铈的方法。
在目前的湿法冶金分离稀土元素工艺中，铈的分离提取方法很多，其工艺原理大都是基于Ce4+与非铈RE3+之间的明显差别来完成。在许多铈的分离工艺中大致可分为两类第一类是溶剂萃取法;第二类是化学沉淀法。目前采用的化学沉淀法其原理都是基于Ce4+与RE3+在水溶液中水解时的PH值差异，在一特定的酸度下Ce4+不溶解而其他RE3+稀土元素则溶解为相应的无机酸盐溶液，借过滤的工序进行分离。此种工艺操作时间长，为6～8小时，且过滤工序不易完成，经过滤后的沉淀中铈纯度为85～95%，氧化铈外观颜色为深褐色。还有类似的其他化学沉淀法。所以，现有的稀土湿法冶金工业生产99%以上的氧化铈的工艺大多被萃取法代替。而萃限法工艺复杂，所需设备多，一次投资大，生产需要非常纯净的稀土溶液，产品价格高，不利于一些大量采用高纯度氧化铈的优秀产品的广泛使用。
本发明的目的旨在根据上述现有技术中存在的问题，提出一种新的制备氧化铈的方法，以解决现有氧化铈制备工艺中存在的操作时间长、工艺复杂、溶液纯净度要求高、一次投资大、所出产品纯度低或价格高等问题，使一些大量采用高纯度氧化铈的优秀产品得以广泛使用。
为完成上述发明目的，本发明是这样实现的采用空气、氧气或化学试剂将混合稀土中的Ce3+全部氧化为Ce4+，然后用硫酸溶解，制得混合稀土硫酸料液A，其浓度为90～130克REO/升，其酸度为0.5～1.2摩尔。向料液A中一次性加入硫酸钠，其加入量表示为关系式∑料液A中REO∶Na2SO4＝1∶1～2，然后在70℃～90℃条件下搅拌反应1～2小时，反应生成少铈RE3+的复盐沉淀C，反应完毕后立即过滤，滤液B为Ce4+的络合物溶液，Ce4+纯度为99.0～99.5%。向滤液B中加入硫酸亚铁，其加入量表示为关系式滤液B中Ce4+∶FeSO4＝1∶1～1.8，在60℃～90℃条件下搅拌反应0.5～1小时，反应生成硫酸铈钠复盐沉淀，铈还原率100%，沉淀率100%。经过滤后的沉淀与烧碱反应，转化成氢氧化铈，然后盐酸溶解成氯化铈，再加入草酸生成草酸盐沉淀，过滤后的草酸盐沉淀在800℃灼烧成氧化铈，纯度为99.0～99.5%，直收率≥90%。少铈RE3+的复盐沉淀C经50℃热水搅拌洗涤0.5小时，洗液(Ce4+纯度99.0～99.5%)送回与滤液B混合。洗涤后的沉淀C与烧碱反应转化成氢氧化物，水洗氢氧化物至PH＝7，过滤，用盐酸溶解，过滤后的溶液经浓缩制备少铈氯化稀土结晶产品，沉淀为富铈氢氧化稀土，将其溶解于硫酸中后与料液A混合。
实施例料液A化学组分(克/升)La2O3∑CeO2Ce4+Pr6O11Nd2O3Sm2O3Eu2O3Gd2O3料液A-1 31.03 41.38 40.37 3.30 8.84 0.80 0.06 0.08料液A-2 33.26 44.35 43.92 3.54 9.48 0.92 0.062 0.09氧化铈产品中稀土杂质含量%La2O3Pr6O11Nd2O3Sm2O3Y2O3产品-1 0.20 0.02 0.040 0.01 0.073产品-2 0.16 0.02 0.034 0.01 0.071
氧化铈产品中非稀土杂质含量%Fe2O3SiO2CaO产品-1 ＜0.005 0.098 0.078产品-2 ＜0.0050 0.060 0.080本发明由于采用了硫酸钠复盐沉淀分离制备氧化铈的新工艺，克服了原有氧化铈制备工艺中存在的诸多问题，具有工艺简单、反应时间短、稳定可靠、过滤工序容易完成、一次投资小、对溶液纯净度要求不高等特点，产品纯度达99.0～99.5%，外观为淡黄色粉末，产品中Pr、Nd、Fe等杂质含量低于采用萃取法生产的同级别的氧化铈，成本下降50%，质量稳定，为一些采用高纯度氧化铈的产品的推广使用奠定了基础。
权利要求
1.一种氧化铈的制备方法，将混合稀土中的Ce3+全部氧化为Ce4+，然后用硫酸溶解制得混合稀土硫酸料液，其特征在于向浓度为90～130克REO/升、酸度为0.5～1.2摩尔的混合稀土硫酸料液A中一次性加入硫酸钠，其加入量表示为关系式∑料液A中REO∶Na2SO4=1∶1～2，在70℃～90℃条件下搅拌反应1～2小时，反应生成少铈RE3+的复盐沉淀C，反应完毕后立即过滤，滤液B为Ce4+的络合物溶液，向滤液B中加入硫酸亚铁，其加入量表示为关系式滤液B中Ce4+∶FeSO4=1∶1～1.8，在60℃～90℃条件下搅拌反应0.5～1小时，反应生成硫酸铈钠复盐沉淀，然后过滤，过滤后的沉淀经与烧碱反应，转化成氢氧化铈，然后盐酸溶解成氯化铈，再加入草酸生成草酸盐沉淀，过滤后的草酸盐沉淀在800℃灼烧成氧化铈，纯度为99.0～99.5%，直收率≥90%，少铈RE3+的复盐沉淀C经50℃热水搅拌洗涤0.5小时，洗液送回与滤液B混合，洗涤后的沉淀C与烧碱反应转化成氢氧化物，水洗氢氧化物至PH=7，过滤，用盐酸溶解，过滤后的溶液经浓缩制备少铈氯化稀土结晶产品，沉淀为富铈氢氧化稀土，将其溶解于硫酸中后与料液A混合。
全文摘要
本发明涉及一种化学沉淀分离制备淡黄色高纯度氧化铈的方法。本发明采用向混合稀土硫酸料液中一次性定量加入硫酸钠，在加热搅拌条件下反应生成少铈RE
文档编号C01F17/00GK1060828SQ91110578
公开日1992年5月6日 申请日期1991年11月25日 优先权日1991年11月25日
发明者王建国 申请人:冶金工业部包头稀土研究院