一种高纯度碳酸铈的精制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及稀土原料的精制工艺，具体涉及到一种将低纯度的碳酸铈精制生成高纯度碳酸铈的方法。
【背景技术】
[0002]碳酸铈是含稀土元素铈的一种重要的化合物，已被大量的研宄，并应用于许多领域，如作为玻璃产品的稳定剂、去色剂，抛光粉、形成合金材料。
[0003]CN 102795652 A的发明公开了一种碱式碳酸铈枝晶的控制制备方法，取可溶性铈盐溶解于蒸馏水中，并不断的搅拌，缓慢加入氨水，最后加入沉淀剂，形成混合溶液，然后将混合溶液转移到高压反应釜中，密封，放到恒温箱中加热，控温完成水热反应，得到水热反应产物；用去离子水清洗水热反应产物，室温下干燥24h后得到碱式碳酸铈枝晶。该碱式碳酸铈的制备方法仍采用水热制备法，仍存在能耗及原料成本较高导致生产成本高，制备工艺较复杂，生产周期长，生产效率低的问题。
[0004]中国专利CN101481131A公开了一种两步法制备高稀土总量碳酸铈的方法，该发明第一步用浓度为40~80g/L氯化铈料液加入浓度为80~160g/L的碳酸氢铵或碳酸钠溶液沉淀出碳酸钟，碳酸氢钱或碳酸钠的加入量是稀土氧化物质量的1.5~1.8倍，按固液质量比为1: (5~15)，水洗至少一次；第二步将碳酸铈按固液质量比为1: (2~3)调浆后升温到97°C以上，恒温2~3.5h，按固液质量比为1: (5~10)，水洗至少一次，离心甩干。该方法生产出的碳酸铈稀土总量可达70%以上，但生产周期较长，且耗水量大。
[0005]上述方法可以制备得到碳酸铈，但是可能由于操作不当或者工艺设计的缺陷，造成纯度较低，因此需要设计一种方案，来对低纯度的碳酸铈进行纯化。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种高纯度碳酸铈的精制方法。
[0007]为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种高纯度碳酸铈的精制方法，包括以下步骤:
(1)、在碳酸铈粗品中加入酸液进行溶解，得到酸溶液；加入的酸液以刚好完全溶液碳酸铈粗品为宜；
(2)、在酸溶液中加入氨水至pH值为4~4.5，过滤除杂，得到粗滤液；
(3)、将粗滤液进行微孔过滤，得到精滤液；
(4)、在精滤液中加入硝酸溶液和过氧化氢溶液，蒸发至饱和溶液，然后冷却析出结晶、分离晶体，得到半成品；
(5)、将半成品使用纯水溶解，并加入碳酸氢铵溶液沉淀，离心脱水，洗涤得到高纯度的碳酸铈。
[0008]作为本发明的优化方案，酸液为浓硝酸和纯水混合制成的硝酸溶液，酸溶液的pH值为4~4.5 ;其中纯水的电导率低于0.5us/cm。
[0009]作为本发明的优化方案，步骤(4)中硝酸溶液的加入量为:每升精滤液中加入硝酸0.02mol~0.04mol，过氧化氢溶液的加入量为:每升精滤液中含有过氧化氢0.004mol?0.006mol ο
[0010]作为本发明的优化方案，还包括将半成品使用纯水洗涤的步骤。
[0011]综上所述，本发明具有以下优点:
本发明的方法，可以将低纯度的碳酸铈晶体提纯，制备出高纯度的碳酸铈晶体。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
(I)在100g碳酸铈粗品中加入硝酸溶液溶解，加入的酸液以刚好完全溶液碳酸铈粗品为宜，此时的溶液pH值低于4 ;碳酸铈粗品中碳酸铈的含量为92.1% ;硝酸溶液为浓硝酸和纯水的混合物，且纯水的电导率为0.47us/cm ;硝酸溶液的pH值为4.2。
[0014](2)在酸溶液中加入浓氨水至pH值为4.5，使用滤布过滤，去除溶液中的沉淀、酸不溶物以及油脂类物质。
[0015](3)、将粗滤后的溶液进行微孔过滤，微孔过滤的孔径为1.0 μπι，过滤后得到精滤液。
[0016](4)、每升精滤液中加入浓度为10mol/L硝酸溶液3mL和浓度为27%过氧化氢溶液0.5mL，即每升精滤液中含有硝酸0.03mol，含有过氧化氢0.0054moL.蒸发至饱和溶液。然后冷却析出晶体、离心分离出晶体，得到半成品，半成品使用纯水洗涤，纯水的电导率为0.5uS/cm。此过程可以降低碳酸铈中的金属离子，例如锰离子、铁离子、钙离子、铅离子等。
[0017](5)、将洗涤后的半成品使用纯水溶解，并加入碳酸氢铵溶液沉淀，控制沉淀终点的 PH 值，离心脱水、洗涤得到纯度为 Ce02/TRE0:99.992%，Fe、Ca、Na、K、Pb、Zn、Mn、Cu、N1、Cr、Al等金属离子< 1.0ppm的碳酸钟。
[0018]实施例2
(I)在100g碳酸铈粗品中加入硝酸溶液溶解，加入的酸液以刚好完全溶液碳酸铈粗品为宜，此时的溶液pH值为3.8。碳酸铈粗品中碳酸铈的含量为92.1% ;硝酸溶液为浓硝酸和纯水的混合物，且纯水的电导率为0.45us/cm ;硝酸溶液的pH值为4.4。
[0019](2)在酸溶液中加入浓氨水至pH值为4.5，使用滤布过滤，去除溶液中的沉淀、酸不溶物以及油脂类物质。
[0020](3)、将粗滤后的溶液进行微孔过滤，微孔过滤的孔径为1.0 μπι，过滤后得到精滤液。
[0021](4)、每升精滤液中加入浓度为10mol/L硝酸溶液4mL和浓度为27%过氧化氢溶液0.6mL，即每升精滤液中含有硝酸0.04mol，含有过氧化氢0.0064moL.蒸发至饱和溶液。然后冷却析出晶体、离心分离出晶体，得到半成品，半成品使用纯水洗涤，纯水的电导率为0.5uS/cm。此过程可以降低碳酸铈中的金属离子，例如锰离子、铁离子、钙离子、铅离子等。
[0022](5)、将洗涤后的半成品使用纯水溶解，并加入碳酸氢铵溶液沉淀，控制沉淀终点的 pH 值，离心脱水、洗涤得到纯度为 Ce02/TRE0:99.994%，Fe、Ca、Na、K、Pb、Zn、Mn、Cu、N1、Cr、Al等金属离子< 1.0ppm的碳酸钟。
[0023]实施例3
(I)在100g碳酸铈粗品中加入硝酸溶液溶解，加入的酸液以刚好完全溶液碳酸铈粗品为宜，此时的溶液pH值低于4 ;碳酸铈粗品中碳酸铈的含量为92.1% ;硝酸溶液为浓硝酸和纯水的混合物，且纯水的电导率为0.47us/cm ;硝酸溶液的pH值为4.2。
[0024](2)在酸溶液中加入浓氨水至pH值为4.5，使用滤布过滤，去除溶液中的沉淀、酸不溶物以及油脂类物质。
[0025](3)、将粗滤后的溶液进行微孔过滤，微孔过滤的孔径为1.0 μπι，过滤后得到精滤液。
[0026](4)、将精滤液蒸发至饱和溶液。然后冷却析出晶体、离心分离出晶体，得到半成品，半成品使用纯水洗涤，纯水的电导率为0.5us/cm。
[0027](5)、将洗涤后的半成品使用纯水溶解，并加入碳酸氢铵溶液沉淀，控制沉淀终点的 pH 值，离心脱水、洗涤得到纯度为 Ce02/TRE0:95.28%，Fe、Ca、Na、K、Pb、Zn、Mn、Cu、N1、Cr、Al等金属离子< 1.0ppm的碳酸钟。
[0028]由此可见，本发明通过酸处理和过氧化氢处理后，碳酸铈的纯度提高，有利于工业化生广，提尚广品质量。
【主权项】
1.一种高纯度碳酸铈的精制方法，包括以下步骤: (1)、在碳酸铈粗品中加入酸液进行溶解，得到酸溶液； (2)、在酸溶液中加入氨水至pH值为4~4.5，过滤除杂，得到粗滤液； (3)、将粗滤液进行微孔过滤，得到精滤液； (4)、在精滤液中加入硝酸溶液和过氧化氢溶液，蒸发至饱和溶液，然后冷却析出结晶、分离晶体，得到半成品； (5)、将半成品使用纯水溶解，并加入碳酸氢铵溶液沉淀，离心脱水，洗涤得到高纯度的碳酸铈。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述酸液为浓硝酸和纯水混合制成的硝酸溶液，其中纯水的电导率低于0.5us/cm。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述酸溶液的pH值为4~4.5。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述微孔过滤的孔径为1.0 μπι。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤(4)中硝酸溶液的加入量为:每升精滤液中加入硝酸0.02mol~0.04mol，过氧化氢溶液的加入量为:每升精滤液中含有过氧化氛 0.004mol~0.006mol ο6.如权利要求1所述的方法，其特征在于:还包括将半成品使用纯水洗涤的步骤。
【专利摘要】本发明公开了高纯度碳酸铈的精制方法，包括以下步骤：在碳酸铈粗品中加入酸液进行溶解；在酸溶液中加入氨水至pH值为4~4.5，过滤除杂，得到粗滤液；在精滤液中加入硝酸溶液和过氧化氢溶液，蒸发至饱和溶液，然后冷却析出结晶、分离晶体，得到半成品；将半成品使用纯水溶解，并加入精制处理后的碳酸氢铵溶液沉淀，控制沉淀终点的PH值，离心脱水，洗涤得到高纯度的碳酸铈。本发明的方法，可以将低纯度的碳酸铈晶体提纯，制备出高纯度的碳酸铈晶体。
【IPC分类】C01F17/00
【公开号】CN104925844
【申请号】CN201510318370
【发明人】杨青
【申请人】乐山沃耐稀电子材料有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月11日