一種制備草酸稀土沉淀的方法
【專利摘要】本發明屬于稀土制備領域，尤其涉及一種制備草酸稀土沉淀的方法，該方法包括氯化稀土溶液與草酸溶液的混合、沉淀，沉淀的過濾和洗滌，洗滌水的收集，抽真空除水等步驟。本發明沉淀的過濾洗滌在自制的過濾桶內進行，并對洗滌分多個階段，除第一次洗滌的水排放掉后，其余階段的洗滌水均收集起來留作后續沉淀的洗滌，從而可大大提高水資源的利用率，減少廢水的排放；洗滌后的抽真空處理可有效去除沉淀中的水分，減少稀土沉淀的體積，從而可縮短后續的灼燒時間，節約灼燒能源，縮短氧化稀土生產周期，降低生產成本；還可避免離心機甩干時造成的稀土資源流失，提高了產品收率。
【專利說明】一種制備草酸稀土沉淀的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于稀土制備領域，尤其涉及一種制備草酸稀土沉淀的方法。
【背景技術】
[0002]中國是世界上稀土儲量最多的國家，且元素分配全面。經過近40年的發展，全國已建立世界上最龐大的稀土工業，成為世界最大的稀土生產國，最大的稀土消費國和最大的稀土供應國。稀土生產過程中，一般需要將稀土礦轉化為稀土鹽沉淀，如草酸稀土，碳酸氫氨稀土等，再對稀土鹽進行灼燒得到稀土氧化物。沉淀生成后的洗滌是制備純凈稀土產物的關鍵步驟，傳統的洗滌方法往往是將沉淀罐中的母液抽離后，并重新注入純水進行洗滌，然后抽掉母液。這種方法雖然能在一定程度上除掉沉淀上附著的雜質，但每次洗滌后的水都排放掉，嚴重浪費水資源，并增加了廢水的排放；且洗滌后很難將沉淀里的水抽離干凈，從而延長了后續的灼燒時間，不但延長了生產周期，且浪費灼燒時耗費的能源，提高了生產成本，降低了企業的經濟效益。
[0003]針對上述問題，也有一些廠家采用離心機對沉淀進行甩干處理，但離心機工作時轉速大，如操作不當會給操作工帶來嚴重的身體傷害，增加了安全隱患；且離心機甩干過程中，容易將稀土沉淀甩出機器，從而浪費了稀土資源，影響產品收率。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種操作簡單，稀土沉淀雜質少，節能環保的制備草酸稀土沉淀的方法。
[0005]實現本發明目的的技術方案是:一種制備草酸稀土沉淀的方法，包括如下步驟:
[0006](I)在沉淀罐中加入7(T80°C熱水，對沉淀罐內部進行預熱；隨后同時通入采用精制草酸與純水配制好并經過加熱的草酸溶液和從稀土萃取分離制備的氯化稀土溶液，并開啟攪拌裝置，使草酸與氯化稀土充分反應生成草酸稀土沉淀；
[0007](2)反應結束后停止攪拌，并靜置31分鐘，待草酸稀土沉淀完全沉入沉淀罐底部，隨后立即將草酸稀土沉淀上部的母液從沉淀罐頂部抽離；
[0008]( 3 )母液抽離后，打開沉淀罐底部的閥門，使草酸稀土沉淀漿通過管道流入內部鋪有濾布的過濾桶內，待沉淀漿全部進入過濾桶后，稀土沉淀漿內的水通過過濾桶內部隔板上的通孔進入隔板下部的儲水腔中；
[0009](4)打開純水管道上的閥門，采用7(T80°C純水對草酸稀土沉淀進行洗滌，并打開過濾桶下部的出水閥門；將洗滌時間平均分為多個階段，第一階段的洗滌水通過排水管道進入廢水處理系統進行處理，其余階段的洗滌水分別收集到不同的集水桶中留作對下一道草酸稀土沉淀進行洗滌；并分別對洗滌水進行檢測，直至洗滌水合格，停止洗滌；
[0010](5)洗滌結束后，待過濾桶底部的水分全部排出后，開啟抽真空裝置，對過濾桶進行抽真空，去除草酸稀土沉淀里多余水分，待草酸稀土沉淀漿呈粉末狀時停止抽真空。
[0011]上述技術方案，所述步驟(I)中的氯化稀土溶液的濃度為1.5?2.0mol/L，所述草酸溶液濃度為180g/L，反應溫度為7(T80°C。
[0012]上述技術方案，所述步驟(3)中的洗滌時間為3(Tl20min。
[0013]上述技術方案，所述步驟(4)中的洗滌時間平均分為三個階段，并采用第二階段的洗滌水對第二只過濾桶內沉淀進行第一次洗滌，第一次洗滌水進入廢水處理系統；第三階段洗滌水對第二只過濾桶內沉淀進行第二次洗滌，所述第二次洗滌水收集到集水桶中，留作對下一批過濾桶內沉淀進行第一次洗滌。
[0014]上述技術方案，對下一批次的沉淀進行洗滌時，打開集水桶下端出水管上的閥門，并開啟水泵，將集水桶內的洗滌水輸送至過濾桶內，對沉淀進行第一和第二階段的洗滌，第三階段洗滌時關閉集水桶出水管上的閥門和水泵，開啟純水管上的閥門，采用純水進行此批次沉淀的第三階段洗滌，并收集此批次第二階段和第三階段洗滌水供下一批次沉淀的洗滌。
[0015]上述技術方案，所述步驟(4)中的洗滌水檢測是通過PH試紙檢測洗滌水的酸堿度，以檢測沉淀中是否還存在氯離子，即沉淀是否還需要進一步洗滌。
[0016]上述技術方案,所述步驟(I)中的氯化稀土溶液為氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化釤、氯化銪、氯化釓、氯化鋱、氯化鏑、氯化欽、氯化鉺、氯化銩鐿镥或氯化釔溶液。
[0017]采用上述技術方案后，本發明具有以下積極的效果:
[0018](I)本發明沉淀的過濾洗滌在自制的過濾桶內進行，并對洗滌分多個階段，除第一次洗滌的水排放掉后，其余階段的洗滌水均收集起來留作后續沉淀的洗滌，從而可大大提高水資源的利用率，減少廢水的排放；洗滌后的抽真空處理可有效去除沉淀中的水分，減少稀土沉淀的體積，從而可縮短后續的灼燒時間，節約灼燒能源，縮短氧化稀土生產周期，降低生產成本；還可避免離心機甩干時造成的稀土資源流失，提高了產品收率；
[0019](2)本發明先采用加熱后的純水對沉淀罐進行預熱，可使后續通入的草酸和氯化稀土溶液在合適的溫度反應，從而提高反應速率，縮短反應時間，提高生產效益，還可增加草酸鈣等雜質的溶解度，從而降低草酸稀土沉淀中的雜質含量，保證了稀土產品的質量；
[0020]( 3 )本發明草酸與氯化稀土溶液反應結束后靜置幾分鐘待沉淀下沉后即進行母液的抽離，可防止母液中溶解的草酸鈣等雜質隨著溫度的降低，溶解度也降低，從而附著在稀土沉淀上，增加了稀土雜質含量；
[0021](4)本發明工藝簡單，易操作，安全性高，且可廣泛用于各種稀土產品的生產制備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中
[0023]圖1為本發明工藝流程圖；
[0024]圖2為實施本發明方法的設備結構示意圖；
[0025]圖中1、沉淀_ ;2、過濾桶；3、集水桶。
【具體實施方式】
[0026](實施例1)
[0027]見圖1和圖2，圖1為本發明制備草酸稀土沉淀的方法工藝流程圖，圖2為本發明方法設備結構示意圖，本發明工藝方法包括如下步驟:
[0028](I)在沉淀罐I中加入7(T80°C熱水，對沉淀罐I內部進行預熱；隨后同時通入采用精制草酸與純水配制好并經過加熱的草酸溶液和從稀土萃取分離制備的氯化稀土溶液，并開啟攪拌裝置，使草酸與氯化稀土充分反應生成草酸稀土沉淀；其中氯化稀土溶液的濃度為1.5^2.0mol/L,草酸溶液濃度為180g/L，反應溫度為7(T80°C。精制草酸為市售草酸通過專用設備和一定的方法精制而成，精制草酸的草酸含量高達98%以上。
[0029](2)反應結束后停止攪拌，并靜置31分鐘，待草酸稀土沉淀完全沉入沉淀罐I底部，隨后立即將草酸稀土沉淀上部的母液從沉淀罐I頂部抽離；
[0030](3)母液抽離后，打開沉淀罐I底部的閥門，使草酸稀土沉淀漿通過管道流入內部鋪有濾布的過濾桶2內，待沉淀漿全部進入過濾桶2后，稀土沉淀漿內的水通過過濾桶2內部隔板上的通孔進入隔板下部的儲水腔中；
[0031](4)打開純水管道上的閥門，采用7(T80°C純水對草酸稀土沉淀進行洗滌，并打開過濾桶2下部的出水閥門；將洗滌時間平均分為多個階段，第一階段的洗滌水通過排水管道進入廢水處理系統進行處理，其余階段的洗滌水分別收集到不同的集水桶3中留作對下一道草酸稀土沉淀進行洗滌；并分別對洗滌水進行檢測，直至洗滌水合格，停止洗滌；
[0032](5)洗滌結束后，待過濾桶2底部的水分全部排出后，開啟抽真空裝置，對過濾桶2進行抽真空，去除草酸稀土沉淀里多余水分，待草酸稀土沉淀漿呈粉末狀時停止抽真空。
[0033]本發明步驟(3)中的洗滌時間一般為3(Tl20min，對雜質含量要求不高的產品洗漆時間可適當縮短，如30min"60min,對高純氧化稀土產品，需要較長的洗漆時間，如6(Tl20min。洗滌后需要檢測沉淀中是否還存在氯離子等雜質離子的存在。檢測方法為通過PH試紙檢測洗滌水的酸堿度，以檢測沉淀中是否還存在氯離子，即沉淀是否還需要進一步洗滌；若洗滌水呈酸性，說明洗滌水中還含有氯離子，即沉淀還沒得到徹底清洗，繼續對沉淀進行洗滌；若洗滌水呈中性，說明洗滌水中已無氯離子，即沉淀中已無雜質存在，停止洗漆。
[0034]優選地，本發明步驟(4)中的洗滌時間平均分為三個階段，并采用第二階段的洗滌水對第二只過濾桶2內沉淀進行第一次洗滌，第一次洗滌水進入廢水處理系統；第三階段洗滌水對第二只過濾桶2內沉淀進行第二次洗滌，所述第二次洗滌水收集到集水桶3中，留作對下一批過濾桶2內沉淀進行第一次洗滌。對下一批次的沉淀進行洗滌時，打開集水桶3下端出水管上的閥門，并開啟水泵，將集水桶3內的洗滌水輸送至過濾桶2內，對沉淀進行第一和第二階段的洗滌，第三階段洗滌時關閉集水桶3出水管上的閥門和水泵，開啟純水管上的閥門，采用純水進行此批次沉淀的第三階段洗滌，并收集此批次第二階段和第三階段洗滌水供下一批次沉淀的洗滌。
[0035]假設傳統方法洗滌一次草酸稀土沉淀約需60min滿足要求，所需的純水約30噸。采用本發明方法后，現對上述60min時間分為三個階段，每階段洗滌時間為20min，每階段所需的純水則為10噸；第一階段洗滌后可去除大約50%的雜質，此時洗滌水中雜質含量較高，不能用于下批次沉淀的洗滌，因此排向廢水處理系統進行處理；第二階段洗滌后沉淀中雜質含量有所降低，且此時洗滌水中的雜質含量較低，收集到集水桶3中用作下批次沉淀的初次洗滌；第三階段洗滌后沉淀中雜質含量即滿足要求，此階段洗滌水中雜質含量更低，可收集到集水桶3中用于下批次第二階段的洗滌；并采用純水對下批次進行第三階段洗滌。綜上所述，采用此方法后除第一批沉淀的洗滌需要耗費30噸水外，其余批次的沉淀洗滌僅需要10噸純水即可，用水量僅為原來的三分之一，大大節約了水資源，且減少了廢水的排放和廢水處理的負擔，節約了生產成本，有利于提高經濟效益。
[0036]本發明可適用于制備各種草酸稀土沉淀，步驟(I)中的氯化稀土溶液可為氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化釤、氯化銪、氯化釓、氯化鋱、氯化鏑、氯化欽、氯化鉺、氯化銩鐿镥或氯化釔溶液，采用上述氯化稀土溶液分別與一定量的草酸溶液混合即可。
[0037]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)在沉淀罐中加入7(T80°C熱水，對沉淀罐內部進行預熱；隨后同時通入采用精制草酸與純水配制好并經過加熱的草酸溶液和從稀土萃取分離制備的氯化稀土溶液，并開啟攪拌裝置，使草酸與氯化稀土充分反應生成草酸稀土沉淀； (2)反應結束后停止攪拌，并靜置31分鐘，待草酸稀土沉淀完全沉入沉淀罐底部，隨后立即將草酸稀土沉淀上部的母液從沉淀罐頂部抽離； (3 )母液抽離后，打開沉淀罐底部的閥門，使草酸稀土沉淀漿通過管道流入內部鋪有濾布的過濾桶內，待沉淀漿全部進入過濾桶后，稀土沉淀漿內的水通過過濾桶內部隔板上的通孔進入隔板下部的儲水腔中； (4)打開純水管道上的閥門，采用7(T80°C純水對草酸稀土沉淀進行洗滌，并打開過濾桶下部的出水閥門；將洗滌時間平均分為多個階段，第一階段的洗滌水通過排水管道進入廢水處理系統進行處理，其余階段的洗滌水分別收集到不同的集水桶中留作對下一道草酸稀土沉淀進行洗滌；并分別對洗滌水進行檢測，直至洗滌水合格，停止洗滌； (5)洗滌結束后，待過濾桶底部的水分全部排出后，開啟抽真空裝置，對過濾桶進行抽真空，去除草酸稀土沉淀里多余水分，待草酸稀土沉淀漿呈粉末狀時停止抽真空；所得的草酸稀土沉淀通過下一步灼燒即可得到稀土氧化物。
2.根據權利要求1所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的氯化稀土溶液的濃度為1.5^2.0mol/L，所述草酸溶液濃度為180g/L，反應溫度為7(T80°C。
3.根據權利要求1所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(3)中的洗滌時間為3(Tl20min。
4.根據權利要求1所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(4)中的洗滌時間平均分為三個階段，并采用第二階段的洗滌水對第二只過濾桶內沉淀進行第一次洗滌，第一次洗滌水進入廢水處理系統；第三階段洗滌水對第二只過濾桶內沉淀進行第二次洗滌，所述第二次洗滌水收集到集水桶中，留作對下一批過濾桶內沉淀進行第一次洗滌。
5.根據權利要求4所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:對下一批次的沉淀進行洗滌時，打開集水桶下端出水管上的閥門，并開啟水泵，將集水桶內的洗滌水輸送至過濾桶內，對沉淀進行第一和第二階段的洗滌，第三階段洗滌時關閉集水桶出水管上的閥門和水泵，開啟純水管上的閥門，采用純水進行此批次沉淀的第三階段洗滌，并收集此批次第二階段和第三階段洗滌水供下一批次沉淀的洗滌。
6.根據權利要求1所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(4)中的洗滌水檢測是通過PH試紙檢測洗滌水的酸堿度，以檢測沉淀中是否還存在氯離子，即沉淀是否還需要進一步洗滌。
7.根據權利要求1飛任一項權利要求所述的制備草酸稀土沉淀的方法，其特征在于:所述步驟(I)中的氯化稀土溶液為氯化鑭、氯化鈰、氯化鐠、氯化釹、氯化釤、氯化銪、氯化釓、氯化鋱、氯化鏑、氯化欽、氯化鉺、氯化銩鐿镥或氯化釔溶液。
【文檔編號】C22B59/00GK104419839SQ201310363039
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】邱光懷, 鄒建東, 蔣宏, 施碧峰, 黃耀忠, 蔣逸波, 李艷芬, 陳春琴, 周紅燕, 劉玉平, 尹文群, 蔣網生, 施建新, 周志新 申請人:中鋁稀土（常州）有限公司