程序升溫法製備高純無水氯化鐠或氯化釹的製作方法

2023-04-27 03:04:26 1

專利名稱：程序升溫法製備高純無水氯化鐠或氯化釹的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種程序升溫法製備高純無水氯化鐠或氯化錢，屬於稀土材料製備領域。
背景技術：
無水氯化鐠和氯化釹可以分別用於有機合成催化劑、合成橡膠催化劑、高純鐠或釹金屬的製備等應用領域。無水氯化鐠或氯化釹製備方法有水合氯化物脫水法、氧化物氯化法和亞硫醯氯脫水法等。文獻張翊鳳所著的"NdCl3-LiCl及NdCl3-LiCl-NaCl體系相圖的研究」，化學學報，1989,47(1) :14-18.提供一種無水氯化釹的製備方法，將NdCl3 ·6Η20置於P2O5乾燥器中初步脫水，然後在HCl氣氛中邊加熱邊抽吸減壓，逐級脫水，得到無水氯化釹，該方法在工業規模生產中氯化氫氣體對設備腐蝕比較嚴重，同時需對尾氣進行強化處理；文獻陳惠冬所著的「無水氯化釹的形成熱力學計算及應用」，稀土，1989，(3) 4-7.提供一種無水氯化釹的製備方法，將NH4Cl和Nd2O3混合均勻，在真空條件下，逐漸升溫，得到無水氯化釹，Nd2O3氯化率達到100% ；文獻鄭朝貴所著的「ft~Cl3-SrCl2-LiCl三元體系相圖的研究」，北京大學學報(自然科學版)，1989，25(6) =658-663.提供一種無水氯化鐠的製備方法，將PrCl3 · BH2O在乾燥HCl氣氛中減壓逐級脫水，得到無水氯化鐠。這些方法沒有對無水氯化鐠或氯化釹產品中含水量和水不溶物分析，而有機合成催化劑要求高純無水氯化鐠或氯化釹加入到水中立刻溶解，溶解後水溶液清亮透明，不能含有水不溶物，高純無水氯化鐠或氯化釹含水量均要求小於0. 1 %。

發明內容
本發明的目的是提供一種程序升溫法製備高純無水氯化鐠或氯化釹，該方法在工業規模中得到高純無水氯化鐠或氯化釹產品，其中含水量小於0. 1%，產品加入到水中立刻溶解，溶解後水溶液清亮透明，產品純度大於99 %，收率大於99 %。技術解決方案將直接從稀土萃取分離製備出的氯化鐠或氯化釹溶液加熱濃縮結晶，得到顆粒狀晶體PrCl3 · BH2O或NdCl3 · 6H20,以氧化稀土量計含氧化鐠或氧化釹純度大於99. 9%,PrCl3 ·6Η20或NdCl3 ·6Η20和氯化銨按重量比2 1在混料機中混合，將混合後的物料分別裝入到體積為1升瓷缽中，再將含物料的瓷缽均勻擺放到程序升溫爐中，用水噴射泵抽真空，當真空度達到0. OSPa時，設定升溫程序開始加熱，升溫程序為室溫 150°C， 升溫速度為1. 080C /分鐘，升溫時間2小時，在150°C保溫時間2小時；150°C 240°C，升溫速度為0. 750C /分鐘，升溫時間2小時，在保溫時間4小時；240°C 300°C，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時間2小時，在300°C保溫時間2小時；300°C 350°C，升溫速度為0. 420C /分鐘，升溫時間2小時，在350°C保溫時間6. 5 6. 8小時，爐體溫度自然降到 50°C時，出料，真空包裝，得到的無水氯化鐠或氯化釹經分析檢測含水量小於0. 1%，加入到水中立刻溶解，溶解後水溶液清亮透明，產品純度大於99. 9%。發明效果本發明中脫水溫度是製備高純無水氯化鐠或氯化釹最關鍵因素，採用程序升溫控制爐體內物料在同一溫度下脫水，控制溫度變化士rc，由於加熱體系屬外熱式加熱，升溫速度過快或保溫時間短，傳到爐體內部溫度不均勻，會造成靠近爐體物料溫度過高極易發生水解，生成ftoci或NdOCl，而中間部位溫度偏低，物料脫水不完全，得到的無水氯化鐠或氯化釹中含水不溶物和含水量偏高，所以要嚴格設定升溫速度和分段保溫時間。 氯化銨加入量偏低，容易生成ftOCl或NdOCl，氯化銨加入量偏高，成本偏高，同時氯化銨中微量雜質會在產品中富集，影響產品質量。該項技術應用在工業規模的程序升溫爐每批產無水氯化鐠或氯化釹90kg，得到的高純無水氯化鐠或氯化釹含水量小於0. 1 %，加入到水中立刻溶解，溶解後水溶液清亮透明。
具體實施例方式實施例1130kg PrCl3 · 6H20晶體與65kg氯化銨晶體在混料機中混合均勻，將混合後的物料分別裝入到瓷缽中，再將含物料的瓷缽均勻擺放到程序升溫爐中，用水還真空泵抽真空，當真空度達到0. 08 時，設定升溫程序開始加熱，升溫程序為室溫 150°C，升溫速度為1. 08°C /分鐘，升溫時間2小時，在150°C保溫時間2小時；150°C 240°C，升溫速度為0. 75 V /分鐘，升溫時間2小時，在240 V保溫時間4小時；240 V 300 V，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時間2小時，在300°C保溫時間2小時；300°C 350°C，升溫速度為 0. 42°C /分鐘，升溫時間2小時，在350°C保溫時間6. 5小時，爐體溫度自然降到50°C時，出料，真空包裝，得到90. 4kg的無水氯化鐠，經分析檢測含水量為0. 05%，加入到水中立刻溶解，溶解後水溶液清亮透明，無水氯化鐠純度為99. 9%。實施例2130kgNdCl3 · 6H20晶體與65kg氯化銨晶體在混料機中混合均勻，將混合後的物料分別裝入到瓷缽中，再將含物料的瓷缽均勻擺放到程序升溫爐中，用水還真空泵抽真空， 當真空度達到0. OSPa時，設定升溫程序開始加熱，升溫程序為室溫 150°C，升溫速度為1.08°C /分鐘，升溫時間2小時，在150°C保溫時間2小時；150°C 240°C，升溫速度為0. 750C /分鐘，升溫時間2小時，在240°C保溫時間4小時；240°C 300°C，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時間2小時，在300°C保溫時間2小時；300°C 350°C，升溫速度為 0. 42V /分鐘，升溫時間2小時，在350V保溫時間6. 6小時，爐體溫度自然降到50°C時，出料，真空包裝，得到90. 6kg的無水氯化釹經分析檢測含水量為0. 06%，加入到水中立刻溶解，溶解後水溶液清亮透明，無水氯化釹純度為99. 9%。實施例3 130kg NdCl3 · 6H20晶體與65kg氯化銨晶體在混料機中混合均勻，將混合後的物料分別裝入到瓷缽中，再將含物料的瓷缽均勻擺放到程序升溫爐中，用水還真空泵抽真空，當真空度達到0. 08 時，設定升溫程序開始加熱，升溫程序為室溫 150°C，升溫速度為1. 08°C /分鐘，升溫時間2小時，在150°C保溫時間2小時；150°C 240°C，升溫速度為0. 75 V /分鐘，升溫時間2小時，在240 V保溫時間4小時；240 V 300 V，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時間2小時，在300°C保溫時間2小時；300°C 350°C，升溫速度為 0. 42°C /分鐘，升溫時間2小時，在350°C保溫時間6. 8小時，爐體溫度自然降到50°C時，出料，真空包裝，得到90. 7kg的無水氯化釹經分析檢測含水量為0. 05%，加入到水中立刻溶解，溶解後水溶液清亮透明，無水氯化釹純度為99. 9%。
權利要求
1.程序升溫法製備高純無水氯化鐠或氯化釹，其特徵在於，將直接從稀土萃取分離製備出的氯化鐠或氯化釹溶液加熱濃縮結晶，得到顆粒狀晶體PrCl3 · 6H20或NdCl3 · 6H20,以氧化稀土量計含氧化鐠或氧化釹純度大於99. 9%, PrCl3 · 6H20或NdCl3 · 6H20和氯化銨按重量比2 1在混料機中混合，將混合後的物料分別裝入到體積為1升瓷缽中，再將含物料的瓷缽均勻擺放到程序升溫爐中，用水噴射泵抽真空，當真空度達到0. OSPa時，設定升溫程序開始加熱，升溫程序為室溫 150°C，升溫速度為1. 08°C /分鐘，升溫時間2小時， 在150°C保溫時間2小時；150°C 240°C，升溫速度為0. 75°C /分鐘，升溫時間2小時，在 240 V保溫時間4小時；240 V 300 V，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時間2小時，在300 V 保溫時間2小時；300°C 350°C，升溫速度為0. 42°C /分鐘，升溫時間2小時，在350°C保溫時間6. 5 6. 8小時，爐體溫度自然降到50°C時，出料，真空包裝，得到的無水氯化鐠或氯化釹經分析檢測含水量小於0. 1%，加入到水中立刻溶解，溶解後水溶液清亮透明，產品純度大於99. 9%。
全文摘要
本發明涉及一種程序升溫法製備高純無水氯化鐠或氯化釹，屬於稀土材料製備領域。本發明是用PrCl3·6H2O或NdCl3·6H2O和氯化銨按重量比2∶1混合，用水噴射泵抽真空，當真空度達到0.08Pa時，設定升溫程序開始加熱，溫度在室溫～350℃，控制分段升溫速度和保溫時間，得到的無水氯化鐠或氯化釹經分析檢測含水量小於0.1％，加入到水中立刻溶解，溶解後水溶液清亮透明，產品純度大於99.9％。該法已應用在工業規模的程序升溫爐每批產無水氯化鐠或氯化釹90kg生產線上。
文檔編號C01F17/00GK102502756SQ20111034624
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者劉海旺, 張瑞祥, 王士智, 胡珊珊, 許宗澤, 郝先庫, 馬顯東 申請人:包頭市京瑞新材料有限公司