CN111874936A - 一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，包括以下步骤：（1）洗涤1段‑负载稀土有机除氯：高氯的负载稀土有机进入洗涤1段混合萃取槽的第1级，同时在洗涤1段混合萃取槽的最后1级加入无盐水，让高氯的负载稀土有机中的氯进入无盐水中；（2）澄清1段‑降低有机夹带：经过步骤（1）的无盐水洗涤后的负载稀土有机进入澄清1段，经由澄清1段处理后的负载稀土有机形成低氯的负载稀土有机；（3）反萃段‑产出合格原料：经过步骤（2）澄清后的低氯的负载稀土有机进入反萃段第1级，同时在反萃段最后1级加入硝酸，以逆流反萃的方式，将低氯的负载稀土有机中的稀土反萃入水相中，最终产出用于制备纳米稀土氧化物的原料。
Description
技术领域
本发明属于稀土材料技术领域，涉及一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，是一种稀土氧化物的制备方法。
背景技术
近年来，随着纳米科技的发展，纳米级稀土氧化物材料已经广泛应用在紫外线吸收、精密抛光、高效催化、电子陶瓷、光纤材料、发光材料、吸波材料等领域。纳米级稀土氧化物材料对杂质控制要求较严格，比如氯含量高，将会造成粉体缺陷，最终影响产品使用寿命和性能。
为控制产品中氯含量，行业一般采用盐酸反萃高氯负载稀土有机，得到氯化稀土料液，然后将氯化稀土料液通过草酸沉淀，高温灼烧，硝酸溶解的方式，把氯化稀土料液转换为硝酸稀土料液，其中硝酸稀土料液为用于制备纳米级稀土氧化物的原料，于氯化稀土料液转换为硝酸稀土料液的过程中将料液中的氯除去，可以保证最终产品的纳米级稀土氧化物的氯含量合格。
但是上述用于制备纳米级稀土氧化物的原料的制备工艺存在流程长，能耗、辅材成本高的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，具有流程短，能耗、辅材成本低的特点。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，包括以下步骤：
（1）洗涤1段-负载稀土有机除氯：从常规萃取分离稀土生产线引出高氯的负载稀土有机，并使高氯的负载稀土有机进入洗涤1段混合萃取槽的第1级，所述洗涤1段混合萃取槽具有多级，同时在洗涤1段混合萃取槽的最后1级加入无盐水，以逆流洗涤的方式，让高氯的负载稀土有机由洗涤1段混合萃取槽的第1级流至洗涤1段混合萃取槽的最后1级的过程中会使氯进入无盐水中；
（2）澄清1段-降低有机夹带：经过步骤（1）的无盐水洗涤后的负载稀土有机进入澄清1段，经过多级澄清后，将负载稀土有机中所夹带的水相与负载稀土有机分离，使经由澄清1段处理后的负载稀土有机形成水相夹带量小于0.005%的低氯的负载稀土有机；
（3）反萃段-产出合格原料：经过步骤（2）澄清后的低氯的负载稀土有机进入反萃段第1级，所述反萃段具有多级，同时在反萃段最后1级加入硝酸，以逆流反萃的方式，将低氯的负载稀土有机中的稀土反萃入水相中，最终产出用于制备纳米稀土氧化物的原料。
一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，还包括步骤（4）洗涤2段-降低空白有机硝酸根含量：经过步骤（3）的硝酸反萃后所分离出的空白有机，进入洗涤2段混合萃取槽的第1级，洗涤2段混合萃取槽具有多级，同时在洗涤2段最后1级加入无盐水，以逆流洗涤的方式，让空白有机中夹带的硝酸进入无盐水中。
一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，还包括步骤（5）澄清2段-进一步降低空白有机硝酸根含量：经步骤（4）洗涤后的空白有机进入澄清2段，经过多级澄清后，将空白有机中所夹带的水相与空白有机分离，使经由澄清2段处理后的空白有机中水相夹带量小于0.005%。
进一步，常规萃取分离稀土生产线通过利用盐酸反萃高氯的负载稀土有机。
进一步，经由步骤（1）处理后所产生的含高氯的洗涤后无盐水返回常规萃取分离稀土生产线。
步骤（1）及步骤（4）中无盐水的体积等于1%-20%的高氯的负载稀土有机的体积。
步骤（1）中的洗涤1段混合萃取槽及步骤（4）中的洗涤2段混合萃取槽均为3-15级。
步骤（3）中硝酸的体积等于2%-15%的高氯的负载稀土有机的体积。
步骤（2）中的澄清及步骤（5）中的澄清均为3-5级。
进一步，经由步骤（5）的澄清2段处理后的空白有机返回常规萃取分离稀土生产线。
采用上述技术方案，本发明通过对高氯的负载稀土有机进行洗涤1段、澄清1段及反萃段处理后得到合格的用于制备纳米稀土氧化物的原料，降低了氯含量，经实验测得：经由洗涤1段处理可以使氯含量从0.5g/L下降到5-50mg/L；经由澄清1段处理可以使氯含量从5-50mg/L下降到小于5mg/L；本发明相比现有的用于制备纳米级稀土氧化物的原料的制备工艺而言，流程变短了，且无需现有的用于制备纳米级稀土氧化物的原料的制备工艺中草酸沉淀及高温灼烧，让本发明整体工艺简单、能耗低且辅材成本低。
具体实施方式
本发明揭示了一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，包括以下步骤：
（1）洗涤1段-负载稀土有机除氯：从常规萃取分离稀土生产线引出高氯的负载稀土有机，并使高氯的负载稀土有机进入洗涤1段混合萃取槽的第1级，所述洗涤1段混合萃取槽具有多级，同时在洗涤1段混合萃取槽的最后1级加入无盐水，以逆流洗涤的方式，让高氯的负载稀土有机由洗涤1段混合萃取槽的第1级流至洗涤1段混合萃取槽的最后1级的过程中会使氯进入无盐水中；
（2）澄清1段-降低有机夹带：经过步骤（1）的无盐水洗涤后的负载稀土有机进入澄清1段，经过多级澄清后，将负载稀土有机中所夹带的水相与负载稀土有机分离，使经由澄清1段处理后的负载稀土有机形成水相夹带量小于0.005%的低氯的负载稀土有机，从而保证最终产品的纳米稀土氧化物的氯稳定；因洗涤1段的澄清时间问题，一般会使负载稀土有机夹带约0.3%的水相，水相中含有高氯的负载稀土有机，即水相中含有经由洗涤残存下来的氯离子，这将导致产品氯超标，所以本发明设置了步骤（2）；
（3）反萃段-产出合格原料：经过步骤（2）澄清后的低氯的负载稀土有机进入反萃段第1级，所述反萃段具有多级，同时在反萃段最后1级加入硝酸，以逆流反萃的方式，将低氯的负载稀土有机中的稀土反萃入水相中，最终产出用于制备纳米稀土氧化物的原料，即低氯的硝酸稀土料液。
进一步，本发明所揭示的用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，还包括步骤（4）洗涤2段-降低空白有机硝酸根含量：经过步骤（3）的硝酸反萃后所分离出的空白有机，进入洗涤2段混合萃取槽的第1级，洗涤2段混合萃取槽具有多级，同时在洗涤2段最后1级加入无盐水，以逆流洗涤的方式，让空白有机中夹带的硝酸进入无盐水中，从而保证经由洗涤后的空白有机的硝酸根含量降低。
进一步，本发明所揭示的一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，还包括步骤（5）澄清2段-进一步降低空白有机硝酸根含量：经步骤（4）洗涤后的空白有机进入澄清2段，经过多级澄清后，将空白有机中所夹带的水相与空白有机分离，使经由澄清2段处理后的空白有机中水相夹带量小于0.005%，从而保证循环有机的纯净，如未经过澄清2段，空白有机返回常规萃取分离稀土生产线，将导致常规萃取生产体系的氨氮含量超标，无法满足国家环保废水排放标准，所以本发明设置了步骤（5）。
进一步，常规萃取分离稀土生产线通过利用盐酸反萃高氯的负载稀土有机。
进一步，经由步骤（1）处理后所产生的含高氯的洗涤后无盐水返回常规萃取分离稀土生产线，循环使用。
进一步，经由步骤（4）处理后的含硝酸的洗涤后无盐水进入步骤（3）的反萃段，循环使用。
进一步，调节常规萃取分离稀土生产线中氯浓度至初始值。
进一步，经由步骤（5）的澄清2段处理后的空白有机返回常规萃取分离稀土生产线，达到循环使用目的。
较佳的，步骤（1）及步骤（4）中无盐水的体积等于1%-20%的高氯的负载稀土有机的体积。
较佳的，步骤（3）中硝酸的体积等于2%-15%的高氯的负载稀土有机的体积。
较佳的，所述硝酸的浓度为5.0mol/L。
较佳的，步骤（2）中的澄清及步骤（5）中的澄清均为3-5级。
较佳的，步骤（1）中的洗涤1段混合萃取槽及步骤（4）中的洗涤2段混合萃取槽均为3-15级。
较佳的，反萃段为8-10级。
综上所述，本发明通过对高氯的负载稀土有机进行洗涤1段、澄清1段及反萃段处理后得到合格的用于制备纳米稀土氧化物的原料，降低了氯含量，经实验测得：经由洗涤1段处理可以使氯含量从0.5g/L下降到5-50mg/L；经由澄清1段处理可以使氯含量从5-50mg/L下降到小于5mg/L；本发明相比现有的用于制备纳米级稀土氧化物的原料的制备工艺而言，流程变短了，且无需现有的用于制备纳米级稀土氧化物的原料的制备工艺中草酸沉淀及高温灼烧，让本发明整体工艺简单、能耗低且辅材成本低。
再者，本发明还可以降低循环有机中硝酸根含量，空白有机经过无盐水洗涤、澄清后，保证循环使用空白有机的纯净。本发明所需设备少，且利用本发明所制备的硝酸稀土品质优良。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，下述实施例以稀土元素为镝及钇进行举例说明，并不以此为限，本发明适用于所有稀土。
实施例1
本发明揭示了一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法法，包括以下步骤：
（1）洗涤1段-负载镝有机除氯：从常规萃取分离镝生产线引出20L/min的高氯的负载镝有机，并使高氯的负载镝有机进入洗涤1段混合萃取槽的第1级，所述洗涤1段混合萃取槽具有10级，同时在洗涤1段最后1级加入1L/min无盐水，经过10级逆流洗涤，让高氯的负载镝有机中的氯进入无盐水中，最后含高氯的洗涤后无盐水返回常规萃取分离镝生产线；
（2）澄清1段-降低有机夹带：经过步骤（1）的无盐水洗涤后的负载镝有机进入澄清1段，经过3级澄清后，将负载镝有机中所夹带的水相与负载镝有机分离，使经由澄清1段处理后的负载镝有机形成水相夹带量小于0.005%的低氯的负载镝有机；
（3）反萃段-产出合格原料：经由步骤（2）澄清后的低氯的负载镝有机进入反萃段第1级，所述反萃段具有8级，同时在反萃段最后1级加入1.8L/min的AR级5.0mol/L硝酸，经过8级逆流反萃，将镝反萃入水相中，最终产出合格的用于制备纳米镝氧化物的原料，即低氯根的硝酸镝料液；
（4）洗涤2段-降低空白有机硝酸根含量：经过步骤（3）的硝酸反萃后所分离出的空白有机，进入洗涤2段混合萃取槽的第1级，所述洗涤2段混合萃取槽具有3级，同时在洗涤2段最后1级加入0.45L/min的无盐水，经过3级逆流洗涤，让空白有机中夹带的的硝酸进入无盐水中，最后含硝酸的洗涤后无盐水进入步骤（3）的反萃段，从而保证空白有机硝酸根含量降低；
（5）澄清2段-进一步降低空白有机硝酸根含量：经步骤（4）洗涤后的空白有机进入澄清2段，经过3级澄清后，将空白有机中夹带水相与空白有机分离，使经由澄清2段处理后的空白有机中水相夹带量小于0.005%，最后空白有机返回常规萃取分离镝生产线，达到循环使用目的。
实施例2
本发明揭示一种低成本制备纳米稀土用低氯根原料的方法，包括以下步骤：
（1）洗涤1段-负载钇有机除氯：从常规萃取分离钇生产线引出150L/min的高氯的负载钇有机，并使高氯的负载钇有机进入洗涤1段混合萃取槽的第1级，所述洗涤1段混合萃取槽具有15级，同时在洗涤1段最后1级加入3L/min无盐水，经过15级逆流洗涤，让高氯的负载钇有机中的氯进入无盐水中，最后含高氯的洗涤后无盐水，返回常规萃取分离钇生产线；
（2）澄清1段-降低有机夹带：经过步骤（1）无盐水洗涤后的负载钇有机进入澄清1段，经过5级澄清后，将负载钇有机中所夹带的水相与负载钇有机分离，使经由澄清1段处理后的负载钇有机形成水相夹带量小于0.005%的低氯的负载钇有机；
（3）反萃段-产出合格原料：经由步骤（2）澄清后的低氯的负载钇有机进入反萃段第1级，所述反萃段具有10级，同时在反萃段最后1级加入12L/min的AR级5.0mol/L硝酸，经过10级逆流反萃，将钇反萃入水相中，最终产出合格的用于制备纳米钇氧化物的原料，即低氯根的硝酸钇料液。
（4）洗涤2段-降低空白有机硝酸根：经过步骤（3）的硝酸反萃后所分离出的空白有机，进入洗涤2段混合萃取槽的第1级，所述洗涤2段混合萃取槽具有3级，同时在洗涤2段最后1级加入2L/min的无盐水，经过3级逆流洗涤，让空白有机中夹带的的硝酸进入无盐水中，最后含硝酸的洗涤后无盐水进入步骤（3）反萃段，从而保证空白有机硝酸根含量降低；
（5）澄清2段-进一步降低空白有机硝酸根含量：经步骤（4）洗涤后的空白有机进入澄清2段，经过5级澄清后，将空白有机中夹带水相与空白有机分离，使经由澄清2段处理后的空白有机中水相夹带量小于0.005%，最后空白有机返回常规萃取分离钇生产线，达到循环使用目的。
因此，本发明通过对高氯的负载有机的洗涤、澄清、硝酸反萃后，得到合格的用于制备纳米稀土氧化物的原料即低氯根的硝酸稀土料液，本发明整体工艺简单、流程短且设备少，相比传统工艺，成本大幅下降，且制得的硝酸稀土品质优良，且本发明降低循环有机中硝酸根含量，空白有机经过无盐水洗涤、澄清后，保证循环使用空白有机的纯净。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，本发明的应用并不以上述为限，本领域的技术人员仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本发明创作精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为权利要求书所涵盖。
Claims (10)
1.一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）洗涤1段-负载稀土有机除氯：从常规萃取分离稀土生产线引出高氯的负载稀土有机，并使高氯的负载稀土有机进入洗涤1段混合萃取槽的第1级，所述洗涤1段混合萃取槽具有多级，同时在洗涤1段混合萃取槽的最后1级加入无盐水，以逆流洗涤的方式，让高氯的负载稀土有机由洗涤1段混合萃取槽的第1级流至洗涤1段混合萃取槽的最后1级的过程中会使氯进入无盐水中；
（2）澄清1段-降低有机夹带：经过步骤（1）的无盐水洗涤后的负载稀土有机进入澄清1段，经过多级澄清后，将负载稀土有机中所夹带的水相与负载稀土有机分离，使经由澄清1段处理后的负载稀土有机形成水相夹带量小于0.005%的低氯的负载稀土有机；
（3）反萃段-产出合格原料：经过步骤（2）澄清后的低氯的负载稀土有机进入反萃段第1级，所述反萃段具有多级，同时在反萃段最后1级加入硝酸，以逆流反萃的方式，将低氯的负载稀土有机中的稀土反萃入水相中，最终产出用于制备纳米稀土氧化物的原料。
2.如权利要求1所述一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于：还包括步骤（4）洗涤2段-降低空白有机硝酸根含量：经过步骤（3）的硝酸反萃后所分离出的空白有机，进入洗涤2段混合萃取槽的第1级，洗涤2段混合萃取槽具有多级，同时在洗涤2段最后1级加入无盐水，以逆流洗涤的方式，让空白有机中夹带的硝酸进入无盐水中。
3.如权利要求2所述一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于：还包括步骤（5）澄清2段-进一步降低空白有机硝酸根含量：经步骤（4）洗涤后的空白有机进入澄清2段，经过多级澄清后，将空白有机中所夹带的水相与空白有机分离，使经由澄清2段处理后的空白有机中水相夹带量小于0.005%。
4.如权利要求1至3任一项所述一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于：常规萃取分离稀土生产线通过利用盐酸反萃高氯的负载稀土有机。
5.如权利要求1至3任一项所述一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于：经由步骤（1）处理后所产生的含高氯的洗涤后无盐水返回常规萃取分离稀土生产线。
6.如权利要求1至3任一项所述一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中硝酸的体积等于2%-15%的高氯的负载稀土有机的体积。
7.如权利要求2至3任一项所述一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于：步骤（1）及步骤（4）中无盐水的体积等于1%-20%的高氯的负载稀土有机的体积。
8.如权利要求2至3任一项所述一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的洗涤1段混合萃取槽及步骤（4）中的洗涤2段混合萃取槽均为3-15级。
9.如权利要求3所述一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中的澄清及步骤（5）中的澄清均为3-5级。
10.如权利要求3所述一种用于制备纳米稀土氧化物的原料的制备方法，其特征在于：经由步骤（5）的澄清2段处理后的空白有机返回常规萃取分离稀土生产线。
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