專利名稱：程序升溫法制備高純無水溴化鑭或溴化鈰的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種程序升溫法制備無水溴化鑭或溴化鈰，屬于稀土材料制備領(lǐng)域。
技術(shù)背景
高純無水溴化鑭和溴化鈰用于閃爍晶體材料、有機(jī)合成催化劑等應(yīng)用領(lǐng)域。無水溴化鑭和溴化鈰制備方法有水合溴化物脫水法和氧化物溴化法等。文獻(xiàn)楊冬梅所著的“由氧化鑭直接制備無水溴化鑭”，材料與冶金學(xué)報(bào)，2003，2( :113-114，提供一種無水溴化鑭制備方法，利用氧化鑭、Al粉及溴直接進(jìn)行反應(yīng)，然后通過將產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)傳輸獲得無水溴化鑭，此方法得到的無水溴化鑭含鋁偏高，同時(shí)合成成本偏高；文獻(xiàn)孫同山所著的“水合溴化鑭的脫水動(dòng)力學(xué)及與二甲基亞砜配合物的合成和熱分析研究”，中國稀土學(xué)報(bào)，1994， 12(3) :213-217，提供一種無水溴化鑭制備方法，LaBr3 · 6H20與二甲基亞砜形成配合物，再升溫到312°C脫掉水和二甲基亞砜，得到無水溴化鑭，此方法得到的無水溴化鑭常常含有少量黑色顆粒，是由于部分有機(jī)碳化造成的，這種雜質(zhì)影響閃爍晶體的性能；文獻(xiàn)林平娣所著的“無水三溴化釤和三溴化鐿的制備”，化學(xué)試劑，1991，13(1) :13-14 ;28，提供一種無水溴化釤和溴化鐿的制備方法，SmBr3 · 6H20或％Br3 · 6H20與NH4Br按摩爾比1 6. 3混合，將兩種化合物溶解后，再蒸發(fā)得到粘稠物，在I32O5保干器抽真空，得到白色固體溴化稀土和溴化銨混合物，再真空爐中抽真空，緩慢加熱，脫水溫度控制在1°C /min 1. 6°C /min,分段保溫，得到無水溴化釤和溴化鐿，產(chǎn)率為92 94%。這些文獻(xiàn)沒有報(bào)導(dǎo)得到的無水溴化稀土中實(shí)際含水量，由于制備閃爍晶體材料時(shí)對(duì)水含量要求小于0. 1%。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種程序升溫制備高純無水溴化鑭或溴化鈰方法，在工業(yè)規(guī)模中得到高純無水溴化鑭或溴化鈰產(chǎn)品，其中含水量小于0. 1%，產(chǎn)品加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，產(chǎn)品純度大于99 %，收率大于99 %。
技術(shù)解決方案將直接從稀土萃取分離制備出的氯化鑭或氯化鈰溶液制備成碳酸鑭或碳酸鈰，再用硝酸溶解，再加入碳酸氫銨或碳酸鈉沉淀，洗滌，得到氯根含量為< 20ppm 的碳酸鑭或碳酸鈰，用40%氫溴酸溶解，碳酸鑭或碳酸鈰與氫溴酸的重量比1 1.6，經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到 LaBr3 · 6H20 或 CeBr3 · 6H20 ；LaBr3 · 6H20 或 CeBr3 · 6H20 與 NH4Br 按重量比 1 0.8在混料機(jī)中混合，將混合后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(dāng)真空度達(dá)到0. OSPa時(shí)，設(shè)定升溫程序開始加熱，升溫程序?yàn)槭覝?180°C，升溫速度為1. 330C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在180°C 保溫時(shí)間2小時(shí)；180°C 300°C，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時(shí)間4小時(shí)，在300°C保溫時(shí)間4小時(shí)；300°C 360°C，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在360°C保溫時(shí)間2小時(shí)；360°C 410°C，升溫速度為0. 42°C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在410°C保溫時(shí)間 6 6. 3小時(shí)，爐體溫度自然降到50°C時(shí)，出料，真空包裝，得到的無水溴化鑭或溴化鈰經(jīng)分析檢測(cè)含水量小于0. 1%，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，產(chǎn)品純度大于399%，收率大于99%。
發(fā)明效果本發(fā)明中脫水溫度是制備高純無水溴化鑭或溴化鈰最關(guān)鍵因素，采用程序升溫控制爐體內(nèi)物料在同一溫度下脫水，控制溫度變化士rc，由于加熱體系屬外熱式加熱，升溫速度過快或保溫時(shí)間短，傳到爐體內(nèi)部溫度不均勻，會(huì)造成靠近爐體物料溫度過高極易發(fā)生水解，生成LaOBr或CeOBr，而中間部位溫度偏低，物料脫水不完全，得到的無水溴化鑭或溴化鈰中含水不溶物和含水量偏高，所以要嚴(yán)格設(shè)定升溫速度和分段保溫時(shí)間。 溴化銨加入量偏低，容易生成LaOBr或CeOBr，溴化銨加入量偏高，成本偏高，同時(shí)溴化銨中微量雜質(zhì)會(huì)在產(chǎn)品中富集，影響產(chǎn)品質(zhì)量。該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)規(guī)模的程序升溫爐每批產(chǎn)無水溴化鑭或溴化鈰75kg，得到的高純無水溴化鑭或溴化鈰含水量小于0. 1%，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
100kg LaBr3 · 6H20晶體與80kg溴化銨晶體在混料機(jī)中混合均勻，將混合后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(dāng)真空度達(dá)到0. 08 時(shí)，設(shè)定升溫程序開始加熱，升溫程序?yàn)槭覝?180°C，升溫速度為1. 330C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在180°C保溫時(shí)間2小時(shí)；180°C 300°C，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時(shí)間4小時(shí)，在300°C保溫時(shí)間4小時(shí)；300°C 360°C，升溫速度為0. 50C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在360°C保溫時(shí)間2小時(shí)；360°C 410°C，升溫速度為 0. 42°C/分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在410°C保溫時(shí)間6小時(shí)，爐體溫度自然降到50°C時(shí)，出料， 真空包裝，得到77. 3kg的無水溴化鑭，經(jīng)分析檢測(cè)含水量為0. 05%，加入到水中立刻溶解， 溶解后水溶液清亮透明，無水溴化鑭純度為99. 5%。
實(shí)施例2
100kg CeBr3 · 6H20晶體與80kg溴化銨晶體在混料機(jī)中混合均勻，將混合后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(dāng)真空度達(dá)到0. 08 時(shí)，設(shè)定升溫程序開始加熱，升溫程序?yàn)槭覝?180°C，升溫速度為1. 330C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在180°C保溫時(shí)間2小時(shí)；180°C 300°C，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時(shí)間4小時(shí)，在300°C保溫時(shí)間4小時(shí)；300°C 360°C，升溫速度為0. 50C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在360°C保溫時(shí)間2小時(shí)；360°C 410°C，升溫速度為 0. 42V /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在410°C保溫時(shí)間6. 2小時(shí)，爐體溫度自然降到50°C時(shí)，出料，真空包裝，得到77. 4kg的無水溴化鈰經(jīng)分析檢測(cè)含水量為0. 06%，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，無水溴化鈰純度為99. 6%。
實(shí)施例3
100kg CeBr3 · 6H20晶體與80kg溴化銨晶體在混料機(jī)中混合均勻，將混合后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(dāng)真空度達(dá)到0. 08 時(shí)，設(shè)定升溫程序開始加熱，升溫程序?yàn)槭覝?180°C，升溫速度為1. 330C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在180°C保溫時(shí)間2小時(shí)；180°C 300°C，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時(shí)間4小時(shí)，在300°C保溫時(shí)間4小時(shí)；300°C 360°C，升溫速度為0.5V /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在360°C保溫時(shí)間2小時(shí)；360°C 410°C，升溫速度為0. 42V /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在410°C保溫時(shí)間6. 3小時(shí)，爐體溫度自然降到50°C時(shí)，出料，真空包裝，得到77. 4kg的無水溴化鈰經(jīng)分析檢測(cè)含水量為0. 05%，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，無水溴化鈰純度為99. 7%。
權(quán)利要求
1.程序升溫法制備高純無水溴化鑭或溴化鈰，其特征在于，將直接從稀土萃取分離制備出的氯化鑭或氯化鈰溶液制備成碳酸鑭或碳酸鈰，再用硝酸溶解，再加入碳酸氫銨或碳酸鈉沉淀，洗滌，得到氯根含量為< 20ppm的碳酸鑭或碳酸鈰，用40 %氫溴酸溶解，碳酸鑭或碳酸鈰與氫溴酸的重量比1 1. 6，經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到LaBr3 · 6H20或CeBr3 · 6H20 ； LaBr3 · 6H20或CeBr3 · 6H20與NH4Br按重量比1 0. 8在混料機(jī)中混合，將混合后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(dāng)真空度達(dá)到0. OSPa時(shí)，設(shè)定升溫程序開始加熱，升溫程序?yàn)槭覝?180°C，升溫速度為1. 330C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在180°C保溫時(shí)間2小時(shí)；180°C 300°C，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時(shí)間4小時(shí)，在300°C保溫時(shí)間4小時(shí)；300°C 360°C，升溫速度為0. 5°C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在360°C保溫時(shí)間2小時(shí)；360°C 410°C，升溫速度為 0. 420C /分鐘，升溫時(shí)間2小時(shí)，在410°C保溫時(shí)間6 6. 3小時(shí)，爐體溫度自然降到50°C 時(shí)，出料，真空包裝，得到的無水溴化鑭或溴化鈰經(jīng)分析檢測(cè)含水量小于0. 1%，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，產(chǎn)品純度大于99%，收率大于99%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種程序升溫法制備高純無水溴化鑭或溴化鈰，屬于稀土材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明是用氯根含量為＜20ppm的碳酸鑭或碳酸鈰，用40％氫溴酸溶解，碳酸鑭或碳酸鈰與氫溴酸的重量比1∶1.6，經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到LaBr3·6H2O或CeBr3·6H2O；LaBr3·6H2O或CeBr3·6H2O與NH4Br按重量比1∶0.8在混料機(jī)中混合，用水噴射泵抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到0.08Pa時(shí)，設(shè)定升溫程序開始加熱，溫度在室溫～410℃，控制分段升溫速度和保溫時(shí)間，得到的無水溴化鑭或溴化鈰經(jīng)分析檢測(cè)含水量小于0.1％，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，產(chǎn)品純度大于99％，收率大于99％。該法已應(yīng)用在工業(yè)規(guī)模的程序升溫爐每批產(chǎn)無水溴化鑭或溴化鈰75kg生產(chǎn)線上。
文檔編號(hào)C01F17/00GK102502755SQ20111034458
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)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(qǐng)人:包頭市京瑞新材料有限公司