本發(fā)明涉及一種高純無水乙酸鈧和高純氧化鈧的制備方法。
背景技術(shù)：
：鈧及其化合物具有許多優(yōu)良的性能,在能源材料、宇航、電子、超導(dǎo)等方面有著廣泛的應(yīng)用。乙酸鈧作為中間體可以制備納米氧化鈧、納米氧化鈧薄膜、復(fù)合催化劑的中間體、電子陶瓷原料及高純氧化鈧的原料。目前，高純氧化鈧的精制提純方法大部分為粗鈧鹽酸溶解，草酸反復(fù)沉淀灼燒，或經(jīng)二次萃取，經(jīng)洗滌反萃后，酸溶草酸沉淀后再灼燒成氧化鈧，前者鈧損失大，步驟多，后者提純效果不佳。申請?zhí)枮?01110186520.2的中國專利申請所公開的一種高純氧化鈧的提純制備方法，提到反復(fù)多次用鹽酸和氨水酸溶、沉淀鈧，以達(dá)到除雜的目的，該方法步驟重復(fù)多次，且一般氫氧化物過濾緩慢，該方法最終草酸沉淀后得到的氧化鈧達(dá)到的純度也僅為99.98％。申請?zhí)枮?01510161206.7的中國專利申請所公開的一種高純氧化鈧的精制提純方法，該方法以粗氧化鈧為原料，在高鹽酸濃度下，加入鈧?cè)芤旱馁|(zhì)量體積百分比的1～20％的氯化銨和理論量180～200％加草酸，控制沉鈧和過濾時間在10～60min之內(nèi)完成，經(jīng)二次精制提純獲得品位99.99％以上的氧化鈧。該方法酸性廢水量大，草酸大量浪費，在反應(yīng)時間短的情況下，優(yōu)選10分鐘內(nèi)完成沉鈧過濾，適合實驗室內(nèi)操作，工業(yè)化生產(chǎn)不適合，且極短時間內(nèi)沉淀，沉淀物晶型未成型，包裹水分或其它雜質(zhì)較多，不易控制。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種操作簡便，對環(huán)境污染小的高純無水乙酸鈧和高純氧化鈧的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高純無水乙酸鈧和高純氧化鈧的制備方法，包括以下步驟：(a)取粗氧化鈧，加入強(qiáng)酸，加熱至60～100℃溶解，過濾，得濾液Ⅰ；(b)在攪拌條件下，保持溫度0～100℃(優(yōu)選30～50℃)，向濾液Ⅰ中加入碳酸氫銨或碳酸氫鈉，至pH5～8時(優(yōu)選pH6.5～7.5)，停止加入碳酸氫銨或碳酸氫鈉，沉淀物用純水洗滌后，過濾，得鈧的碳酸鹽沉淀；(c)向鈧的碳酸鹽沉淀中加入1～10mol/L的乙酸，乙酸加入量以理論量的1～3倍加入，溶解后，過濾，得濾液Ⅱ；(d)加熱濾液Ⅱ恒溫70～100℃，濾液Ⅱ有晶體析出后，再加入冰乙酸，控制溶液中乙酸濃度為1～10mol/L(優(yōu)選2～6mol/L)，恒溫5～30min，晶體趁熱過濾，并用無水乙醇洗滌；(e)晶體在40～200℃下烘干，得到高純無水乙酸鈧；晶體在400～600℃灼燒得到高純氧化鈧；(f)將所得的高純無水乙酸鈧在400～600℃下灼燒，或在通氧情況下進(jìn)行自蔓延燃燒，得到高純氧化鈧。進(jìn)一步，步驟(a)中，所述的強(qiáng)酸為鹽酸或硝酸。進(jìn)一步，步驟(b)中，沉淀物用純水洗滌2～3次。本發(fā)明以粗氧化鈧為原料，酸溶解后，用碳酸氫銨或碳酸氫鈉沉淀，沉淀物經(jīng)洗滌后，加入乙酸溶解變成鈧的乙酸鹽溶液，通過升溫使晶體析出，晶體灼燒得到高純氧化鈧，晶體烘干得到高純無水乙酸鈧，高純無水乙酸鈧灼燒或在通氧情況下進(jìn)行自蔓延燃燒得到高純氧化鈧。本發(fā)明的優(yōu)點在于根據(jù)氧化鈧中稀土雜質(zhì)及非稀土雜質(zhì)的乙酸鹽高溫下溶解度大的性質(zhì)，一次可降低氧化鈧中稀土雜質(zhì)及非稀土雜質(zhì)。本發(fā)明整個過程中溶液酸度低，后續(xù)步驟消耗試劑量少，排放的污水相應(yīng)少，且所用試劑為弱酸弱堿，得到的廢水基本為中性廢水，處理簡便；得到的沉淀物顆粒較大、結(jié)構(gòu)疏松，過濾速度快，易于洗滌，節(jié)約時間。附圖說明圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；圖2為本發(fā)明實施例2所得無水乙酸鈧的熱差分析圖。具體實施方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例1取粗氧化鈧原料100g(相對稀土純度99.91％，非稀土雜質(zhì)1.2％)，加入6mol/L鹽酸260ml，加熱至80℃溶解，過濾，得濾液Ⅰ；在攪拌條件下，保持溫度30℃，向濾液Ⅰ中加入碳酸氫銨，至pH6.5時，停止加入碳酸氫銨，用純水洗滌沉淀物兩次后，過濾；按理論量1倍向沉淀物中加入4mol/L乙酸，攪拌溶解，溫度25℃，反應(yīng)后，過濾，收集濾液Ⅱ，濾液Ⅱ攪拌加熱至100℃，有乙酸鈧晶體析出，加入冰乙酸，控制溶液中乙酸濃度為1mol/L，在100℃情況下恒溫5min，趁熱過濾，乙酸鈧晶體用無水乙醇洗兩次；晶體在100℃下烘干，得到高純無水乙酸鈧，高純無水乙酸鈧在600℃灼燒1h，得到高純氧化鈧(相對稀土純度99.999％，非稀土雜質(zhì)0.01％)。實施例2取粗氧化鈧原料100g(相對稀土純度99.5％，非稀土雜質(zhì)1.5％)，加入6mol/L硝酸260ml，加熱至90℃溶解，過濾，得濾液Ⅰ；在攪拌條件下，保持溫度50℃，向濾液Ⅰ中加入碳酸氫銨，至pH7.5時，停止加入碳酸氫銨，用純水洗滌沉淀三次后，過濾；按理論量1.2倍向沉淀中加入6mol/L乙酸，攪拌溶解，溫度20℃，反應(yīng)后，過濾，收集濾液Ⅱ，濾液Ⅱ攪拌加熱至95℃，有乙酸鈧晶體析出，再向溶液中加入冰乙酸，控制溶液中乙酸濃度為2mol/L，恒溫10min，趁熱過濾，沉淀用無水乙醇洗三次，乙酸酸鈧80℃烘2h，得到無水乙酸鈧，在通氧的情況下，點燃無水乙酸鈧，燃燒后得到高純氧化鈧(相對稀土純度99.998％，非稀土雜質(zhì)0.011％)。實施例3取粗氧化鈧原料100g(相對稀土純度99.95％，非稀土雜質(zhì)0.92％)，加入5mol/L鹽酸260ml，加熱至100℃溶解，過濾，得濾液Ⅰ；在攪拌條件下，保持溫度40℃，向濾液Ⅰ中加入碳酸氫鈉，至pH7.0時，停止加入碳酸氫鈉，用水洗滌沉淀三次，過濾；按理論量1.5倍向沉淀中加入5mol/L乙酸，攪拌溶解，溫度45℃，反應(yīng)后，過濾，收集濾液Ⅱ，濾液Ⅱ攪拌加熱至90℃，有乙酸鈧晶體析出，向溶液中加入冰乙酸，控制乙酸溶度為4mol/L，恒溫15min，趁熱過濾，沉淀用無水乙醇洗四次，乙酸鈧在550℃灼燒2h，得到高純氧化鈧(相對稀土純度99.999％，非稀土雜質(zhì)0.0091％)。表1乙酸鈧在不同乙酸摩爾濃度下的溶解度乙酸濃度(mol/L)1234567乙酸鈧?cè)芙舛萭/L11.119.518.077.116.075.274.55當(dāng)前第1頁1 2 3