本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)材料制備工藝技術(shù)，具體說(shuō)，涉及一種用草本植物沉淀劑制備氧化鑭的方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)具有極為豐富的鑭資源。據(jù)測(cè)算，我國(guó)的鑭儲(chǔ)量約為2400萬(wàn)t(以La₂O₃計(jì))，這為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展La₂O₃工業(yè)并為國(guó)內(nèi)外用戶提供大量的鑭產(chǎn)品奠定了雄厚的資源基礎(chǔ)。氧化鑭(La₂O₃)是輕稀土中的重要產(chǎn)品之一，因其具有良好的物理化學(xué)性質(zhì)，故在稀土玻璃、陶瓷、催化劑、熒光粉、激光、發(fā)熱體、陰極材料及電觸點(diǎn)等方面的應(yīng)用不斷發(fā)展，前景較好。

20世紀(jì)50年代我國(guó)開(kāi)始研制La₂O₃，且能提供少量產(chǎn)品以滿足軍工的需求。20世紀(jì)60年代已研制成功用溶劑萃取法(如用TBP、P₃₅₀和P₂₀₄萃取劑)生產(chǎn)純La₂O₃產(chǎn)品，并達(dá)到成噸級(jí)規(guī)模以滿足用戶需求。20世紀(jì)70～80年代，我國(guó)采用更優(yōu)良的萃取劑(P₅₀₇)，萃取分離稀土的工藝技術(shù)進(jìn)入了成熟階段，并可生產(chǎn)較多的La₂O₃滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需要。20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)La₂O₃的生產(chǎn)達(dá)到了規(guī)模化的工業(yè)生產(chǎn)水平，并可大量生產(chǎn)各種品級(jí)的La₂O₃，除能提供國(guó)內(nèi)用戶之外，還大量出口，且國(guó)外市場(chǎng)的銷量日益增長(zhǎng)。

目前生產(chǎn)La₂O₃的技術(shù)主要是采用萃取分離法，包括用TBP、P₃₅₀、P₂₀₄和P₅₀₇等萃取劑進(jìn)行分離，得到氯化鑭或硝酸鑭溶液，然后經(jīng)沉淀灼燒制得La₂O₃。草酸和碳酸氫銨都是工業(yè)上制備氧化鑭常用的沉淀劑，草酸鹽沉淀法具有沉淀物晶型好，易于過(guò)濾等優(yōu)點(diǎn)，但草酸昂貴，只適合制備純度較高的稀土產(chǎn)品；碳酸氫銨沉淀法是目前稀土工業(yè)中廣泛使用的沉淀方法，但該法產(chǎn)生的沉淀廢水含有高濃度的NH₄Cl，如果直接排放，會(huì)造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化，開(kāi)發(fā)新型的無(wú)氨氮污染沉淀工藝迫在眉睫。

公開(kāi)號(hào)CN105603222A的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種草本植物稀土沉淀劑的制備方法，但是該專利文獻(xiàn)中并沒(méi)有涉及沉淀劑的具體應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用草本植物沉淀劑制備氧化鑭的方法，沉淀廢水不含氨氮，綠色環(huán)保，工藝可控性高，得到的沉淀物晶型好，易過(guò)濾洗滌，灼燒后得到的氧化鑭產(chǎn)品純度較高。

技術(shù)方案如下：

一種用草本植物沉淀劑制備氧化鑭的方法，包括：

向反應(yīng)釜中加入濃度0.1～2.0mol/L的稀土鑭溶液，加熱至25～100℃，向其中加入草本植物沉淀劑，草本植物沉淀劑液體質(zhì)量與稀土鑭溶液中溶質(zhì)質(zhì)量比為5～50:1，反應(yīng)體系pH值為6～8時(shí)，得到白色晶型沉淀；

將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化0～72h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在800～1200℃灼燒1～5h，得到氧化鑭產(chǎn)品。

進(jìn)一步：稀土鑭溶液采用氯化鑭或者硝酸鑭溶液。

進(jìn)一步：稀土鑭溶液采用氯化鑭與硝酸鑭的混合溶液。

進(jìn)一步：向反應(yīng)釜中加入1L濃度0.25mol/L的氯化鑭溶液并加熱至40℃，向其中加入0.6L草本植物沉淀劑，反應(yīng)體系pH值為6.5時(shí)，得到白色晶型沉淀；將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化5h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在900℃灼燒2h，得到氧化鑭產(chǎn)品。

進(jìn)一步：向反應(yīng)釜中加入100L濃度0.92mol/L的硝酸鑭溶液并加熱至70℃，向其中加入240L草本植物沉淀劑，反應(yīng)體系pH值為7時(shí)，得到白色晶型沉淀；將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化12h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在1100℃灼燒2h，得到氧化鑭產(chǎn)品。

進(jìn)一步：向反應(yīng)釜中加入10L濃度0.38mol/L的硝酸鑭溶液并加熱至93℃，向其中加入10L草本植物沉淀劑，反應(yīng)體系pH值為8時(shí)，得到白色晶型沉淀，將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化24h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在1000℃灼燒3h，得到氧化鑭產(chǎn)品。

進(jìn)一步：向反應(yīng)釜中加入10m3濃度1.23mol/L的氯化鑭溶液并加熱至93℃，向其中加入20m3草本植物沉淀劑，反應(yīng)體系pH值為6.7時(shí)，得到白色晶型沉淀；將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化12h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在1200℃灼燒2h，得到氧化鑭產(chǎn)品。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)效果包括：本發(fā)明應(yīng)用該草本植物沉淀劑提出了一種用草本植物沉淀劑制備氧化鑭的工藝，該方法沉淀廢水不含氨氮，綠色環(huán)保，工藝可控性高，得到的沉淀物晶型好，易過(guò)濾洗滌，灼燒后得到的氧化鑭產(chǎn)品純度較高。

1、本發(fā)明采用草本植物沉淀劑制備氧化鑭，產(chǎn)品收率大于98％；

2、本發(fā)明用草本植物沉淀劑制備氧化鑭，得到的沉淀易過(guò)濾、洗滌，適用于工業(yè)化生產(chǎn)；

3、本發(fā)明使用草本植物沉淀劑制備氧化鑭可取代現(xiàn)行工藝使用的碳酸氫氨、草酸等化工原料，不產(chǎn)生含氨氮或含酸廢水，在降低企業(yè)生產(chǎn)成本的同時(shí)還可有效解決生產(chǎn)企業(yè)的廢水排放問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中用草本植物沉淀劑制備氧化鑭的方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面參考示例實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作詳細(xì)說(shuō)明。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明更全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

用草本植物沉淀劑制備氧化鑭的方法是一種低成本、綠色環(huán)保、廢水中不含氨氮的氧化鑭的制備工藝，具體包括以下步驟：

步驟1：向反應(yīng)釜中加入濃度0.1～2.0mol/L(以REO計(jì))的氯化鑭、硝酸鑭或氯化鑭與硝酸鑭的混合溶液并加熱至25～100℃，向其中加入草本植物沉淀劑，草本植物沉淀劑液體質(zhì)量與氯化鑭、硝酸鑭或氯化鑭與硝酸鑭的混合溶液中溶質(zhì)質(zhì)量(以REO計(jì))比為5～50:1，反應(yīng)體系pH值為6～8時(shí)，得到易過(guò)濾的白色晶型沉淀；

步驟2：將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化0～72h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在800～1200℃灼燒1～5h，得到氧化鑭產(chǎn)品。

經(jīng)檢測(cè)，產(chǎn)品收率大于98％，沉淀母液中NH₄⁺濃度低于2mg/L。

實(shí)施例1

向反應(yīng)釜中加入1L濃度0.25mol/L的氯化鑭溶液并加熱至40℃，向其中加入0.6L草本植物沉淀劑，反應(yīng)體系pH值為6.5時(shí)，得到易過(guò)濾的白色晶型沉淀，將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化5h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在900℃灼燒2h，得到氧化鑭產(chǎn)品，產(chǎn)品收率大于98.9％，母液中NH₄⁺濃度為1.2mg/L。

實(shí)施例2

向反應(yīng)釜中加入100L濃度0.92mol/L的硝酸鑭溶液并加熱至70℃，向其中加入240L草本植物沉淀劑，反應(yīng)體系pH值為7時(shí)，得到易過(guò)濾的白色晶型沉淀，將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化12h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在1100℃灼燒2h，得到氧化鑭產(chǎn)品，產(chǎn)品收率大于99.2％，母液中NH₄⁺濃度為1.5mg/L。

實(shí)施例3

向反應(yīng)釜中加入10L濃度0.38mol/L的硝酸鑭溶液并加熱至93℃，向其中加入10L草本植物沉淀劑，反應(yīng)體系pH值為8時(shí)，得到易過(guò)濾的白色晶型沉淀，將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化24h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在1000℃灼燒3h，得到氧化鑭產(chǎn)品，產(chǎn)品收率大于98.6％，母液中NH₄⁺濃度為1.2mg/L。

實(shí)施例4

向反應(yīng)釜中加入10m³濃度1.23mol/L的氯化鑭溶液并加熱至93℃，向其中加入20m³草本植物沉淀劑，反應(yīng)體系pH值為6.7時(shí)，得到易過(guò)濾的白色晶型沉淀，將沉淀與母液在室溫共同靜置陳化12h，將白色沉淀過(guò)濾、洗滌后，在1200℃灼燒2h，得到氧化鑭產(chǎn)品，產(chǎn)品收率大于99.3％，母液中NH₄⁺濃度為1.3mg/L。

本發(fā)明所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。