[发明专利]一种稀土氟化物及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土氟化物及其生产方法，具体为采用蒸馏的方法对稀土氟化物进行蒸馏提纯，属于稀土卤化物制备领域。 

背景技术

包括稀土氟化物、稀土氯化物在内的稀土卤化物是电解法、钙热还原法制取稀土金属的重要原料。随着科技的发展，稀土氟化物做为功能材料的原料的应用也日益广泛，用量日益增加，对稀土氟化物的质量提出了更严格的要求。 

目前稀土氟化物制备主要分为湿法制备工艺和干法制备工艺。 

湿法制备工艺是用稀土料液与氢氟酸反应或将碳酸稀土、草酸稀土配成浆料与氢氟酸反应后，经水洗、过滤、烘干制得稀土氟化物。反应过程在液相中进行，为了提高稀土收率，通常过量加入氢氟酸 

干法制备工艺又分氟化氢铵法和HF气体法。 

氟化氢铵法是用氟化氢铵与稀土氧化物混合，经高温反应制得稀土氟化物。 

HF气体法是用HF气体与稀土氧化物或稀土碳酸盐在高温下直接氟化制得稀土氟化物。 

氟化氢铵法和HF气体法在生产过程中由于生成水与过量或伴生的氟化氢气体反应会形成具有强烈腐蚀作用的氢氟酸。 

尹祖平等发表于《包钢科技》第36卷第9期（2009年12月）题为“氟化镨钕制备方法研究比较”一文以氟化镨钕为代表详细介绍了稀土氟化物的主要制备方法。 

以上制备稀土氟化物的方法目前均在工业生产中广泛采用。但无论哪种方法，由于过量或伴生的氢氟酸具有强烈的腐蚀性，在生产过程中不可避免的会引入大量的来自容器、工具等的杂质。特别是在湿法烘干与干法转化过程中，会形成少量稀土氟氧化物，导致稀土氟化物中的杂质氧含量过高。现市场供应的稀土氟化物通常还含有以下非稀土杂质：O 0.1-0.5wt%、SiO₂ 0.03-0.1wt%、C  0.01-0.1wt%、Fe₂O₃ 0.03-0.1wt%、Al₂O₃ 0.03-0.2wt%、CaO 0.01-0.1wt%。其中氧主要以水分及稀土氟氧化物形式存在于稀土氟化物中。 

以致以此类稀土氟化物为原料直接生产的稀土金属或合金中的氧、硅、碳、铁、铝、钙等非稀土杂质含量也偏高。因此很大程度上制约了我国高纯稀土金属及合金、稀土氟化物功能材料的应用和发展。 

发明内容

本发明的目的是提供一种非稀土杂质含量低的稀土氟化物及其制备方法，利用蒸馏时易挥发物质在较低温度下自稀土氟化物原料中逸出及包括稀土氟氧化物及硅、铝、铁、镍等非稀土杂质在某温度下其蒸气压与稀土氟化物蒸气压不同的特点将上述杂质分离，有效降低稀土氟化物中的氧、硅、铝、铁、钙等杂质元素含量。 

本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是：对稀土氟化物进行加热蒸馏，分离易挥发物质，对其合适的蒸馏产物冷却后收集，最终获得的稀土氟化物中非稀土杂质包括O、Si、Fe、Ca、Al，其中：O≤0.05wt%（O杂质以元素计），以氧化物计SiO₂≤0.01wt%、Fe₂O₃≤0.015wt%、Al₂O₃≤0.02wt%、CaO＜0.01wt%。除去大部分上述非稀土杂质后稀土氟化物含量可达99wt%以上。 

进一步地，非稀土杂质还包括C，所述非稀土杂质C≤0.01wt%（C杂质以元素计）。 

更进一步地，所述非稀土杂质O≤0.01wt%、C≤0.005wt%，SiO₂≤0.005wt%、Fe₂O₃≤0.01wt%、CaO≤0.005wt%、Al₂O₃≤0.005wt%。 

随着非稀土杂质的减少，稀土氟化物含量可提高到99.9wt%以上。 

更进一步地，非稀土杂质O≤0.005wt%、SiO₂≤0.002wt%、C≤0.001wt%、Al₂O₃≤0.002wt%、Fe₂O₃≤0.002wt%、CaO≤0.002wt%。 

随着非稀土杂质的进一步减少，稀土氟化物含量可达99.99wt%以上。 

上述稀土氟化物中所述稀土为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y中至少一种。 

具体制备方法如下：