[发明专利]一种连续电解还原三价铕的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解还原三价铕的方法，特别涉及一种连续电解还原三价铕的方法。

背景技术

铕是很好的发光材料激活剂，如：Eu³⁺是红色发光材料的激活剂，Eu²⁺是蓝色发光材料的激活剂。氧化铕作为发光材料激活剂，被广泛应用于LED、三基色节能灯、高清晰度显示屏、新型X射线医疗诊断系统之中。同时氧化铕还可应用于激光、超导材料、磁泡贮存器件、原子反应堆的控制材料、屏蔽材料和结构材料之中。因此，氧化铕在发展迅速的光电新材料技术中显示出极其重要的地位和作用。

目前我国高纯氧化铕制备方法主要还是采用锌粉还原三价铕离子，利用二价铕离子与其它三价稀土元素性质的差异分离铕与稀土杂质。氧化铕生产技术的不足之处在于还原过程消耗大量的锌粉，后续过程需要除锌，产生含锌废水，加大废水处理难度。六十年代以来，出现了电解还原氧化铕的方法。ZL02117300.1公开了一种电解还原制备二价铕的方法，该法的阳极液为盐酸或盐酸和氯化钠溶液，该法需要配置盐酸或盐酸和氯化钠溶液的阳极液，需要消耗化工原材料，产生新的废水；而且铕离子可能透过离子交换膜进入阳极液造成铕的收率降低。

在三价铕电解还原过程中，随着三价铕不断被还原，含有三价铕离子的稀土氯化物溶液的pH值不断升高，最终导致有氢氧化稀土沉淀产生而无法电解。因此，为了维持pH值稳定，不同电解槽中阴极液需要补充酸的总量不同，最后面的电解槽需要补充的酸更多。ZL02232964.1公开了一种电解还原铕的设备，该设备中将阳极液与阴极液逆流流动，虽然能满足阴、阳极液的酸度要求，由于其将所有阴、阳极室分别串联起来了，不能精确控制单个电解槽中阴、阳极液的酸浓度，造成各个电解槽的电解条件不能独立控制，造成电解不稳定，最终导致还原效果不好。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种连续电解还原三价铕的方法，可以方便地单独控制各个电解槽的电流密度和单个电解槽中阴、阳极液的酸浓度，使电解槽的电解稳定，还原效果好。

本发明的连续电解还原三价铕的步骤如下：将阳极液分别加入各个电解槽阳极室，将阴极液加入第一个电解槽阴极室，然后阴极液依次从第一个流向下一个，直至第N个阴极室，阴极液与阳极液的流量比0.1~10:1，停留时间为0.5~2小时，在各个电解槽的电流密度为100~1600A/m²，收集各个电解槽阳极室流出的阳极液，合并和调配成分后，按流量返回至各个电解槽阳极室，最后一个电解槽阴极室流出的阴极液即为还原后的所得料液。

阴极液流出与流入电解槽阴极室的时间差是停留时间，停留时间=阴极室容积/阴极液流量。

本发明设置四个以上的电解槽，每个电解槽以钛基涂钌和铱金属板或网为阳极，金属钛板或网为阴极，阳极室和阴极室之间采用离子交换膜隔开；阳极液为稀土氯化物料液，来源于稀土萃取分离生产过程中的稀土氯化物料液，稀土浓度0.001~2.0mol/L，H⁺浓度0.1~2.6mol/L；阴极液为含有三价铕离子的稀土氯化物溶液，来源于稀土元素萃取分离生产过程中富集了铕的稀土元素溶液，三价铕离子的浓度0.1~2.0mol/L，H⁺浓度0.001~1.6mol/L。

本发明采用的连续电解还原三价铕的方法是将电解槽之间的阴极室串联连通，使阴极液从上一个往下一个电解槽的阴极室流动，并逐步还原；各个电解槽的阳极室之间不连通，各个阳极室中的阳极液单独流动且流速单独控制。同时，各个电解槽的电流密度以及电解槽中阴、阳极液的酸浓度也可单独控制，使电解槽的电解稳定，还原效果好。

具体实施方式

实施例1