[发明专利]一种二氧化铈氯化装置

说明书

本发明公开了一种二氧化铈氯化装置，包括：反应器，加热单元，冷凝单元，气液分离单元，气体吸收单元，CCl₄液体收集单元以及供气单元。本发明装置不仅可使二氧化铈氯化为三氯化铈，吸收有毒产物Cl₂和COCl₂，将四氯化碳充分循环利用，且反应完成后可实现反应产物三氯化铈与氯化剂四氯化碳的分离。既不浪费，基本可以实现按照化学计量反应，也不会产生废物。

技术领域

本发明涉及稀土生产专业领域；具体地，涉及一种二氧化铈氯化装置。

背景技术

铈是汽车玻璃添加剂行业及汽车尾气净化催化剂行业的重要原料。铈的氧化物和氯化物在铈金属的分离和纯化中起着重要作用，其中将二氧化铈转化为三氯化铈在氯化物熔盐进行电解制备金属铈的关键步骤之一。

将氧化物转化为氯化物的方法较多，主要使用HCl气体、CCl₄和COCl₂等。其中，CCl₄是一种常用的氯化剂，氯化稀土氧化物反应如下(以CeO₂为例)：2CeO₂+2CCl₄→2CeCl₃+2CO₂+Cl₂、2CeO₂+4CCl₄→2CeCl₃+4CO+4Cl₂和2CeO₂+4CCl₄→2CeCl₃+4COCl₂+Cl₂。有关CCl₄氯化氧化物的方法和原理介绍较多，但是氯化装置介绍较少。另外，稀土元素氧化物的氯化装置通常为管式炉、流化床等。但是可循环使用的装置未见报道。而且，目前有报道的稀土氧化物氯化装置体积较大，设备复杂，大量的未反应的CCl₄气体随尾气CO₂、CO、Cl₂和COCl₂排出作为废物处理。该过程不仅消耗了大量的CCl₄，还增加了废物的处理量。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述氯化装置的缺陷，提供一种二氧化铈氯化装置，该装置不仅可使二氧化铈氯化为三氯化铈，吸收有毒产物Cl₂和COCl₂，将四氯化碳充分循环利用，且反应完成后可实现反应产物三氯化铈与氯化剂四氯化碳的分离。

为了实现上述目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种二氧化铈氯化装置，包括：

反应器，所述反应器内部容纳有CCl₄液体以及CCl₄液体上方的二氧化铈固体载料装置，还包括与外部连通的进液口与导气孔；

加热单元，与所述反应器连接，对反应器加热；

冷凝单元，分别设置有第一气体进口及第一气液出口，所述第一气体进口与所述反应器的导气孔连通；

气液分离单元，与冷凝单元的第一气液出口连通，包括第二气体出口与第二CCl₄液体出口；

气体吸收单元，所述气体吸收单元与所述气液分离单元的第二气体出口连通；

CCl₄液体收集单元，与所述气液分离单元的第二CCl₄液体出口连通，其中收集的CCl₄液体泵入所述二氧化铈固体载料装置；

供气单元，与反应器内部连通。

在一种优选的实施方案中，所述气体吸收单元包括Cl₂吸收器及COCl₂吸收器。