[发明专利]一种氧化铈的生产方法

说明书

本发明涉及一种氧化铈的生产方法，属于有色金属的处理，具体是从含铈的稀土混和溶液中分离铈的一种方法。

从含铈的稀土溶液中分离铈，以生产氧化铈的方法有许多种，这许多种方法都存在着如下缺点：（1）生产周期长，生产效率低;（2）生产步骤繁杂;（3）产品纯度较低。

本发明的目的在于避免上述现有技术中存在的不足之处而提供的一种氧化率高，产品纯度高，生产周期短，操作简单的有利于工业生产为基础的一种氧化铈的生产方法。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：以含有铈的稀土混和液作原料，以高锰酸钾作氧化剂，以碳酸盐如碳酸钠和碳酸氢铵作酸度调节剂，使溶液中的三价铈氧化成四价铈，并以氢氧化铈的形式与水合二氧化锰一起沉淀出来，该沉淀经过酸性水洗液的洗涤，再用浓盐酸进行溶解，并使其中的四价锰和四价铈几乎全部还原成三价铈和二价锰，以草酸作沉淀剂，使铈形成草酸铈，与二价锰得到分离，经草酸的稀溶液洗涤、过滤、烘干、焙烧得到氧化铈。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：该方法中含有铈的稀土混和溶液为：氯化稀土溶液、硫酸稀土溶液及硝酸稀土溶液;其中氯化稀土溶液的浓度范围为20～250g/l，PH值为0.5～6之间;其中除含有铈外，尚含有镧、镨、钕以及其它稀土溶液，以轻稀土为主。如果料液为镧和铈的混和溶液，该方法可直接生产出纯度为99.5的氧化铈。氧化剂是高锰酸钾，酸度调节剂是碳酸盐、碳酸钠和碳酸氢铵，氧化剂溶液是由氧化剂和酸度调节剂配制而成，其浓度以高锰酸钾的浓度计，一般以高锰酸钾的浓度范围为1～25%，酸度调节剂需全部溶解在该溶液中，溶液的温度为15～50℃。氧化剂的用量为氧化原料液中所有铈的理论重量的80～120%;所用酸度调节剂为中和氧化反应中所产生酸的理论重量的80～120%。整个氧化过程中溶液的温度维持在20～100℃。氧化体系的PH值调节为0.8～6之间。经过氧化剂氧化后，所得沉淀与母液进行固液分离，沉淀用洗涤液洗涤，洗涤液的PH值为0.5～6之间。用洗涤液洗涤3～5次以后，沉淀用过滤、甩干等方法进行固液分离，所得到的沉淀用浓盐酸溶解，并且升温至80～100℃，使四价铈和四价锰全部溶解并还原成三价铈和二价锰，盐酸的用量为溶解和还原氢氧化铈及水合二氧化锰所需理论分子量的80～200%，溶解后的溶液以草酸作沉淀剂，使之与溶液中的二价锰分离，经过固液分离，所得沉淀用稀草酸溶液洗涤至含量符合要求。草酸铈经过烘干，焙烧即可得到氧化铈。

本发明的优点是不仅克服了现有技术中存在的缺点外，而且用高锰酸钾作氧化剂，提高了氧化反应的速度，提高了氧化率。本发明将氧化剂与酸度调节剂溶于同一溶液中，使氧化过程不至出现局部PH值过高的现象，使氧化和水解所得的沉淀夹带的非铈稀土较少、方便了以后的洗涤工序。用盐酸作铈和锰的还原剂，降低了产品成本，有利于铈和锰的分离，缩短了生产周期，减少了生产工序。

本发明下面结合实施例作进一步详述：

实施例1：

（1）量取经铈-镨切割后的镧-铈混和氯化氯化稀土溶液100ml，其中[La³⁺]＝0.45mol/l.[Ce³⁺]＝0.28mol/l，PH＝4;

（2）该溶液加热至90℃

（3）准确称取KMno₄和NH₄HCo₃量，该量分别为理论重量的107%和94%，配制的溶液中高锰酸钾的百分比浓度为6%，30分钟内剂氧化液加入到料液中，并维持温度90℃;

（4）反应完毕后，趁热过滤，以85℃的纯水淋洗至滤液无色，滤饼取出后进行调浆洗涤，固液比为1∶3，洗涤水的PH为1.5;

（5）沉淀以盐酸溶解，其量为理论分子量的125%，然后用草酸沉淀其中铈，以稀草酸溶液洗涤该沉淀，经固液分离，沉淀烘干，焙烧得产品氧化铈，纯度99.58%，收率93.75%。

实施例2：

（1）量取稀土混合溶液，浓度为1.30M，其中铈浓度为0.65M，PH经调节后为4;

（2）准确称取KMno₄和NH₄HCo₃量，该量分别为理论重量的108%和97%，配制的溶液中高锰酸钾浓度为4%，

（3）将该氧化液加入到为温度90℃以上的原料液中;

（4）在氧化液加入后，放置10分钟后，趁热过滤，以85℃的纯水淋洗至滤液无色;

（5）滤饼用PH＝1.5的水洗液洗涤，固液比为1∶3;