[发明专利]中性磷（膦）萃取体系制备稀土氟化物微粉调控粒径的方法

摘要

本发明涉及中性磷(膦)萃取体系制备稀土氟化物微粉调控粒径方法。本发明采用中性磷(膦)萃取剂、含稀土原料、矿物酸、还原性物质，制备了粒径大小可控的各种稀土氟化物微粉或复合型稀土氟化物微粉。这种方法的主要优点是制得了粒径大小可控的稀土氟化物微粉，粒径在1～4000nm范围内可调；产品粒度分布均匀，单分散性好；工艺简单，成本低廉；对比HF(NH₄HF₂)氟化法等方法，大大降低了氟对环境的污染。同时由于不同粒径大小的稀土氟化物表现不同的性质，因此其有望在光电子学、摩擦学、高能物理等领域得到广泛的应用。

主权项

1、中性磷(膦)萃取体系制备稀土氟化物微粉调控粒径方法，其特征在于，步骤和条件如下：(1)将中性磷(膦)萃取剂配制成萃取组合物，该萃取组合物由萃取剂和稀释溶剂构成，其中萃取剂与稀释溶剂的体积比为1∶99～99∶1，萃取剂的质量百分数浓度为0.1～20％；所述的萃取剂为：磷酸三丁酯、甲基膦酸二甲基庚酯、丁基膦酸二丁酯、2-乙基己基膦酸-二(2-乙基己基)酯、二辛基膦酸辛酯、氧化三辛基膦、直链三烷基氧化膦、支链三烷基氧化膦、硫化三异丁基膦或亚乙双氧化二辛膦中的一种或两种以上以任意比例的混合物；所述稀释溶剂为：脂肪族烃、脂环族烃或芳香族烃溶剂；所述的脂肪族烃稀释溶剂为：己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、磺化煤油、溶剂油或液体石蜡；优选正庚烷、辛烷、壬烷、癸烷或磺化煤油；所述的脂环族烃稀释溶剂为：环戊烷或低级烷基取代的环戊烷，环己烷或低级烷基取代的环己烷或十氢萘；所述的芳香族烃稀释溶剂为：苯、甲苯、邻-、间-和对-二甲苯或混合二甲苯；(2)以含三价稀土元素为原料的硝酸水溶液，含四价铈元素或含四价铈元素和氟元的原料的硫酸、硝酸或硫酸和硝酸混酸的水溶液为料液，料液酸度为0.2～6.0mol/L；通过加入氟化物调节料液中氟的浓度，使氟浓度为0.1～25g/L，所使用的氟化物为氟化钠、氢氟酸、氟化铵和氟化氢铵中任意一种或多种以任意比例的混合物；对用于本发明所述步骤(2)中料液的原料，所述料液的原料只要其中含有稀土元素即可，所述的料液的原料包括经氧化焙烧的纯氟碳铈矿，经碳酸钠焙烧的纯独居石矿，纯南方离子吸附型矿，经碳酸钠焙烧的氟碳铈矿与独居石矿的混合矿，经氧化焙烧的氟碳铈矿与其它矿石的混合矿，各种单一稀土氧化物、氢氧化物或稀土盐：卤化物、硝酸盐、碳酸盐或硫酸盐，各种混合稀土氧化物、氢氧化物或稀土盐：卤化物、硝酸盐、碳酸盐或硫酸盐；本发明中用硫酸、硝酸或者硫酸和硝酸混酸作为浸取酸。按照李德谦等发明的中国专利98122348.6所公开的方法或目前工业上已知的方法，用硫酸、硝酸或者硫酸和硝酸混酸浸取或溶解所述的料液的原料，均可以得到适用于本发明的料液。(3)用步骤(1)中的萃取组合物，萃取步骤(2)的料液中的三价稀土元素、四价铈元素或四价铈元素和氟元素，萃取级数为1～50级，萃取组合物与料液流比为1∶5～5∶1；(4)用反萃液从萃取组合物中反萃取，萃取组合物与反萃液的流比为1∶5～5∶1，反萃级数为1～10级；得到反萃混合物RE3+(RE为稀土元素)溶液和REF3微粉，过滤反萃混合物得到REF3微粉；当使用含三价稀土元素的硝酸水溶液为料液时，反萃液采用矿物酸或还原性物质和矿物酸以任意比例的混合物再与氟化物混合的水溶液；当使用含四价铈元素的硫酸、硝酸或硫酸和硝酸混酸的水溶液为料液时，反萃液采用还原性物质或还原性物质和矿物酸以任意比例的混合物再与氟化物混合的水溶液；当使用含四价铈元素和氟元素的硫酸、硝酸或硫酸和硝酸混酸的水溶液为料液时，反萃液采用还原性物质或还原性物质和矿物酸以任意比例的混合物的水溶液，反萃液中还可以加入氟化物，提高稀土氟化物微粉的产率；以上所述的还原性物质为过氧化氢、水合肼、盐酸羟胺、硼氢化钠和抗坏血酸中任意一种或多种以任意比例的混合物；所述的矿物酸为硫酸、硝酸或硫酸和硝酸混酸；反萃液酸度为0.1～5.0mol/L，其中还原性物质的体积百分比浓度为0.1～10％，质量百分数浓度为0.1～10％；所述的氟化物为氟化钠、氢氟酸、氟化铵和氟化氢铵中任意一种或多种以任意比例的混合物，反萃液中氟的浓度为0.1～30g/L。