[发明专利]程序升温法制备高纯无水氯化镨或氯化钕

说明书

技术领域

本发明涉及一种程序升温法制备高纯无水氯化镨或氯化钕，属于稀土材料制备领域。

背景技术

无水氯化镨和氯化钕可以分别用于有机合成催化剂、合成橡胶催化剂、高纯镨或钕金属的制备等应用领域。无水氯化镨或氯化钕制备方法有水合氯化物脱水法、氧化物氯化法和亚硫酰氯脱水法等。文献张翊凤所著的“NdCl₃-LiCl及NdCl₃-LiCl-NaCl体系相图的研究”，化学学报，1989，47(1)：14-18.提供一种无水氯化钕的制备方法，将NdCl₃·6H₂O置于P₂O₅干燥器中初步脱水，然后在HCl气氛中边加热边抽吸减压，逐级脱水，得到无水氯化钕，该方法在工业规模生产中氯化氢气体对设备腐蚀比较严重，同时需对尾气进行强化处理；文献陈惠冬所著的“无水氯化钕的形成热力学计算及应用”，稀土，1989，(3)：4-7.提供一种无水氯化钕的制备方法，将NH₄Cl和Nd₂O₃混合均匀，在真空条件下，逐渐升温，得到无水氯化钕，Nd₂O₃氯化率达到100％；文献郑朝贵所著的“PrCl₃-SrCl₂-LiCl三元体系相图的研究”，北京大学学报(自然科学版)，1989，25(6)：658-663.提供一种无水氯化镨的制备方法，将PrCl₃·6H₂O在干燥HCl气氛中减压逐级脱水，得到无水氯化镨。这些方法没有对无水氯化镨或氯化钕产品中含水量和水不溶物分析，而有机合成催化剂要求高纯无水氯化镨或氯化钕加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，不能含有水不溶物，高纯无水氯化镨或氯化钕含水量均要求小于0.1％。

发明内容

本发明的目的是提供一种程序升温法制备高纯无水氯化镨或氯化钕，该方法在工业规模中得到高纯无水氯化镨或氯化钕产品，其中含水量小于0.1％，产品加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，产品纯度大于99％，收率大于99％。

技术解决方案：将直接从稀土萃取分离制备出的氯化镨或氯化钕溶液加热浓缩结晶，得到颗粒状晶体PrCl₃·6H₂O或NdCl₃·6H₂O，以氧化稀土量计含氧化镨或氧化钕纯度大于99.9％，PrCl₃·6H₂O或NdCl₃·6H₂O和氯化铵按重量比2∶1在混料机中混合，将混合后的物料分别装入到体积为1升瓷钵中，再将含物料的瓷钵均匀摆放到程序升温炉中，用水喷射泵抽真空，当真空度达到0.08Pa时，设定升温程序开始加热，升温程序为：室温～150℃，升温速度为1.08℃/分钟，升温时间2小时，在150℃保温时间2小时；150℃～240℃，升温速度为0.75℃/分钟，升温时间2小时，在240℃保温时间4小时；240℃～300℃，升温速度为0.5℃/分钟，升温时间2小时，在300℃保温时间2小时；300℃～350℃，升温速度为0.42℃/分钟，升温时间2小时，在350℃保温时间6.5～6.8小时，炉体温度自然降到50℃时，出料，真空包装，得到的无水氯化镨或氯化钕经分析检测含水量小于0.1％，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明，产品纯度大于99.9％。

发明效果：本发明中脱水温度是制备高纯无水氯化镨或氯化钕最关键因素，采用程序升温控制炉体内物料在同一温度下脱水，控制温度变化±1℃，由于加热体系属外热式加热，升温速度过快或保温时间短，传到炉体内部温度不均匀，会造成靠近炉体物料温度过高极易发生水解，生成PrOCl或NdOCl，而中间部位温度偏低，物料脱水不完全，得到的无水氯化镨或氯化钕中含水不溶物和含水量偏高，所以要严格设定升温速度和分段保温时间。氯化铵加入量偏低，容易生成PrOCl或NdOCl，氯化铵加入量偏高，成本偏高，同时氯化铵中微量杂质会在产品中富集，影响产品质量。该项技术应用在工业规模的程序升温炉每批产无水氯化镨或氯化钕90kg，得到的高纯无水氯化镨或氯化钕含水量小于0.1％，加入到水中立刻溶解，溶解后水溶液清亮透明。

具体实施方式

实施例1