[发明专利]无水氯化铈的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土材料制备技术领域，具体来讲，涉及一种以七水氯化铈为原料来制备无水氯化铈的方法。

背景技术

稀土元素是21世纪具有战略地位的元素，凭借其独特的光、电、磁等物理化学特性，而广泛应用于国民经济和国防工业的各个领域，因此，稀土元素被称为“21世纪新材料的宝库”。在最近几年，稀土元素更是由于其重要的生物活性和药理学作用，而越来越受到人们的关注。

目前制备无水氯化稀土的方法有以下4种：(1)四氢呋喃配合物法，即Deacon于1979年发展的在THF溶液中通过金属交换反应制备无水氯化稀土的方法，该方法是从稀土金属出发，经与氯化汞反应，制备无水稀土氯化物的THF配合物的方法；(2)结晶水和稀土氯化物的减压脱水法，即经湿法冶金后制得氯化稀土溶液，再进行减压浓缩、冷却结晶、人工破碎等工序制得的含水的结晶氯化稀土，经真空脱水后得到无水氯化稀土；(3)氯化铵升华法，是将氧化稀土与氯化铵在300℃～450℃下转化，使氧化稀土转化为氯化稀土；以及(4)稀土氧化物氯化法。但是上述制备方法却各自存在较大的弊端，其中，四氢呋喃配合物法在生产过程中引入了四氢呋喃，副产有毒物质如HgCl₂等，严重污染环境，后续处理过程困难，而且该方法起始原料需要高纯度的稀土金属，不适用于大规模地制备；结晶水和稀土氯化物的减压脱水法脱水效果不佳，产品纯度不高；氯化铵升华法制备氯化稀土过程中，稀土中若存在+4价稀土元素存在时，如CeO₂，如果用氯化铵升华法制备无水氯化稀土，反应过程中会有氧化还原反应的发生，很难制得纯度较高的无水氯化稀土；而稀土氧化物氯化法制备的无水氯化稀土中一般含有3％～58％的Re₂O、5％～10％的水以及5％～10％的含水不溶物，并且该方法产品不稳定，氯化温度高达1050℃～1100℃，氯化过程氯气在高温下对设备腐蚀严重。

无水氯化铈是制备含稀土类有机化合物的基础试剂，可以在石油精炼中起到催化作用，同时，可用来冶炼稀土金属、稀土合金的重要原料，也是生产抛光粉的主要原料。作为稀土元素中的一种，高纯度无水氯化铈的制备具有一定的困难。因此，需要探索一种工艺简单、且脱水效率高、产品纯度高的无水氯化铈的制备方法。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种无水氯化铈的制备方法，该制备方法工艺简单易行、脱水效率高、制备温度低，减轻了设备腐蚀的问题，同时环境污染小，且制备的无水氯化铈纯度高。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种无水氯化铈的制备方法，包括步骤：

S1、将七水氯化铈于60℃～100℃下进行一段流化脱水，获得三水氯化铈粗品；

S2、将所述三水氯化铈粗品于120℃～130℃下进行二段流化脱水，获得一水氯化铈粗品；

S3、将所述一水氯化铈粗品于140℃～160℃下进行三段流化脱水，获得无水氯化铈；

其中，所述三段流化脱水在氯化氢气体氛围内进行。

进一步地，所述二段流化脱水在氯化氢气体氛围内进行。

进一步地，所述一段流化脱水在氯化氢气体氛围内进行。

进一步地，所述步骤S1～S3中均通过控制鼓风气流速度使所述一段流化脱水、二段流化脱水和三段流化脱水平稳进行。

进一步地，所述一段流化脱水、二段流化脱水和三段流化脱水的鼓风气流速度依次减小。

进一步地，在所述步骤S1中，所述七水氯化铈在进行一段流化脱水之前先行粉碎。

进一步地，所述步骤S3后，将尾气回收并用于提供氯化氢气体氛围。

本发明通过将七水氯化铈进行分段流化脱水，并提供氯化氢保护气体氛围，从而有效抑制了中间产物一水氯化铈在脱水至无水氯化铈过程中的水解作用，大大提高了产品纯度；并且该无水氯化铈的制备方法脱水温度低，制备成本低，脱水效果好。相比现有技术中无水氯化铈的一般制备方法，根据本发明的制备方法不涉及高温氧化过程，操作简单，对设备要求较低，减轻了设备腐蚀的问题并降低了环境污染。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的流化脱水装置的结构示意图；

图2是根据本发明的无水氯化铈的制备方法的步骤流程图；

图3是根据本发明的实施例1的无水氯化铈的XRD图片。

具体实施方式