權(quán)利要求
1.一種連續(xù)沉淀結(jié)晶制備碳酸鈰的方法，其特征在于，包括以下步驟：
從篩板塔反應器的塔頂加入第一氯化鈰溶液和碳酸鈰晶種，所述第一氯化鈰溶液作為反應底液;所述篩板塔反應器由上到下包括反應區(qū)和沉降洗滌區(qū)，所述反應區(qū)設(shè)置有若干由上到下等間距并排的篩板，所述沉降洗滌區(qū)設(shè)置有洗水進口和出料口，所述篩板塔反應器的器壁設(shè)置有換熱夾套;
由所述換熱夾套通入熱循環(huán)水對篩板塔反應器進行加熱至溫度穩(wěn)定，然后從篩板塔反應器的塔頂連續(xù)加入第二氯化鈰溶液進入反應區(qū)，同時從由上到下三個不同高度的位置分別連續(xù)加入第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液，所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的進料點分別位于與第二氯化鈰溶液進料點向下相隔2~9個隔擋板距離處，其中1個隔擋板距離為反應區(qū)內(nèi)相鄰篩板的間距;
由反應區(qū)流出的料液進入沉降洗滌區(qū)，由從所述洗水進口通入的洗水進行洗滌;
當篩板塔反應器內(nèi)溶液體積占篩板塔反應器總?cè)莘e的60~80%時，打開出料口，流出含水晶體;
將所述含水晶體依次進行過濾和干燥，得到碳酸鈰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一氯化鈰溶液的濃度為0.2~0.8mol/L，所述第一氯化鈰溶液的加入量為反應區(qū)的容積的5~15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一氯化鈰溶液和碳酸鈰晶種的用量比為(1.5~3.5)L:(50~300)g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱循環(huán)水的溫度為45~60℃，流量為100~150mL/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二氯化鈰溶液的濃度為1.6mol/L，所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的濃度均為2.15mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述第二氯化鈰溶液的進料流量為10~40mL/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一碳酸氫銨溶液的進料流量為15~30mL/min，所述第二碳酸氫銨溶液的進料流量為10~20mL/min，所述第三碳酸氫銨溶液的進料流量為5~15mL/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二氯化鈰溶液的進料流量與第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的總進料流量之比為1:(1.5~3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述洗水的進料流量為10~30mL/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥的溫度為60~105℃，時間為2~8h。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及
濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)沉淀結(jié)晶制備碳酸鈰的方法。
背景技術(shù)
[0002]
稀土氧化物具有獨特的物理化學性質(zhì)，被廣泛應用于電子、新能源、環(huán)境保護等新興領(lǐng)域。稀土氧化物可由稀土碳酸鹽經(jīng)過高溫煅燒得到，其產(chǎn)品的理化性質(zhì)與稀土碳酸鹽的理化性質(zhì)息息相關(guān)。沉淀法是制備稀土碳酸鹽的一種重要方法，因此近年來關(guān)于碳酸稀土的沉淀結(jié)晶技術(shù)研究層出不窮。
[0003]目前，工業(yè)上仍然采用以氯化鈰為鈰源、碳酸氫銨為沉淀劑在攪拌反應釜內(nèi)間歇操作的方法來制備碳酸鈰產(chǎn)品。采用機械攪拌裝置，因機械外力的強剪切作用容易造成大量的晶體破碎，容易產(chǎn)生大量晶核(二次成核);同時，攪拌釜設(shè)備中存在濃度梯度和“死區(qū)”等情況，造成間歇式攪拌釜生產(chǎn)的碳酸鈰品質(zhì)一致性和穩(wěn)定性較差，導致產(chǎn)品缺乏核心競爭力。此外，由傳統(tǒng)的攪拌反應釜制備碳酸鈰產(chǎn)品的生產(chǎn)效率低，在每一個生產(chǎn)周期內(nèi)，都需要經(jīng)歷碳酸鈰的轉(zhuǎn)出與過濾淋洗等環(huán)節(jié)，無疑增加了時間成本。
發(fā)明內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)沉淀結(jié)晶制備碳酸鈰的方法。采用本發(fā)明提供的方法制備碳酸鈰能夠保證碳酸稀土沉淀結(jié)晶的粒度和質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，提升碳酸鈰產(chǎn)品質(zhì)量，并且生產(chǎn)效率高。
[0005]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種連續(xù)沉淀結(jié)晶制備碳酸鈰的方法，包括以下步驟：
從篩板塔反應器的塔頂加入第一氯化鈰溶液和碳酸鈰晶種，所述第一氯化鈰溶液作為反應底液;所述篩板塔反應器由上到下包括反應區(qū)和沉降洗滌區(qū)，所述反應區(qū)設(shè)置有若干由上到下等間距并排的篩板，所述沉降洗滌區(qū)設(shè)置有洗水進口和出料口，所述篩板塔反應器的器壁設(shè)置有換熱夾套;
由所述換熱夾套通入熱循環(huán)水對篩板塔反應器進行加熱至溫度穩(wěn)定，然后從篩板塔反應器的塔頂連續(xù)加入第二氯化鈰溶液進入反應區(qū)，同時從由上到下三個不同高度的位置分別連續(xù)加入第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液，所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的進料點分別位于與第二氯化鈰溶液進料點向下相隔2~9個隔擋板距離處，其中1個隔擋板距離為反應區(qū)內(nèi)相鄰篩板的間距;
由反應區(qū)流出的料液進入沉降洗滌區(qū)，由從所述洗水進口通入的洗水進行洗滌;
當篩板塔反應器內(nèi)溶液體積占篩板塔反應器總?cè)莘e的60~80%時，打開出料口，流出含水晶體;
將所述含水晶體依次進行過濾和干燥，得到碳酸鈰。
[0006]優(yōu)選地，所述第一氯化鈰溶液的濃度為0.2~0.8mol/L，所述第一氯化鈰溶液的加入量為反應區(qū)的容積的5~15%。
[0007]優(yōu)選地，所述第一氯化鈰溶液和碳酸鈰晶種的用量比為(1.5~3.5)L:(50~300)g。
[0008]優(yōu)選地，所述熱循環(huán)水的溫度為45~60℃，流量為100~150mL/min。
[0009]優(yōu)選地，所述第二氯化鈰溶液的濃度為1.6mol/L，所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的濃度均為2.15mol/L。
[0010]優(yōu)選地，所述第二氯化鈰溶液的進料流量為10~40mL/min。
[0011]優(yōu)選地，所述第一碳酸氫銨溶液的進料流量為15~30mL/min，所述第二碳酸氫銨溶液的進料流量為10~20mL/min，所述第三碳酸氫銨溶液的進料流量為5~15mL/min。
[0012]優(yōu)選地，所述第二氯化鈰溶液的進料流量與第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的總進料流量之比為1:(1.5~3)。
[0013]優(yōu)選地，所述洗水的進料流量為10~30mL/min。
[0014]優(yōu)選地，所述干燥的溫度為60~105℃，時間為2~8h。
[0015]本發(fā)明提供了一種連續(xù)沉淀結(jié)晶制備碳酸鈰的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
(1)提升產(chǎn)品質(zhì)量：本發(fā)明將篩板塔反應器應用于碳酸沉淀稀土，篩板塔反應器內(nèi)剪切速率和剪切應力在全流場范圍內(nèi)分布較為均勻，可在保證兩相傳質(zhì)效率的前提下，盡可能保證碳酸稀土沉淀結(jié)晶的粒度和質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，提升產(chǎn)品質(zhì)量;
(2)提高生產(chǎn)效率：由傳統(tǒng)的攪拌反應釜制備碳酸鈰產(chǎn)品，在每一個生產(chǎn)周期內(nèi)，都需要經(jīng)歷碳酸鈰的轉(zhuǎn)出與過濾淋洗等環(huán)節(jié);本發(fā)明采用篩板塔反應器可實現(xiàn)反應-洗滌同步進行，極大縮短了生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率;
(3)具有更好的易操作性：得益于篩板塔反應器的塔式連續(xù)結(jié)構(gòu)，塔內(nèi)各級的參數(shù)一致穩(wěn)定，循環(huán)水溫度、進出口閥位可實現(xiàn)全自動化控制，減少了人為誤差且操作難度低，提高了其安全性。
[0016]實施例結(jié)果表明，采用本發(fā)明方法制備碳酸鈰，稀土總回收率為99.2~99.3%，碳酸鈰產(chǎn)品粒度D50為30~32.5μm，碳酸鈰產(chǎn)品中氯根含量為200~260ppm，稀土總質(zhì)量含量為48.2~52%。
附圖說明
[0017]圖1為本發(fā)明中篩板塔反應器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中，1-反應區(qū)，1-1-篩板，2-沉降洗滌區(qū)，2-1-洗水進口，2-2-出料口，3-換熱夾套，4-第一氯化鈰溶液和第二氯化鈰溶液進料點，5-第一碳酸氫銨溶液進料點，6-第二碳酸氫銨溶液進料點，7-第三碳酸氫銨溶液進料點。
具體實施方式
[0018]本發(fā)明提供了一種連續(xù)沉淀結(jié)晶制備碳酸鈰的方法，包括以下步驟：
從篩板塔反應器的塔頂加入第一氯化鈰溶液和碳酸鈰晶種，所述第一氯化鈰溶液作為反應底液;所述篩板塔反應器由上到下包括反應區(qū)和沉降洗滌區(qū)，所述反應區(qū)設(shè)置有若干由上到下等間距并排的篩板，所述沉降洗滌區(qū)設(shè)置有洗水進口和出料口，所述篩板塔反應器的器壁設(shè)置有換熱夾套;
由所述換熱夾套通入熱循環(huán)水對篩板塔反應器進行加熱至溫度穩(wěn)定，然后從篩板塔反應器的塔頂連續(xù)加入第二氯化鈰溶液進入反應區(qū)，同時從由上到下三個不同高度的位置分別連續(xù)加入第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液，所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的進料點分別位于與第二氯化鈰溶液進料點向下相隔2~9個隔擋板距離處，其中1個隔擋板距離為反應區(qū)內(nèi)相鄰篩板的間距;
由反應區(qū)流出的料液進入沉降洗滌區(qū)，由從所述洗水進口通入的洗水進行洗滌;
當篩板塔反應器內(nèi)溶液體積占篩板塔反應器總?cè)莘e的60~80%時，打開出料口，流出含水晶體;
將所述含水晶體依次進行過濾和干燥，得到碳酸鈰。
[0019]本發(fā)明從篩板塔反應器的塔頂加入第一氯化鈰溶液和碳酸鈰晶種，所述第一氯化鈰溶液作為反應底液。
[0020]在本發(fā)明中，所述篩板塔反應器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0021]在本發(fā)明中，所述篩板塔反應器由上到下包括反應區(qū)1和沉降洗滌區(qū)2，所述反應區(qū)1設(shè)置有若干由上到下等間距并排的篩板1-1，所述沉降洗滌區(qū)2設(shè)置有洗水進口2-1和出料口2-2，所述篩板塔反應器的器壁設(shè)置有換熱夾套3。本發(fā)明對所述篩板塔反應器的來源沒有特別的要求，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的市售商品即可;在本發(fā)明實施例中，所述篩板的孔徑優(yōu)選為3~9mm，篩板的總數(shù)量優(yōu)選為20~30個，篩板間距優(yōu)選為50~250mm，最上面一塊篩板與篩板塔反應器塔頂優(yōu)選相隔1~2個隔擋板距離，最下面一塊篩板與篩板塔反應器塔底的距離優(yōu)選為塔身的1/5~1/2，更優(yōu)選為3/10~2/5。在本發(fā)明中，所述洗水進口2-1優(yōu)選設(shè)置在所述沉降洗滌區(qū)2的下部，所述出料口2-2優(yōu)選設(shè)置在所述沉降洗滌區(qū)2的底部。在本發(fā)明中，所述換熱夾套3用于通入循環(huán)水。
[0022]在本發(fā)明中，所述第一氯化鈰溶液的濃度優(yōu)選為0.2~0.8mol/L，可以為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或0.8mol/L，所述第一氯化鈰溶液的加入量優(yōu)選為反應區(qū)的容積的5~15%，更優(yōu)選為7~13%。在本發(fā)明中，所述碳酸鈰晶種的粒度D50優(yōu)選為30~32.5μm。在本發(fā)明中，所述第一氯化鈰溶液和碳酸鈰晶種的用量比優(yōu)選為(1.5~3.5)L:(50~300)g，更優(yōu)選為(1.5~3.5)L:(60~180)g。在本發(fā)明中，所述第一氯化鈰溶液和碳酸鈰晶種最終進入到所述篩板塔反應器的沉降洗滌區(qū)。
[0023]加入第一氯化鈰溶液和碳酸鈰晶種后，本發(fā)明由所述換熱夾套通入熱循環(huán)水對篩板塔反應器進行加熱至溫度穩(wěn)定，然后從篩板塔反應器的塔頂連續(xù)加入第二氯化鈰溶液進入反應區(qū)，同時從由上到下三個不同高度的位置分別連續(xù)加入第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液。
[0024]在本發(fā)明中，所述熱循環(huán)水的溫度優(yōu)選為45~60℃，可以為45、48、50、55或60℃，流量優(yōu)選為100~150mL/min，可以為100、120或150mL/min。在本發(fā)明中，所述熱循環(huán)水的溫度優(yōu)選通過循環(huán)水加熱裝置來實現(xiàn)，所述循環(huán)水加熱裝置優(yōu)選為電加熱工作方式，內(nèi)設(shè)有溫控系統(tǒng)。
[0025]在本發(fā)明中，所述第二氯化鈰溶液的濃度優(yōu)選為1.6mol/L;所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的濃度均優(yōu)選為2.15mol/L，所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液作為沉淀劑。在本發(fā)明中，所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的進料點分別位于與第二氯化鈰溶液進料點向下相隔2~9個隔擋板距離處，其中1個隔擋板距離為反應區(qū)內(nèi)相鄰篩板的間距。在本發(fā)明中，所述第一碳酸氫銨溶液的進料點優(yōu)選位于與第二氯化鈰溶液進料點(即篩板塔反應器的塔頂處)向下相隔2~3.5個隔擋板距離處，可以為2、3或3.5個隔擋板距離處;所述第二碳酸氫銨溶液的進料點優(yōu)選位于與第二氯化鈰溶液進料點向下相隔3.5~5個隔擋板距離處，可以為3.5或5個隔擋板距離處;所述第三碳酸氫銨溶液的進料點優(yōu)選位于與第二氯化鈰溶液進料點向下相隔6~9個隔擋板距離處，可以為6、6.5、8或9個隔擋板距離處。在本發(fā)明中，所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液具體通過管路輸送至相應的進料點。
[0026]在本發(fā)明中，所述第二氯化鈰溶液的進料流量優(yōu)選為10~40mL/min，可以為10、15、20、25、30、35或40mL/min;所述第一碳酸氫銨溶液的進料流量優(yōu)選為15~30mL/min，可以為15、18、20、25、28或30mL/min，所述第二碳酸氫銨溶液的進料流量優(yōu)選為10~20mL/min，可以為10、12.5、15、17、18或20mL/min，所述第三碳酸氫銨溶液的進料流量優(yōu)選為5~15mL/min，可以為5、7、10、12或15mL/min。在本發(fā)明中，所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的流量優(yōu)選依次降低。在本發(fā)明中，所述第二氯化鈰溶液的進料流量與第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液的總進料流量之比優(yōu)選為1:(1.5~3)，更優(yōu)選為1:(1.8~2.8)。在本發(fā)明中，所述第二氯化鈰溶液、第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液均優(yōu)選通過流量泵加入。
[0027]在本發(fā)明中，所述第二氯化鈰溶液從塔頂加入篩板塔反應器，形成連續(xù)相;所述第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液和第三碳酸氫銨溶液從三個高度連續(xù)注入反應器，利用反應器內(nèi)篩板上的小孔形成分散的液滴向下流動穿過篩板。
[0028]在反應區(qū)內(nèi)，第二氯化鈰溶液和第一碳酸氫銨溶液、第二碳酸氫銨溶液、第三碳酸氫銨溶液發(fā)生如下反應：2CeCl3+ 6NH4HCO3= Ce2(CO3)3+ 6NH4Cl + 3H2O + 3CO2。在所述反應區(qū)運行過程中，反應區(qū)內(nèi)各個篩板優(yōu)選小范圍內(nèi)上下往復運動，運動幅度優(yōu)選為1個隔擋板距離的20~60%，更優(yōu)選為30~50%。
[0029]由反應區(qū)流出的料液進入沉降洗滌區(qū)，由從所述洗水進口通入的洗水進行洗滌。在本發(fā)明中，反應區(qū)流出的料液包括反應生成的碳酸鈰以及未反應完的料液，其中反應生成的碳酸鈰在沉降洗滌區(qū)中碳酸鈰晶種的誘導下逐漸長大，未反應完的碳酸氫銨可繼續(xù)與反應底液反應。在沉降洗滌區(qū)，邊沉降邊洗滌，同步進行。在本發(fā)明中，所述洗水優(yōu)選為去離子水，所述洗水優(yōu)選通過流量泵通入，所述洗水的進料流量優(yōu)選為10~30mL/min，可以為10、12、15、20、30mL/min;所述洗水對所述料液中的碳酸鈰晶體進行洗滌。在篩板塔反應器內(nèi)，可以實現(xiàn)反應和洗滌同時進行，避免了碳酸鈰的轉(zhuǎn)出，提高了生產(chǎn)效率。
[0030]當篩板塔反應器內(nèi)溶液體積占篩板塔反應器總?cè)莘e的60~80%時，打開出料口，流出洗滌后的含水晶體。在本發(fā)明中，所述篩板塔反應器內(nèi)溶液體積可以占篩板塔反應器總?cè)莘e的60%、65%、70%或80%。在本發(fā)明中，所述出料口打開時，控制出料口的開啟大小，以實現(xiàn)反應器內(nèi)溶液體積不變，達到動態(tài)平衡。
[0031]得到含水晶體后，本發(fā)明將所述含水晶體依次進行過濾和干燥，得到碳酸鈰。在本發(fā)明中，所述干燥的溫度優(yōu)選為60~105℃，更優(yōu)選為70~100℃，時間優(yōu)選為2~8h，更優(yōu)選為3~5h;所述干燥優(yōu)選在烘箱內(nèi)進行。
[0032]本發(fā)明將篩板塔反應器用于稀土濕法冶煉碳酸稀土沉淀工藝制備碳酸鈰。篩板塔反應器內(nèi)剪切速率和剪切應力在全流場范圍內(nèi)分布較為均勻，通過調(diào)節(jié)篩板塔反應器的參數(shù)可以有效地控制反應器內(nèi)漿料的混合特性，保證高效混相，實現(xiàn)碳酸稀土沉淀結(jié)晶粒徑的精準控制，同時大大縮減稀土濕法冶煉過程的用水量，提高生產(chǎn)效率。
[0033]為了進一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實例對本發(fā)明提供的連續(xù)沉淀結(jié)晶制備碳酸鈰的方法進行詳細地描述，但不能將它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0034]各個實施例采用的篩板塔反應器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括反應區(qū)1和沉降洗滌區(qū)2，所述反應區(qū)1設(shè)置有若干由上到下等間距并排的篩板1-1，所述沉降洗滌區(qū)2設(shè)置有洗水進口2-1和出料口2-2，所述篩板塔反應器的器壁設(shè)置有換熱夾套3，用于通入循環(huán)水;其中篩板的孔徑為4mm，篩板的總數(shù)量為23個，篩板間距為91mm，最上面一塊篩板與篩板塔反應器塔頂相隔2個隔擋板距離，最下面一塊篩板與篩板塔反應器塔底的距離為塔身的2/5。
[0035]實施例1
從篩板塔反應器塔頂加入2L(為反應區(qū)的容積的7.07%)0.3mol/L的氯化鈰溶液作為反應底液，加入80g碳酸鈰(粒度D50為31.65μm)作為晶種。打開循環(huán)水加熱裝置，循環(huán)水流量為100mL/min，循環(huán)水溫度為48℃。篩板塔反應器的溫度達到穩(wěn)定后，通過流量泵以15mL/min的流速將1.6mol/L氯化鈰溶液從塔頂填入篩板塔反應器，形成連續(xù)相;將濃度為2.15mol/L的沉淀劑碳酸氫銨溶液從與氯化鈰進料點向下相隔3.5、5、6.5個隔擋板距離處(1個隔擋板距離為相鄰篩板的間距)分別以18mL/min、12.5mL/min、7mL/min的流速連續(xù)注入篩板塔反應器，向下流動穿過篩板，各個篩板小范圍內(nèi)上下往復運動，運動幅度為1個隔擋板距離的30%;通過流量泵以15mL/min的流速將去離子水從洗水進口注入反應器對碳酸鈰晶體進行洗滌。待反應器內(nèi)溶液體積占反應器總?cè)莘e的80%時，打開反應器底部的出料口，將洗滌后的含水晶體流出，經(jīng)過濾將所得固體放置于烘箱內(nèi)80℃干燥4h，得到碳酸鈰產(chǎn)品。
[0036]通過對投入的氯化鈰及產(chǎn)出的碳酸鈰產(chǎn)品分析，計算出稀土總回收率為99.2%，對碳酸鈰產(chǎn)品進行檢測，碳酸鈰產(chǎn)品粒度D50為32μm，碳酸鈰中氯根含量為260ppm，稀土鈰總質(zhì)量含量為52%。
[0037]實施例2
從篩板塔反應器塔頂加入3.5L(為反應區(qū)的容積的12.38%)0.5mol/L氯化鈰溶液作為反應底液，加入180g碳酸鈰(粒度D50為32.27μm)作為晶種。打開循環(huán)水加熱裝置，循環(huán)水流量為120mL/min，循環(huán)水溫度為55℃。篩板塔反應器的溫度達到穩(wěn)定后，通過流量泵以20mL/min的流速將1.6mol/L氯化鈰溶液從塔頂填入篩板塔反應器，形成連續(xù)相;將濃度為2.15mol/L的沉淀劑碳酸氫銨溶液從與氯化鈰進料點向下相隔2、3.5、6個隔擋板距離處(1個隔擋板距離為相鄰篩板的間距)分別以25mL/min、18mL/min、12mL/min的流速連續(xù)注入篩板塔反應器，向下流動穿過篩板，各個篩板小范圍內(nèi)上下往復運動，運動幅度為1個隔擋板距離的40%;通過流量泵以12mL/min的流速將去離子水從洗水進口注入反應器對碳酸鈰晶體進行洗滌。待反應器內(nèi)溶液體積占反應器總?cè)莘e的70%時，打開反應器底部的出料口，將洗滌后的含水晶體流出，經(jīng)過濾將所得固體放置于烘箱內(nèi)100℃干燥3h，得到碳酸鈰產(chǎn)品。
[0038]通過對投入的氯化鈰及產(chǎn)出的碳酸鈰產(chǎn)品分析，計算出稀土總回收率為99.3%，對碳酸鈰產(chǎn)品進行檢測，碳酸鈰產(chǎn)品粒度D50為30μm，碳酸鈰中氯根含量為225ppm，稀土鈰總質(zhì)量含量為48.2%。
[0039]實施例3
從篩板塔反應器塔頂加入1.5L(為反應區(qū)的容積的5.31%)0.2mol/L氯化鈰溶液作為反應底液，加入60g碳酸鈰(粒度D50為30.81μm)作為晶種。打開循環(huán)水加熱裝置，循環(huán)水流量為150mL/min，循環(huán)水溫度為50℃。篩板塔反應器的溫度達到穩(wěn)定后，通過流量泵以30mL/min的流速將1.6mol/L氯化鈰溶液從塔頂填入篩板塔反應器，形成連續(xù)相;將濃度為2.15mol/L的沉淀劑碳酸氫銨溶液從與氯化鈰進料點向下相隔3、5、8個隔擋板距離處(1個隔擋板距離為相鄰篩板的間距)分別以28mL/min、17mL/min、10mL/min的流速連續(xù)注入篩板塔反應器，向下流動穿過篩板，各個篩板小范圍內(nèi)上下往復運動，運動幅度為1個隔擋板距離的50%;通過流量泵以20mL/min的流速將去離子水從洗水進口注入反應器對碳酸鈰晶體進行洗滌。待反應器內(nèi)溶液體積占反應器總?cè)莘e的65%時，打開反應器底部的出料口，將洗滌后的含水晶體流出，經(jīng)過濾所得固體放置于烘箱內(nèi)70℃干燥5h，得到碳酸鈰產(chǎn)品。
[0040]通過對投入的氯化鈰及產(chǎn)出的碳酸鈰產(chǎn)品分析，計算出稀土總回收率為99.2%，對碳酸鈰產(chǎn)品進行檢測，碳酸鈰產(chǎn)品粒度D50為32.5μm，碳酸鈰中氯根含量為200ppm，稀土鈰總質(zhì)量含量為51.8%。
[0041]對比例1
從篩板塔反應器塔頂加入2L(為反應區(qū)的容積的7.07%)0.3mol/L的氯化鈰溶液作為反應底液，加入80g碳酸鈰(粒度D50為31.65μm)作為晶種。打開循環(huán)水加熱裝置，循環(huán)水流量為100mL/min，循環(huán)水溫度為48℃。篩板塔反應器的溫度達到穩(wěn)定后，通過流量泵以15mL/min的流速將1.6mol/L氯化鈰溶液從塔頂填入篩板塔反應器，形成連續(xù)相;將濃度為2.15mol/L的沉淀劑碳酸氫銨溶液從與氯化鈰進料點向下相隔3.5、5、6.5個隔擋板距離處(1個隔擋板距離為相鄰篩板的間距)分別以32mL/min、25mL/min、18mL/min的流速連續(xù)注入篩板塔反應器，向下流動穿過篩板，各個篩板小范圍內(nèi)上下往復運動，運動幅度為1個隔擋板距離的30%;通過流量泵以15mL/min的流速將去離子水從洗水進口注入反應器對碳酸鈰晶體進行洗滌。待反應器內(nèi)溶液體積占反應器總?cè)莘e的80%時，打開反應器底部的出料口。
[0042]與實施例1相比，對比例1僅改變氯化鈰溶液進料流量與碳酸氫銨溶液總進料流量之比，反應過程逐漸生成絮狀小顆粒，出現(xiàn)類似乳濁液，導致碳酸鈰晶體難以沉降，未能成功得到碳酸鈰產(chǎn)品。
[0043]對比例2
從篩板塔反應器塔頂加入2L(為反應區(qū)的容積的7.07%)0.3mol/L的氯化鈰溶液作為反應底液，加入80g碳酸鈰(粒度D50為31.65μm)作為晶種。打開循環(huán)水加熱裝置，循環(huán)水流量為100mL/min，循環(huán)水溫度為48℃。篩板塔反應器的溫度達到穩(wěn)定后，通過流量泵以15mL/min的流速將1.6mol/L氯化鈰溶液從塔頂填入篩板塔反應器，形成連續(xù)相;將濃度為2.15mol/L的沉淀劑碳酸氫銨溶液從與氯化鈰進料點向下相隔8、10、13個隔擋板距離處(1個隔擋板距離為相鄰篩板的間距)分別以18mL/min、12.5mL/min、7mL/min的流速連續(xù)注入篩板塔反應器，向下流動穿過篩板，各個篩板小范圍內(nèi)上下往復運動，運動幅度為1個隔擋板距離的30%;通過流量泵以15mL/min的流速將去離子水從洗水進口注入反應器對碳酸鈰晶體進行洗滌。待反應器內(nèi)溶液體積占反應器總?cè)莘e的80%時，打開反應器底部的出料口，將洗滌后的含水晶體流出，經(jīng)過濾將所得固體放置于烘箱內(nèi)80℃干燥4 h，得到碳酸鈰產(chǎn)品。
[0044]通過對投入的氯化鈰及產(chǎn)出的碳酸鈰產(chǎn)品分析，計算出稀土總回收率為67.3%，對碳酸鈰產(chǎn)品進行檢測，碳酸鈰產(chǎn)品粒度D50為30μm，碳酸鈰中氯根含量為295ppm，稀土鈰總質(zhì)量含量為50.5%。
[0045]與實施例1相比，對比例2僅改變沉淀劑碳酸氫銨溶液的進料位置，碳酸氫銨溶液的進料位置過低，導致氯化鈰溶液與碳酸氫銨溶液反應不充分，稀土總回收率低。
[0046]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
說明書附圖(1)
聲明：
“連續(xù)沉淀結(jié)晶制備碳酸鈰的方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：贛州有色冶金研究所有限公司
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2024年12月27日 ~ 29日 
