一种从硫酸亚铕分解料液中沉淀粗铕的方法

技术领域

本发明涉及一种从硫酸亚铕分解料液中沉淀粗铕的方法。

背景技术

铕是很好的发光材料激活剂，如：Eu³⁺是红色发光材料的激活剂，Eu²⁺是蓝色发光材料的激活剂。氧化铕作为发光材料激活剂，被广泛应用于LED、三基色节能灯、高清晰度显示屏、新型X射线医疗诊断系统之中。同时氧化铕还可应用于激光、超导材料、磁泡贮存器件、原子反应堆的控制材料、屏蔽材料和结构材料之中。因此，氧化铕在发展迅速的光电新材料技术中显示出极其重要的地位和作用。

碱度还原法生产高纯度氧化铕的提纯工艺主要是先采用锌粉将三价铕离子还原成二价铕离子，二价铕离子与硫酸根形成硫酸亚铕沉淀与大部分其它稀土元素分离；然后将硫酸亚铕分解，将分解液中的稀土沉淀制成粗铕，达到初步富集铕的目的。由于前面的还原过程添加了过量锌粉，导致分解液中含有大量的锌。如果不将锌分离会影响粗铕的品位，加大后续分离工序的难度。目前大部分企业为了分离锌，采用草酸沉淀粗铕的方法。草酸沉淀可以较好地将锌分离，但草酸价格贵，并且草酸稀土需要经过煅烧后才能使用，消耗大量的热能，生产成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单，原材料便宜，沉淀效果好的沉淀粗铕方法。

本发明所述硫酸亚铕分解料液中含HCl为0.2~3mol/L，锌为3~60g/L，Re³⁺为0.2~2mol/L。

本发明从硫酸亚铕分解料液中沉淀粗铕的方法如下：将浓度为4~10mol/L的氨水加入到硫酸亚铕分解料液中，调整pH为8.5~10后，搅拌30~120分钟；然后按碳酸氢铵:稀土质量比为1.5~4:1加入碳酸氢铵，搅拌1~5小时；过滤，加水洗涤，滤饼为粗铕，滤液用来回收氨和锌。

本发明中的化学反应式如下：

HCl +>3·H₂O>4Cl>2O；

ZnCl₂+4>3·H₂O>3)₄Cl₂+4H₂O；

Re³⁺>3^2-->2(CO₃)₃↓。

络离子[Zn(NH₃)₄]²⁺为四氨合锌(Ⅱ)离子化学性质稳定，其中的Zn²⁺不与CO₃^2--发生沉淀反应；稀土离子与CO₃^2--发生沉淀反应，生成沉淀，达到稀土与锌分离的目的，碳酸稀土易用来生产其它稀土产品。本发明在沉淀稀土前加入氨水，将锌离子与氨络合形成稳定的络合离子，然后加入碳酸氢铵选择性沉淀稀土。本发明采用先加氨水将锌络合，在沉淀粗铕的时候锌不沉淀，提高粗铕中铕的含量，操作简单、成本低廉。

具体实施方式

实施例1

在室温下，将50L含HCl为0.4mol/L，锌为50g/L，Re³⁺为1.8mol/L的硫酸亚铕分解料液加入沉淀槽中，开启搅拌，缓慢加入浓度为4mol/L的氨水，调整pH为8.7；继续搅拌40分钟后，按碳酸氢铵:稀土质量比为3.5:1加入碳酸氢铵，搅拌5小时；过滤，加水洗涤，滤饼为粗铕，滤液用来回收氨和锌。经分析稀土沉淀率高于99%，粗铕中锌含量为0.9%。

实施例2

在室温下，将50L含HCl为2.8mol/L，锌为30g/L，Re³⁺为1.0mol/L的硫酸亚铕分解料液加入沉淀槽中，开启搅拌，缓慢加入浓度为9mol/L的氨水，调整pH为9.8；继续搅拌120分钟后，按碳酸氢铵:稀土质量比为2.5:1加入碳酸氢铵，搅拌3小时；过滤，加水洗涤，滤饼为粗铕，滤液用来回收氨和锌。经分析稀土沉淀率高于98%，粗铕中锌含量为0.7%。

实施例3

在室温下，将50L含HCl为2.8mol/L，锌为30g/L，Re³⁺为1.0mol/L的硫酸亚铕分解料液加入沉淀槽中，开启搅拌，缓慢加入浓度为6mol/L的氨水，调整pH为9；继续搅拌80分钟后，按碳酸氢铵:稀土质量比为1.5:1加入碳酸氢铵，搅拌3小时；过滤，加水洗涤，滤饼为粗铕，滤液用来回收氨和锌。经分析稀土沉淀率高于97.6%，粗铕中锌含量为0.8%。

实施例4

在室温下，将50L含HCl为1.0mol/L，锌为5g/L，Re³⁺为0.5mol/L的硫酸亚铕分解料液加入沉淀槽中，开启搅拌，缓慢加入浓度为6mol/L的氨水，调整pH为9；继续搅拌80分钟后，按碳酸氢铵:稀土质量比为3:1加入碳酸氢铵，搅拌1小时；过滤，加水洗涤，滤饼为粗铕，滤液用来回收氨和锌。经分析稀土沉淀率高于98.6%，粗铕中锌含量为0.7%。