还原－沉淀反萃制备不同形状和粒度的氧化铈的方法技术

一种原还－沉淀反萃制备不同形状和粒度的氧化铈的方法，它是从负载Ｃｅ＃＋［４＋］的有机相还原－沉淀反萃制备氧化铈，反萃液含还原剂、沉淀剂和极性调节剂，通过改变极性调节剂含量、反萃温度、搅拌速度和分散相的种类，以及水相与有机相的相比可获得形状及粒度不同的氧化铈，且反萃后的水相过滤除去沉淀后，经过添补还原剂、沉淀剂和极性调节剂，可继续用作反萃液，本发明专利技术的优点是可以获得形状和粒度大小，不同的氧化铈，特别是较小粒度的氧化铈可以满足市场日益增长的需要，反萃后的母液可以回收继续利用，既能节省化工、原辅材料，又能减小环境污染。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有色冶金材料制备领域，特别是一种从负载Ce4+的有机相经还原—沉淀反萃制备不同形状和粒度的氧化铈的方法。
技术介绍
现有技术采用还原反萃制备氧化铈的方法是将载有Ce4+的有机相与HCl-H2O2的混合溶液接触，进行还原反萃反应，得到Ce3+的氯化物溶液，调节PH值，然后经草酸沉淀，再经洗涤、过滤、焙烧，最后获得氧化铈。现有技术还原反萃制备氧化铈的方法，其不足之处是制备工序多，使用原辅材料多，废水排放量大，得到的氧化铈粒度无法有效控制，粒径较大，难以满足市场对不同形状和粒度氧化铈日益增长的需求；另外，经过沉淀的母液中含有无机酸、沉淀剂、草酸以及铵盐，无法在现有技术工艺中得到循环利用，这样，既造成了化工原、辅材料的浪费，又带来严重的环境污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用同时还原—沉淀反萃制备不同形状和粒度氧化铈的方法，克服现有技术的弊病，能获得不同形状和粒度的氧化铈，并且沉淀后的母液经过处理可以在还原—沉淀反萃工艺中循环使用。本专利技术的技术解决方案是还原—沉淀反萃制备不同形状和粒度的氧化铈的方法，其方法是将经过洗涤的负载Ce4+的有机相与反萃液接触，经过搅拌，在还原Ce4+为Ce3+的同时，得到Ce3+的沉淀，沉淀经过洗涤、过滤、烘干、焙烧，制备出形状和粒度不同的的氧化铈。(1)反萃液同时含有还原剂、沉淀剂和极性调节剂。(2)通过改变反萃条件来获得不同粒度和形状氧化铈，改变反萃条件包括a.改变极性调节剂含量及种类b.改变反萃温度c.改变反萃过程中的搅拌速度d.改变分散相类型，分散相可以是P204-煤油有机相或P507-煤油有机相；也可以是如(1)所述的反萃液。具体实施例方式本专利技术结合具体实施例进一步说明如下采用经过洗涤的负载Ce4+的P204或P507-煤油有机相，与含有醇或有机酸、还原剂和沉淀剂的反萃液进行接触，在Ce4+还原为Ce3+的同时形成Ce3+的沉淀，经过澄清分相，沉淀采用含有醇或有机酸的水溶液洗涤，除去表面吸附的有机相，洗涤的沉淀经过烘干，焙烧得到氧化铈。沉淀母液补加还原剂和沉淀剂及极性调节剂后，回用到反萃工序，继续用作反萃液。反萃液中的醇或有机酸是极性调节剂，起到调节反萃液极性的作用，保证沉淀与有机相的顺利分离，同时可调节氧化铈前驱体的形状和粒径。醇和有机酸主要有乙醇、丙醇、丙酮、丁醇或乙酸等，它们的含碳数目为2-8，所含羟基或羧基的数目为1-3，它们的含量对氧化铈的粒度和形状有重要影响，一般可控制反萃液中极性调节剂重量量百分含量为5-95％。反萃过程中，为加速还原沉淀速度，利于分相，反萃过程温度应控制在20℃-80℃，而最佳温度范围为30℃-70℃，负载Ce4+的P204或P507-煤油的有机相与反萃液可进行并流或逆流接触，反萃级数为1-10级。有机相与水相的混合可采用不同形状的搅拌桨。通过搅拌桨的位置选择分散相和连续相。搅拌桨的转速可以选择100-1000r/min。反萃液中的还原剂可以是草酸、亚硫酸盐，沉淀剂可以是草酸或碳酸盐，反萃液的酸度可以在0.5-6mol/L内选择，如果用草酸既作还原剂又作沉淀剂，则只需用2-20％的草酸溶液即可，溶液中同样含有极性调节剂。还原剂与沉淀剂在反萃液中的含量在2-20％以内选择。经过反萃取后的有机相，用硫酸水溶液洗涤后，返回到萃取工序，反萃液过滤除去沉淀后，通过补加还原剂，沉淀剂和极性调节剂，回用到反萃工序。反萃过程中相比可以控制在O∶A＝1∶0.5-1∶6的范围内。经过上述方法制得的草酸铈或碳酸铈、氢氧化铈沉淀，经过含有极性调节剂的洗涤液的洗涤，除去表面吸附的有机相，再经过烘干、焙烧，得到氧化铈。洗涤液中的极性调节可以采用反萃液中所述的醇和有机酸，配制成5-95％重量百分含量的溶液进行洗涤，也可以用纯的醇、酮，如乙醇、丙酮、丁醇、丙酮、丁酮等进行洗涤。洗涤液中洗涤出来的有机相，经过分层，将有机相返回萃取工序，而洗涤液可再用于沉淀的洗涤。实施例1，将负载有0.1mol/L Ce4+的P204-煤油有机相300ml与600ml含有10％草酸的反萃液在转速400r/min下搅拌混合，保持反萃过程溶液的温度为50℃，混合10min后静置分相。将水相和沉淀分离后，沉淀用含有20％的乙醇溶液按固液比1∶3洗涤至无有机相为止。沉淀经烘干、焙烧得到氧化铈粉末。经扫描电镜测定，氧化铈为正方形片状，厚度0.1μm，宽度0.8μm。实施例2，实施例1中的反萃后的反萃液，补加草酸至10％，控制反应温度30℃，与300ml，0.1mol/L Ce4+的P204-煤油有机相，用转速为300r/min，反萃15min，静置分相，有机相洗涤后，返回用于萃取。沉淀分离出来后用丙酮洗涤至无有机相。然后烘干、焙烧，得到氧化铈粉末，经扫描电镜测定，氧化铈为立方体，边长1.2μm。实施例3，用含有80％乙醇，10％草酸的水溶液400ml与负载0.1mol/l Ce4+的P507-煤油有机相200ml，在500r/min搅拌下混合5min。保持反萃过程65℃，静置10min分相。分离出沉淀，用40％乙醇溶液洗涤至无有机相。沉淀经烘干、焙烧得氧化铈，经透射电镜测定，粒度为80nm，形状为球形。实施例4，用含有60％乙醇、10％草酸、10％亚硫酸钠水溶液400ml与负载0.1mol/l Ce4+的P507-煤油有机相200ml，在600r/min搅拌下混合5min。保持反萃过程温度40℃，静置10min分相。测定经丙酮洗涤至无有机相，干燥、焙烧后得氧化铈。经扫描电镜观察，氧化铈为立方体，平均粒径2μm。实施例5，在实施例4的条件中，将沉淀剂草酸改变为碳酸钠，其它条件不变。得到的氧化铈为不规则多面体，平均粒径6.8μm。本专利技术方法的优点是可以通过改变反萃条件获得不同粒径大小和不同形状的氧化铈，特别是可以获得比现有技术粒径更小的氧化铈，以满足市场日益增长的对更小粒径氧化铈的需求；并且经过反萃后、过滤除去沉淀后的母液，经过处理可以回用到反萃程序。大大节约了化工原、辅材料和提高了经济效益，实现了闭路循环，减轻了环境污染。权利要求1.一种还原—沉淀反萃制备不同形状和粒度的氧化铈的方法，其方法是将经过洗涤的负载Ce4+的有机相与反萃液接触，经过搅拌，进行还原—沉淀反萃，在Ce4+还原成Ce3+的同时，得到铈的沉淀，沉淀经过洗涤、过滤、烘干、焙烧，制备出形状和粒度不同的氧化铈，其特征在于(1)反萃液同时含有还原剂、沉淀剂和极性调节剂。(2)通过改变反萃条件来获得不同形状和粒度的氧化铈，改变反萃条件包括a.改变极性调节剂含量及种类b.改变反萃温度c.改变反萃过程中的搅拌速度d.改变分散相类型，分散相可以为P204-煤油有机相或P507-煤油有机相；也可以是如(1)所述的反萃液；2.根据权利要求1所述的还原—沉淀反萃制备不同形状和粒度的氧化铈的方法，其特征在于其反萃液中所含的极性调节剂在反萃液中的重量百分比含量为5-95％；调节剂为各种醇及羧酸，其含碳数目为2-8，羟基或羧基的数目为1-3。3.根据权利要求1所述的还原—沉淀反萃制备不同形状和粒度的氧化铈的方法，其特征在于负载Ce4+的有机相与反萃液的相比范围为O∶A＝1∶0.5-1∶6。4.根据权利要求1所述的还原—沉淀反萃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原－沉淀反萃制备不同形状和粒度的氧化铈的方法，其方法是将经过洗涤的负载Ｃｅ↑［４＋］的有机相与反萃液接触，经过搅拌，进行还原－沉淀反萃，在Ｃｅ↑［４＋］还原成Ｃｅ↑［３＋］的同时，得到铈的沉淀，沉淀经过洗涤、过滤、烘干、焙烧，制备出形状和粒度不同的氧化铈，其特征在于：（１）反萃液同时含有还原剂、沉淀剂和极性调节剂。（２）通过改变反萃条件来获得不同形状和粒度的氧化铈，改变反萃条件包括：ａ．改变极性调节剂含量及种类ｂ．改变反萃温度ｃ．改变反萃过程中的搅拌速度ｄ．改变分散相类型，分散相可以为Ｐ↓［２０４］－煤油有机相或Ｐ↓［５０７］－煤油有机相；也可以是如（１）所述的反萃液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张启修，魏琦蜂，
申请(专利权)人：张启修，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]