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(yīng)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(yīng)底液;所述篩板塔反應(yīng)器由上到下包括反應(yīng)區(qū)和沉降洗滌區(qū)，所述反應(yīng)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(jìn)口和出料口，所述篩板塔反應(yīng)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(duì)篩板塔反應(yīng)器進(jìn)行加熱至溫度穩(wěn)定，然后從篩板塔反應(yīng)器的塔頂連續(xù)加入第二氯化鈰溶液進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，同時(shí)從由上到下三個(gè)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(jìn)料點(diǎn)分別位于與第二氯化鈰溶液進(jìn)料點(diǎn)向下相隔2~9個(gè)隔擋板距離處，其中1個(gè)隔擋板距離為反應(yīng)區(qū)內(nèi)相鄰篩板的間距;

由反應(yīng)區(qū)流出的料液進(jìn)入沉降洗滌區(qū)，由從所述洗水進(jìn)口通入的洗水進(jìn)行洗滌;

當(dāng)篩板塔反應(yīng)器內(nèi)溶液體積占篩板塔反應(yīng)器總?cè)莘e的60~80%時(shí)，打開(kāi)出料口，流出含水晶體;

將所述含水晶體依次進(jìn)行過(guò)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(yīng)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(jìn)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(jìn)料流量為15~30mL/min，所述第二碳酸氫銨溶液的進(jìn)料流量為10~20mL/min，所述第三碳酸氫銨溶液的進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)間為2~8h。

說(shuō)明書(shū)

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(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于電子、新能源、環(huán)境保護(hù)等新興領(lǐng)域。稀土氧化物可由稀土碳酸鹽經(jīng)過(guò)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(lái)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(yīng)釜內(nèi)間歇操作的方法來(lái)制備碳酸鈰產(chǎn)品。采用機(jī)械攪拌裝置，因機(jī)械外力的強(qiáng)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(shí)，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(dǎo)致產(chǎn)品缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力。此外，由傳統(tǒng)的攪拌反應(yīng)釜制備碳酸鈰產(chǎn)品的生產(chǎn)效率低，在每一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，都需要經(jīng)歷碳酸鈰的轉(zhuǎn)出與過(guò)濾淋洗等環(huán)節(jié)，無(wú)疑增加了時(shí)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(shí)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(yīng)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(yīng)底液;所述篩板塔反應(yīng)器由上到下包括反應(yīng)區(qū)和沉降洗滌區(qū)，所述反應(yīng)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(jìn)口和出料口，所述篩板塔反應(yīng)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(duì)篩板塔反應(yīng)器進(jìn)行加熱至溫度穩(wěn)定，然后從篩板塔反應(yīng)器的塔頂連續(xù)加入第二氯化鈰溶液進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，同時(shí)從由上到下三個(gè)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(jìn)料點(diǎn)分別位于與第二氯化鈰溶液進(jìn)料點(diǎn)向下相隔2~9個(gè)隔擋板距離處，其中1個(gè)隔擋板距離為反應(yīng)區(qū)內(nèi)相鄰篩板的間距;

由反應(yīng)區(qū)流出的料液進(jìn)入沉降洗滌區(qū)，由從所述洗水進(jìn)口通入的洗水進(jìn)行洗滌;

當(dāng)篩板塔反應(yīng)器內(nèi)溶液體積占篩板塔反應(yīng)器總?cè)莘e的60~80%時(shí)，打開(kāi)出料口，流出含水晶體;

將所述含水晶體依次進(jìn)行過(guò)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(yīng)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(jìn)料流量為10~40mL/min。

[0011]優(yōu)選地，所述第一碳酸氫銨溶液的進(jìn)料流量為15~30mL/min，所述第二碳酸氫銨溶液的進(jìn)料流量為10~20mL/min，所述第三碳酸氫銨溶液的進(jìn)料流量為5~15mL/min。

[0012]優(yōu)選地，所述第二氯化鈰溶液的進(jìn)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(jìn)料流量之比為1:(1.5~3)。

[0013]優(yōu)選地，所述洗水的進(jìn)料流量為10~30mL/min。

[0014]優(yōu)選地，所述干燥的溫度為60~105℃，時(shí)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(yīng)器應(yīng)用于碳酸沉淀稀土，篩板塔反應(yīng)器內(nèi)剪切速率和剪切應(yīng)力在全流場(chǎng)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(yīng)釜制備碳酸鈰產(chǎn)品，在每一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，都需要經(jīng)歷碳酸鈰的轉(zhuǎn)出與過(guò)濾淋洗等環(huán)節(jié);本發(fā)明采用篩板塔反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)-洗滌同步進(jìn)行，極大縮短了生產(chǎn)時(shí)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(yīng)器的塔式連續(xù)結(jié)構(gòu)，塔內(nèi)各級(jí)的參數(shù)一致穩(wěn)定，循環(huán)水溫度、進(jìn)出口閥位可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)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(shí)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(shuō)明

[0017]圖1為本發(fā)明中篩板塔反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中，1-反應(yīng)區(qū)，1-1-篩板，2-沉降洗滌區(qū)，2-1-洗水進(jìn)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(jìn)料點(diǎn)，5-第一碳酸氫銨溶液進(jìn)料點(diǎn)，6-第二碳酸氫銨溶液進(jìn)料點(diǎn)，7-第三碳酸氫銨溶液進(jìn)料點(diǎn)。

具體實(shí)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(yīng)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(yīng)底液;所述篩板塔反應(yīng)器由上到下包括反應(yīng)區(qū)和沉降洗滌區(qū)，所述反應(yīng)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(jìn)口和出料口，所述篩板塔反應(yīng)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(duì)篩板塔反應(yīng)器進(jìn)行加熱至溫度穩(wěn)定，然后從篩板塔反應(yīng)器的塔頂連續(xù)加入第二氯化鈰溶液進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，同時(shí)從由上到下三個(gè)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(jìn)料點(diǎn)分別位于與第二氯化鈰溶液進(jìn)料點(diǎn)向下相隔2~9個(gè)隔擋板距離處，其中1個(gè)隔擋板距離為反應(yīng)區(qū)內(nèi)相鄰篩板的間距;

由反應(yīng)區(qū)流出的料液進(jìn)入沉降洗滌區(qū)，由從所述洗水進(jìn)口通入的洗水進(jìn)行洗滌;

當(dāng)篩板塔反應(yīng)器內(nèi)溶液體積占篩板塔反應(yīng)器總?cè)莘e的60~80%時(shí)，打開(kāi)出料口，流出含水晶體;

將所述含水晶體依次進(jìn)行過(guò)濾和干燥，得到碳酸鈰。

[0019]本發(fā)明從篩板塔反應(yīng)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(yīng)底液。

[0020]在本發(fā)明中，所述篩板塔反應(yīng)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(yīng)器由上到下包括反應(yīng)區(qū)1和沉降洗滌區(qū)2，所述反應(yīng)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(jìn)口2-1和出料口2-2，所述篩板塔反應(yīng)器的器壁設(shè)置有換熱夾套3。本發(fā)明對(duì)所述篩板塔反應(yīng)器的來(lái)源沒(méi)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(shí)施例中，所述篩板的孔徑優(yōu)選為3~9mm，篩板的總數(shù)量?jī)?yōu)選為20~30個(gè)，篩板間距優(yōu)選為50~250mm，最上面一塊篩板與篩板塔反應(yīng)器塔頂優(yōu)選相隔1~2個(gè)隔擋板距離，最下面一塊篩板與篩板塔反應(yīng)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(jìn)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?jī)?yōu)選為反應(yīng)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(jìn)入到所述篩板塔反應(yīng)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(duì)篩板塔反應(yīng)器進(jìn)行加熱至溫度穩(wěn)定，然后從篩板塔反應(yīng)器的塔頂連續(xù)加入第二氯化鈰溶液進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，同時(shí)從由上到下三個(gè)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?jī)?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(guò)循環(huán)水加熱裝置來(lái)實(shí)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(jìn)料點(diǎn)分別位于與第二氯化鈰溶液進(jìn)料點(diǎn)向下相隔2~9個(gè)隔擋板距離處，其中1個(gè)隔擋板距離為反應(yīng)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(jìn)料點(diǎn)優(yōu)選位于與第二氯化鈰溶液進(jìn)料點(diǎn)(即篩板塔反應(yīng)器的塔頂處)向下相隔2~3.5個(gè)隔擋板距離處，可以為2、3或3.5個(gè)隔擋板距離處;所述第二碳酸氫銨溶液的進(jìn)料點(diǎn)優(yōu)選位于與第二氯化鈰溶液進(jìn)料點(diǎn)向下相隔3.5~5個(gè)隔擋板距離處，可以為3.5或5個(gè)隔擋板距離處;所述第三碳酸氫銨溶液的進(jìn)料點(diǎn)優(yōu)選位于與第二氯化鈰溶液進(jìn)料點(diǎn)向下相隔6~9個(gè)隔擋板距離處，可以為6、6.5、8或9個(gè)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(guò)管路輸送至相應(yīng)的進(jìn)料點(diǎn)。

[0026]在本發(fā)明中，所述第二氯化鈰溶液的進(jìn)料流量?jī)?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(jìn)料流量?jī)?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(jìn)料流量?jī)?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(jìn)料流量?jī)?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?jī)?yōu)選依次降低。在本發(fā)明中，所述第二氯化鈰溶液的進(jìn)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(jìn)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(guò)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(yīng)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(gè)高度連續(xù)注入反應(yīng)器，利用反應(yīng)器內(nèi)篩板上的小孔形成分散的液滴向下流動(dòng)穿過(guò)篩板。

[0028]在反應(yīng)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(yīng)：2CeCl3+ 6NH4HCO3= Ce2(CO3)3+ 6NH4Cl + 3H2O + 3CO2。在所述反應(yīng)區(qū)運(yùn)行過(guò)程中，反應(yīng)區(qū)內(nèi)各個(gè)篩板優(yōu)選小范圍內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)幅度優(yōu)選為1個(gè)隔擋板距離的20~60%，更優(yōu)選為30~50%。

[0029]由反應(yīng)區(qū)流出的料液進(jìn)入沉降洗滌區(qū)，由從所述洗水進(jìn)口通入的洗水進(jìn)行洗滌。在本發(fā)明中，反應(yīng)區(qū)流出的料液包括反應(yīng)生成的碳酸鈰以及未反應(yīng)完的料液，其中反應(yīng)生成的碳酸鈰在沉降洗滌區(qū)中碳酸鈰晶種的誘導(dǎo)下逐漸長(zhǎng)大，未反應(yīng)完的碳酸氫銨可繼續(xù)與反應(yīng)底液反應(yīng)。在沉降洗滌區(qū)，邊沉降邊洗滌，同步進(jìn)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(guò)流量泵通入，所述洗水的進(jìn)料流量?jī)?yōu)選為10~30mL/min，可以為10、12、15、20、30mL/min;所述洗水對(duì)所述料液中的碳酸鈰晶體進(jìn)行洗滌。在篩板塔反應(yīng)器內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)和洗滌同時(shí)進(jìn)行，避免了碳酸鈰的轉(zhuǎn)出，提高了生產(chǎn)效率。

[0030]當(dāng)篩板塔反應(yīng)器內(nèi)溶液體積占篩板塔反應(yīng)器總?cè)莘e的60~80%時(shí)，打開(kāi)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(yīng)器內(nèi)溶液體積可以占篩板塔反應(yīng)器總?cè)莘e的60%、65%、70%或80%。在本發(fā)明中，所述出料口打開(kāi)時(shí)，控制出料口的開(kāi)啟大小，以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)溶液體積不變，達(dá)到動(dòng)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(jìn)行過(guò)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(shí)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(jìn)行。

[0032]本發(fā)明將篩板塔反應(yīng)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(yīng)器內(nèi)剪切速率和剪切應(yīng)力在全流場(chǎng)范圍內(nèi)分布較為均勻，通過(guò)調(diào)節(jié)篩板塔反應(yīng)器的參數(shù)可以有效地控制反應(yīng)器內(nèi)漿料的混合特性，保證高效混相，實(shí)現(xiàn)碳酸稀土沉淀結(jié)晶粒徑的精準(zhǔn)控制，同時(shí)大大縮減稀土濕法冶煉過(guò)程的用水量，提高生產(chǎn)效率。

[0033]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明提供的連續(xù)沉淀結(jié)晶制備碳酸鈰的方法進(jìn)行詳細(xì)地描述，但不能將它們理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

[0034]各個(gè)實(shí)施例采用的篩板塔反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括反應(yīng)區(qū)1和沉降洗滌區(qū)2，所述反應(yīng)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(jìn)口2-1和出料口2-2，所述篩板塔反應(yīng)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(gè)，篩板間距為91mm，最上面一塊篩板與篩板塔反應(yīng)器塔頂相隔2個(gè)隔擋板距離，最下面一塊篩板與篩板塔反應(yīng)器塔底的距離為塔身的2/5。

[0035]實(shí)施例1

從篩板塔反應(yīng)器塔頂加入2L(為反應(yīng)區(qū)的容積的7.07%)0.3mol/L的氯化鈰溶液作為反應(yīng)底液，加入80g碳酸鈰(粒度D50為31.65μm)作為晶種。打開(kāi)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(yīng)器的溫度達(dá)到穩(wěn)定后，通過(guò)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(yīng)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(jìn)料點(diǎn)向下相隔3.5、5、6.5個(gè)隔擋板距離處(1個(gè)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(yīng)器，向下流動(dòng)穿過(guò)篩板，各個(gè)篩板小范圍內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)幅度為1個(gè)隔擋板距離的30%;通過(guò)流量泵以15mL/min的流速將去離子水從洗水進(jìn)口注入反應(yīng)器對(duì)碳酸鈰晶體進(jìn)行洗滌。待反應(yīng)器內(nèi)溶液體積占反應(yīng)器總?cè)莘e的80%時(shí)，打開(kāi)反應(yīng)器底部的出料口，將洗滌后的含水晶體流出，經(jīng)過(guò)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(guò)對(duì)投入的氯化鈰及產(chǎn)出的碳酸鈰產(chǎn)品分析，計(jì)算出稀土總回收率為99.2%，對(duì)碳酸鈰產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，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(shí)施例2

從篩板塔反應(yīng)器塔頂加入3.5L(為反應(yīng)區(qū)的容積的12.38%)0.5mol/L氯化鈰溶液作為反應(yīng)底液，加入180g碳酸鈰(粒度D50為32.27μm)作為晶種。打開(kāi)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(yīng)器的溫度達(dá)到穩(wěn)定后，通過(guò)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(yīng)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(jìn)料點(diǎn)向下相隔2、3.5、6個(gè)隔擋板距離處(1個(gè)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(yīng)器，向下流動(dòng)穿過(guò)篩板，各個(gè)篩板小范圍內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)幅度為1個(gè)隔擋板距離的40%;通過(guò)流量泵以12mL/min的流速將去離子水從洗水進(jìn)口注入反應(yīng)器對(duì)碳酸鈰晶體進(jìn)行洗滌。待反應(yīng)器內(nèi)溶液體積占反應(yīng)器總?cè)莘e的70%時(shí)，打開(kāi)反應(yīng)器底部的出料口，將洗滌后的含水晶體流出，經(jīng)過(guò)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(guò)對(duì)投入的氯化鈰及產(chǎn)出的碳酸鈰產(chǎn)品分析，計(jì)算出稀土總回收率為99.3%，對(duì)碳酸鈰產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，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(shí)施例3

從篩板塔反應(yīng)器塔頂加入1.5L(為反應(yīng)區(qū)的容積的5.31%)0.2mol/L氯化鈰溶液作為反應(yīng)底液，加入60g碳酸鈰(粒度D50為30.81μm)作為晶種。打開(kāi)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(yīng)器的溫度達(dá)到穩(wěn)定后，通過(guò)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(yīng)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(jìn)料點(diǎn)向下相隔3、5、8個(gè)隔擋板距離處(1個(gè)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(yīng)器，向下流動(dòng)穿過(guò)篩板，各個(gè)篩板小范圍內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)幅度為1個(gè)隔擋板距離的50%;通過(guò)流量泵以20mL/min的流速將去離子水從洗水進(jìn)口注入反應(yīng)器對(duì)碳酸鈰晶體進(jìn)行洗滌。待反應(yīng)器內(nèi)溶液體積占反應(yīng)器總?cè)莘e的65%時(shí)，打開(kāi)反應(yīng)器底部的出料口，將洗滌后的含水晶體流出，經(jīng)過(guò)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(guò)對(duì)投入的氯化鈰及產(chǎn)出的碳酸鈰產(chǎn)品分析，計(jì)算出稀土總回收率為99.2%，對(duì)碳酸鈰產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，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(duì)比例1

從篩板塔反應(yīng)器塔頂加入2L(為反應(yīng)區(qū)的容積的7.07%)0.3mol/L的氯化鈰溶液作為反應(yīng)底液，加入80g碳酸鈰(粒度D50為31.65μm)作為晶種。打開(kāi)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(yīng)器的溫度達(dá)到穩(wěn)定后，通過(guò)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(yīng)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(jìn)料點(diǎn)向下相隔3.5、5、6.5個(gè)隔擋板距離處(1個(gè)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(yīng)器，向下流動(dòng)穿過(guò)篩板，各個(gè)篩板小范圍內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)幅度為1個(gè)隔擋板距離的30%;通過(guò)流量泵以15mL/min的流速將去離子水從洗水進(jìn)口注入反應(yīng)器對(duì)碳酸鈰晶體進(jìn)行洗滌。待反應(yīng)器內(nèi)溶液體積占反應(yīng)器總?cè)莘e的80%時(shí)，打開(kāi)反應(yīng)器底部的出料口。

[0042]與實(shí)施例1相比，對(duì)比例1僅改變氯化鈰溶液進(jìn)料流量與碳酸氫銨溶液總進(jìn)料流量之比，反應(yīng)過(guò)程逐漸生成絮狀小顆粒，出現(xiàn)類(lèi)似乳濁液，導(dǎo)致碳酸鈰晶體難以沉降，未能成功得到碳酸鈰產(chǎn)品。

[0043]對(duì)比例2

從篩板塔反應(yīng)器塔頂加入2L(為反應(yīng)區(qū)的容積的7.07%)0.3mol/L的氯化鈰溶液作為反應(yīng)底液，加入80g碳酸鈰(粒度D50為31.65μm)作為晶種。打開(kāi)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(yīng)器的溫度達(dá)到穩(wěn)定后，通過(guò)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(yīng)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(jìn)料點(diǎn)向下相隔8、10、13個(gè)隔擋板距離處(1個(gè)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(yīng)器，向下流動(dòng)穿過(guò)篩板，各個(gè)篩板小范圍內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)幅度為1個(gè)隔擋板距離的30%;通過(guò)流量泵以15mL/min的流速將去離子水從洗水進(jìn)口注入反應(yīng)器對(duì)碳酸鈰晶體進(jìn)行洗滌。待反應(yīng)器內(nèi)溶液體積占反應(yīng)器總?cè)莘e的80%時(shí)，打開(kāi)反應(yīng)器底部的出料口，將洗滌后的含水晶體流出，經(jīng)過(guò)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(guò)對(duì)投入的氯化鈰及產(chǎn)出的碳酸鈰產(chǎn)品分析，計(jì)算出稀土總回收率為67.3%，對(duì)碳酸鈰產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，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(shí)施例1相比，對(duì)比例2僅改變沉淀劑碳酸氫銨溶液的進(jìn)料位置，碳酸氫銨溶液的進(jìn)料位置過(guò)低，導(dǎo)致氯化鈰溶液與碳酸氫銨溶液反應(yīng)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(shí)施方式，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

說(shuō)明書(shū)附圖(1)