CS252287B1 - A method for preparing rare earth carbonates - Google Patents

A method for preparing rare earth carbonates Download PDF

Info

Publication number
CS252287B1
CS252287B1 CS856710A CS671085A CS252287B1 CS 252287 B1 CS252287 B1 CS 252287B1 CS 856710 A CS856710 A CS 856710A CS 671085 A CS671085 A CS 671085A CS 252287 B1 CS252287 B1 CS 252287B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
rare earth
solution
precipitation
earth carbonates
carbon dioxide
Prior art date
Application number
CS856710A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS671085A1 (en
Inventor
Pavel Janos
Jaromir Novak
Tomas Loucka
Leon Vaverka
Miroslav Matusek
Original Assignee
Pavel Janos
Jaromir Novak
Tomas Loucka
Leon Vaverka
Miroslav Matusek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pavel Janos, Jaromir Novak, Tomas Loucka, Leon Vaverka, Miroslav Matusek filed Critical Pavel Janos
Priority to CS856710A priority Critical patent/CS252287B1/en
Publication of CS671085A1 publication Critical patent/CS671085A1/en
Publication of CS252287B1 publication Critical patent/CS252287B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Účelem řešení bylo nalézt metodu přípravy uhličitanů prvků vzácných zemin, která by zaručovala homogení výrobek. Tohoto cíle se dosáhne zaváděním plynného amoniaku do vodného roztoku solí vzácných zemin, až se dosáhne pH 3,5 až 8,5. Po této úpravě pH se kromě plynného amoniaku začne do reakční směsi přivádět i stechiometrické, případně nadstechiometriqké množství oxidu uhličitého. Ukončení srážecí reakce lze například poznat podle prudkého vzrůstu pH. Uhličitany prvků vzácných zemin slouží jako meziprodukt při výrobě katalyzátoru či leštících prášků.The purpose of the solution was to find a method for preparing rare earth carbonates that would guarantee a homogeneous product. This goal is achieved by introducing gaseous ammonia into an aqueous solution of rare earth salts until a pH of 3.5 to 8.5 is reached. After this pH adjustment, in addition to gaseous ammonia, a stoichiometric or superstoichiometric amount of carbon dioxide is also introduced into the reaction mixture. The completion of the precipitation reaction can be recognized, for example, by a sharp increase in pH. Rare earth carbonates serve as an intermediate in the production of catalysts or polishing powders.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy uhličitanů prvků vzácných zemin·The invention relates to a process for the preparation of rare earth carbonates

Uhličitany prvků vzácných zemin jsou důležitým meziproduktem při přípravě dalších sloučenin vzácných zemin, především oxidů· Oxidy mají široké uplatněni v různých oblastech průmyslu· čisté oxidy se používají zejména v elektrotechnice, v jaderné energetice a jako katalyzátory v chemickém průmyslu· Směsí oxidů těchto prvků s obsahem oxidu ceričitého nad 50 % hmot· se používají jako leštící prášky v optickém i sklářském průmyslu·Rare earth carbonates are an important intermediate in the preparation of other rare earth compounds, especially oxides · Oxides are widely used in various industries · pure oxides are mainly used in electrical engineering, nuclear power and as catalysts in the chemical industry · Oxide mixtures of these elements Cerium dioxide over 50% by weight · Used as polishing powders in the optical and glass industries ·

Uhličitany prvků vzácných zemin se v laboratorním měřítku připravuji srážením roztokem uhličitanu alkalických kovů, působením oxidu uhličitého na oxidy nebo hydroxidy prvků vzácných zemin nebo homogenní hydsiýzou trichloracetátů nebo chloridů za*přítomnosti močoviny· .Rare earth carbonates are prepared on a laboratory scale by precipitation with an alkali metal carbonate solution, by treatment with carbon dioxide on rare earth oxides or hydroxides, or by homogeneous hydrolysis of trichloroacetates or chlorides in the presence of urea.

Nevýhodou obou posledně uváděných postupů je poměrně komplikované provedeni· Konverze hydroxidů či oxidů na uhličitany je dost pomalá· V nejlepším případě trvá konverze asiThe disadvantage of the latter two methods is the relatively complicated execution of the process. · The conversion of hydroxides or oxides to carbonates is quite slow.

252 287 hodin, obvykle se však uvádí, že k úplné konverzi je zapotřebí více než 8 dnů.· Proces homogení hydrolýzy trichloracetátů nebo chloridů probíhá dostatečnou rychlostí pouze za vyšší teploty· Nevýhodou je rovněž použití poměrně drahých chemikálií. Z uvedených důvodů nemají tyto postupy naději na průmyslové využití·252,287 hours, but it is usually stated that more than 8 days are required for complete conversion · The process of homogeneous hydrolysis of trichloroacetates or chlorides proceeds at a sufficient rate only at a higher temperature · A disadvantage is also the use of relatively expensive chemicals. For these reasons, these processes have no chance of industrial use.

Sráženi uhličitanů prvků vzácných zemin roztokem uhličitanu sodného bylo využito v průmyslovém měřítku při výrobě leštících prášků· Nevýhodou tohoto způsobu je, že finální produkt může být znečištěn sodnými solemi, což výrazně zhoršuje kvalitu leštících prášků· 1 při jiných aplikacích je tato skutečnost na závadu* Kromě toho při sráženi uhličitanů prvků vzáoných zemin roztokem jakéhokoliv uhličitanu hrozí nebezpečí lokálního přesycení spojené se zvýšením pH. Přitom může docházet ke sráženi málo rozpustných hydroxidů prvků vzácných zemin, což má za následek zhoršení kvality a homogenity produktů.Precipitation of rare earth carbonates with sodium carbonate solution has been used on an industrial scale in the production of polishing powders · The disadvantage of this process is that the final product may be contaminated with sodium salts, which significantly deteriorates the quality of polishing powders in addition, there is a risk of local supersaturation associated with an increase in pH when precipitating the carbonates of the soil-containing elements with a solution of any carbonate. In doing so, low-soluble rare earth hydroxides may precipitate, resulting in a deterioration in the quality and homogeneity of the products.

zof

Výhodnějším se jeví způsob přípravy uhličitanů prvků vzácných zemin podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pH vodného roztoku solí vzácných zemin se upraví podle potřeby,zaváděním plynného amoniaku, výhodně ve směsi se vzduchem, na pH 3» 5 až 8,5» načež se do reakčni směsi začne vedle plynného amoniaku zavádět i stechiometrické, případně nadstechiometrické množství oxidu uhličitého vztaženo na přiváděný amoniak až do skončení srážecí reakce, což lze indikovat například prudkým vzrůstem pH·The process for preparing the rare earth carbonates of the present invention appears to be more advantageous in that the pH of the aqueous rare earth salt solution is adjusted as necessary by introducing ammonia gas, preferably mixed with air, to a pH of 3 to 5 to 8.5. »Stoichiometric or above-stoichiometric amount of carbon dioxide is then introduced into the reaction mixture in addition to the ammonia gas, up to the end of the precipitation reaction, as indicated, for example, by a rapid increase in pH ·

Způsob podle vynálezu vylučuje znečištěni produktu jinými prvky, zajiš&ije fyzikální homogenitu produktu a kladeThe process of the invention avoids contamination of the product with other elements, ensures physical homogeneity of the product and places it

252 287 minimální nároky na použité chemikálie a zařízeni· Použije-li se ke srážení roztok dusičnanů, odpadá při realizaci vynálezu roztok dusičnanu amonného, který lze použít například pro výrobu hnojiv. Způsob podle vynálezu lze zařadit mezi bezodpadové technologie·252 287 Minimum requirements for the chemicals and equipment used · When a nitrate solution is used for precipitation, the ammonium nitrate solution, which can be used, for example, for the production of fertilizers, is omitted in the practice of the invention. The process according to the invention can be classified as waste-free technology.

Vzhledem k tomu, že všechny prvky vzácných zemin se vyznačují velmi podobnými vlastnostmi je způsob podle vynálezu použitelný ke srážení kteréhokoliv z nich i ke srážení jejich smšsí· Prvky musí být v roztoku přítomny v oxidačním stupni III· Cer, který jako jediný z prvků vzácných zemin tvoří stabilní sloučeniny v oxidačním stupni III i IV, je třeba redukovat, například peroxidem vodiku v kyselém prostředí· Ostatní prvky vzácných zemin se v roztoku vyskytují výhradně v oxidačním stupni III· Průběh sráženi lze například pro roztok dusičnanů vyjádřit sumární stechiometrickou rovnicí*Since all the rare-earth elements have very similar properties, the process according to the invention is applicable to the precipitation of any of them and to the precipitation of their mixtures. · The elements must be present in solution in oxidation stage III. forms stable compounds in oxidation stages III and IV, need to be reduced, eg with hydrogen peroxide in acidic environment · Other rare earth elements in solution occur exclusively in oxidation stage III · The precipitation process can be expressed, for example, for a nitrate solution by a stoichiometric summary *

Ln(N0j)3 ♦ 5 C02 Φ 6 NHj ♦ 5 HgO —^Ln^CO^ + 6Ln (NO0) 3 ♦ 5 C0 2 Φ 6 NHj ♦ 5 HgO - ^ Ln ^ CO ^ + 6

Ln značí v tomto případě prvky s atomovým číslem 27 (Ia) spolu s ytriem a skandiem.In this case, Ln denotes elements with atomic number 27 (Ia) together with yttrium and scandium.

Boztok prvků vzácných zemin se připraví některým ze známých způsobů, tj· rozpuštěním solí ve vodě, rozkladem oxidů nebo hydroxidů kyselinami apod· pH roztoku se upraví podle potřeby plynným amoniakem na hnodnotu 2*5 až 8,5· Spodní hranice je dána hodnotou kyselosti roztoku, při které ještě dochází k absorpci oxidu uhličitého a závisí i na teplotě· Horní hranice je dána počátkem oblasti, ve které se začínají srážet hydroxidy prvků vzácných zemin a tato hodnota závisí především na druhu sráženého kationtu, koncentraci a teplotěThe rare earth element solution is prepared by any of the known methods, ie · dissolving salts in water, decomposing oxides or hydroxides by acids, etc. · adjust the pH of the solution to 2 * 5 to 8.5, if necessary, with ammonia gas. · The upper limit is given by the beginning of the area where rare earth hydroxides start to precipitate and this value depends mainly on the type of precipitated cation, concentration and temperature

252 287 roztoku* Po dosažení potřebné hodnoty pH se začne spolu s amo niakem zavádět i plynný oxid uhličitý· Vlastní srážecí reakci lze provádět i za normální teploty, snížením teploty se však dosáhne účinnější absorpce oxidu uhličitého· Absorpce amoniaku je při realizaci vynálezu kvantitativní, absorpce oxidu uhličitého však nikoliv· Kromě teploty je závislá i na pH reakční směsi· Z tohoto důvodu je třeba volit vyšší rychlost zavádění oxidu uhličitého než odpovídá Stechiometrii· Bylo zjištěno, že při dostatečně velkém průtoku oxidu uhličitého je rychlost sráženi dána rychlostí zaváděni amoniaku· pH reakční směsi se během sráženi prakticky nemění· Konec srážení se projeví prudkým vzrůstem pH. Při konstantní rychlosti zavádění plynů je časová závislost průšbhu pH blízká tvaru srážecí titrační křivky*252 287 solution * Gaseous carbon dioxide begins to be introduced with ammonia when the required pH value is reached · The actual precipitation reaction can also be carried out at normal temperature, but lowering the temperature results in more efficient carbon dioxide absorption · Ammonia absorption is quantitative carbon dioxide does not · Except for temperature, it depends on the pH of the reaction mixture · Therefore it is necessary to choose a higher rate of carbon dioxide introduction than Stoichiometry · It was found that at a sufficiently large flow of carbon dioxide the precipitation rate is given by ammonia introduction rate · mixtures practically unchanged during precipitation · The end of precipitation results in a sharp increase in pH. At a constant gas introduction rate, the time course of the pH deflection is close to the shape of the precipitation titration curve *

Vhodnou volbou podmínek srážení, tj· teploty, pH, rychlosti srážení, doby zráni sraženiny, koncentrace lze připravit uhličitany v různé formě* Podmínky sráženi lze též upravovat ředěním přiváděných plynů vzduchem·Appropriate choice of precipitation conditions, ie · temperature, pH, precipitation rate, clot aging time, concentrations can be prepared by carbonates in various forms * Precipitation conditions can also be adjusted by diluting the feed gases with air ·

Způsob podle vynálezu zaručuj* přípravu dokonale homogen ního produktu, což příznivě ovlivňuje reprodukovatelnost procesu a fyzikální vlastnosti produktu· Způsob lze použit při přípravě leštících prášků nebo katalyzátorů na bázi IdigOj, resp· CeOg·The process according to the invention guarantees the preparation of a perfectly homogeneous product, which favorably influences the reproducibility of the process and the physical properties of the product. The process can be used in the preparation of polishing powders or catalysts based on IdigOj or CeOg

Příklad 1Example 1

X ..X ..

Ke sráženi byl použit roztok, připravený rozkladem hydroxidového koncentrátu prvků vzácných zemin kyselinou dusičnou v přítomnosti peroxidu vodíku* Celková koncentrace prvkůA solution prepared by decomposing the rare earth hydroxide hydroxide concentrate with nitric acid in the presence of hydrogen peroxide was used for precipitation.

252 287 vzácných zemin v roztoku byla 0,3 molů/1, zastoupeni jednotlivých lanthanoidů přepočtené na sumu oxidů, bylo CeOg 83,4 LagOj 7,6 %, NdgOj %, ^6θ11 %, ostatní Ln^O^ 1,5 ?β·252 287 rare earths in solution were 0.3 mol / l, the proportion of individual lanthanides calculated on the sum of oxides was CeOg 83.4 LagOj 7.6%, NdgOj%, ^ 6θ11%, other Ln ^ O ^ 1.5? Β ·

Obsah ΝΝ07 byl 15,28 g/1, pH roztoku bylo 0,1. Ν Ν07 content was 15.28 g / 1, pH of the solution was 0.1.

Za teploty 24 °C se začal do jednoho litru tohoto roztoku za míchání přivádět plynný amoniak rychlostí 12,4 g BH^/h· Amoniak byl ředěn vzduchem - průtok vzduchu byl 40 1/h· Po dosaženi pH 4 začal se do reakční směsi zavádět i plynný oxid uhličitý rychlostí 142 1/h· Od zahájeni uváděni oxidu uhličitého byl udržován konstantní průtok věech plynů· Po 10 minutách se hodnota pH reakční směsi ustálila na-5· 60 minutách od začátku zavádění COg začala hodnota pH reakční směsi prudce stoupat· Po dosaženi pH 5,95 bylo sráženi ukončeno· Sraženina byla odfiltrována a vysušena při 100 °C· Výtěžek činil 65,55 8 uhličitanů prvků vzácných zemin· Ve filtrátu nebyly nalezeny žádné prvky vzácných zemin·At 24 ° C, ammonia gas was introduced into one liter of this solution with stirring at a rate of 12.4 g BH 2 / h · Ammonia was diluted with air - air flow was 40 L / h · After reaching pH 4, the reaction mixture was introduced · Carbon dioxide gas at a rate of 142 l / h · A constant flow of all gases has been maintained since the introduction of carbon dioxide · After 10 minutes the pH of the reaction mixture has stabilized at -5 · 60 minutes after the start of CO 2 introduction. pH reached 5.95 precipitation ended · The precipitate was filtered off and dried at 100 ° C · Yield 65.55 8 rare earth carbonates · No rare earth elements were found in the filtrate ·

Příklad 2Example 2

Roztok stejného složení jako v příkladu 1 byl zředěn na polovinu, tj· na koncentraci 0,15 mol Ln/1* pH roztoku bylo 0,5· Ke sráženi byly použity 2 litry tohoto roztoku· Při jinak stejném průběhu pokusu byly zjištěny následující spotřeby plynů* C02 355 g, NHj 19,5 g. Výtěžek uhličitanů byl 66,38 g. Prvky vzácných zemin nebyly ve filtrátu nalezeny· Ve filtrátu včetně promývací vody byla provedena bilance dusíku· Obsah byl 15,79 g, obsah byl 15,01 g, což jsou hodnoty v dobré shodě se vstupními·^A solution of the same composition as in Example 1 was diluted in half, ie · to a concentration of 0.15 mol Ln / 1 * pH of the solution was 0.5 · 2 liters of this solution were used for precipitation. * CO 2 355 g, NH 3 19.5 g. Carbonate yield was 66.38 g. Rare earth elements were not found in the filtrate · Nitrogen balance was carried out in the filtrate including washing water · Content was 15.79 g, content was 15.01 g, which are values in good agreement with input · ^

Příklad 3Example 3

Bylo použito 1,83 1 roztoku o koncentraci 0,15 mol Xn/1, tj· roztok stejného složeni jako v příkladu 2· Reakční xeplo252 287 ta byla udržována mezi 2 až 8 °C. Rychlost zaváděni amoniaku byla 25 g NHj/h· Průtok vzduchu lyl 40 1/h. Po dosažení pH reakční směsi 5,5 byl průtok vzduchu zastaven a rychlostí 142 1/h se aačal přivádět COg. 5 minut po začátku zaváděni COg klesla hodnota pH reakční směsi na 5,2 a na této hodnotě zůstala konstantní· Po 50 minutách pH prudce vzrostlo na 6 a pokus byl ukončen· Sraženina uhličitanů prvků vzácných zemin byla ponechána 20 hodin v klidu a teprve poté odfiltrována, čímž se výrazně zlepšily filtrační vlastnosti suspenze· Po vysušení při 100 °C byl zjištěn výtěžek uhličitanů 56,89 S Ve filtrátu nebyly nalezeny prvky vzácných zemin.1.83 L of a 0.15 mol Xn / L solution was used, i.e. a solution of the same composition as in Example 2. The reaction xeplo252 287 was maintained between 2 and 8 ° C. The rate of introduction of ammonia was 25 g NH 3 / h. When the pH of the reaction mixture reached 5.5, the air flow was stopped and CO 2 was started to flow at 142 L / h. 5 minutes after the start of CO 2 introduction, the pH of the reaction mixture dropped to 5.2 and remained constant at this value · After 50 minutes the pH rose sharply to 6 and the experiment was terminated · Rare earth carbonate precipitate was allowed to stand for 20 hours before filtering · Drying at 100 ° C revealed a carbonate yield of 56.89 S Rare earth elements were not found in the filtrate.

Claims (1)

PŘEDMĚTSUBJECT VYNÁLEZUOF THE INVENTION Způsob přípravy uhličitanů prvků vzácných zemin vyznačený tím, že pH vodného roztoku soli vzácných zemin se upraví podle potřebyz zaváděním plynného amoniaku, výhodně ve smě< si se vzduchem, na pH 5,5 až 8,5, načež se do reakční směsi začne vedle plynného amoniaku zavádět i stechiometrické, případně nadstechiometrické množství oxidu uhličitého vztaženo na přiváděný amoniak až do skončení srážecí reakce, což se indikuje například prudkým vzrůstem pH·A process for the preparation of rare earth carbonates characterized in that the pH of the aqueous rare earth salt solution is adjusted as necessary from the introduction of ammonia gas, preferably mixed with air, to a pH of 5.5 to 8.5, whereupon the reaction mixture begins gaseous ammonia gas can be used to introduce a stoichiometric or above-stoichiometric amount of carbon dioxide in relation to the supplied ammonia until the end of the precipitation reaction, which is indicated, for example, by a sharp increase in pH · Vytiskly Moravské tiskařské závody,Printed by Moravian Printing Works,
CS856710A 1985-09-20 1985-09-20 A method for preparing rare earth carbonates CS252287B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS856710A CS252287B1 (en) 1985-09-20 1985-09-20 A method for preparing rare earth carbonates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS856710A CS252287B1 (en) 1985-09-20 1985-09-20 A method for preparing rare earth carbonates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS671085A1 CS671085A1 (en) 1987-01-15
CS252287B1 true CS252287B1 (en) 1987-08-13

Family

ID=5414769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS856710A CS252287B1 (en) 1985-09-20 1985-09-20 A method for preparing rare earth carbonates

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS252287B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS671085A1 (en) 1987-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230303400A1 (en) Method For Manufacturing Ammonium Sulphate And Calcium Carbonate From Phosphogypsum
DE69415566T2 (en) Process for the production of synthetic rutile
CN113184928A (en) Preparation method of nickel sulfate solution
DE1812332C3 (en) Process for the precipitation of manganese, iron and / or cobalt from solutions thereof
EP0499666A1 (en) Process for the preparation of very pure calcium carbonate powder
EP1172331B1 (en) Method for purification of phosphoric acid
DE4020856C2 (en)
CS252287B1 (en) A method for preparing rare earth carbonates
Sullivan et al. Kinetic study of the cerium (IV)-bromous acid reaction in acid sulfate solution. Implications for the Belousov-Zhabotinskii oscillating reaction
HK1007237A1 (en) Process for separating arsenic acid from an aqueous mixture comprising sulfuric and arsenic acids
RU2431603C2 (en) Method of producing metatitanic acid and sorbent for extracting actinide elements
DE3211658C2 (en)
CA1224008A (en) Process for preparing selenium salts
DE3432388C2 (en) Process for the preparation of an aqueous sodium chloride solution
Svanks Oxidation of Ammonia in Water by Ferrates (VI) and (IV)
Lovett Removal of manganese from acid mine drainage
EP0110848B1 (en) A method for producing water-purifying chemicals
JPH03137003A (en) Production of high-purity metal fluoride
US3855402A (en) Process for production of tribasic lead sulphate monohydrate
US4944929A (en) Process for the removal of nitrogen oxide from flue gases
Pu et al. The Formation of Manganous Dithionate in the Manganese Oxide Flue Gas Desulfurization
DE527958C (en) Process for the production of sulphates of ammonium
Vickery Some reactions of cerium and other rare earths with chlorine and hypochlorite
RU2844042C1 (en) Method of producing ammonium sulphate and calcium carbonate from phosphogypsum
US20250270670A1 (en) Method for leaching iron element from sulfate slag