氟化镧制备工艺研究

氟化镧，白色面心立方晶体，熔点1493 ℃，几 乎不溶于水，具有良好的化学稳定性。 其主要用于 制备现代医学图像显示技术和核子科学要求的闪烁 体，稀土晶体激光材料，氟化物玻璃光导纤维和稀土 红外玻璃，照明光源的弧光灯炭电极，化学分析中的 氟离子选择电极，以及用于制造特种合金，电解生产 金属镧和拉制氟化镧单晶等。

目前稀土氟化物的制备方法主要有干法和湿法两种，干法是以稀土化合物和含氟气体／含氟化合物 为原料，通过气固／固固反应制备产品，具有反应效率低、反应产物纯度低，工况危险不易控制等缺点。 湿法是在稀土化合物溶液中直接加入氟化 物（氢氟酸、氟化氢铵等）沉淀出稀土氟化物，经洗 涤、干燥制得产品，工艺简单，生产成本低，已广泛应用于产业化生产，但湿法生产的主要缺点是沉淀物 颗粒极细，呈胶体状，过滤困难，损失大，稀土回收率 低等。 对此，本文通过三种工艺对比验证实验 确定工艺路线，并优化关键控制参数，有效增大 氟化镧产品颗粒粒度，大大提高稀土收率。 实验结 果表明，用新方法制备的稀土氟化镧不仅沉淀速率 快，而且经多次洗涤后，料液仍然容易分离，所得产 品具有含水量少、纯度高、颗粒粗大、收率高等优点。 进行大量对比实验，验证了氢氟酸直接沉淀法、 草酸转型沉淀法、碳酸氢铵转型沉淀法三种不同湿 法工艺制备氟化镧工艺路线，实验结果如下：

ＨＦ 直接沉淀法

将有水氢氟酸和氯化镧直接反应制备氟化镧。 优点：反应过程中有大量白色胶状沉淀快速生成。 缺点：氟化镧沉淀颗粒小，沉降速度慢，过滤洗涤困难，漏滤现象严重。

草酸转型法

将氯化镧和草酸反应制备草酸镧，再和氢氟酸 反应制备氟化镧。 优点：氟化镧产品沉降速度 快，颗粒较大，烘干和煅烧后产品呈粉末状，外观呈灰白色。 缺点：原料成本高，每吨原料草酸 ４ ０００ 元 左右；酸性工况腐蚀设备，且造成镧收率较低，只有 ９０％左右。 主要表现在：草酸镧制备母液中镧含量 为 ０．０６ ｇ／Ｌ，ｐＨ 值为 １ ～２；氟化镧制备母液中镧含 量为 ０．０７ ｇ／Ｌ，ｐＨ 值为 １ ～２。

碳酸氢铵转型法

将氯化镧和碳酸氢铵反应制备碳酸镧，再和氢 氟酸反应制备氟化镧。 优点：原料成本低，原料 碳酸氢铵每吨 ４００ ～５００ 元；产品沉降速度快，近中 性工况易操作控制，设备腐蚀小，镧收率高，超过 ９８％。 主要表现在：碳酸镧制备母液中镧的含量为 ０．００９ ～０．０２５ ｇ／Ｌ，ｐＨ 值为 ６ ～７；氟化镧制备母液 中镧含量为 ０．００５ ～０．０１ ｇ／Ｌ，ｐＨ 值为 １ ～２。
缺点：反应有大量气泡逸出，加料需缓慢。

通过对比三种不同工艺路线，选择了的碳酸氢铵转型法制备氟化镧工艺路线，并对此技 术深入研究，优化工艺路线和参数，所得氟化铝产品 颗粒粗大，沉降速率快，容易洗涤和过滤，工况易于 控制，稀土收率高（≥９８％），具有良好的工业应用 前景。
针对国家对稀土资源的限制开发和氟化稀土全 球多元化供应格局的形成，未来稀土氟化物市场需 求总量会逐步增大，其制备技术将越来越受到重视 和发展，开发低能耗、高收率、清洁生产的工艺路线 将是今后研究的重点方向。

参考文献：

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