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稀土有工业“黄金”之称,具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,在冶金等传统领域,以及催化、抛光、磁性材料等新材料方面均有广泛的应用。目前,工业上由稀土矿制备稀土氧化物的中间产物为氯化稀土溶液。现行的氯化稀土处理方法主要为沉淀法,具有废液排放量大、产品纯度低等不足。本论文创新性的提出将氯碱工业的离子膜电解技术引用到稀土氧化物的制备工艺中,提出了氯化稀土电解转化制备稀土氧化物的方法,为稀土氧化物的绿色生产提供理论研究基础和数据。
本文取得的主要成果如下:
(1)LaCl3水溶液和CeCl3水溶液直接电解产物分别为La(OH)3和CeO2;当电解条件为电流密度100mA/cm2,电解液浓度0.3~0.5mol/L(CeCl3为0.5mol/L),温度45~55℃,极距2cm,电解时间25min(CeCl3为30min)时,LaCl3水溶液电解的电流效率达到97.5%,CeCl3水溶液电解的电流效率达到89.0%;当电解液浓度低于0.3mol/L时,提高阴极液浓度对提高电流效率有利。
(2)LaCl3水溶液电解产物La(OH)3的氯含量低于0.040%,800℃下焙烧1.5h的产物为La2O3,氯含量低于0.018%,中值粒径(D05)为18~46μm;在通CO2条件下,LaCl3电解产物为混合相,800℃焙烧1.5h后,产物为La2O3,氯含量低于0.028%,中值粒径约为16μm。
(3)CeCl3水溶液电解产物CeO2的氯含量低于0.020%,中值粒径(D0.5)为10~30μm,800℃下焙烧1.5h的产物仍为CeO2,氯含量低于0.018%,D0.5为20~40μm。
本文取得的主要成果如下:
(1)LaCl3水溶液和CeCl3水溶液直接电解产物分别为La(OH)3和CeO2;当电解条件为电流密度100mA/cm2,电解液浓度0.3~0.5mol/L(CeCl3为0.5mol/L),温度45~55℃,极距2cm,电解时间25min(CeCl3为30min)时,LaCl3水溶液电解的电流效率达到97.5%,CeCl3水溶液电解的电流效率达到89.0%;当电解液浓度低于0.3mol/L时,提高阴极液浓度对提高电流效率有利。
(2)LaCl3水溶液电解产物La(OH)3的氯含量低于0.040%,800℃下焙烧1.5h的产物为La2O3,氯含量低于0.018%,中值粒径(D05)为18~46μm;在通CO2条件下,LaCl3电解产物为混合相,800℃焙烧1.5h后,产物为La2O3,氯含量低于0.028%,中值粒径约为16μm。
(3)CeCl3水溶液电解产物CeO2的氯含量低于0.020%,中值粒径(D0.5)为10~30μm,800℃下焙烧1.5h的产物仍为CeO2,氯含量低于0.018%,D0.5为20~40μm。