專利名稱：一種電解氧化還原銪的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解氧化還原銪的方法。
背景技術(shù)：
銪是很好的發(fā)光材料激活劑，如Eu3+是紅色發(fā)光材料的激活劑，Eu2+是藍(lán)色發(fā)光材料的激活劑。氧化銪作為發(fā)光材料激活劑，被廣泛應(yīng)用于LED、三基色節(jié)能燈、高清晰度顯示屏、新型X射線醫(yī)療診斷系統(tǒng)之中。同時(shí)氧化銪還可應(yīng)用于激光、超導(dǎo)材料、磁泡貯存器件、原子反應(yīng)堆的控制材料、屏蔽材料和結(jié)構(gòu)材料之中。因此，氧化銪在發(fā)展迅速的光電新材料技術(shù)中顯示出極其重要的地位和作用。由于稀土元素多，元素之間性質(zhì)相似，并且銪在所有稀土元素中的含量很低，因此單純采用離子交換或萃取法很難制得純度大于99. 99%的高純度氧化銪。高純度氧化銪的提純エ藝主要是根據(jù)三價(jià)銪離子容易被還原成ニ價(jià)銪離子，ニ價(jià)銪離子失去了三價(jià)稀土離子的性質(zhì)，利用這種性質(zhì)上的差異將銪從稀土元素中単獨(dú)分離出來。目前我國高純氧化銪制備方法主要還是采用鋅粉還原三價(jià)銪離子，利用ニ價(jià)銪離子與其它三價(jià)稀土元素性質(zhì)的差異分離銪與稀土雜質(zhì)，然后采用氧化劑氧化ニ價(jià)銪，得到高純度氧化銪。氧化銪生產(chǎn)技術(shù)的不足之處在于還原過程消耗大量的鋅粉，后續(xù)過程需要除鋅，導(dǎo)致含鋅廢水，加大廢水處理難度。同吋，氧化劑的使用増加材料消耗。六十年代以來，出現(xiàn)了電解還原氧化銪的方法，但目前電解還原銪的方法不很完善。ZL02117300. I公開了ー種電解還原制備ニ價(jià)銪的方法，該法的陽極液為鹽酸或鹽酸和氯化鈉溶液，電解過程中產(chǎn)生氯氣，污染環(huán)境，并且該法只是還原銪，還需后續(xù)エ序氧化ニ價(jià)銪才可獲得三價(jià)銪。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電解氧化還原銪的方法，該法同時(shí)進(jìn)行銪離子還原與氧化反應(yīng)，且不產(chǎn)生氯氣。本發(fā)明的電解氧化還原銪的方法如下以鈦基涂釕和銥金屬板或網(wǎng)為陽極，金屬鈦板或網(wǎng)為陰扱，陰極液為含有三價(jià)銪離子的稀土氯化物溶液，陽極液為含ニ價(jià)銪離子的氯化亞銪溶液，陽極室和陰極室之間采用陰離子交換膜隔開，陰極室和陽極室分別進(jìn)行三價(jià)銪的還原和ニ價(jià)銪的氧化。本發(fā)明中主要化學(xué)反應(yīng)如下陰極反應(yīng)Eu3++e— Eu2+，2H++e — H2 個(gè)陽極反應(yīng)Eu2++e — Eu3+上述電解氧化還原過程中，陽極液為含ニ價(jià)銪離子的氯化亞銪溶液，來源于氧化銪生產(chǎn)過程中分離了三價(jià)稀土元素的氯化亞銪溶液，其中二價(jià)銪離子的濃度為O. I 2. 6mol/L,該溶液的H+濃度為O. 001 2. 6mol/L ;陰極液為含有三價(jià)銪離子的稀土氯化物溶液，來源于稀土元素萃取分離生產(chǎn)過程中富集了銪的稀土元素溶液，其中三價(jià)銪離子的濃度為O. I 2. 6mol/L,該溶液的H.濃度為O. OOl 2. 6mol/L ；電流密度為100 1600A/m2 ;陰極室中的部分氯離子透過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室。本發(fā)明采用電解氧化還原銪的方法，將還原與氧化合并在同一設(shè)備中完成，在三價(jià)銪離子還原的同時(shí)，氧化ニ價(jià)銪離子，節(jié)約三價(jià)銪離子還原和ニ價(jià)銪離子氧化所需的化學(xué)原料及設(shè)備，并且無氯氣排放，不污染環(huán)境。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I 長方形隔膜電解槽由一個(gè)陽極室和ー個(gè)陰極室組成，中間用型號(hào)AM-203的陰離子交換膜隔開，陽極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板；陽極液為氯化亞銪溶液，ニ價(jià)銪離子的濃度為2. 58mol/L，H+濃度為O. 0015mol/L ;陰極液為稀土氯化物溶液，三價(jià)銪離子的濃度為2. 56mol/L，H+濃度為O. 0012mol/L ;電流密度為1550A/m2 ;陽極液、陰極液分別循環(huán)，電解I小時(shí)，三價(jià)銪離子還原率為97%，ニ價(jià)銪離子的氧化率大于99. 5%。實(shí)施例2同時(shí)實(shí)施例1，其中陽極液為氯化亞銪溶液，ニ價(jià)銪離子的濃度為O. 12mol/L, H+濃度為2. 58mol/L ;陰極液為稀土氯化物溶液，三價(jià)銪離子的濃度為O. I lmol/L, H+濃度為O. 2mol/L ;電流密度為850A/m2 ;陽極液、陰極液分別循環(huán)，電解I. 5小時(shí)，三價(jià)銪離子還原率為92 %，ニ價(jià)銪離子的氧化率大于99.5%。實(shí)施例3長方形隔膜電解槽由ニ個(gè)陽極室和ー個(gè)陰極室組成，陽極室和陰極室之間用型號(hào)UTX-UIF-A的陰離子交換膜隔開，陽極采用鈦基涂釕和銥金屬網(wǎng)，陰極采用金屬鈦網(wǎng)；陽極液為氯化亞銪溶液，ニ價(jià)銪離子的濃度為O. 58mol/L，H+濃度為O. 2mol/L ;陰極液為稀土氯化物溶液，三價(jià)銪離子的濃度為O. 8mol/L, H+濃度為2. 58mol/L ；電流密度為ΙΙΟΑ/m2 ;陽極液、陰極液分別循環(huán)，電解2小時(shí)，三價(jià)銪離子還原率為98%，ニ價(jià)銪離子的氧化率大于99. 5%。實(shí)施例4長方形隔膜電解槽由一個(gè)陽極室和ニ個(gè)陰極室組成，陽極室和陰極室之間用型號(hào)AM-203的陰離子交換膜隔開，陽極采用鈦基涂釕和銥金屬板，陰極采用金屬鈦板；陽極液為氯化亞銪溶液，ニ價(jià)銪離子的濃度為I. 2mol/L, 濃度為O. 5mol/L ;陰極液為稀土氯化物溶液，三價(jià)銪離子的濃度為I. 6mol/L, H+濃度為I. 6mol/L ；電流密度為1100A/m2 ;陽極液、陰極液分別循環(huán)，電解2小時(shí)，三價(jià)銪離子還原率為99%，ニ價(jià)銪離子的氧化率大于99. 5%。
權(quán)利要求
1.一種電解氧化還原銪的方法，其特征是以鈦基涂釕和銥金屬板或網(wǎng)為陽極，金屬鈦板或網(wǎng)為陰扱，陰極液為含有三價(jià)銪離子的稀土氯化物溶液，陽極液為含ニ價(jià)銪離子的氯化亞銪溶液，陽極室和陰極室之間采用陰離子交換膜隔開，陰極室和陽極室分別進(jìn)行三價(jià)銪的還原和ニ價(jià)銪的氧化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解氧化還原銪的方法，其特征是所述的陽極液為含ニ價(jià)銪離子的氯化亞銪溶液，ニ價(jià)銪離子濃度為O. I 2. 6mol/L,該溶液的濃度為O. OOl 2.6mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解氧化還原銪的方法，其特征是所述的陰極液為含有三價(jià)銪離子的稀土氯化物溶液，三價(jià)銪離子的濃度為O. I 2. 6mol/L，該溶液的H+濃度為O.001 2. 6mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解氧化還原銪的方法，其特征是所述的電流密度為100 1600A/m2。
全文摘要
一種電解氧化還原銪的方法。其特征是以鈦基涂釕和銥金屬板或網(wǎng)為陽極，金屬鈦板或網(wǎng)為陰極，陰極液為含有三價(jià)銪離子的稀土氯化物溶液，陽極液為含二價(jià)銪離子的氯化亞銪溶液，陽極室和陰極室之間采用陰離子交換膜隔開，陰極室和陽極室分別進(jìn)行三價(jià)銪的還原和二價(jià)銪的氧化。本發(fā)明將還原與氧化合并在同一設(shè)備中完成，在三價(jià)銪離子還原的同時(shí)，氧化二價(jià)銪離子，節(jié)約三價(jià)銪離子還原和二價(jià)銪離子氧化所需的化學(xué)原料及設(shè)備，并且無氯氣排放，不污染環(huán)境。
文檔編號(hào)C25B11/08GK102634812SQ20121012818
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者劉志強(qiáng), 朱薇, 邱顯揚(yáng), 郭秋松 申請人:廣州有色金屬研究院