專利名稱：一種電解氧化還原銪的方法
技術領域：
本發明涉及一種電解氧化還原銪的方法。
背景技術：
銪是很好的發光材料激活劑，如Eu3+是紅色發光材料的激活劑，Eu2+是藍色發光材料的激活劑。氧化銪作為發光材料激活劑，被廣泛應用于LED、三基色節能燈、高清晰度顯示屏、新型X射線醫療診斷系統之中。同時氧化銪還可應用于激光、超導材料、磁泡貯存器件、原子反應堆的控制材料、屏蔽材料和結構材料之中。因此，氧化銪在發展迅速的光電新材料技術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三價銪離子容易被還原成ニ價銪離子，ニ價銪離子失去了三價稀土離子的性質，利用這種性質上的差異將銪從稀土元素中単獨分離出來。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銪離子，利用ニ價銪離子與其它三價稀土元素性質的差異分離銪與稀土雜質，然后采用氧化劑氧化ニ價銪，得到高純度氧化銪。氧化銪生產技術的不足之處在于還原過程消耗大量的鋅粉，后續過程需要除鋅，導致含鋅廢水，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，電解過程中產生氯氣，污染環境，并且該法只是還原銪，還需后續エ序氧化ニ價銪才可獲得三價銪。

發明內容
本發明的目的在于提供一種電解氧化還原銪的方法，該法同時進行銪離子還原與氧化反應，且不產生氯氣。本發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為陽極，金屬鈦板或網為陰扱，陰極液為含有三價銪離子的稀土氯化物溶液，陽極液為含ニ價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行三價銪的還原和ニ價銪的氧化。本發明中主要化學反應如下陰極反應Eu3++e— Eu2+，2H++e — H2 個陽極反應Eu2++e — Eu3+上述電解氧化還原過程中，陽極液為含ニ價銪離子的氯化亞銪溶液，來源于氧化銪生產過程中分離了三價稀土元素的氯化亞銪溶液，其中二價銪離子的濃度為O. I 2. 6mol/L,該溶液的H+濃度為O. 001 2. 6mol/L ;陰極液為含有三價銪離子的稀土氯化物溶液，來源于稀土元素萃取分離生產過程中富集了銪的稀土元素溶液，其中三價銪離子的濃度為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入陽極室。本發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備中完成，在三價銪離子還原的同時，氧化ニ價銪離子，節約三價銪離子還原和ニ價銪離子氧化所需的化學原料及設備，并且無氯氣排放，不污染環境。
具體實施例方式實施例I 長方形隔膜電解槽由一個陽極室和ー個陰極室組成，中間用型號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，電解I小時，三價銪離子還原率為97%，ニ價銪離子的氧化率大于99. 5%。實施例2同時實施例1，其中陽極液為氯化亞銪溶液，ニ價銪離子的濃度為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，電解I. 5小時，三價銪離子還原率為92 %，ニ價銪離子的氧化率大于99.5%。實施例3長方形隔膜電解槽由ニ個陽極室和ー個陰極室組成，陽極室和陰極室之間用型號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，陰極采用金屬鈦網；陽極液為氯化亞銪溶液，ニ價銪離子的濃度為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，電解2小時，三價銪離子還原率為98%，ニ價銪離子的氧化率大于99. 5%。實施例4長方形隔膜電解槽由一個陽極室和ニ個陰極室組成，陽極室和陰極室之間用型號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，電解2小時，三價銪離子還原率為99%，ニ價銪離子的氧化率大于99. 5%。
權利要求
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為陽極，金屬鈦板或網為陰扱，陰極液為含有三價銪離子的稀土氯化物溶液，陽極液為含ニ價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行三價銪的還原和ニ價銪的氧化。
2.根據權利要求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銪離子的氯化亞銪溶液，ニ價銪離子濃度為O. I 2. 6mol/L,該溶液的濃度為O. OOl 2.6mol/L。
3.根據權利要求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銪離子的稀土氯化物溶液，三價銪離子的濃度為O. I 2. 6mol/L，該溶液的H+濃度為O.001 2. 6mol/L。
4.根據權利要求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為陽極，金屬鈦板或網為陰極，陰極液為含有三價銪離子的稀土氯化物溶液，陽極液為含二價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行三價銪的還原和二價銪的氧化。本發明將還原與氧化合并在同一設備中完成，在三價銪離子還原的同時，氧化二價銪離子，節約三價銪離子還原和二價銪離子氧化所需的化學原料及設備，并且無氯氣排放，不污染環境。
文檔編號C25B11/08GK102634812SQ20121012818
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月26日 優先權日2012年4月26日
發明者劉志強, 朱薇, 邱顯揚, 郭秋松 申請人:廣州有色金屬研究院