CN100562496C - 高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体及其制备方法，属于粉体材料制备技术领域。本发明采用含有碳酸根的化合物为沉淀剂，沉淀含有添加剂的稀土盐溶液，如硝酸盐，将所得沉淀物过滤、烘干、灼烧后，得到松装密度为1.8～2.2g.cm－3、比表面积小于3g.m－2、体积中心粒径D50大于20μm的稀土氧化物。该制备工艺简单、易于操作、成本低。所得产品可用于宝石抛光材料及玻璃、陶瓷添加剂等。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种用含碳酸根离子的溶液作沉淀剂，沉淀含添加剂的稀土盐溶液，制备粒度分布均匀的高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体及其制备方法，属于粉体材料制备技术领域。
二、背景技术
稀土元素由于具有独特的电子结构，而具有独特的性质，被誉为新材料的宝库。近年来，我国稀土分离能力和水平迅速提高，已经能够稳定、大量地生产各类高纯度的稀土产品。随着高技术的发展，稀土在新材料领域中应用量不断增加，而稀土材料的物理性能对其应用有着重要的影响，因此，稀土产品物性指标的控制已成为稀土产业发展中的关键技术。稀土粉体材料作为新材料的重要组成部分，要求具有特殊的物理化学性状，如具有高的均一性、填充性、分散性、流动性、反应操作性等。稀土化合物粉体的松装密度、比表面积、粒径大小直接决定其的应用效果，不同粒径的粉体原料可以制备出不同要求的陶瓷材料、荧光材料、电子材料等，而抛光粉的颗粒大小直接决定了抛光效率与所能达到的光洁度。所以，松装密度、比表面积、颗粒大小及分布等是稀土粉体非常重要的性能指标。高科技领域对稀土粉体的粒度指标要求较高，特别是精加工工业，对稀土粉体的粒度要求的同时，也要求具有一定的松装密度、比表面积，松装密度和比表面积是与粒度等一样重要的指标。目前，随着新材料技术的发展，具有可控粒径的稀土化合物展现出良好的市场前景。除小颗粒稀土化合物具有特殊的应用领域外，大颗粒的稀土化合物也具有广阔的应用市场。装饰品生产厂家希望购买粒径大于20μm、松装密度大于1.5g.cm-3的氧化铈，作为特殊抛光材料。火法氧化物电解制备稀土金属时，也希望用粒径大而均匀，密度较大、比表面积较小的氧化物进行电解，以避免电解时发生飞溅。在玻璃行业，使用CeO2代替传统的白砒，为使CeO2和玻璃更好地混匀，也希望使用大颗粒、高松装密度的CeO2。
在稀土工业中，一般采用稀土草酸盐或碳酸盐加热分解转化成为相应的氧化物，其松装密度一般都在0.8～1.2g.cm-3，比表面积大于10g.m-2，粒度在9μm以下，很难达到应用的需要。
经对现有文献检索发现，Xu Zhizhen等人在《Journal of the Chinese RareEarth Society》(中国稀土学报)杂志2002年第9期(专辑)上发表的文章“Studyand Preparation of High Bulk Density Cerium Oxide(高松装密度CeO2的制备研究)”，介绍了通过CeCl3与(NH4)2C2O4沉淀反应制备Ce2(C2O4)3前驱体，前驱体Ce2(C2O4)3经高温焙烧，得到CeO2，其松装密度为2.01g.cm-3。
姜亚龙等人在《江西冶金》杂志2000年第20卷第6期上发表的文章“高松装比氧化铈的制备”，用合格的铈盐放入反应釜中，配成一定浓度，加入缓冲剂，采用H2O2+NH3·H2O为沉淀剂，反应先生成红褐色的沉淀，当红褐色向土黄色转变时，随即升温至90～100℃，保温1h，放入过滤槽中，过滤抽干，预烘，再由隧道炉煅烧，最终得氧化铈产品。产品的松装密度为2.0g.cm-3。
在上述方法中，虽然得到的氧化铈的松装密度比较大，但都没有说明其比表面积和粒度的大小，而且它们分别采用(NH4)2C2O4、H2O2+NH3·H2O为沉淀剂，没有采用碳酸盐为沉淀剂制备高松装密度、低比表面积稀土氧化物的报导。碳酸氢铵是一种廉价的化工原料，目前在稀土工业中，广泛用作沉淀剂制备稀土氧化物。若用碳酸氢铵为沉淀剂制备高松装密度、低比表面积稀土氧化物，将具有更好的经济效益与实际应用价值。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种松装密度在1.8～2.2g.cm-3的高松装密度，比表面积小于3g.m-2，体积中心粒径D50大于20μm，且工艺简单，操作方便，成本低，很容易实现工业化生产的一种高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体及其制备方法，其中稀土溶液是由萃取工段或由稀土氧化物、碳酸盐经酸溶解得到的或由稀土氯化物、硝酸盐、硫酸盐用水溶解得到的单一或混和稀土盐溶液，即原子序数为57～71号的镧系元素及钪、钇或它们的混合物，尤其是能够直接或间接处理稀土矿所得的可溶性稀土水溶液。该方法包括下述步骤：
(1)以稀土的盐溶液如硝酸盐、氯化盐、硫酸盐或稀土盐的混合物为原料，且稀土浓度为0.1～2M，溶液的pH值不小于1；
(2)向稀土的盐溶液中加入添加剂，如聚丙烯酰胺、C5～C6的醇类或醚类、磷酸三丁酯、有机硅，添加剂的加入量为稀土的盐溶液中稀土氧化物重量的0.015％～0.06％；
(3)步骤(2)中的得到的溶液，在温度为30～90℃条件下，不断搅拌。
(4)向步骤(3)中的得到的溶液中，滴入沉淀剂水溶液。沉淀剂为在水溶液中可释放出碳酸根离子的化合物，如：碳酸盐、碳酸氢盐、尿素等，沉淀剂的浓度为0.2～2.5M，沉淀剂的加入量为CO3 2-/RE3+的摩尔比为1.5～6。
(5)将步骤(4)中的得到的沉淀溶液混合物放置0.5～12小时；
(6)将步骤(5)的沉淀物进行过滤分离，在50～120℃烘干；
(7)将步骤(6)烘干的沉淀物在500～1000℃灼烧，升温速度为50～500℃/h。得到颗粒分布均匀的松装密度为1.8～2.2g.cm-3、比表面积小于3g.m-2、D50大于20μm的稀土氧化物产品。
本发明具有如下特点：
1、稀土氧化物收率高，损失小。
2、制备工艺简单，易于操作，成本低，易于工业化生产。
3、可直接用于工厂的后处理工序中，得到的稀土氧化物的松装密度为1.8～2.2g.cm-3、比表面积小于3g.m-2、D50大于20μm，且分布均匀。该产品可用于宝石等特殊材料的抛光材料以及玻璃、陶瓷材料添加剂等。
通过下述实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。
四、附图说明
图1为本发明方法制备的高松装密度、低比表面积CeO2的扫描电镜图(×500)；
五、具体实施方式
本发明的实施例如下：
实施例1：
由包头矿经钕钐分组，再经镨钕分离得到的LaCePr混合稀土氯化物溶液，调配至浓度为0.6M，pH值为1.5，取此溶液1000mL，加入0.015g聚丙烯酰胺，加热至45℃，在不断搅拌下加入1.4L，1.6M的碳酸钠水溶液，放置2小时后过滤，水洗，80℃下烘干，1000℃下灼烧2小时，升温速度为300℃/h，得到松装密度为1.99g.cm-3、比表面积为1.06g.m-2、呈正态分布的体积中心粒径为27.33μm的LaCePr混合稀土氧化物粉体。
实施例2：
工业碳酸铈经硝酸溶解后得到的硝酸铈溶液，调配至浓度为0.9M，pH值为2.5，取此溶液1000mL，加入0.028g磷酸三丁酯，加热至50℃，在不断搅拌下加入3L，1M的碳酸氢铵水溶液，放置4小时后过滤，水洗，100℃下烘干，1000℃下灼烧2小时，升温速度为200℃/h，得到松装密度为2.12g.cm-3、比表面积为0.85g.m-2、呈正态分布的平均粒径为29.07μm的氧化铈粉体。氧化铈的扫描电镜如图1。从扫描电镜图中可以看到，CeO2是团聚体，为菜花状。
实施例3：
氧化钇经盐酸溶解后得到氯化钇溶液，调配至浓度为0.58M，pH值为2.3，取此溶液900ml，加入0.018g聚丙烯酰胺，加热至45℃，在不断搅拌下加入1L，2.1M的碳酸氢铵水溶液，放置12小时后过滤，水洗，120℃下烘干，900℃下灼烧2小时，升温速度为100℃/h，得到松装密度为2.07g.cm-3、比表面积为2.18g.m-2、呈正态分布的平均粒径为24.51μm的氧化钇粉体。
实施例4：
取包头稀土矿经钕钐分组后得到的LaCePrNd混合稀土氯化物溶液，将浓度调到0.8M，pH值为1.5，取此溶液700ml，加入0.025g聚丙烯酰胺，加热至45℃，在不断搅拌下加入0.85L，3M的碳酸钾水溶液，放置6小时后过滤，水洗，80℃下烘干，1000℃下灼烧2小时，升温速度为150℃/h，得到松装密度为1.93g.cm-3、比表面积为1.12g.m-2，呈正态分布的平均粒径为22.65μm的LaCePrNd混合稀土氧化物粉体。
Claims (6)
1、高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体的制备方法，其特征在于：是在含稀土的盐溶液中加入添加剂，添加剂的加入量为含稀土的盐溶液中稀土氧化物重量的0.015％～0.06％，再加入含碳酸根离子的沉淀剂，沉淀剂的加入量为CO3 2-/RE3+的摩尔比为1.5～6，得到沉淀物，沉淀物经过滤、分离、烘干和灼烧后，得到稀土氧化物，该稀土氧化物的松装密度为1.8～2.2g.cm-3、比表面积小于3g.m-2、体积中心粒径D50大于20μm；所述的稀土氧化物包括La2O3、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、Y2O3和Sc2O3中一种以上的复合物；稀土的盐溶液为氯化盐溶液或稀土盐的混合溶液，且溶液的稀土浓度为0.1～2M，溶液的pH值不小于1；添加剂为磷酸三丁酯；沉淀剂为在水溶液中可释放出碳酸根离子的碳酸盐、碳酸氢盐、尿素。
2、如权利要求1所述的高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体的制备方法，其特征在于：沉淀剂的浓度为0.2～2.5M。
3、如权利要求1所述的高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体的制备方法，其特征在于：在30～90℃之间进行沉淀。
4、如权利要求1所述的高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体的制备方法，其特征在于：在完全沉淀后0.5～12小时之间进行过滤分离。
5、如权利要求1所述的高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体的制备方法，其特征在于：分离后的沉淀在50～120℃烘干。
6、如权利要求1所述的高松装密度、低比表面积稀土氧化物粉体的制备方法，其特征在于：烘干的沉淀在500～1000℃灼烧，升温速度为50～500℃/h，得到的稀土氧化物颗粒分布均匀，松装密度为1.8～2.2g.cm-3、比表面积小于3g.m-2、体积中心粒径D50大于20μm。
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| 制备条件对大颗粒氧化铈流动性的影响. 胡艳宏等.稀土，第27卷第5期. 2006 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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