CN106082297B - 一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法 - Google Patents
一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法，在反应器中加入酸性底水，将调节好酸度的氯化钆料液与草酸采用并流方式按化学计量比逐步加入反应器，控制反应温度50℃～80℃，反应完成后升温至100℃，保温6～10小时，控制母液终点酸度5～8mol/L，过滤洗涤、于850℃～950℃灼烧3小时，得到D50：20～60μm大颗粒氧化钆粉体。此方法具有工艺简单，重现性好，无环保压力，产品非稀土杂质(Fe、Si、Ca、Cl、Na)含量少，能满足不同品位氧化钆对粒度控制的要求，极具工业化价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法。
背景技术
氧化钆广泛应用于催化、陶瓷、玻璃工业、固体氧化物燃料电池、发光材料、抛光材料及核材料等领域。大颗粒氧化钆常用于电解金属钆，大粒度、良好的粒度分布、高松装密度、流动性好可以防止电解过程中的飞溅。氧化钆也可以作为固体燃料电池中的主要成分。随着科学技术的发展，生产厂家对氧化钆的物理性能也有更高的要求，但在以往的研究中，对纳米氧化钆的制备及物理性能研究较多，大颗粒氧化钆的制备及相关研究报道较少。目前公开的大颗粒稀土氧化物粉体的制备技术大部分采用碳酸氢铵、碳酸钠作为沉淀剂，有时还要加入晶种或铵盐等其它物质。碳酸氢铵或铵盐会产生大量的氨氮废水，给废水达标带来极大的困难；碳酸钠沉淀则存在非稀土杂质(钠、铁、氯根等)含量高，不能满足高品位氧化钆产品对非稀土杂质的控制要求。同时加入晶种的方法，首先要获得较好的晶种，而晶种的制备难度较大，且沉淀过程不易控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法，其工艺简单，重现性好，产品非稀土杂质(Fe、Si、Ca、Cl、Na)含量少，中心粒径D50为20～60μm。
为了达到上述目的，本发明的解决方案如下：
一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法，在反应器中加入酸性底水，将调节好酸度的氯化钆料液与草酸采用并流方式按化学计量比逐步加入反应器，控制反应温度50℃～80℃，反应完成后升温至100℃，保温6～10小时，控制母液终点酸度5～8mol/L，过滤洗涤、于850℃～950℃灼烧3小时，得到D50：20～60μm大颗粒氧化钆粉体。
所述底水酸度为0.5～1.5mol/L，氯化钆料液酸度为3～4.5mol/L，浓度为0.5～0.8mol/L，草酸浓度为120g/L～200g/L。
所述氯化钆料液和草酸反应的化学计量比为：n(GdCl3)/n(H2C2O4)＝1:(1.4～1.6)，氯化钆料液和草酸采用并流沉淀方式加入沉淀反应器中，流量比例按浓度和化学计量比计算公式如下：
Q(GdCl3)/Q(H2C2O4)＝[C(H2C2O4)/C(GdCl3)]*[n(GdCl3)/n(H2C2O4)]。
所述反应的草酸终点过量系数为1.1。
所述过滤洗涤遍数为7～10遍。
采用上述方案后，本发明采用精致草酸为沉淀剂，从源头上杜绝氨氮废水对环保产生的压力，碳酸钠作为沉淀剂非稀土杂质含量高等问题。同时本发明工艺简单、重现性好，无环保压力，产品非稀土杂质(Fe、Si、Ca、Cl、Na)含量少，能满足不同品位氧化钆(2N5,4N及4N以上)对粒度控制的要求，极具工业化价值。本发明大颗粒氧化钆粉体为块状、长条状形貌，中心粒径D50为20～60μm。
附图说明
图1和图2是实施例1的扫描电镜图；
图3和图4是实施例2的扫描电镜图。
具体实施方式
实施例1
在沉淀反应器中预先加入500ml纯净水或者去离子水，调节酸度为0.5mol/L，温度为50℃，搅拌，将氯化钆(浓度0.63mol/L，料液酸度3.5mol/L)和草酸(浓度120g/L)按化学计量比n(GdCl3)/n(H2C2O4)＝1/1.50，料液先进反应器30s，后进草酸，保持氯化钆溶液流量为20mL/min，沉淀剂草酸溶液流量为21.0ml/l，沉淀完成后升温至100℃，保温10h，控制母液酸度为6.8mol/L。过滤、洗涤8遍，于950℃保温3小时。检测电镜、粒径、非稀土杂质(Fe、Si、Ca、Cl、Na)含量如下表，并参考图1和图2。
实施例2
在沉淀反应器中预先加入500ml纯净水或者去离子水，调节酸度为1mol/L，温度为50℃，搅拌，将氯化钆(浓度0.52mol/L，酸度4.2mol/L)和草酸(浓度120g/L)按化学计量比n(GdCl3)/n(H2C2O4)＝1/1.52，料液先进反应器30s，后进草酸，保持氯化钆溶液流量为15mL/min，沉淀剂草酸溶液流量为12.5ml/L，沉淀完成后升温至100℃，保温6h，控制母液酸度为7.1mol/L。过滤、洗涤8遍，于950℃保温3小时。检测电镜、粒径、非稀土杂质(Fe、Si、Ca、Cl、Na)含量如下表，并参考图3和图4。
Claims (4)
1.一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法，其特征在于：在反应器中加入酸性底水，将调节好酸度的氯化钆料液与草酸采用并流方式按化学计量比逐步加入反应器，控制反应温度50℃～80℃，反应完成后升温至100℃，保温6～10小时，控制母液终点酸度5～8mol/L，过滤洗涤、于850℃～950℃灼烧3小时，得到D50：20～60μm大颗粒氧化钆粉体；所述底水酸度为0.5～1.5mol/L，氯化钆料液酸度为3～4.5mol/L，浓度为0.5～0.8mol/L，草酸浓度为120g/L～200g/L。
2.如权利要求1所述的一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法，其特征在于：所述氯化钆料液和草酸反应的化学计量比为：n(GdCl3)/n(H2C2O4)＝1:(1.4～1.6)，氯化钆料液和草酸采用并流沉淀方式加入沉淀反应器中，流量比例按浓度和化学计量比计算公式如下：
Q(GdCl3)/Q(H2C2O4)＝[C(H2C2O4)/C(GdCl3)]*[n(GdCl3)/n(H2C2O4)]。
3.如权利要求1所述的一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法，其特征在于：所述反应的草酸终点过量系数为1.1。
4.如权利要求1所述的一种中心粒径20～60微米氧化钆的制备方法，其特征在于：所述过滤洗涤遍数为7～10遍。
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