CN107603491B

CN107603491B - 稀土抛光粉及其制备方法

Info

Publication number: CN107603491B
Application number: CN201710970171.0A
Authority: CN
Inventors: 李炳伟; 董云; 牟元璋; 彭欢; 王德兴; 龚丽华
Original assignee: ZIBO BAOSTEEL LINGZHI RARE EARTH HI-TECH Co Ltd
Current assignee: ZIBO BAOSTEEL LINGZHI RARE EARTH HI-TECH Co Ltd
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2019-08-30
Anticipated expiration: 2037-10-16
Also published as: CN107603491A

Abstract

本发明涉及一种稀土抛光粉及其制备方法，稀土抛光粉为镧铈稀土抛光粉或镧铈镨稀土抛光粉，以质量百分数计，氧化镧铈稀土抛光粉的组成是La₂O₃/TREO＝0‑49.5％，Sm₂O₃/TREO＝0.5‑50％，CeO₂/TREO＝95‑50％；氧化镧铈镨稀土抛光粉的组成是La₂O₃/TREO＝0‑49.5％，Sm₂O₃/TREO＝0.5‑50％，CeO₂/TREO＝90‑50％，Pr₆O₁₁+Nd₂O₃/TREO＝0.1‑7％。本发明抛光速率比正常的镧铈抛光粉高10％以上，抛光的良率与对比镧铈抛光粉相当，玻璃的易清洗程度和使用寿命优于未取代的稀土抛光粉。

Description

稀土抛光粉及其制备方法

技术领域

本发明属于稀土抛光粉技术领域，具体的涉及一种稀土抛光粉及其制备方法。

背景技术

我国的稀土储量及产量均居世界第一，但是稀土生产过程中伴随着较多的污染，随着我国环境保护要求的不断提升和国内对稀土资源日益增强的保护意识，稀土的供求关系逐渐向供方转移。同时，随着稀土应用的日益广泛，稀土的价格长期看涨已经成为趋势。

稀土抛光粉的关键成份为氧化铈，国内根据铈含量的高低把抛光粉划分为低铈(CeO₂/TREO<50％)、富铈(CeO₂/TREO50-75％)、高铈(CeO₂/TREO>75％)。稀土抛光粉中除铈和镨以外的稀土元素，如：镧、钕等在抛光粉中不能单独起到抛光作用，必须通过加入氟，使镧、钕等与氟形成氟氧化物才能有效的起到抛光作用，同时引入的氟可以和玻璃起到化学抛光的作用，有利于提升抛光粉的抛光速率。

目前镧的主要用途是石油化工中作为催化剂使用，镨主要用于颜料或永磁体，两者的价格相比铈高出很多，如何降低稀土抛光粉的成本，同时不影响其性能成为抛光粉生产技术开发的一个方向。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种稀土抛光粉及其制备方法，抛光速率比正常的镧铈抛光粉高10％以上，抛光的良率与对比镧铈抛光粉相当，玻璃的易清洗程度和使用寿命优于未取代的稀土抛光粉。本方法制备的稀土抛光粉，价格低廉，达到了开拓氧化钐应用地目的，同时提升了抛光粉的性能。性能优良的稀土抛光粉，大大提升对玻璃的抛光速率；本发明同时提供其制备方法。

本发明所述的一种稀土抛光粉，稀土抛光粉为镧铈稀土抛光粉或镧铈镨稀土抛光粉，以质量百分数计，氧化镧铈稀土抛光粉的组成是La₂O₃/TREO＝0-49.5％，Sm₂O₃/TREO＝0.5-50％，CeO₂/TREO＝95-50％，Other REO/TREO<0.1％；氧化镧铈镨稀土抛光粉的组成是La₂O₃/TREO＝0-49.5％，Sm₂O₃/TREO＝0.5-50％，CeO₂/TREO＝90-50％，Other REO/TREO<0.1％，Pr₆O₁₁+Nd₂O₃/TREO＝0.1-7％。

氧化钐占氧化钐和氧化镧质量之和的0.1％-99.9％。

其中，TREO是稀土氧化物总量(Total Rare Earth Oxides)的简写；REO是稀土氧化物(Rare Earth Oxides)的简写；other REO是指除了已列出的稀土氧化物成分，其他的稀土氧化物成分。

所述的稀土抛光粉的制备方法，具体步骤如下：

(1)合成镧铈稀土抛光粉或镧铈镨稀土抛光粉的前驱体；

(2)对上述前驱体进行氟化，控制氟的加入量是氧化钐和氧化镧重量之和的0.5-30％，并混合均匀；

(3)经过干燥和灼烧，得到抛光粉半成品，然后进行后处理。

镧铈稀土抛光粉的前驱体为镧、铈的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐或氧化物的形式组成的混合物；镧铈镨稀土抛光粉的前驱体为镧、铈、镨的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐或氧化物的形式组成的混合物。

后处理是对抛光粉半成品进行粉碎和分级，然后加入助剂得到成品抛光粉或抛光液。

对前驱体进行氟化加入的氟化物是氟硅酸、氢氟酸、氟化氢铵、氟化铵、氟化钠或氟化钾中的一种或多种。

将氟化后的组合物在150-700℃下干燥0.5-4h，850-1100℃灼烧4-8h。

粉碎和分级是将获得的镧铈钐或镧铈镨钐稀土抛光粉半成品气流粉粹和分级，控制粒度D₅₀：0.6-3μm，D₁₀₀：3-18μm。

助剂是悬浮分散剂。

悬浮分散剂为TH904，TH904的生产厂家为山东省泰和水处理有限公司。

本发明所述的稀土抛光粉的制备方法具体包括以下步骤：

(1)合成镧铈钐或镧铈镨钐稀土抛光粉前驱体；

(2)对上述前驱体进行氟化，加入氟化物使氟与氧化钐和氧化镧形成氟碳酸盐和少量的氟化物，控制氟的加入量是氧化钐和氧化镧重量百分含量的0.5-30％，并混合均匀；

(3)经过干燥和灼烧，得到抛光粉半成品，然后进行后处理。

由于稀土元素性质接近，从稀土元素中选择应用较少、含量相对较多的元素代替镧和镨是可行的方法，为此我们选择了钐进行了抛光粉的合成和性能检测。

实际的结果表明，用钐代替镧，可以有效的提高抛光性能。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明抛光速率比正常的镧铈抛光粉高10％以上，抛光的良率与对比镧铈抛光粉相当，玻璃的易清洗程度和使用寿命优于未取代的稀土抛光粉。

(2)本方法制备的稀土抛光粉，价格低廉，达到了开拓氧化钐应用地目的，同时提升了抛光粉的性能。性能优良的稀土抛光粉，大大提升对玻璃的抛光速率；本发明同时提供其制备方法。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

首先合成505Kg碳酸镧铈钐(TREO：46.52％)作为稀土抛光粉前驱体，其中用氧化钐代替了50％的氧化镧，(Sm₂O₃+La₂O₃)/TREO＝32.20％；对前驱体进行氟化，加入氢氟酸50Kg后搅拌均匀；得到的产物在辊道窑上在600℃烘干3h，在1080℃灼烧4h；然后进行气粉和分级，得到粒度为D₅₀：1.52μm，D₁₀₀：6.57μm的抛光粉；混入悬浮分散剂TH904后得到抛光粉样品，标记为SLC-1；在RL-13B抛光机上进行抛光对比实验，结果见表1。

实施例2

合成852Kg碳酸镧铈镨钐(TREO：45.68％)作为稀土抛光粉前驱体，其中用氧化钐代替了90％的氧化镧，(Sm₂O₃+La₂O₃)/TREO＝28.56％；向前驱体中加入氢氟酸70Kg，然后搅拌均匀；得到的产物在辊道窑上在200℃烘干4h，在1050℃灼烧6h；然后进行气粉和分级，得到粒度为D50：1.58μm，D100：6.32μm的抛光粉；混入悬浮分散剂TH904后得到抛光粉样品，标记为SLC-2；在RL-13B抛光机上进行抛光对比实验，结果见表1。

实施例3

合成508Kg氧化镧铈钐稀土抛光粉前驱体，其中用氧化钐代替了5％的氧化镧，(Sm₂O₃+La₂O₃)/TREO＝35.63％；对前驱体加入100公斤氢氟酸，用搅拌磨研磨混合均匀，得到的产物在辊道窑上500℃烘干3h，在950℃灼烧8h；然后进行气粉和分级，得到粒度为D50：1.61μm，D100：6.33μm的抛光粉；混入悬浮分散剂TH904后得到抛光粉样品，标记为SLC-3；在RL-13B抛光机上进行抛光对比实验，结果见表1。

对比例1

取白色氧化镧铈抛光粉LCF-A117XS(淄博包钢灵芝稀土高科技股份有限公司生产)，粒度为D₅₀：1.48μm，D₁₀₀：6.25μm，标记为BJ-1。

对比例2

取红色氧化镧铈镨抛光粉LCPF-A07XS(淄博包钢灵芝稀土高科技股份有限公司生产)，粒度为D₅₀：1.55μm，D₁₀₀：6.78μm，标记为BJ-2。

抛光粉的性能检测实验条件：

所有的抛光粉样品按同样的条件进行性能检测，条件如下：样品2公斤加入到20L水中，搅拌均匀，进行抛光实验。实验机型RL-13B型大型抛光机，玻璃为5寸康宁GG4，压力为150公斤，转速30rpm。抛光完成后对比不同抛光粉的抛光速率，玻璃表面质量，易清洗程度，抛光粉的使用寿命。

表面质量数为检测样品抛光时，被抛光玻璃表面的划伤的条痕数量；清洗情况数为在超声清洗后，抛光玻璃表面的抛光粉痕迹数量；使用寿命为抛光实验结束后，抛光粉样品粒度下降的情况。

表1抛光粉抛光性能对比

样品名称	抛光速率/μm/30min	表面质量	清洗情况	使用寿命/μm
					SC-1	10.6	1	0	0.11
SC-2	11.2	1	0	0.10
					SC-3	10.1	2	1	0.13
BJ-1	8.9	1	1	0.19
					BJ-2	9.1	2	2	0.18

Claims

1.一种稀土抛光粉，其特征在于：稀土抛光粉为镧铈稀土抛光粉或镧铈镨稀土抛光粉，以质量百分数计，氧化镧铈稀土抛光粉的组成是La₂O₃/稀土氧化物总量＝0-49.5％，Sm₂O₃/稀土氧化物总量＝0.5-50％，CeO₂/稀土氧化物总量＝95-50％，其他稀土氧化物/稀土氧化物总量＜0.1％，氧化钐占氧化钐和氧化镧质量之和的50-90％；氧化镧铈镨稀土抛光粉的组成是La₂O₃/稀土氧化物总量＝0-49.5％，Sm₂O₃/稀土氧化物总量＝0.5-50％，CeO₂/稀土氧化物总量＝90-50％，Pr₆O₁₁+Nd₂O₃/稀土氧化物总量＝0.1-7％，其他稀土氧化物/稀土氧化物总量＜0.1％，氧化钐占氧化钐和氧化镧质量之和的50-90％。

2.一种权利要求1所述的稀土抛光粉的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

(1)合成镧铈稀土抛光粉或镧铈镨稀土抛光粉的前驱体，合成过程中添加氧化钐，其中氧化钐占氧化钐和氧化镧质量之和的50-90％；

(3)经过干燥和灼烧，得到抛光粉半成品，然后进行后处理；

所述后处理是对抛光粉半成品进行粉碎和分级，然后加入助剂得到成品抛光粉或抛光液。

3.根据权利要求2所述的稀土抛光粉的制备方法，其特征在于：镧铈稀土抛光粉的前驱体为镧、铈的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐或氧化物的形式组成的混合物；镧铈镨稀土抛光粉的前驱体为镧、铈、镨的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐或氧化物的形式组成的混合物。

4.根据权利要求2所述的稀土抛光粉的制备方法，其特征在于：对前驱体进行氟化加入的氟化物是氟硅酸、氢氟酸、氟化氢铵、氟化铵、氟化钠或氟化钾中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的稀土抛光粉的制备方法，其特征在于：将氟化后的组合物在150-700℃下干燥0.5-4h，850-1100℃灼烧4-8h。

6.根据权利要求2所述的稀土抛光粉的制备方法，其特征在于：粉碎和分级是将获得的镧铈钐或镧铈镨钐稀土抛光粉半成品气流粉粹和分级，控制粒度D50：0.6-3μm，D100：3-18μm。

7.根据权利要求2所述的稀土抛光粉的制备方法，其特征在于：助剂是悬浮分散剂。