CN110372026B - 一种应用于晶体材料的氟化稀土制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氟化稀土的制备方法，尤其是一种应用于晶体材料的氟化稀土制备方法，属于材料技术领域。一种应用于晶体材料的氟化稀土制备方法，包括以下步骤：(1)向反应容器中加入高纯稀土溶液，再向反应容器中加入草酸与氢氟酸混合溶液进行沉淀；(2)沉淀完后将沉淀物放入过滤槽内洗涤；(3)取洗涤好的沉淀物加入装有氟化剂的托盘内，在一定温度下进一步氟化，氟化完后即可得到应用于晶体材料的氟化稀土。本发明具有如下优点：1、粒度可控。2、易于沉降，缩短了洗涤时间。

Description

一种应用于晶体材料的氟化稀土制备方法
技术领域
本发明涉及一种氟化稀土的制备方法，尤其是一种应用于晶体材料的氟化稀土制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
在稀土材料的研究中，稀土氟化物是稀土材料中比较重要且研究的较多的一类。其中氟化镧和氟化铈广泛的应用在照明领域、储氢材料、玻璃纤维、热电材料医学显像技术和稀土晶体激光材料等领域；氟化铕和氟化铽具有独特的光学性能，在医学诊断、体内外的荧光标记、药物传送和催化助剂等领域具有广泛的应用前景；氟化钆已应用于微波技术、荧光材料和改善合金性能的等领域。稀土功能材料以其独特的性质和广泛的应用受到越来越多的关注。
稀土氟化物的制备， 有湿法和干法两种， 干法为稀土氧化物在氟化氢气体中直接氟化或稀土氧化物与氟化氢固体混合升温氟化 ； 湿法为在稀土溶液中直接加氟氢酸或氟化盐沉淀得氟化物， 再经干燥、 真空脱水而制得无水氟化物。目前大多数生产厂家采用湿法，常规的湿法生产工艺虽操作简便， 但沉淀出的稀土氟化物呈胶状， 不易过滤和洗涤， 沉淀澄清时间长， 特别是非稀土杂质含量高， 无法直接应用于电子和发光材料领域，因而提供无水高纯稀土氟化物及其制备方法是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种粒度可控、洗涤时间短的应用于晶体材料的氟化稀土制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种应用于晶体材料的氟化稀土制备方法，包括以下步骤：
(1)向反应容器中加入高纯稀土溶液，再向反应容器中加入草酸与氢氟酸混合溶液进行沉淀；
(2)沉淀完后将沉淀物放入过滤槽内洗涤；
(3)取洗涤好的沉淀物加入装有氟化剂的托盘内，在一定温度下进一步氟化，氟化完后即可得到应用于晶体材料的氟化稀土。
优选的，步骤（1）中，草酸与氢氟酸的配比为1：1至1：100。
优选的，步骤（1）中的高纯稀土溶液为氯化钇溶液、氯化钆溶液、氯化镧溶液、氯化铈溶液或氯化镥溶液。
优选的，步骤（2）中的洗涤方式为过滤洗涤、离心洗涤或沉降洗涤。
优选的，步骤（2）中，洗涤至pH为5-7。
优选的，步骤（3）中的氟化剂为氟化铵。
优选的，步骤（3）中，沉淀物的量与氟化剂的量配比为1：1至100：1。
优选的，步骤（3）中，氟化温度0℃-700℃。
优选的，步骤（3）中，氟化温度为600℃。
原理：在制备氟化稀土的过程中，氟化稀土粒度大小取决于沉淀过程中草酸与氢氟酸配比，配比越大，颗粒越大。而且由于沉淀剂中引入了草酸，使得沉淀物由本来的胶状转变为了颗粒状，并且易于沉降，缩短了洗涤时间。在进一步的氟化过程中，氟化铵的氟离子取代沉淀物中的草酸根离子，形成氟化稀土和草酸氨，草酸氨在一定温度下分解成二氧化碳、一氧化碳和氨气体，又进一步促进氟化过程，直至沉淀物中草酸离子完全被氟离子取代。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、粒度可控；
2、易于沉降，缩短了洗涤时间。
附图说明
图1是本发明实施例1不同放大倍数的电镜图；
图2是本发明实施例1粒度分布图；
图3是本发明实施例2不同放大倍数的电镜图；
图4是本发明实施例2粒度分布图；
图5是本发明实施例3不同放大倍数的电镜图；
图6是本发明实施例3粒度分布图；
图7是本发明实施例4粒度分布图；
图8是本发明实施例5粒度分布图；
图9是本发明实施例6粒度分布图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详述：
实施例1
将原料氯化钇溶液100g/L，2m3加入到反应容器内，将配好的草酸18g/L与氢氟酸2.5mol/L混合溶液2m3（n草酸：n氢氟酸=1：17.5）加入到反应容器中，将沉淀物放入过滤槽内用纯水洗涤至Ph值为6-7左右停止洗涤，真空抽滤。取托盘装入氟化铵固体1.8kg，再装入抽滤好的沉淀物25kg，装12托盘放入氟化设备，600℃氟化24h，即得应用于晶体材料的氟化稀土。制得的氟化稀土的电镜图及粒度分布图，如图1（放大倍数分别为5.00KX、2.00KX）、图2所示。
化学组分分析结果：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
将原料氯化钇溶液100g/L，2m3加入到反应容器内，将配好的草酸36g/L与氢氟酸2.1mol/L混合溶液2m3（n草酸：n氢氟酸=1：7.35）加入到反应容器中，将沉淀物放入过滤槽内用纯水洗涤至Ph值为6-7左右停止洗涤，真空抽滤。取托盘装入氟化铵固体3.6kg，再装入抽滤好的沉淀物25kg，装12托盘放入氟化设备，600℃氟化24h，即得应用于晶体材料的氟化稀土。制得的氟化稀土的电镜图及粒度分布图，如图3（放大倍数分别为5.00KX、20.0KX）、图4所示。
化学组分分析结果：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例3
将原料氯化钆溶液100g/L，2m3加入到反应容器内，将配好的草酸11g/L与氢氟酸1.5mol/L混合溶液2m3（n草酸：n氢氟酸=1：17.18）加入到反应容器中，将沉淀物放入过滤槽内用纯水洗涤至Ph值为6-7左右停止洗涤，真空抽滤。取托盘装入氟化铵固体1.1 kg，再装入抽滤好的沉淀物25kg，装12托盘放入氟化设备，600℃氟化24h，即得应用于晶体材料的氟化稀土。制得的氟化稀土的电镜图及粒度分布图，如图5（放大倍数分别为2.00KX、10.0KX）、图6所示。
化学组分分析结果：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
实施例4
将原料氯化镧溶液100g/L，2m3加入到反应容器内，将配好的草酸25g/L与氢氟酸1.5mol/L混合溶液2m3（n草酸：n氢氟酸=1：7.56）加入到反应容器中，将沉淀物放入过滤槽内用纯水洗涤至Ph值为6-7左右停止洗涤，真空抽滤。取托盘装入氟化铵固体2.5kg，再装入抽滤好的沉淀物25kg，装12托盘放入氟化设备，600℃氟化24h，即得应用于晶体材料的氟化稀土。其粒度分布图如图7所示。
化学组分分析结果：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
实施例5
将原料氯化铈溶液100g/L，2m3加入到反应容器内，将配好的草酸20g/L与氢氟酸1.45mol/L混合溶液2m3（n草酸：n氢氟酸=1：9.135）加入到反应容器中，将沉淀物放入过滤槽内用纯水洗涤至Ph值为6-7左右停止洗涤，真空抽滤。取托盘装入氟化铵固体2kg，再装入抽滤好的沉淀物25kg，装12托盘放入氟化设备，400℃氟化24h，即得应用于晶体材料的氟化稀土。其粒度分布如图8所示。
化学组分分析结果：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
实施例6
将原料氯化镥溶液100g/L，2m3加入到反应容器内，将配好的草酸25g/L与氢氟酸1.2mol/L混合溶液2m3（n草酸：n氢氟酸=1：6.048）加入到反应容器中，将沉淀物放入过滤槽内用纯水洗涤至Ph值为6-7左右停止洗涤，真空抽滤。取托盘装入氟化铵固体2.5kg，再装入抽滤好的沉淀物25kg，装12托盘放入氟化设备，600℃氟化24h，即得应用于晶体材料的氟化稀土。其粒度分布如图9所示。
化学组分分析结果：
Figure DEST_PATH_IMAGE006

Claims (5)

1.一种应用于晶体材料的氟化稀土制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)向反应容器中加入高纯稀土溶液，再向反应容器中加入草酸与氢氟酸混合溶液进行沉淀；
(2)沉淀完后将沉淀物放入过滤槽内洗涤；
(3)取洗涤好的沉淀物加入装有氟化剂的托盘内，在一定温度下进一步氟化，氟化完后即可得到应用于晶体材料的氟化稀土；
步骤（1）中，草酸与氢氟酸的配比为1：1至1：100；
步骤（3）中的氟化剂为氟化铵；沉淀物的量与氟化剂的量配比为1：1至100：1；氟化温度400℃-700℃。
2.根据权利要求1所述的应用于晶体材料的氟化稀土制备方法,其特征在于：步骤（1）中的高纯稀土溶液为氯化钇溶液、氯化钆溶液、氯化镧溶液、氯化铈溶液或氯化镥溶液。
3.根据权利要求1所述的应用于晶体材料的氟化稀土制备方法,其特征在于：步骤（2）中的洗涤方式为过滤洗涤、离心洗涤或沉降洗涤。
4.根据权利要求1所述的应用于晶体材料的氟化稀土制备方法,其特征在于：步骤（2）中，洗涤至pH为5-7。
5.根据权利要求1所述的应用于晶体材料的氟化稀土制备方法,其特征在于：步骤（3）中，氟化温度为600℃。
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