CN113800551A - 一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法 - Google Patents
一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113800551A CN113800551A CN202111254561.0A CN202111254561A CN113800551A CN 113800551 A CN113800551 A CN 113800551A CN 202111254561 A CN202111254561 A CN 202111254561A CN 113800551 A CN113800551 A CN 113800551A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rare earth
- roasting
- precursor
- oxide powder
- earth oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- -1 rare earth chloride Chemical class 0.000 title claims abstract description 44
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 59
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 17
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 16
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 40
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 14
- VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K cerium trichloride Chemical compound Cl[Ce](Cl)Cl VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 12
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 2-n,2-n-dimethylpyridine-2,5-diamine Chemical compound CN(C)C1=CC=C(N)C=N1 OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 6
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- HDGGAKOVUDZYES-UHFFFAOYSA-K erbium(iii) chloride Chemical compound Cl[Er](Cl)Cl HDGGAKOVUDZYES-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- CKLHRQNQYIJFFX-UHFFFAOYSA-K ytterbium(III) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Yb+3] CKLHRQNQYIJFFX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N [N].[O] Chemical compound [N].[O] OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 3
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- QXPQVUQBEBHHQP-UHFFFAOYSA-N 5,6,7,8-tetrahydro-[1]benzothiolo[2,3-d]pyrimidin-4-amine Chemical compound C1CCCC2=C1SC1=C2C(N)=NC=N1 QXPQVUQBEBHHQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- ZGDWHDKHJKZZIQ-UHFFFAOYSA-N cobalt nickel Chemical compound [Co].[Ni].[Ni].[Ni] ZGDWHDKHJKZZIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000000593 microemulsion method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N ytterbium(III) oxide Inorganic materials O=[Yb]O[Yb]=O FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
- C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/03—Preparation from chlorides
- C01B7/035—Preparation of hydrogen chloride from chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/10—Preparation or treatment, e.g. separation or purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
- C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
- C01F17/218—Yttrium oxides or hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
- C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
- C01F17/224—Oxides or hydroxides of lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
- C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
- C01F17/224—Oxides or hydroxides of lanthanides
- C01F17/235—Cerium oxides or hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，步骤包括：先将稀土氯化物脱水制备焙解前驱体，然后将焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧，即可获得高纯度的稀土氧化物粉，并产出盐酸副产品，本发明具有工艺简单、无“三废排放”，所得稀土氧化物粉纯度高、粒度细等优点，具有良好的工业化应用前景。
Description
技术领域
本发明属于粉体材料制备领域,涉及一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，特别涉及高纯度稀土氧化物粉的制备方法。
背景技术
稀土因其特殊的理化性质而被广泛用于石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域，被认为高新技术领域的“维生素”。稀土纳米氧化物是稀土元素最为重要的应用形式，因而其合成与制备已成为学术界和产业界的研究热点。尽管稀土是我国的优势资源，但由于我国提供的稀土氧化物产品大多为初级产品，品质不高，附加值不高，加之传统稀土氧化物制备工艺存在废水、废气排放量大的问题，这使得我国稀土产业处于大而不强的尴尬局面。因此，开展高品质绿色稀土氧化物制备工艺的研究具有重要的意义。
目前，业界主要采用沉淀-煅烧工艺生产稀土氧化物，这一工艺过程简单，但流程较长、废水排量大、能耗较高，尤为突出的是该工艺所得产物品质不佳，存在粒度较粗、分布较宽、杂质含量较高的问题，因而产品竞争力不强、附加值不高。为实现短流程绿色制备稀土氧化物，科研工作者提出火焰燃烧法制备稀土氧化物的新工艺，该工艺所得稀土氧化物粒度较细、纯度较高，但所用原料为稀土有机化合物或稀土硝酸盐，这些物料来源较少、且成本较高，这使得该工艺技术经济指标不佳，难以被工业化应用。此外，技术人员还开发了水热沉淀法、微乳液法、溶胶-凝胶法、火焰燃烧法等新工艺，尽管这些工艺各具特色，但并未获得突破性的进展，大多仍停留实验室研究阶段。
因而，针对高品质稀土氧化物制备工艺的研发，科研工作者开展了大量工作，也取得了一些进展，但目前这些新工艺新方法仍未完全解决产品品质不佳、环境污染重的问题，这使得我国稀土产业背负了巨大的环保压力，业界亟待开发绿色化的稀土氧化物生产技术。
发明内容
针对现有技术流程长、污染重、且所得稀土氧化物品质不佳的缺点，本发明提供了一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，步骤包括：先将稀土氯化物脱水制备焙解前驱体，然后将焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧，即可获得高纯度的稀土氧化物粉，并焙烧产生的尾气通过吸收处理产出盐酸副产品。
所述焙解前驱体是稀土氯化物在负压条件下及于温度150-300℃下脱水制得，所述焙解前驱体是在500-1200℃温度的水蒸气气氛中焙烧。
所述负压条件为压强≤-5kPa,所述焙解前驱体中结晶水与氯的摩尔比不低于0.5:1，且不高于1.5:1。
所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧过程中鼓入湿载气，所述湿载气的流量大于5 L/min，且小于40L/min，同时湿载气的湿度大于50%。
所述湿载气为湿的纯气体或混合气。
所述稀土氯化物脱水制备焙解前驱体的过程与焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧的过程在同一反应器中进行。
所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧所产生的尾气进行三段逆流吸收处理，获得盐酸副产品。
所述稀土氧化物粉中氯含量低于50ppm，稀土总量大于99.5%。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，本发明以稀土氯化物为原料，利用其脱水制备焙解前驱体，并通过水蒸气的引入，强化这一反应，实现稀土氯化物完全热解，从而获得高品质的稀土氯化物，同时通过吸收处理焙烧产生的尾气，获得盐酸副产品，从而避免了高盐废水的产生，本发明所得稀土氧化物粉形貌规整、粒度较细、纯度较高，具有较高的附加值，同时本发明的工艺过程简单，原料来源广泛，有利于工业化应用，总而言之，本发明具有以下优势：
（1）本发明的技术方案工艺简单、流程短、易于操作。
（2）本发明的技术方案在稀土氧化物粉制备过程中，除稀土氯化物外，无其它化学药剂消耗，因而不存在杂质引入问题，所得稀土氧化物粉纯度较高。
（3）本发明所得稀土氧化物粉形貌规整、粒度较细，产品品质较高，具有较高的产品附加值。
（4）本发明环境友好，资源利用率高，无废气、废水、废渣产生。
具体实施方式
本发明揭示了一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，步骤包括：先将稀土氯化物脱水制备焙解前驱体，然后将焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧，即可获得高纯度的稀土氧化物粉，并焙烧产生的尾气通过吸收处理产出盐酸副产品。
再者，所述焙解前驱体是稀土氯化物在负压条件下及于温度150-300℃下脱水制得，所述焙解前驱体是在500-1200℃温度的水蒸气气氛中焙烧。
接着，所述负压条件为压强≤-5kPa,所述焙解前驱体中结晶水与氯的摩尔比不低于0.5:1，且不高于1.5:1。
其次，所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧过程中鼓入湿载气，所述湿载气的流量大于5 L/min，且小于40L/min，同时湿载气的湿度大于50%。
进一步，所述湿载气为湿的纯气体或混合气；其中，纯气体可以是氧气或氮气等，混合气可以是空气。
另外，为了便于操作，所述稀土氯化物脱水制备焙解前驱体的过程与焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧的过程可以在同一反应器中进行，但并不以此为限，所述稀土氯化物脱水制备焙解前驱体的过程与焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧的过程也可以分开进行。
进一步，所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧所产生的尾气可以进行三段逆流吸收处理，获得盐酸副产品。
此外，所述稀土氧化物粉中氯含量低于50ppm，稀土总量大于99.5%。
为了解释说明本发明的上述技术方案内容，以下实施例进行举例说明，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1：
一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其步骤如下：
在热解炉中加入6.4kg 氯化铈（CeCl3·7H2O，AR），先用真空泵控制炉内压力为-25～-20KPa，然后升温至180℃，并保温2.5h，测得氯化铈脱水制备焙解前驱体带3.5H2O，氯化铈脱水制备焙解前驱体中结晶水与氯的摩尔比为0.6：1，然后关闭真空泵，打开卸压阀，继续升温至650℃。待温度到达650℃后，通入湿的空气，空气湿度用加湿机进行调节，空气的流量为6 L/min，空气的湿度为87%，以让焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧。维持上述条件继续反应3.5h，然后降温冷却，收集产物。产物经分析可知，所得产物为单一立方相的CeO2粉，形貌为类球形颗粒，平均粒径为0.42μm，粒径分布较窄，CeO2粉中氯含量为42ppm，稀土总量大于99.5%，产品纯度较高；其中所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧所产生的尾气进行三段逆流吸收处理，获得盐酸副产品。
对比例1
在热解炉中加入6.4kg 氯化铈（CeCl3·7H2O，AR），先升温至180℃，并保温2.5h。然后继续升温至650℃。待温度到达650℃后，通入湿空气，空气湿度用加湿机进行调节，空气流量为6 L/min，空气湿度为87%。维持上述条件继续反应3.5h，然后降温冷却，收集产物。产物经分析可知，所得产物中除了立方相的CeO2外，还存在一定量的CeClO，平均粒径为3.87μm，粒度分布较宽，稀土总量为92.8%，产品纯度较低，无法满足产品指标。
对比例1与实施例1不同之处在于，在实施例1中，本发明的焙解前驱体是稀土氯化物在负压条件下脱水制得，而对比例1中的焙解前驱体则是稀土氯化物采用常压下脱水制得，但两者产生了较为显著的差异。在负压条件时，可在较低的温度下将结晶水脱除到所要求的的指标（焙解前驱体中结晶水与氯的摩尔比不低于0.5:1，且不高于1.5:1），且在负压气氛下，能避免氯化铈的低温分解，从而可以保证氯化铈在水蒸气气氛中焙烧时的一致性。因此，采用负压可避免氯化铈的部分分解和烧结，从而有利于获得高纯度、粒度均匀的CeO2产品。
实施例2：
一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其步骤如下：
在热解炉中加入6.4kg 氯化钇（YCl3·6H2O，AR），先用真空泵控制炉内压力为-40～-45KPa，然后升温至240℃，并保温3.5h。测得氯化钇脱水制备焙解前驱体带3.5H2O，氯化钇脱水制备焙解前驱体中结晶水与氯的摩尔比为0.6：1，然后关闭真空泵，打开卸压阀，继续升温至800℃。待温度到达800℃后，通入湿的氧气，氧气的湿度用加湿机进行调节，氧气的流量为9 L/min，氧气的湿度为92%以让焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧。维持上述条件继续反应4.5h，然后降温冷却，收集产物。产物经分析可知，所得产物为单一立方相的Y2O3粉，形貌为类球形颗粒，平均粒径为1.25μm，粒径分布较窄，Y2O3粉中氯含量为39ppm，稀土总量大于99.5%，产品纯度较高；其中所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧所产生的尾气进行三段逆流吸收处理，获得盐酸副产品。
对比例2
在热解炉中加入6.4kg 氯化钇（YCl3·6H2O，AR），然后升温至800℃。待温度到达800℃后，通入湿氧气，氧气的湿度用加湿机进行调节，氧气的流量为9 L/min，氧气的湿度为92%。维持上述条件继续反应4.5h，然后降温冷却，收集产物。产物经分析可知，所得产物中除了立方相的Y2O3，还存在一定量的YClO，表明热解反应进行不完全。所得产物平均粒径为7.84μm，粒径分布较宽，稀土总量大于90.7%，产品纯度较低。
对比例2与实施例2不同之处在于，在实施例2中，采用先将稀土氯化物脱水制备焙解前驱体，然后将焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧的两阶段作业制度，而对比例2则直接采用一段焙烧制度这一差异导致反应产物的成分和含量存在明显不同。氯化钇在高温场中，先后发生脱水、分解反应，当采用将稀土氯化物脱水制备焙解前驱体，然后将焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧的两阶段作业时，脱水和分解反应先后发生，而当采用一段焙烧时，脱水和焙烧反应重叠进行，这使得产物一致性较差，且前期形成CeO2活性太高，易于烧结，抑制了氯化钇的分解，导致热解反应难以进行彻底。
实施例3：
一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其步骤如下：
在热解炉中加入6.4kg 氯化镱（YbCl3·6H2O，AR），先用真空泵控制炉内压力为-40～-45KPa，然后升温至270℃，并保温3h。测得氯化镱脱水制备焙解前驱体带3.5H2O，氯化镱脱水制备焙解前驱体中结晶水与氯的摩尔比为0.6：1，然后关闭真空泵，打开卸压阀，继续升温至850℃。待温度到达850℃后，通入湿的氧、氮混合气（氧气、氮气的物质的量比例为：0.65:0.35），氧、氮混合气湿度用加湿机进行调节，混合气流量为8 L/min，氧、氮混合气的湿度为75%，以让焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧。维持上述条件继续反应5h，然后降温冷却，收集产物。产物经分析可知，所得产物为单一立方相的Yb2O3粉，形貌为类球形颗粒，平均粒径为0.67μm，粒径分布较窄，Yb2O3粉中氯含量为36ppm，稀土总量大于99.5%，产品纯度较高；其中所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧所产生的尾气进行三段逆流吸收处理，获得盐酸副产品。
实施例4：
一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其步骤如下：
在热解炉中加入6.4kg 氯化铒（ErCl3·6H2O，AR），先用真空泵控制炉内压力为-30～-35KPa，然后升温至280℃，并保温2h。测得氯化铒脱水制备焙解前驱体带3H2O，氯化铒脱水制备焙解前驱体中结晶水与氯的摩尔比为0.5：1，然后关闭真空泵，打开卸压阀，继续升温至800℃。待温度到达800℃后，通入湿的氮气，氮气的湿度用加湿机进行调节，氮气的流量为6 L/min，氮气的湿度为82%，以让焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧。维持上述条件继续反应3.5h，然后降温冷却，收集产物。样品经分析可知，所得产物为单一立方相的Er2O3，形貌为类球形颗粒，平均粒径为1.69μm，粒径分布较窄，稀土氯根含量32ppm，稀土总量大于99.5%，产品纯度较高。
实施例5：
一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其步骤如下：
在热解炉中加入6.4kg 氯化铈（CeCl3·7H2O，AR），先用真空泵控制炉内压力为-10～-15KPa，然后升温至160℃，并保温4.5h。测得氯化铈脱水制备焙解前驱体带3H2O，氯化铈脱水制备焙解前驱体中结晶水与氯的摩尔比为0.5：1，然后关闭真空泵，打开卸压阀，继续升温至600℃。待温度到达600℃后，通入湿的氧气，氧气的湿度用加湿机进行调节，氧气的流量为5 L/min，氧气的湿度为6.5%，以让焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧。维持上述条件继续反应4h，然后降温冷却，收集产物。产物经分析可知，所得产物为单一立方相的CeO2粉，形貌为类球形颗粒，平均粒径为0.64μm，粒径分布较窄，CeO2粉中氯含量为32ppm，稀土总量大于99.5%，产品纯度较高；其中所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧所产生的尾气进行三段逆流吸收处理，获得盐酸副产品。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，本发明的应用并不以上述为限，为方便叙述，以硝酸镝为例，实际还可应用于稀土、钴镍、铝等产品中。本领域的技术人员仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本发明创作精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为权利要求书所涵盖。
Claims (8)
1.一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其特征在于，步骤包括：先将稀土氯化物脱水制备焙解前驱体，然后将焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧，即可获得高纯度的稀土氧化物粉，并焙烧产生的尾气通过吸收处理产出盐酸副产品。
2.根据权利要求1所述的一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其特征在于：所述焙解前驱体是稀土氯化物在负压条件下及于温度150-300℃下脱水制得，所述焙解前驱体是在500-1200℃温度的水蒸气气氛中焙烧。
3.根据权利要求2所述的一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其特征在于：所述负压条件为压强≤-5kPa,所述焙解前驱体中结晶水与氯的摩尔比不低于0.5:1，且不高于1.5:1。
4.根据权利要求2所述的一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其特征在于：所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧过程中鼓入湿载气，所述湿载气的流量大于5 L/min，且小于40L/min，同时湿载气的湿度大于50%。
5.如权利要求4所述的一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其特征在于：所述湿载气为湿的纯气体或混合气。
6.根据权利要求2所述的一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其特征在于：所述稀土氯化物脱水制备焙解前驱体的过程与焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧的过程在同一反应器中进行。
7.根据权利要求2所述的一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其特征在于：所述焙解前驱体在水蒸气气氛中焙烧所产生的尾气进行三段逆流吸收处理，获得盐酸副产品。
8.根据权利要求1所述的一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法，其特征在于：所述稀土氧化物粉中氯含量低于50ppm，稀土总量大于99.5%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111254561.0A CN113800551A (zh) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111254561.0A CN113800551A (zh) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113800551A true CN113800551A (zh) | 2021-12-17 |
Family
ID=78937918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111254561.0A Pending CN113800551A (zh) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113800551A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB953636A (en) * | 1961-10-12 | 1964-03-25 | Grace W R & Co | Process for preparing a polishing compound |
| US4687601A (en) * | 1983-11-25 | 1987-08-18 | Comurhex | Process for the preparation of pulverulent metallic oxides from metallic nitrates |
| CN101037216A (zh) * | 2006-03-14 | 2007-09-19 | 宁波大学 | 无水氯化镧的氯化焙烧脱水法制备工艺 |
| CN101983925A (zh) * | 2010-11-08 | 2011-03-09 | 东北大学 | 一种氧化铈粉的制备方法 |
| CN104507868A (zh) * | 2012-08-01 | 2015-04-08 | 俄罗斯工程技术中心 | 生产氧化铝的方法 |
| CN109019656A (zh) * | 2018-09-28 | 2018-12-18 | 包头稀土研究院 | 纳米稀土氧化物粉体的生产方法 |
| CN112209420A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-01-12 | 袁蕾 | 一种纳米级氧化钇粉末的制备方法 |
| CN112534072A (zh) * | 2018-08-10 | 2021-03-19 | 有研稀土新材料股份有限公司 | 一种联合法处理稀土精矿的冶炼分离工艺 |
| CN113233493A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-10 | 中南大学 | 一种批量化合成稀土纳米氧化物颗粒材料的方法 |
-
2021
- 2021-10-27 CN CN202111254561.0A patent/CN113800551A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB953636A (en) * | 1961-10-12 | 1964-03-25 | Grace W R & Co | Process for preparing a polishing compound |
| US4687601A (en) * | 1983-11-25 | 1987-08-18 | Comurhex | Process for the preparation of pulverulent metallic oxides from metallic nitrates |
| CN101037216A (zh) * | 2006-03-14 | 2007-09-19 | 宁波大学 | 无水氯化镧的氯化焙烧脱水法制备工艺 |
| CN101983925A (zh) * | 2010-11-08 | 2011-03-09 | 东北大学 | 一种氧化铈粉的制备方法 |
| CN104507868A (zh) * | 2012-08-01 | 2015-04-08 | 俄罗斯工程技术中心 | 生产氧化铝的方法 |
| CN112534072A (zh) * | 2018-08-10 | 2021-03-19 | 有研稀土新材料股份有限公司 | 一种联合法处理稀土精矿的冶炼分离工艺 |
| CN109019656A (zh) * | 2018-09-28 | 2018-12-18 | 包头稀土研究院 | 纳米稀土氧化物粉体的生产方法 |
| CN112209420A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-01-12 | 袁蕾 | 一种纳米级氧化钇粉末的制备方法 |
| CN113233493A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-10 | 中南大学 | 一种批量化合成稀土纳米氧化物颗粒材料的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王增林等: "超微稀土氧化物的制备", 《稀土》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102295304B (zh) | 一种拟薄水铝石及微晶刚玉磨料的制备方法 | |
| CN102807243B (zh) | 一种氢氧化铝凝胶 | |
| CN111468131B (zh) | 一种具有高催化氧化活性LaCoO3催化剂的合成方法 | |
| CN114988886B (zh) | 可低温烧结的高纯α-氧化铝粉的制备方法 | |
| CN104671245B (zh) | 一种碳化铪纳米粉体的制备方法 | |
| CN101254951A (zh) | 从粉煤灰和煤矸石中回收氧化铁的方法 | |
| CN103496727B (zh) | 一种微晶α-Al2O3 聚集体的制备方法 | |
| CN109052450B (zh) | 一种高纯度氧化钆的制备方法 | |
| CN101249978A (zh) | 一种yag纳米粉体的制备方法 | |
| CN104803422B (zh) | 一种纳米级铁铝尖晶石的制备方法 | |
| CN108654663B (zh) | 一种混合硝酸盐熔盐法制备硼氮共掺杂单晶介孔TiO2催化材料的方法 | |
| CN113800551A (zh) | 一种利用稀土氯化物蒸汽焙解制备稀土氧化物粉的方法 | |
| WO2021082166A1 (zh) | 一种过渡金属锂氧化合物的制备方法及装置 | |
| CN113213558B (zh) | 一种大颗粒球形碳酸钴前驱体及其制备方法、以及四氧化三钴的制备方法 | |
| CN105540651B (zh) | 一种制备球形氧化亚锡纳米材料的方法 | |
| CN113697864B (zh) | 一种四氧化三钴的制备方法 | |
| CN108067277A (zh) | 高掺氮量单晶TiO2介孔材料的制备方法 | |
| CN102001696A (zh) | 一种镁铝尖晶石纳米颗粒粉体的制备方法 | |
| CN115650292B (zh) | 一种金红石相二氧化钒纳米粉体的制备方法 | |
| CN109437294A (zh) | 一种银掺杂纳米锐钛矿相二氧化钛粉体的制备方法 | |
| CN108217706A (zh) | 一种Fe2O3和CuO共掺低温制备α-Al2O3粉体的方法 | |
| CN104356947B (zh) | 二级中间体制备法生产稀土抛光粉 | |
| CN113753948B (zh) | 一种超高压/高温相变法制备纳米多晶氧化锆的方法 | |
| CN102874881A (zh) | 一种四氧化三钴的制造方法 | |
| CN118479545A (zh) | 纳米铯钨青铜粉体及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 366300 new industrial zone, Changting Economic Development Zone, Longyan City, Fujian Province Applicant after: Fujian Jinlong Rare Earth Co.,Ltd. Address before: 366300 new industrial zone, Changting Economic Development Zone, Longyan City, Fujian Province Applicant before: FUJIAN CHANGTING GOLDEN DRAGON RARE-EARTH Co.,Ltd. |