CN1629074A - 一种制备大颗粒稀土氧化物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，属材料制备工艺。该方法采用草酸为沉淀剂，沉淀稀土盐溶液，如硝酸盐，将所得沉淀物干燥、灼烧后，得到粒度分布呈正态分布的D50大于15μm的六面体形稀土氧化物。该方法工艺简单，成本低，产品可用于宝石抛光材料及陶瓷添加剂等。
Description
一、技术领域：
本发明采用共沉淀法，用草酸作为沉淀剂，含铵离子的盐为添加剂，沉淀稀土离子，制备大颗粒、粒度分布均匀的稀土氧化物，属于一种材料制备工艺。
二、背景技术：
稀土氧化物的应用非常广泛，特别在玻璃、陶瓷、催化、电子等领域起着重要作用。随着科技的不断发展，要求生产的稀土氧化物具有特定的物理化学形态。目前，市场对可控粒径产品的需求明显增加。
文献Paul Pascal所著的NOUVEAU TRAITE DE CHIMIEMINERALE(New Treatise on Inorganic Chemistry)VII卷1007页提供一种草酸盐沉淀法生产稀土氧化物的方法，用草酸使水溶液形式的稀土盐沉淀出稀土草酸盐，500～900℃下煅烧，得到平均粒径为3～6μm的稀土氧化物。
JP53-095911-A提供一种草酸沉淀制备稀土氧化物的方法，通过氨水与草酸共同沉淀，750℃煅烧，得到平均粒径为0.45～0.9μm的圆片状稀土氧化物。
然而，在某些应用中，稀土氧化物如氧化铈要求具有大的粒径，且有单一尺寸，即粒度分布均匀。
三、发明内容：
本发明的目的提供一种利用草酸盐沉淀法生产大颗粒，如D50大于15μm，且粒度分布均匀，即粒度分布呈正态分布的稀土氧化物，解决其它草酸盐沉淀法的不足。
本发明一种制备大颗粒稀土氧化物的方法是通过以下方案实现的：
是由稀土萃取工段或由稀土碳酸盐经酸溶得到的单一或混合稀土盐溶液，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到的可溶性稀土盐水溶液。可溶性稀土盐为硝酸盐、氯化物、硫酸盐或稀土盐的混合物，且浓度不大于2mol/L，PH值不小于1；加入一定量的含铵离子的添加剂，含铵离子的添加剂为硝酸铵、氯化铵、硫酸铵、醋酸铵或氢氧化铵，含铵离子添加剂的加入量为NH4 +/RE的摩尔比大于0.5；将该混合溶液加热至30～90℃；在不断搅拌下，加入一定量的草酸，草酸的加入量为C2O4 2-/RE的摩尔比大于1.2；将混合溶液完全沉淀后0.5～12小时后进行过滤分离；水洗；草酸沉淀在50～130℃下烘干；500～1200℃下灼烧，得到颗粒粒径大于15μm，且呈正态分布的六面体形稀土氧化物。
上述的整个制备过程中，体系的温度过高，则产品的收率下降，草酸的加入方式及搅拌速度非常重要，同时放置时间与灼烧条件直接影响颗粒的分布及形状。
四、发明效果：
本发明的效果是制备工艺简单，经过传统的草酸盐沉淀法就可使工厂在后处理工序中，生产出经济效益显著的大颗粒稀土氧化物，且颗粒分布均匀，呈六面体结构，可直接用于宝石抛光或玻璃陶瓷添加剂。
五、图面说明：
图1为本发明的大颗粒CeO2的粒度分布图；
图2为本发明的大颗粒CeO2的SEM扫描电镜图(×600)。
六、具体实施方式：
本发明的最佳实施例：
实施例1：
由包头稀土矿钕钐分组后得到的LaCePrNd混合稀土氯化物溶液，调配至浓度为0.9mol/l，PH值＝1.5，取此溶液1000ml，加入96g NH4Cl，加热至50℃，不断进行搅拌，在一定的搅拌速度下加入178g H2C2O4，放置3小时后进行过滤，水洗，80℃下烘干，900℃下灼烧2小时，得到稀土氧化物粉体，用Coluter激光粒度仪测定其平均体积粒径D50为28.53μm，且呈正态分布。
实施例2：
由包头稀土矿经钕钐分组，再经镨钕分离后得到的LaCePr混合稀土氯化物溶液，调配至浓度为1.2mol/l，PH值＝2，取此溶液1000ml，加入167g NH4Cl，加热至45℃，不断搅拌下，加入225g H2C2O4，放置2小时后过滤，水洗，80℃下烘干，900℃下灼烧2小时，得到呈正态分布的平均粒径为30.65μm的稀土氧化物粉体。
实施例3：
由碳酸铈经硝酸溶解后得到的硝酸铈溶液，调配至浓度为0.8mol/l，PH值＝2.3，取此溶液1000ml，加入200g NH4NO3，加热至60℃，不断搅拌下，加入180g H2C2O4，放置4小时后过滤，水洗，100℃下烘干，600℃下灼烧2小时，得到呈正态分布的平均粒径D50为26.1μm的氧化铈，粒径分布图见图1，氧化物的晶体见图2。
实施例4：
由氧化钇经硝酸溶解后得到的硝酸钇溶液，调配至浓度为1.05mol/l，PH值＝2.5，取此溶液1000ml，加入235g NH4NO3，加热至70℃，不断搅拌下，加入220g H2C2O4，放置8小时后过滤，水洗，120℃下烘干，1000℃下灼烧2小时，得到呈正态分布的平均粒径为24.6μm的氧化钇粉体。
Claims (10)
1、一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于：是在稀土的盐溶液中加入一定量的含铵离子的添加剂，再加入草酸溶液沉淀，生成的沉淀物经过滤、分离、烘干、灼烧后，得到粒度分布呈正态分布的D50大于15μm的六面体形大颗粒的稀土氧化物。
2、根据权利要求1所述的一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于，稀土溶液为原子序数为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到的稀土盐水溶液。
3、根据权利要求1或2所述的一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于，可溶性稀土盐为硝酸盐、氯化盐、硫酸盐或稀土盐的混合物，且浓度不大于2mol/l，PH值不小于1。
4、根据权利要求1-3的一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于：含铵离子的添加剂为硝酸铵、氯化铵、硫酸铵、醋酸铵或氢氧化铵。
5、根据权利要求1或4的一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于，含铵离子添加剂的加入量为NH4 +/RE的摩尔比大于0.5。
6、根据权利要求1的一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于，草酸的加入量为C2O4 2-/RE的摩尔比大于1.2。
7、根据权利要求1-6的一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于，在30～90℃之间进行沉淀。
8、根据权利要求1-7的一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于，在完全沉淀后0.5～12小时之间进行过滤分离。
9、根据权利要求1-8的一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于，草酸沉淀在50～130℃烘干。
10、根据权利要求1-9的一种制备大颗粒稀土氧化物的方法，其特征在于，草酸沉淀在500～1200℃下灼烧，其颗粒粒径大于15μm，且分布均匀，为六面体形。
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