DE2145820C3

DE2145820C3 - Verfahren zur Steigerung des WeiBgrades von Ceroxid

Info

Publication number: DE2145820C3
Application number: DE2145820A
Authority: DE
Inventors: Veli Oulu Sarkkinen (Finnland)
Original assignee: Kemira Oyj
Current assignee: Kemira Oyj
Priority date: 1970-09-15
Filing date: 1971-09-14
Publication date: 1975-04-17
Also published as: DE2145820B2; DE2145820A1; FI46249B; FI46249C; GB1338919A; NL7112704A; NO129400B

Description

Bekanntlich schwankt die Färbung auch von reinem Ceroxid mit über 99,9°/o CcO2, je nach den bei der Herstellung gegebenen Verhältnissen, von grüngelb bis grauweiß. Diese Schwankungen in der Färbung können auf den Umstand zurückgeführt werden, daß CeO2 und CezOs, letzteres ist olivgrün, das gleiche kubische Kristallgitter bilden, so daß der Farbton des Ccroxids vom Sauerstoff/Cer-Mengcnverhältnis im Kristallgitter bestimmt wird.

Ceroxid findet vielfach Verwendung bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse und optischer Glassorten, wobei es von außerordentlicher Wichtigkeit ist, daß Ceroxid mit einem möglichst hohen Weißgrad verarbeitet wird.

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Inhalt, bei dem sich der Weißgrad von reinem Ceroxid beträchtlich erhöhen läßt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Steigerung des Weißgrads von Ceroxid. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zu einer auf an sich bekannte Weise hergestellten Cernitratlösung kristalline Oxalsäure zugesetzt wird, das Cer als Oxalat ausgefällt, der Cer-(III)-oxalat-Niederschlag abfiltriert und gewaschen wird, wonach der saure Ceroxalat-Niederschlag in Wasser aufgeschlämmt, die erhaltene Aufschlämmung auf einen pH von 7 neutralisiert, dann Aluminiumnitrat oder Natriumsilikat oder deren Gemische oder Magnesiumoxid in einer Menge von 0,1 bis 0,5%>, bezogen auf die CeO2-Menge, zugegeben und das erhaltene Gemisch zwecks Bildung von Ce©2 bei 900° C calciniert wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden dem aus Ce³⁺-Lösungen mittels Oxalsäure und ^6j Ammoniak ausgefällten und gewaschenen, nassen Ceroxalat kleine Mengen verschiedener Zusatzstoffe zugesetzt. Vor dem Zusatz von Zusatzstoffen wird niert Aus dem calcinierten Podukt Söffe wieder ausgewaschen werden was zu einer weueren Steigerung des Weißgrads fuhrt Es wurde icstgestellt, daß allein schon das Neutralisieren den Wefßg ad erhöht; die besten Resultate werden jedoch durch Kombinieren von Neutralisation und Zusatz-^St°Ai^esⁿ Zuiat/stoffe eignen sich Aluminiumnitrat, NaVriumsilikat, Magnesiumoxid oder Ah.mnm.mnitrat zusammen mit Natnumsilikat De Zusatzstoff werden in Mengen von 0,1 bis 0,5%, bezogen auf die CeC'2-Menge, zugegeben.

Das Neutralisieren auf pH 7 kann mit jedem beliebigen basischen Stoff vorgenommen werden, ζ B mit Alkalihydroxid oder Alkalioxalat, -acetat, -formiat oder mit dem Alkalisalz emer anderen organischen Säure. An das Neulralis.erungsm.ttel wird Se Forderung gestellt, daß es mit CeO. kerne Verbindungen bildet, keine farbbildenden Verunrein,-gungen im CeO₂ hinterläßt und in, Anschluß an das Calcinieren mit Wasser ausgewaschen werden kann^ Als vorteilhaftestes Neutralisierungsmittel hat sich

iviv iu._B«. , mögen der näheren Erläuterung des Verfahrens dienen.

Herstellung des Ceroxalats

Zu 3 1 Ce(NO3)s-Lösung, die 100 g Cer im Liter und so geringe Mengen anderer Lanthanide enthielt, daß diese durch Röntgenfluoreszenzanalyse nicht nachgewiesen werden konnten, wurde so viel kristalline Oxalsäure und 25%iges NHs zugesetzt, daß praktisch das gesamte Cer als Oxalat ausgefällt wurde und der pH-Wert der Schlämme 0,9 betrug. Der Niederschlag wurde abfiltriert, dreimal durch Aufschwemmen mit je 600 ml Wasser gewaschen und im Vakuumfilter auf einen möglichst geringen Feuchtegehalt gebracht. Der Rückstand enthielt 50% Wasser, der Rest bestand aus Ceroxalat, das einen CeO₂-Gehalt von 25% aufwies. Die Ausbeute betrug 1440 g. Dieser Rückstand wurde in 12 gleichgroße Teile aufgeteilt und gemäß den folgenden Beispielen behandelt.

Beispiel 1

Der Rückstand wurde durch 45 Minuten langes Erhitzen bei 900° C ohne Zusatz zu Ceroxid calciniert. Nach dem Abkühlen wurde mit einem Weißgradmesser unter Verwendung eines Y-Filters der Reflexionsgrad des Produktes bestimmt. Der Reflexionsgrad betrug 58,5%, wobei als Vergleichsbasis (= 100%) MgO diente. Visuell betrachtet erschien das Produkt gelb.

Beispiel 2

Dem Rückstand wurde Kaliumhydroxid zugesetzt, bis der pH-Wert 7 erreicht war. Weiter wurde 0,1%, bezogen auf die CeO2-Menge, AI2O3 in Fonn von Aluminiumnitrat zugesetzt. Danach wurde wie in Beispiel 1 verfahren. Der Reflexionsgrad betrug 78,1 "/ο.

Das calcinierte Produkt wurde mit heißem Wasser gewaschen, woraufhin der Reflexionsgrad 81,2% betrug. Das Produkt halte eine nahezu weiße Färbung.

Beispiel 3

Dem Rückstand wurden Kaliumhydorxid bis pH 7 sowie 0,5% AI2O3, bezogen auf die CeCh-Menge, in Form von Aluminiumnitrat zugesetzt. Weitere Behandlung wie in Beispiel 1. Der Reflexionsgrad betrug 77,:s*/o. Das Produkt hatte eine nahezu weiße Färbung.

Beispiel 4

Dem Rückstand wurde, bezogen auf die CeCh-Menge, 0,1% Natriumsilikat zugesetzt und auf pH 7 neutralisiert. Weitere Behandlung wie in Beispiel 1. Der Reflexionsgrad betrug 78,9%. Das Produkt hatte eine gelbliche Färbung.

Beispiel 5

Wie Beispiel 4, jedoch mit 0,5% Natriumsilikat, bezogen auf die CeCh-Menge. Der Reflexionsgrad betrug 77,4%. Das Produkt hatte eine gelbliche Färbung.

Beispiel 6

Dem Rückstand wurde, bezogen auf die CeO2-Menge, 0,1 AI2O3 in Form von Aluminiumnitrat sowie 0,5% Natriumsilikat zugesetzt; es wurde auf pH 7 neutralisiert. Weitere Behandlung wie in Beispiel 1. Der Reflexionsgrad betrug 79,0%. Das Produkt hatte eine gelbliche Färbung.

Beispiel 7

Wie Beispiel 6, jedoch mit 0,5% AI2O3, bezogen auf die CeO2-Menge. Der Reflexionsgrad betrug 82,4%. Das Produkt hatte eine nahezu weiße Färbung. Nach dem Calcinieren wurde das Produkt mit heißem Wasser gewaschen und anschließend getrocknet. Dadurch stieg der Reflexionsgrad auf 83,6% und das Produkt wies nun eine reinweiße Färbung

»o auf.

Beispiel 8

Der Rückstand wurde auf pH 7 neutralisiert und 45 Minuten lang bei 900° C calciniert. Der Re-²S flexionsgrad des Produkts betrug 73,6^c/o. Durch Waschen mit heißem Wasser nach dem Calcinieren und anschließendes Trocknen wurde der Reflexionsgrad auf 75,3% erhöht.

B e i s ρ i e 1 9

Der Rückstand erhielt, bezogen auf die CeOz-Menge, einen Zusatz von 0,1% MgO und wurde auf pH 7 neutralisiert. Weitere Behandlung wie in Beispiel 1. Der Reflexionsgrad des Produkts betrug 76,9%. Das Produkt hatte eine hellgelbe Färbung.

Beispiel 10

Wie in Beispiel 9, jedoch mit 0,5% MgO, bezogen i)uf die CeOj-Menge. Der Reflexionsgrad betrug 73,1%. Das Produkt hatte gelbe Färbung.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steigerung des Weißgrades von Ceroxid, dadurch gekenn ζ eichnet, daß zu einer auf an sich bekannte Weise hergestellten Cernitratlösung kristalline Oxalsäure zugesetzt, das Cer als Oxalat ausgefällt, der Cer-(III)-Oxalat-Niederschlag abfiltriert und gewaschen wird, wonach der saure Ceroxalat-Niederschlag in Wasser aufgeschlämmt, die erhaltene Aufschlämmung auf einen pH von 7 neutralisiert, dann Aluminiumnitrat oder Natriumsilikat oder deren Gemische oder Magnesiumoxid in einer Menge von 0,1 bis 0,5%, be- ·5 zogen auf die CeO₂-Mcnge, zugegeben und das erhaltene Gemisch zwecks Bildung von CeO₂ bei 900 C calciniert wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Neutralisieren der Auf- *° schlämmung des sauren Ceroxalat-Nicdcrschlags

in Wasser ein Alkalisalz einer organischen Säure verwendet wird.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz- und Neutralisierungsstoffe nach dem Calcinieren teilweise oder ganz ausgewaschen werden können.

Oxalatschlamm jedoch in Wasser Sv aufgelöst und das erhaltene sgTm sch wird neutralisiert. Man hat fest-Sk daß man durch Neutrahs.eren des aus der rv?NO3U Lösung mittels Oxalsäure ausgefällten, ge-Ce(NO3)3 LO ,u t> _d Fällungsverhältnisse re-

' 'S,US "pH i" Lösung 1,0) das beim <lcs Ceroxalats entstehende Ce^ und . _lbe Färbung ve* :dern

^d, oauci'den WeSgnJdes CeO₂ erhöhen kann. M hat t£ festgestellt, daß einige Zusatzstoffe, r anderem A umniumnitrat, den Weißgrad des verbessern Es ist anzunehmen, daß dies darauf λΖ Si isf daß AI2O3 als eine Art Oxyda-'fungiert und auf diese Weise die

^nrSamms kann so dur*- rll, werden daß der Schlamm in einer möglichst Sdne Xe Wasser aufgelöst bzw. aufgeschlämmt wird und zu dem Schlamm wäßrige Alkahhydroxyd-Ssung ^gesetzt wird, wobei die Mischung gut vern sch! wird. Der pH-Wert wird auf an sich bekannte WeS ζ B mittels des Indikatorpap.ers oder pH-