DE68905683T2 - Trifluorid der Seltenen Erden mit neuen morphologischen Kennzeichen und Verfahren zu seiner Herstellung. - Google Patents

Trifluorid der Seltenen Erden mit neuen morphologischen Kennzeichen und Verfahren zu seiner Herstellung.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Trifluoride Seltener Erden mit neuen morphologischen Eigenschaften. Sie betrifft auch das Verfahren zur Herstellung besagter Fluoride. Im besonderen zielt sie auf die Herstellung von Trifluoriden Seltener Erden mit kontrollierter Korngrößenverteilung.
  • Fluoride Seltener Erden sind auf mehrere Arten zugänglich.
  • Ihre Darstellung durch Behandlung einer Seltenerdmetallsalzlösung, nämlich eines Carbonats oder Oxalats eines Seltenerdmetalls (siehe C.A., vol. 92, ref. 103422t) mit einer wässrigen Lösung von Fluorwasserstoffsäure oder durch Behandlung einer Lösung eines Seltenerdmetallnitrats (siehe C.A., vol. 92, ref 87192K) mit einer wässrigen Natriumfluoridlösung ist bekannt.
  • In "J. Phys. Chem. Solids, Pergamon Press 1965, vol. 26, pp. 1625-1628, Preparation and paramagnetism of the rare earth trifluorides" wird auch ein Verfahren zur Darstellung von Seltenerdmetallfluoriden beschrieben, das aus der Umsetzung eines Seltenerdmetallchlorids mit einem großen Überschuss an Ammoniumfluorid, Reinigung des erhaltenen Niederschlags, Trocknen, anschließendem, erneuten Vermischen mit einer großen Menge an festem Ammoniumfluorid und schließlich Glühen der so erhaltenen Mischung von Pulvern bei 360ºC besteht.
  • Verwendet man solche Synthesewege zur Herstellung von Trifluoriden Seltener Erden, so erhält man allerdings ein sehr grobkörniges Produkt, und selbst durch einen Mahlvorgang ist es nicht möglich, Teilchengrößen unter 1 Mikrometer zu erhalten.
  • Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist die Darstellung eines Seltenerdmetallfluorids, das geringe Korngrößen aufweist.
  • Ein weiteres Ziel ist die Darstellung eines Seltenerdmetallfluorids, das geringe Korngrößen und eine enge Korngrößenverteilung aufweist.
  • 50 Gew.-% der Aggregate besitzen einen Durchmesser größer beziehungsweise kleiner als der mittlere Durchmesser.
  • Das Seltenerdmetalltrifluorid entsprechend der Erfindung weist geringe Korngrößen auf: der mittlere Durchmesser der Aggregate ist kleiner als 1 um und variiert vorteilhaflerweise zwischen 0,1 um und 0,5 um und vorzugsweise zwischen 0,15 um und 0,3 um.
  • Der mittlere Durchmesser der Aggregate ist häufig abhängig von der Art des Seltenerdmetalls, und zwar scheinen insbesondere die Atomgröße des Seltenerdmetalls und/oder die Löslichkeit seiner Salze einen Einfluß auf den mittleren Teilchendurchmesser der Aggregate zu haben. Diese Bemerkung ist lediglich als Erläuterung zu verstehen und limitiert die Erfindung in keiner Weise.
  • So variiert beispielsweise für den Fall des Certrifluorids der mittlere Durchmesser der Aggregate zwischen 0,1 um und 0,50 um.
  • Alle in dieser Anmeldung aufgeflihrten Ergebnisse der Korngrößenanalysen wurden nach einer im folgenden beschriebenen Sedimentationsmethode bestimmt:
  • Der monodisperse Charakter der Größenverteilung der Aggregate wird durch den Dispersionsindex belegt, welcher definiert ist durch die Beziehung
  • Dieser Index ist kleiner oder gleich ungefähr 0,8 und beträgt vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,6 oder, noch besser, zwischen 0,3 uind 0,45.
  • Die Darstellung eines so feinen und monodispersen Seltenerdmetalltrifluorids ist bemerkenswert.
  • Die Röntgenstrukturanalyse zeigt, daß diejenigen Seltenerdmetalltrifluoride, die aus den Seltenen Erden zwischen dem Lanthan und dem Neodym erhalten werden, kristalline Produkte sind, die eine hexagonale Kristallstruktur aufweisen, welche im Falle des Cerfluorids folgende Gitterkonstanten besitzt a = 0,711 nm und c = 0,728 nm. Dies ist ein gut kristallisiertes Produkt. Zur Erläuterung kann präzisiert werden, daß im kristallinen Teil eines durch Behandlung bei 400ºC erhaltenen Cerfluorids die Größe der Kristalliten über 50 nm beträgt.
  • Die Größe der Aggregate der Seltenerdmetallfluoride entsprechend der Erfindung verteilt sich vorteilhafterweise zwischen ungefähr 0,05 um und 2,0 um.
  • Bei einer bevorzugten Durchtührungsweise der Erfindung beträgt der Anteil der Teilchengrößen über 1 um weniger als 10 Gew.-% und der Anteil der Teilchengrößen über 2 um weniger als 0,5 Gew.-%.
  • Die Verwendung der Bezeichnung "Seltene Erden" (SE) entsprechend der Erfindung umfaßt die Lanthaniden genannten Elemente der Seltenen Erden der Atomnummern 57 bis 71 einschließlich und Yttrium mit der Atomnummer 39. Außerdem werden als "cerische Seltene Erden" die leichteren Elemente, beginnend mit dem Lanthan und sich erstreckend auf alle Atomnummern bis zum Samarium, bezeichnet sowie als "yttrische Seltene Erden" die schwereren Elemente der Seltenen Erden, beginnend mit dem Europium und endend mit dem Lutetium, wobei auch das Yttrium eingeschlossen ist.
  • Die Fluoride des Cers, des Lanthans, des Neodyms und des Dysprosiums sind die derzeit am häufigsten verwendeten Verbindungen.
  • Durch Transmissions.Rasterelektronenmikroskopie werden die Aggregate und ihre Zusammensetzung aus einem bis mehreren, meist weniger als 4, Elementarkristalliten sichtbar gemacht.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren zur Darstellung des besagten Seltenerdmetallfluorids, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Lösung eines Seltenerdmetallsalzes mit einer Lösung von Ammoniumfluorid umsetzt und den gebildeten Niederschlag abtrennt und einer thermischen Behandlung unterwirft.
  • Das entsprechend der Erfindung eingesetzte Seltenerdmetallsalz kann jedes unter den Bedingungen der Erfindung lösliche Seltenerdmetallsalz sein.
  • Es kann auch eine Mischung von Seltenerdmetallsalzen eingesetzt werden.
  • Als Beispiele fiir verwendbare Seltenerdmetallsalze können Nitrate, Chloride und/oder Sulfate in fester Form oder in Form einer wassrigen Lösung genannt werden. Vorzugsweise werden Seltenerdmetallnitrate verwendet.
  • Das Seltenerdmetallsalz wird so gewählt, daß es keine Verunreinigungen enthält, die sich im Endprodukt wiederfinden könnten. Es kann von Vorteil sein, ein Seltenerdmetallsalz eines Reinheitsgrades von über 99% einzusetzen.
  • Die Konzentration der Lösung des Seltenerdmetallsalzes ist gemäß der Erfindung kein kritischer Faktor und kann in einem weiten Bereich variieren; es werden Konzentrationen von 0,1 bis 3 Mol/l, bezogen auf das Metallkation, vorgezogen. Als Fluorierungsmittel wird Ammoniumfluorid in fester Form oder in wässriger Lösung verwendet. Dieses sollte ebenfalls von hohem Reinheitsgrad in der Größenordnung von mindestens 99% sein.
  • Es kann in Form einer 1- bis 5-molaren Lösung eingesetzt werden.
  • Die Menge des eingesetzten Ammoniumfluorids entspricht einem molaren Verhältnis NH&sub4;F/Seltenerdmetallsalz von 3,0 bis 3,6.
  • Die Reaktion kann bei einer Temperatur zwischen 20 und 90ºC durchgeführt werden.
  • Vorteilhafterweise erlaubt die Wahl einer Temperatur zwischen 60 und 90ºC eine vollständige Kontrolle der erhaltenen Korngrößenverteilung.
  • Eine praktische Vorgehensweise der Erfindung besteht in der sukzessiven Zugabe einer Ammoniumfluoridlösung zu der Seltenerdmetallsalzlösung oder umgekehrt.
  • Die Dauer dieser Zugabe kann vorzugsweise zwischen 30 Minuten und 2 Stunden variieren.
  • Die Ammoniumfluoridlösung kann sukzessive zu der zuvor auf die Reaktionstemperatur erhitzten Seltenerdmetallsalzlösung zugegeben werden oder umgekehrt.
  • Die Ammoniumfluorid kann auch bei Raumtemperatur sukzessive zu der Seltenerdmetallsalzlösung zugegeben werden oder umgekehrt, anschließend wird die Reaktionsmischung auf die gewünschte Reaktionstemperatur erhitzt.
  • Die Ausfällung kann durch Reifen des Niederschlags vervollständigt werden. Dieser Arbeitsgang ist nicht obligatorisch. Die Reaktionsmischung wird zu diesem Zweck bei der gewählten Reaktionstemperatur gerührt. Die Dauer der Reifüng kann sehr unterschiedlich sein. Im allgemeinen beträgt sie unter 2 Stunden, vorzugsweise zwischen 30 Minuten und 1 Stunde.
  • Der zweite Schritt des Verfahrens besteht in der Abtrennung des erhaltenen Niederschlags. Der gebildete Niederschlag kann durch die geläufigen Methoden der fest-flüssig-Trennung abgetrennt werden: Dekantieren, Filtrieren, Ausdrücken und Zentrifügieren.
  • In einem letzten Reaktionsschritt des Verfahrens der Erfindung wird das Trifluorid des Seltenerdmetalls gereinigt.
  • Eine erste Variante besteht darin, den Niederschlag einem Wasch- und anschließend einem Trockenvorgang zu unterwerfen.
  • Das Waschen des Niederschlags geschieht vorzugsweise mit Wasser und dient der Entfernung von überschüssigem Ammoniumfluorid und des Ammoniumsalzes, das mit dem Anion gebildet wird, welches aus dem Ausgangssalz des Seltenerdmetalls freigesetzt wird.
  • Der Niederschlag kann anschließend getrocknet werden, um das eingeschlossene Wasser zu entfernen. Das Trocknen kann an der Luft oder unter vermindertem Druck in der Größenordnung von 10-2 bis 100 mm Quecksilbersäule (1,33 bis 1,33 10&sup4;Pa) geschehen.
  • Die Trocknungstemperatur kann zwischen Raumtemperatur (meist 15ºC bis 25ºC) und 250ºC variieren.
  • Die Trocknungsdauer hängt von der Temperatur ab; sie ist nicht kritisch und kann zwischen 30 Minuten und 24 Stunden betragen, wird aber vorzugsweise zwischen 2 Stunden und 8 Stunden gewählt.
  • Eine andere Variante, der Durchführung der Erfindung besteht darin, den Niederschlag einer thermischen Behandlung bei einer Temperatur über 250ºC zu unterziehen, um die eingeschlossenen Salze direkt zu entfernen.
  • Dieser Arbeitsgang wird bei einer Temperatur zwischen ungefähr 250ºC und ungefähr 700ºC durchgeführt, vorzugsweise zwischen 400ºC und 500ºC.
  • Die Dauer dieser Behandlung ist nicht kritisch und wird meist zwischen 30 Minuten und 6 Stunden gewählt.
  • Es ist auch möglich, dieser thermischen Behandlung einen Trocknungsschritt wie oben definiert voranzustellen.
  • In bestimmten Fällen, insbesondere wenn die Temperatur der thermischen Behandlung über 120ºC beträgt, ist es wünschenswert, einen Arbeitsgang zur Desagglomeration durchzuführen, um die Aggregate des Seltenerdmetallfluorids voneinander zu trennen.
  • Dieser Arbeitsgang wird vorzugsweise in einem Luftstrahlzerkleinerer durchgeführt, er kann aber auch in einer klassischen Mühle wie einer Kugel- oder Ringmühle durchgeführt werden.
  • Wird mit einem kontinuierlichen Luftstrahlzerkleinerer gearbeitet, so kann dieser Arbeitsgang entsprechend der Passierzeit des Produkts sehr kurz dauern, bei Verwendung einer klassischen Mühle kann er aber auch bis zu 30 Minuten dauern.
  • Entsprechend dem Verfahren der Erfindung erhält man ein Seltenerdmetallfluorid mit kleinen Korngrößen und enger Korngrößenverteilung.
  • Es ist überraschend festzustellen, daß dies auch für den bei der Fluorierung gebildeten Niederschlag gilt, der im Gegensatz zu den bei bestimmten klassischen Fällungsmethoden erhaltenen Niederschlägen ebenfalls geringe Korngrößen aufweist, wie in den folgenden vergleichenden Versuchen A bis C aufgezeigt wird.
  • Auf Grund seiner kontrollierten Morphologie ist das Seltenerdmetalltrifluorid der Erfindung besonders gut geeignet zur Verwendung auf dem Gebiet der Metallurgie und der Schmierung.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie jedoch zu begrenzen.
  • In diesen Beispielen sind Prozentangaben als Gewichtsprozent zu verstehen.
  • Bevor näher auf die Beispiele eingegangen wird, soll präzisiert werden, daß die Korngrößenanalyse mit Hilfe einer SEDIGRAPH 5000D-Apparatur durchgeführt wird.
  • Dieses Gerät bestimmt den Sedimentationsgrad der Teilchen in Suspension und gibt die Ergebnisse automatisch in Form einer Verteilung von kumulativen Prozentangaben in Abhängigkeit von der entsprechenden sphärischen Durchmessern (basierend auf dem Stokes'schen Gesetz) aus.
  • Das Gerät bestimmt mit Hilfe eines sehr feinen Bündels von Röntgenstrahlen die Konzentration der bei verschiedenen Suspensionshöhen noch in Suspension befindlichen Partikel in Abhängigkeit von der Zeit. Die logarithmische Intensität des Röntgenstrahls wird elektronisch erzeugt, gespeichert und schließlich auf der y-Achse eines x,y- Koordinatensystems in kumulativen Prozentangaben (in kleiner als) linear aufgetragen.
  • Um die für die Analyse benötigte Zeit zu begrenzen, wird die Sedimentationszelle kontinuierlich so bewegt, daß die Tiefe der Sedimentaionszelle umgekehrt proportional ist zur Zeit. Die Bewegung der Zelle wird in die x-Achse des Koordinatensystems umgerechnet, so daß der einem bestimmten Zeitpunkt bei einer gegebenen Sedimentationstiefe entsprechende sphärische Durchmesser direkt ausgegeben werden kann, wobei die Größe der Dimension auf Logarithmuspapier über 3 Dekaden dargestellt wird.
  • Für jedes pulvertörrnige Seltenerdmetalltrifluorid werden d&sub5;&sub0;, d&sub1;&sub6; und d&sub8;&sub4; bestimmt, was die Berechnung des oben definierten Dispersionsindex erlaubt.
    • Beispiel 1
  • In einen 21-Reaktor mit doppelter Wand, durch die auf 80ºC thermostatisiertes Wasser fließt, der mit einem Zugabesystem für die Reaktanten und einem Rührer ausgestattet ist, gibt man 1000 cm³ einer wässrigen Cernitratlösung, die eine Konzentration entsprechend 200 g CeO&sub2;/l besitzt.
  • Hat die Lösung die Temperatur von 80ºC erreicht, so gibt man bei einem Durchsatz von 533,3 cm³/Stunde und unter Rühren 1067 cm³ einer Ammoniumfluoridlösung zu, die 150 g NH&sub4;F/l enthält.
  • Während der gesamten Dauer der Ausfällung wird mit einer Geschwindigkeit von 200 Umdrehungen/Minute geruhrt.
  • Am Ende der Ausfällung stellt man mit Hilfe einer 3N wässrigen Ammoniaklösung den pH- Wert auf 4 ein.
  • Die Reaktionsmischung wird 30 Minuten bei 80ºC gerührt.
  • Der Niederschlag wird mit einem Büchner-Trichter abgetrennt und der Filtrationskuchen gut ausgedrückt.
  • Man erhält 360 g eines feuchten Niederschlags des Seltenerdmetallfluorids, der 70 Gew.-% Cerfluorid im Trockenanteil enthält.
  • Die Aggregate besitzen einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,12 um, und weniger als 0,5% der Aggregate besitzen einen Durchmesser größer als 1 um.
  • Der Niederschlag wird nun einer 2-stündigen thermischen Behandlung bei 450ºC unterworfen.
  • Nach dem Abkühlen folgt ein Arbeitsgang zur Desagglomeration der Aggregate in einem Luftstrahlzerkleinerer, der einen Durchmesser von 100 mm besitzt, bei einem Durchsatz von 200 g/Stunde und einem Druck von 5 bar (10&sup5; Pa).
  • Man erhält 252 g Certrifluorid, das die folgenden morphologischen Eigenschaften besitzt:
  • - mittlerer Durchmesser der Aggregate: 0, 18 um
  • - prozentualer Anteil der Aggregate mit einem Durchmesser größer 1 um: 4%
  • - Dispersionsindex: 0,45
    • Beispiele 2 bis 4 und vergleichendes Beispiel 5
  • In der folgenden Reihe von Versuchen wird wie in Beispiel 1 vorgegangen, mit der Ausnahme der Temperatur der Behandlung, die von 120ºC bis 450ºC variiert. Außerdem fällt die Behandlung zur Desagglomeration der Aggregate weg.
  • Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt: Tabelle I Beispiel Nr. Temperatur der thermischen Behandlung (ºC) mittlerer Durchmesser derAggregate (um) % größer 1 um (Vergleich)
  • Es fällt auf, daß das Certrifluorid einen umso größeren mittleren Aggregatsdurchmesser und einen umso höheren prozentualen Anteil von Aggregaten größer als 1 um besitzt, je höher die Temperatur der Behandlung ist.
    • Beispiel 6
  • Man geht wie in Beispiel 5 vor, mit dem einzigen Unterschied, daß der gereinigte Niederschlag nach der thermischen Behandlung in einer Luftstrahlzerkleinerungs-Apparatur einem Arbeitsgang zur Desagglomeration der Aggregate unterworfen wird. Man erhält ein Certrifluorid, das die folgenden morphologischen Eigenschaften besitzt:
  • - mittlerer Durchmesser der Aggregate: 0,28 um
  • - prozentualer Anteil der Aggregate mit einem Durchmesser über 1 um: < 0,5%
  • - Dispersionsindex: 0,30
    • Beispiele 7 bis 10
  • Man geht wie in Beispiel 1 vor, jedoch unter Verwendung von Dysprosium-, Lanthan- oder Neodymnitrat in Form einer wässrigen Lösung des Seltenerdmetallnitrats.
  • Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Beispiel SE-Nitrat Eigenschaften des SE-Trifluorids 50 % > 1 um Dispersionsindex
  • Im folgenden sind drei Vergleichsversuche aufgeführt, die belegen, daß klassische Methoden zur Herstellung von Certrifluorid nicht zu einem Produkt mit feinen Korngrößen und enger Korngrößenverteilung führen.
    • Versuche A bis C Versuch A
  • In ein 2 Liter-Becherglas aus Polytetrafluorethylen gibt man 285 cm³ einer wässrigen Fluorwasserstoffsäurelösung einer Konzentration von 40 Gew.-% und 193 cm³ entionisiertes Wasser.
  • Man gibt unter Rühren und während 30 Minuten 1120 cm³ einer wässrigen Suspension von Cercarbonat zu, die 580 g Cercarbonat enthält, was einer Konzentration von 55,2% CeO&sub2; entspricht.
  • Die Reaktionsmischung wird 30 Minuten gerührt.
  • Der Niederschlag wird mit einem Büchner-Trichter abgetrennt und der Filtrationskuchen gut ausgedrückt.
  • Man erhält einen Niederschlag, dessen Aggregate einen mittleren Durchmesser von 0,27 um aufweisen und der einen 35%-igen Anteil von Aggregaten mit Teilchendurchmessern über 1 um besitzt.
  • Der Niederschlag wird nun einer 2-stündigen thermischen Behandlung bei 450ºC unterworfen.
  • Nach dem Abkühlen folgt ein Arbeitsgang zur Desagglomeration der Aggregate
  • Nach dem Abkühlen folgt ein Arbeitsgang zur Desagglomeration der Aggregate.
  • Man erhält 366 g eines Certrifluorids, das die folgenden morphologischen Eigenschaften besitzt:
  • - mittlerer Durchmesser der Aggregate: 0,74 um
  • - prozentualer Anteil der Aggregate mit einem Durchmesser größer als 1 um: 40%
  • - Dispersionsindex: 1,3
    • Versuch B
  • In einen Reaktor wie den in Beispiel 1 beschriebenen gibt man 455 cm³ einer wässrigen Lösung von Natriumfluorid, die 257,5 g NaF enthält.
  • Wenn die Lösung die Temperatur von 70ºC erreicht hat, gibt man unter Rühren 633 cm³ einer wässrigen Lösung von Cernitrat zu, die eine Konzentration entsprechend 505 g/l CeO&sub2; besitzt.
  • Die Reaktionsmischung wird 30 Minuten gerührt.
  • Der Niederschlag wird mit einem Büchner-Trichter abgetrennt und der Filtrationskuchen gut ausgedrückt.
  • Man erhält einen Niederschlag, dessen Aggregate einen mittleren Durchmesser von 1,1 um aufweisen und der einen 53%-igen Anteil von Aggregaten mit einem Durchmesser über 1 um besitzt.
  • Man unterwirft den Niederschlag nun einer 2-stündigen thermischen Behandlung bei 450ºC.
  • Nach dem Abkühlen folgt ein Arbeitsgang zur Desagglomeration der Aggregate.
  • Man erhält 366 g eines Certrifluorids, das die folgenden Eigenschaften besitzt:
  • - mittlerer Durchmesser der Aggregate: 1,1 um
  • - prozentualer Anteil der Aggregate mit einem Durchmesser größer als 1 um: 52%
  • - Dispersionsindex: 1,05
    • Versuch C
  • In ein 2 Liter-Becherglas aus Polytetrafluorethylen gibt man 285 cm³ einer wässrigen Lösung von Fluorwasserstoffsäure einer Konzentration von 40 Gew.-% sowie 193 cm³ entionisiertes Wasser.
  • Man gibt unter Rühren und während 30 Minuten 1120 cm³ einer wässrigen Suspension von Ceroxalat zu, die 576 g Ceroxalat enthält, was einer Konzentration von 55,2% CeO&sub2; entspricht.
  • Die Reaktionsmischung wird 30 Minuten gerührt
  • Der Niederschlag wird mit einem Büchner-Trichter abgetrennt und der Filtrationskuchen gut ausgedrückt.
  • Man erhält einen Niederschlag, dessen Aggregate einen mittleren Durchmesser von 0,15 um aufweisen und der einen 28%-igen Anteil von Aggregaten mit Teilchendurchmessern über 1 um besitzt.
  • Der Niederschlag wird nun einer 2-stündigen thermischen Behandlung bei 450ºC unterworfen.
  • Nach dem Abkühlen folgt ein Arbeitsgang zur Desagglomeration der Aggregate.
  • Man erhält 366 g eines Certrifluorids, das die folgenden Eigenschaften besitzt:
  • - mittlerer Durchmesser der Aggregate: 1,3 um
  • - prozentualer Anteil der Aggregate mit einem Durchmesser größer als 1 um: 55%
  • - Dispersionsindex: 1,2

Claims (24)

1. Trifluorid eines Seltenerdmetalls, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form von Aggregaten vorliegt, deren mittlerer Durchmesser kleiner als 1 um ist, und daß es einen durch das Verhältnis d&sub8;&sub4;-d&sub1;&sub6;/2d&sub5;&sub0; definierten Dispersionsindex besitzt, der kleiner oder gleich 0,8 ist.
2. Trifluorid eines Seltenerdmetalls nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB der mittlere Durchmesser der Aggregate zwischen 0,10 um und 0,50 um, vorzugsweise zwischen 0,15 um und 0,30 um, liegen kann.
3. Trifluorid eines Seltenerdmetalls nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngrößen der Aggregate zwischen 0,05 um und 2,0 um variieren.
4. Trifluorid eines Sellenerdmetalls nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Korngrößen über 1 um weniger als 10 Gewichtsprozent beträgt.
5. Trifluorid eines Seltenerdmetalls nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Korngrößen über 2 um weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt.
6. Trifluorid eines Seltenerdmetalls nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispersionsindex zwischen 0,3 und 0,60 liegt.
7. Trifluorid eines Seltenerdmetalls nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um Certrifluorid, Lanthantrifluorid, Neodymtrifluorid oder Dysprosiumtrifluorid handelt.
8. Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmetalltrifluorids wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß es aus der Reaktion einer wässrigen Lösung eines Seltenerdmetall(III)-Salzes mit einer Ammoniumfluoridlösung in einem Mengenverhältnis entsprechend einem molaren Verhältnis NH&sub4;F/Seltenerdmetall zwischen 3 und 3,6, der Abtrennung des gebildeten Niederschlags, einer anschließenden thermischen Behandlung und, eventuell, schließlich einem Arbeitsgang der Desagglomeration der Aggregate besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Seltenerdmetall(III)-Salz als Nitrat, Chlorid und/oder Sulfat vorliegt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Seltenerdmetallsalz ein Nitrat ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Seltenerdmetallösung, bezogen auf das Metall-Kation, zwischen 0,1 und 3 mol pro Liter beträgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Ammoniumfluoridlösung zwischen 1 und 5 mol pro Liter liegen kann.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur zwischen 20 und 90ºC liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Temperatur zwischen 60 und 90ºC liegt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumfluoridlösung nach und nach zu der bereits vorher auf die Reaktionstemperatur erwärmten Seltenerdmetallösung gegeben wird beziehungsweise umgekehrt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ammoniumfluoridlösung nach und nach zu der Seltenerdmetallösung gegeben wird beziehungsweise umgekehrt und die Mischung auf die Reaktionstemperatur erwärmt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe der Ammoniumfluoridlösung 30 Minuten bis 2 Stunden dauern kann.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifung des Niederschlags herbeigeführt wird, indem das Reaktionsmedium unter Rühren bei der gewählten Reaktionstemperatur gehalten wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der abgetrennte Niederschlag mit Wasser gewaschen und anschließend getrocknet wird.
20. Verfahren nach Ansprüch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungstemperatur zwischen Raumtemperatur und 250ºC liegen kann.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der abgetrennte Niederschlag einer thermischen Behandlung bei einer Temperatur zwischen 250ºC und 700ºC unterworfen wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Temperatur zwischen 400ºC und 500ºC liegt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zuvor ein Trocknungsvorgang des Niederschlags bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 250ºC durchgeführt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsgang der Desagglomeration in einem Luftstrahlzerkleinerer durchgeführt wird.
DE89401800T 1988-07-01 1989-06-26 Trifluorid der Seltenen Erden mit neuen morphologischen Kennzeichen und Verfahren zu seiner Herstellung. Expired - Fee Related DE68905683T2 (de)

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