JP4160184B2 - 塩基性炭酸セリウムの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、流動性に優れた塩基性炭酸セリウムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塩基性炭酸セリウムは、セリウム（ＩＩＩ）化合物の製造原料として広く使用されており、通常、セリウム（ＩＩＩ）塩水溶液に、炭酸アンモニウム水溶液を添加して沈殿物を生成させ、これを濾過・水洗・乾燥することにより製造している。
しかしながら、この方法で製造される炭酸セリウムは、粒径が１μｍ以下の微粉状あるいは粒径の大きな板状であったため流動性は極めて悪く、貯蔵容器から容易に取り出すことができなかった。
【０００３】
そこで、本発明はかかる問題点を解決し、流動性に優れた塩基性炭酸セリウムの製造方法を提供しようとするものである。
【０００４】
本発明者らは、上記課題を解決するために、粒径が大きく、かつシャープな粒度分布をもつ塩基性炭酸セリウムを尿素法で製造することにより、流動性を向上させた塩基性炭酸セリウムが得られることを見いだし、その製造法について種々検討した結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、反応温度を９０〜１００℃に保った状態で、濃度が０．０５〜０．２ｍｏｌ／Ｌのセリウム（ＩＩＩ）塩水溶液に、尿素水溶液を２〜８時間添加しながら攪拌して反応させることを特徴とする、安息角が５０度以下及び／又は崩壊角が２０度以下である塩基性炭酸セリウムの製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は、まず、濃度が０．０５〜０．２ｍｏｌ／Ｌのセリウム（ＩＩＩ）塩水溶液を調製する。出発原料となるセリウム（ＩＩＩ）塩は、特に限定はなく、溶解度が０．２ｍｏｌ／Ｌ程度あるものであればよい。そして、このセリウム（ＩＩＩ）塩を水に溶解して、０．０５〜０．２ｍｏｌ／Ｌの濃度とする。この濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌを超えると、得られる塩基性炭酸セリウムの粒径が小さくなり流動性が悪くなる。０．０５ｍｏｌ／Ｌ未満の場合は、粒径への影響は特にないが、生産性が低下する。
【０００６】
次に、上記水溶液を９０〜１００℃に加温し、その温度を保ちながら、攪拌下で尿素水溶液を２〜８時間添加する。ここで、反応温度が９０℃より低いと、尿素の分解速度が遅くなり、反応時間当たりの収率が低下する。また、１００℃を超えると、尿素の分解速度は向上するが、圧力容器を使用する必要が生じるのでコスト的に不利となる。
尿素の使用量は、尿素／セリウムのモル比を１０以上とすることが好ましく、１０未満では塩基性炭酸セリウムの収率が低下する。
尿素水溶液の濃度に特に限定はないが、あまり濃度が低いと尿素水溶液の量が多くなり、生産性を損なうので、５ｍｏｌ／Ｌ以上で飽和濃度以下にするのが好ましい。
また、尿素水溶液の添加時間を２時間未満にすると、得られる塩基性炭酸セリウムの粒径が小さくなる。一方、添加時間が８時間を超えると、粒径には影響しないが生産性の低下を招くので好ましくない。
このようにして得られた塩基性炭酸セリウムの沈殿物は、濾過・水洗した後、１００℃程度で乾燥することにより、安息角が５０度以下及び／又は崩壊角が２０度以下の流動性に優れた塩基性炭酸セリウムが得られる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施態様を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０００８】
（実施例１）
５００Ｌの反応釜に、０．１ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液を３００Ｌ入れて、９５℃に加熱した。別に２７３ｋｇの尿素を水に溶解した尿素水溶液５０Ｌを用意した。この時の尿素水溶液の濃度は７．８ｍｏｌ／Ｌで、尿素／セリウムのモル比は１３であった。
次に、反応温度を９５℃に維持しながら、攪拌している硝酸セリウム水溶液中に、尿素水溶液を３時間かけて添加し、塩基性炭酸セリウムの沈殿物（スラリー）を生成させた。尿素水溶液の添加終了後、さらに９５℃で２時間、攪拌熟成させた後、スラリーを冷却し、遠心分離器で固液分離して、固形部を水で洗浄した。その後、この固形部を１００℃で１６時間乾燥して、６７．８ｋｇの塩基性炭酸セリウムの乾燥粉末１（表１）を得た。
乾燥粉末１の粒度分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＦＲＡ）で測定した。また、乾燥粉末１の安息角、崩壊角をパウダーテスター（ホソカワミクロン社製、商品名）で測定した。これらの測定結果を表１に示した。
【０００９】
（実施例２）
５００Ｌの反応釜に、０．２ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液を３００Ｌ入れて、９５℃に加熱した。別に５４６ｋｇの尿素を水に溶解した尿素水溶液１００Ｌを用意した。この時の尿素水溶液の濃度は７．８ｍｏｌ／Ｌで、尿素／セリウムのモル比は１３であった。
次に、反応温度を９５℃に維持しながら、攪拌している硝酸セリウム水溶液中に、尿素水溶液を３時間かけて添加し、塩基性炭酸セリウムの沈殿物（スラリー）を生成させた。尿素水溶液の添加終了後、さらに９５℃で２時間、攪拌熟成させた後、スラリーを冷却し、遠心分離器で固液分離して、固形部を水で洗浄した。その後、この固形部を１００℃で１６時間乾燥して、１３４．０ｋｇの塩基性炭酸セリウムの乾燥粉末２（表１）を得た。
乾燥粉末２の粒度分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＦＲＡ）で測定した。また、乾燥粉末２の安息角、崩壊角をパウダーテスター（同上）で測定した。これらの測定結果を表１に示した。
【００１０】
（比較例１）
５００Ｌの反応釜に、０．３ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液を３００Ｌ入れて、９５℃に加熱した。別に８１９ｋｇの尿素を水に溶解した尿素水溶液５０Ｌを用意した。この時の尿素水溶液の濃度は７．８ｍｏｌ／Ｌで、尿素／セリウムのモル比は１３であった。
次に、反応温度を９５℃に維持しながら、攪拌している硝酸セリウム水溶液中に、尿素水溶液を３時間かけて添加し、塩基性炭酸セリウムの沈殿物（スラリー）を生成させた。尿素水溶液の添加終了後、さらに９５℃で２時間、攪拌熟成させた後、スラリーを冷却し、遠心分離器で固液分離して、固形部を水で洗浄した。その後、この固形部を１００℃で１６時間乾燥して、２１６．２ｋｇの塩基性炭酸セリウムの乾燥粉末３（表１）を得た。
乾燥粉末３の粒度分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＦＲＡ）で測定した。また、乾燥粉末３の安息角、崩壊角をパウダーテスター（同上）で測定した。これらの測定結果を表１に示した。
【００１１】
（比較例２）
尿素水溶液を硝酸セリウム水溶液に１時間で添加したこと以外は、実施例１と同じ条件で塩基性炭酸セリウムの乾燥粉末４（表１）を得た。
乾燥粉末４の粒度分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＦＲＡ）で測定した。また、乾燥粉末４の安息角、崩壊角をパウダーテスター（同上）で測定した。これらの測定結果を表１に示した。
【００１２】
【表１】
【００１３】
（評価）
表１からわかるように、本発明の方法によれば、安息角が５０度以下で、崩壊角が２０度以下を示す流動性に優れた塩基性炭酸セリウムが得られた。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、流動性に優れた塩基性炭酸セリウムが容易に得られ、産業上その利用価値は極めて高い。
本発明は、流動性に優れた塩基性炭酸セリウムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塩基性炭酸セリウムは、セリウム（ＩＩＩ）化合物の製造原料として広く使用されており、通常、セリウム（ＩＩＩ）塩水溶液に、炭酸アンモニウム水溶液を添加して沈殿物を生成させ、これを濾過・水洗・乾燥することにより製造している。
しかしながら、この方法で製造される炭酸セリウムは、粒径が１μｍ以下の微粉状あるいは粒径の大きな板状であったため流動性は極めて悪く、貯蔵容器から容易に取り出すことができなかった。
【０００３】
そこで、本発明はかかる問題点を解決し、流動性に優れた塩基性炭酸セリウムの製造方法を提供しようとするものである。
【０００４】
本発明者らは、上記課題を解決するために、粒径が大きく、かつシャープな粒度分布をもつ塩基性炭酸セリウムを尿素法で製造することにより、流動性を向上させた塩基性炭酸セリウムが得られることを見いだし、その製造法について種々検討した結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、反応温度を９０〜１００℃に保った状態で、濃度が０．０５〜０．２ｍｏｌ／Ｌのセリウム（ＩＩＩ）塩水溶液に、尿素水溶液を２〜８時間添加しながら攪拌して反応させることを特徴とする、安息角が５０度以下及び／又は崩壊角が２０度以下である塩基性炭酸セリウムの製造方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法は、まず、濃度が０．０５〜０．２ｍｏｌ／Ｌのセリウム（ＩＩＩ）塩水溶液を調製する。出発原料となるセリウム（ＩＩＩ）塩は、特に限定はなく、溶解度が０．２ｍｏｌ／Ｌ程度あるものであればよい。そして、このセリウム（ＩＩＩ）塩を水に溶解して、０．０５〜０．２ｍｏｌ／Ｌの濃度とする。この濃度が０．２ｍｏｌ／Ｌを超えると、得られる塩基性炭酸セリウムの粒径が小さくなり流動性が悪くなる。０．０５ｍｏｌ／Ｌ未満の場合は、粒径への影響は特にないが、生産性が低下する。
【０００６】
次に、上記水溶液を９０〜１００℃に加温し、その温度を保ちながら、攪拌下で尿素水溶液を２〜８時間添加する。ここで、反応温度が９０℃より低いと、尿素の分解速度が遅くなり、反応時間当たりの収率が低下する。また、１００℃を超えると、尿素の分解速度は向上するが、圧力容器を使用する必要が生じるのでコスト的に不利となる。
尿素の使用量は、尿素／セリウムのモル比を１０以上とすることが好ましく、１０未満では塩基性炭酸セリウムの収率が低下する。
尿素水溶液の濃度に特に限定はないが、あまり濃度が低いと尿素水溶液の量が多くなり、生産性を損なうので、５ｍｏｌ／Ｌ以上で飽和濃度以下にするのが好ましい。
また、尿素水溶液の添加時間を２時間未満にすると、得られる塩基性炭酸セリウムの粒径が小さくなる。一方、添加時間が８時間を超えると、粒径には影響しないが生産性の低下を招くので好ましくない。
このようにして得られた塩基性炭酸セリウムの沈殿物は、濾過・水洗した後、１００℃程度で乾燥することにより、安息角が５０度以下及び／又は崩壊角が２０度以下の流動性に優れた塩基性炭酸セリウムが得られる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施態様を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０００８】
（実施例１）
５００Ｌの反応釜に、０．１ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液を３００Ｌ入れて、９５℃に加熱した。別に２７３ｋｇの尿素を水に溶解した尿素水溶液５０Ｌを用意した。この時の尿素水溶液の濃度は７．８ｍｏｌ／Ｌで、尿素／セリウムのモル比は１３であった。
次に、反応温度を９５℃に維持しながら、攪拌している硝酸セリウム水溶液中に、尿素水溶液を３時間かけて添加し、塩基性炭酸セリウムの沈殿物（スラリー）を生成させた。尿素水溶液の添加終了後、さらに９５℃で２時間、攪拌熟成させた後、スラリーを冷却し、遠心分離器で固液分離して、固形部を水で洗浄した。その後、この固形部を１００℃で１６時間乾燥して、６７．８ｋｇの塩基性炭酸セリウムの乾燥粉末１（表１）を得た。
乾燥粉末１の粒度分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＦＲＡ）で測定した。また、乾燥粉末１の安息角、崩壊角をパウダーテスター（ホソカワミクロン社製、商品名）で測定した。これらの測定結果を表１に示した。
【０００９】
（実施例２）
５００Ｌの反応釜に、０．２ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液を３００Ｌ入れて、９５℃に加熱した。別に５４６ｋｇの尿素を水に溶解した尿素水溶液１００Ｌを用意した。この時の尿素水溶液の濃度は７．８ｍｏｌ／Ｌで、尿素／セリウムのモル比は１３であった。
次に、反応温度を９５℃に維持しながら、攪拌している硝酸セリウム水溶液中に、尿素水溶液を３時間かけて添加し、塩基性炭酸セリウムの沈殿物（スラリー）を生成させた。尿素水溶液の添加終了後、さらに９５℃で２時間、攪拌熟成させた後、スラリーを冷却し、遠心分離器で固液分離して、固形部を水で洗浄した。その後、この固形部を１００℃で１６時間乾燥して、１３４．０ｋｇの塩基性炭酸セリウムの乾燥粉末２（表１）を得た。
乾燥粉末２の粒度分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＦＲＡ）で測定した。また、乾燥粉末２の安息角、崩壊角をパウダーテスター（同上）で測定した。これらの測定結果を表１に示した。
【００１０】
（比較例１）
５００Ｌの反応釜に、０．３ｍｏｌ／Ｌの硝酸セリウム水溶液を３００Ｌ入れて、９５℃に加熱した。別に８１９ｋｇの尿素を水に溶解した尿素水溶液５０Ｌを用意した。この時の尿素水溶液の濃度は７．８ｍｏｌ／Ｌで、尿素／セリウムのモル比は１３であった。
次に、反応温度を９５℃に維持しながら、攪拌している硝酸セリウム水溶液中に、尿素水溶液を３時間かけて添加し、塩基性炭酸セリウムの沈殿物（スラリー）を生成させた。尿素水溶液の添加終了後、さらに９５℃で２時間、攪拌熟成させた後、スラリーを冷却し、遠心分離器で固液分離して、固形部を水で洗浄した。その後、この固形部を１００℃で１６時間乾燥して、２１６．２ｋｇの塩基性炭酸セリウムの乾燥粉末３（表１）を得た。
乾燥粉末３の粒度分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＦＲＡ）で測定した。また、乾燥粉末３の安息角、崩壊角をパウダーテスター（同上）で測定した。これらの測定結果を表１に示した。
【００１１】
（比較例２）
尿素水溶液を硝酸セリウム水溶液に１時間で添加したこと以外は、実施例１と同じ条件で塩基性炭酸セリウムの乾燥粉末４（表１）を得た。
乾燥粉末４の粒度分布を、レーザー回折式粒度分布測定装置（マイクロトラックＦＲＡ）で測定した。また、乾燥粉末４の安息角、崩壊角をパウダーテスター（同上）で測定した。これらの測定結果を表１に示した。
【００１２】
【表１】
（評価）
表１からわかるように、本発明の方法によれば、安息角が５０度以下で、崩壊角が２０度以下を示す流動性に優れた塩基性炭酸セリウムが得られた。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、流動性に優れた塩基性炭酸セリウムが容易に得られ、産業上その利用価値は極めて高い。
Claims (1)
- 反応温度を９０〜１００℃に保った状態で、濃度が０．０５〜０．２ｍｏｌ／Ｌのセリウム（ＩＩＩ）塩水溶液に、尿素水溶液を２〜８時間添加しながら攪拌して反応させることを特徴とする、安息角が５０度以下及び／又は崩壊角が２０度以下である塩基性炭酸セリウムの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP33229398A JP4160184B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 塩基性炭酸セリウムの製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33229398A JP4160184B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 塩基性炭酸セリウムの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4160184B2 true JP4160184B2 (ja) | 2008-10-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33229398A Expired - Fee Related JP4160184B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 塩基性炭酸セリウムの製造方法 |
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| KR100812052B1 (ko) * | 2005-11-14 | 2008-03-10 | 주식회사 엘지화학 | 탄산세륨 분말, 산화세륨 분말, 그 제조방법, 및 이를포함하는 ｃｍｐ 슬러리 |
| JP5259933B2 (ja) * | 2006-07-06 | 2013-08-07 | 三井金属鉱業株式会社 | セリウム系研摩材用原料およびセリウム系研摩材の製造方法並びにセリウム系研摩材 |
| JP5096751B2 (ja) | 2007-01-26 | 2012-12-12 | クラリアント触媒株式会社 | 物理的強度が改良されたアルキル芳香族化合物脱水素触媒およびその製造方法並びに脱水素化方法 |
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| CN102112398B (zh) * | 2008-07-29 | 2014-04-02 | 株式会社Lg化学 | 碳酸铈制备方法及氧化铈粉末制备方法 |
| CN113120943A (zh) * | 2019-12-30 | 2021-07-16 | 安集微电子科技（上海）股份有限公司 | 一种碱式碳酸铈的合成方法 |
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1998
- 1998-11-24 JP JP33229398A patent/JP4160184B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000159521A (ja) | 2000-06-13 |
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