JPH0665609B2 - 蓚酸稀土類アンモニウム複塩の製造方法及びそれらの稀土類酸化物製造への利用 - Google Patents
蓚酸稀土類アンモニウム複塩の製造方法及びそれらの稀土類酸化物製造への利用Info
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Description
蓚酸複塩の製造方法及びそれらの稀土類酸化物を得るた
めの利用に関係する。
得るべき粒子サイズを有することを可能にする方法に関
係する。
の分野において多くの応用を見出しているが、現在、制
御された粒子サイズを有する有する製品の市場において
需要の増大が見られる。
一つは、文献、特に、NOUVEAU TRAITEDE CHIMIE MINERA
LE (New Treatise on Inorganic Chemistry)、 VII巻、
(1959)、p1007 Paul PASCAL著に十分に記載されている
が、水溶液の形態の稀土類塩の、蓚酸を用いた沈殿によ
り得られた稀土類蓚酸塩の500〜900℃における焼
成にある。しかしながら、そのような製造方法は、粗い
粒子サイズを有する稀土類酸化物へ導くだけである。
0940 w) により、微細な稀土類酸化物を製造すること、
特に、微細なイットリウム酸化物を蓚酸イットリウムア
ンモニウムの焼成によって製造することも又周知であ
り、それは、イットリウム塩の水溶液から出発し、イッ
トリウムをその水酸化物(イットリウム塩の水溶液とア
ンモニア溶液等の塩基性水溶液の反応により製造する)
の形態で沈殿させ、次いで、その結果生じた水酸化物ス
ラリーを蓚酸で処理し、最終的に、得られた沈殿を分離
し、洗い、そして750℃の温度で焼成することにあ
る。上記の方法は、JP53-095911-A において与えられた
記載によれば、微細な酸化イットリウムの生産へと導
く。その粒子の直径は、0.9〜4.5μmであり、そ
の結晶は丸い端を持つ小さな板の形を有する。
ズの分布の制御は、それらがこの方法の実施条件により
大いに影響を受けるので比較的困難である。
は、特に、狭い粒子サイズ分布を有する、制御可能な平
均結晶サイズの蓚酸稀土類アンモニウム複塩の製造方法
を提供することによりこれらの欠点を是正することであ
る。
ウムイオン及び蓚酸イオンと結合した一つ以上の稀土類
元素を含み、焼成の後に単一又は混合酸化物を生成する
ことの出来る化合物を意味すると理解されるべきであ
る。
る原子番号57〜71(一切を含む)を有する元素、並
びに原子番号39を有するイットリウムを意味すると理
解されるべきである。
発明は、蓚酸稀土類アンモニウムの製造方法を提供する
が、それは下記を含む:水性媒質中で、溶液状態で蓚酸
イオンを遊離することの出来る少なくとも一種の化合物
を、少なくとも一種の水溶性稀土類化合物及び一種のア
ンモニウム塩と混合し、得られた沈殿を分離し、そし
て、適宜それを乾燥する。
ム塩は硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム及び酢酸ア
ンモニウムから選択する。
明の好ましい化合物である)等のアンモニウム塩の利用
は、上述の以前の方法におけるような稀土類水酸化物の
先の沈殿を伴わずに直ちに沈殿するので、蓚酸複塩の沈
殿のより良い制御を可能にする。この直接の沈殿は、沈
殿した蓚酸複塩の粒子サイズ及び広がった微結晶サイズ
を制御することを可能にする。
このアンモニウム塩及び稀土類化合物を水性媒質中で混
合して第一の溶液を形成する。
ンを遊離することの出来る化合物を第一の溶液に加え
る。
酸複塩の微結晶のサイズ並びにそれらの粒子サイズの分
布を改変することが出来る。
は、結晶化した又は溶液状態の蓚酸、結晶化した又は溶
液状態のアルカリ金属蓚酸塩、又は類似物から選択する
のが有利である。
固体形態での添加は、小さいサイズ(例えば、1〜4μ
mのオーダー)の微結晶の沈殿を得ることを可能にする
が、他方、水溶液の形態のこの化合物(それにより第二
の溶液を形成している)の添加は、大きい微結晶を得る
ことを可能にする。
モニウム塩及び稀土類化合物を含む第一の溶液を、蓚酸
イオンを遊離することの出来る化合物を含む第二の溶液
に加える。
土類化合物及びアンモニウム塩は、溶液の形態又は結晶
の形態で加えることが出来る。これらの化合物は、固体
混合物の又は共通溶液の何れかの形態において、又は別
々の形態において加えることが出来るが、それらは、そ
れから、好ましくは、同時に第二の溶液に加えるべきで
ある。
えば、硝酸塩、塩化物及び硫酸塩、又は稀土類塩の混合
物を挙げることが出来るが、硝酸塩がこの発明の好まし
い化合物である。
ム、硝酸ユーロピウム、硝酸ランタン、硝酸ネオジム、
硝酸ジスプロシウム、硝酸セリウム、硝酸ガドリニウ
ム、硝酸テルビウム、又はそれらの混合物が好ましい。
に生じる稀土類塩を含む水溶液を用いることは可能であ
る。
に適合しているが、それはイットリウム稀土類に一層適
している。
り、原子番号に従ってネオジムまで至る軽い稀土類元素
を意味し、“イットリウム稀土類”は、原子番号に従っ
て、サマリウムから始まりルテシウムに終わる重い稀土
類元素(イットリウムを含む)を表すということは理解
される。
の完了時におけるC2 O4 = /RE及びNH4 +/REモ
ル比は、2より、好ましくは、2.5より小さくない。
びNH4 +イオンの濃度は重要でなく、広い範囲内で変化
し得る。
に異なる溶液中の稀土類及びアンモニウムイオンの濃度
及び第一及び第二の溶液の体積(並びに、添加した結晶
化生成物の質量)は、最終反応媒質において、蓚酸イオ
ンの稀土類((C2 O4 )=/RE)に対する2より、
都合よくは、2.5より小さくないモル比を得るよう
に、そしてアンモニウムの稀土類(NH4 +/RE)に対
する比が2より、好ましくは、2.5より小さくならな
いように決定する。
とについて全く臨界的でない。それにもかかわらず、異
なる溶液の混合比又は結晶化生成物の溶液への導入比、
温度、及び混合物の攪拌の制御は、沈殿した蓚酸複塩の
形態を改変し、制御することを可能にする。
度の上昇に伴って増加するので、沈殿収量に影響を持
つ。
0〜90℃、好ましくは、35〜70℃の温度において
行なう。
分離は、沈殿の完了後、約5分〜2時間で行なう。この
期間の間、反応媒質は、攪拌を続けても又は続けなくて
も良い。
一般に、沈殿の熟成のステップと呼ばれる。
濾過、遠心分離、デカンテーション等の任意の固体/液
体分離法により分離する。それは又、例えば、可溶性の
塩を除去するために、1回以上の洗浄にかけることが出
来る。
かった水を蒸発させるために、例えば、50〜100℃
での熱処理によるか又は減圧下での乾燥により乾燥を受
けることが出来る。
する蓚酸稀土類アンモニウム複塩、並びに結晶の非常に
狭い粒子サイズ分布を得ることを可能にする。
サイズであり、小さい板の形を有する。
用の一つは、これらの蓚酸塩の熱分解により得られる稀
土類酸化物の生産である。
形態及び粒子サイズは、一般に、先駆物質として利用さ
れる前記の蓚酸複塩のそれに類似している。しかしなが
ら、蓚酸複塩の熱処理の条件によって、この酸化物の粒
子サイズは、蓚酸塩のそれと僅かに異なり得る。
1200℃、都合良くは、800〜1000℃の温度に
おいて行なう。
検査により決定する。一つの指針として、焼成時間は、
約30分〜6時間で変化し得る。
説明するが、専ら、指針としてである。
を2M硝酸アンモニウム溶液と混合してNH4 +/Y比=
5を得る。この溶液を45℃に加熱する。結晶化した蓚
酸85gを加え、(C2 O4 )= /Y比=2.5とす
る。この沈殿を、次いで、濾過により回収し、水で洗
う。洗った沈殿を100℃で乾燥し、次いで、X線分析
にかけてその蓚酸イットリウムアンモニウム複塩の構造
を確認する。この塩を900℃1時間の焼成により酸化
物に変換する。CILAS 粒度計により行なわれた粒子サイ
ズ分析は、この酸化物が平均粒子直径2.55μmを有
し、粒子サイズの分散因子σ/mは0.53であること
を示している。この因子σ/mは下記の式により計算さ
れる。 σ/m=(φ84−φ16)/2φ50 (式中、φ84:粒子の84%がφ84を越えない直径を有
する直径を表す。 φ16:粒子の16%がφ16を越えない直径を有する直径
を表す。) φ50:平均粒子直径を表す。
硝酸アンモニウムを含む溶液(NH4 +/Y=3.90)
を調製する。この溶液に、45℃にした後に、C2 O4 =
/Y比=2を得るように、蓚酸の1M溶液を加える。反
応媒質を、次いで、30分間攪拌する。濾過し、水で洗
った後、沈殿を100℃で乾燥し、次いで、900℃で
焼成してイットリウム酸化物に変換する。この酸化物の
粒子サイズ分析は、それが、13.6μmに等しい平均
直径φ50及び0.51に等しいσ/mを有することを示
している。この酸化物の結晶を一つの図に示す(倍率6
000倍)。
熱する。この溶液に、硝酸アンモニウム及び硝酸イット
リウムを含む第二の溶液を加えて反応媒質において下記
の比を得る。 C2 O4 =/Y =2.5 NH4 +/Y =4.96 この混合物を1時間攪拌し、次いで、沈殿を濾過し、水
で洗う。100℃で乾燥した後、この蓚酸複塩を1時間
900℃で焼成する。粒子サイズ分析は、それが、4.
06μmに等しいφ50及びσ/m=0.48を有するこ
とを示している。
の比を得るように、硝酸イットリウムの溶液及び硝酸ア
ンモニウムの溶液を同時に加える。 C2 O4 =/Y =2.5 NH4 +/Y =5.15 この混合物を1時間攪拌する。沈殿を、次いで、濾過
し、水で洗い、その後、前述の実施例におけるように、
乾燥して焼成する。こうして得た酸化物は、3μmに等
しい平均粒子直径及び0.6に等しいσ/mを有する。
モニウムの溶液代わりに、塩化イットリウム及び塩化ア
ンモニウムの溶液を用いる。反応媒質中の分子種の比
は、 C2 O4 =/Y =2.54 NH4 +/Y =3.26 である。前述の実施例において記載した方法により回収
した沈殿の焼成により得られたイットリウム酸化物は、
3.5μmに等しい平均粒子直径及びσ/m=0.56
を有している。
である(倍率6000倍)。
Claims (9)
- 【請求項1】 水性媒質中で、蓚酸イオンを溶液状態で
遊離することの出来る少なくとも1種の化合物を少なく
とも1種の水溶性稀土類化合物及び1種のアンモニウム
塩と混合し、 得られた沈殿を分離し、そして 適宜、それを乾燥させる ことを特徴とする、蓚酸稀土類アンモニウム複塩の製造
方法。 - 【請求項2】 アンモニウム塩及び稀土類化合物を水性
媒質中で混合して第一の溶液を形成することを特徴とす
る、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 溶液状態で蓚酸イオンを遊離することの
出来る化合物を第一の溶液に加えることを特徴とする、
請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 蓚酸イオンを遊離することの出来る化合
物を水に溶解させて第二の溶液を形成し、第一の溶液に
前記の第二の溶液を加えることを特徴とする請求項1〜
2の内の1つに記載の方法。 - 【請求項5】 沈殿の完了時におけるC2O4 =/RE
及びNH4 +/REモル比が、2より、好ましくは2.
5より少なくないことを特徴とする、前掲の請求項の内
の1つに記載の方法。 - 【請求項6】 沈殿を30〜90℃、好ましくは35〜
70℃の温度において行なうことを特徴とする、前掲の
請求項の内の1つに記載の方法。 - 【請求項7】 沈殿の完了後、5分〜2時間にわたって
沈殿の分離を行なうことを特徴とする、前掲の請求項の
内の1つに記載の方法。 - 【請求項8】 適宜乾燥した後に、前掲の請求項の内の
1つによって得た蓚酸稀土類アンモニウム複塩を焼成す
ることからなることを特徴とする、稀土類酸化物の製造
方法。 - 【請求項9】 焼成温度が、600〜1200℃、好ま
しくは800〜1000℃であることを特徴とする、請
求項8に記載の方法。
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