一種制備低松裝密度稀土氧化物的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于特殊物理性能稀土氧化物粉體材料的制備【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種以稀土萃取分離的氯化液為原料，并采用微波外場輔助，制備低松裝密度稀土氧化物的方法。為了克服現(xiàn)有制備低松裝密度稀土氧化物方法存在的成本高、易污染稀土氧化物產(chǎn)品純度的缺點，提供了一種制備低松裝密度稀土氧化物的方法，包括步驟如下：（1）以稀土氯化物溶液為原料；（2）微波輔助、液相結(jié)晶，得到前驅(qū)體沉淀物；（3）在沉淀溫度下反應1~3h；（4）對沉淀物進行熱過濾、洗滌、干燥；（5）熱分解，得到產(chǎn)品。有益效果：達到了成本低、純度高、工藝簡單、操作方便、制備過程及產(chǎn)品質(zhì)量易于控制的制備低松裝密度稀土氧化物的效果；并且無需添加任何添加劑。
【專利說明】一種制備低松裝密度稀土氧化物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于特殊物理性能稀土氧化物粉體材料的制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種以稀土萃取分離的氯化液為原料，并采用微波外場輔助，制備低松裝密度稀土氧化物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]“稀土元素” 一般說來指元素周期表中III B族的鑭系元素與鈧、釔等17種元素總和，因钷為人工放射性元素，故不包含在其中。
[0003]該稀土氧化物REO 中的 RE 包括 La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、
Sc、或Y單一或一種以上的稀土元素。
[0004]在工業(yè)生產(chǎn)中，常采用稀土草酸鹽或碳酸鹽加熱分解轉(zhuǎn)化成為相應氧化物，其D50為3-5 μ m,比表面積一般難以超過10m2/g,其松裝密度一般都在1.0~1.5g/cm3,其形貌為不規(guī)則的片狀粉體。而一般制備低松裝密度的稀土氧化物形貌為絮狀或珊瑚狀，其制備過程為防止團聚需在稀土氧化物前驅(qū)體沉淀過程中添加活性劑、分散劑、模板劑等表面修飾劑，不但提高成本，更重要的是前驅(qū)體在熱分解過程中難以保證完全去除上述表面修飾劑，存在可能污染最終稀土氧化物產(chǎn)品純度的可能性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]( I)要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有制備低松裝密度稀土氧化物方法存在的成本高、易污染稀土氧化物產(chǎn)品純度的缺點，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、純度高、工藝簡單、操作方便、制備過程及產(chǎn)品質(zhì)量易于控制的制備低松裝密度稀土氧化物的方法。
[0006](2)技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了這樣一種制備低松裝密度稀土氧化物的方法，。
[0007](I)以稀土礦經(jīng)全萃取分離而得的稀土氯化物溶液為原料，濃度為0.2^1.0 mol/L ；
(2)將稀土萃取分離的氯化物溶液置于微波反應器中，在溫度為6(T85° C條件下，均勻滴加碳酸氫銨溶液，添加的碳酸氫銨(NH4HCO3)的濃度為0.5^1.5 mol/L，在添加的過程中，不斷攪拌，得到REO前驅(qū)體沉淀物；
(3)在沉淀溫度下，反應f3h;
(4)對沉淀物進行熱過濾、洗滌，在8(Tl20° C下干燥；
(5)將干燥后的前驅(qū)體于溫度60(T900° C進行熱分解，得到產(chǎn)品。
[0008]優(yōu)選地，在所述步驟(2)中，NH4HCO3溶液添加量為理論量的200~300%，即NH4HCO3(mol) / RE3+ (mol) =6^9 ；
優(yōu)選地，在所述步驟(2)中，所使用的微波功率為40(T800 W ；
優(yōu)選地，在所述步驟(4)中，所述的過濾為熱過濾，即反應完后立即過濾，不再陳化。[0009]工作原理:無。
[0010](3)有益效果
1.本發(fā)明制備稀土氧化物前驅(qū)體過程中采用微波外場輻射加熱，充分利用微波內(nèi)加熱及分子攪拌特性，液相沉淀過程除了必要的沉淀劑外，無需添加添加任何活性劑、分散齊?、模板劑等表面修飾劑，使得前驅(qū)體既避免了團聚現(xiàn)象，又避免了添加表面修飾劑存在污染稀土氧化物產(chǎn)品的可能性。
[0011]2.本發(fā)明制備的稀土氧化物粒度細、形貌規(guī)整，不但松裝密度低，而且由于減輕了機械夾雜的雜質(zhì)而純度高。
[0012]3.本發(fā)明的方法工藝簡單，操作方便，制備過程及產(chǎn)品質(zhì)量易于控制。
[0013]4.本發(fā)明直接以稀土萃取分離的稀土反萃液為原料，且無需添加表面修飾劑，成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的技術(shù)流程圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的方法制備的低松裝密度氧化釔的形貌采用高倍電子掃描電鏡進行分析顯示的照片。
[0016]圖3為本發(fā)明的方法制備的低松裝密度氧化鈰的形貌采用高倍電子掃描電鏡進行分析顯示的照片。
[0017]圖4為本發(fā)明的方法制備的低松裝密度氧化鑭的形貌采用高倍電子掃描電鏡進行分析顯示的照片。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0019]實施例1
取0.2 mol/L的氯化釔溶液40 ml倒入200ml反應容器中，而后將其放于微波輻射裝置中并打開磁力攪拌；待反應容器中達到設定溫度70° C后，另取1.5 mol/L碳酸氫銨溶液30ml，攪拌滴加到氯化釔溶液中進行沉淀，反應時間為90 min0過濾后用純水和無水乙醇洗滌濾餅，沉淀物在80° C條件下干燥。而后在馬弗爐中800 ° C條件下熱分解2 h，冷卻至室溫，得到氧化釔粉末，其松裝密度為0.18 g/cm3，比表面積為30.69 m2/g。所制備的低松裝密度氧化釔的形貌采用高倍電子掃描電鏡進行分析顯示的照片如圖2所示，得到的氧化釔為平均粒徑約為0.2 Mm的針狀亞微米級顆粒，形貌規(guī)整。
[0020]實施例2:
取0.5 mol/L的氯化鈰溶液30 ml倒入200 ml反應容器中，而后將其放于微波輻射裝置中，并打開磁力攪拌；待反應容器中達到設定溫度60 ° C后，另取0.3 mol/L的碳酸氫銨60 ml倒入反應容器中，攪拌滴加到氯化鈰溶液中進行沉淀，反應時間為60 min0過濾后用純水和無水乙醇洗滌濾餅，沉淀物在80 ° C條件下干燥。而后在馬弗爐中600 ° C條件下熱分解3h，冷卻至室溫，得到氧化鈰粉末，其松裝密度為0.31 g/cm3，比表面積為26.73 m2/g。所制備的低松裝密度氧化鈰的形貌采用高倍電子掃描電鏡進行分析顯示的照片如圖3所示，得到的氧化鈰為平均粒徑約為0.3 μ?的針狀亞微米級顆粒，形貌規(guī)整。[0021]實施例3:
取0.9 mol/L的氯化鑭溶液20 ml倒入200 ml反應容器中，而后將其放于微波輻射裝置中，并進行磁力攪拌；待反應容器中達到設定溫度85° C后，另取1.0 mol/L的碳酸氫銨溶液40 ml，攪拌滴加到氯化鑭溶液中進行沉淀，從而得到前驅(qū)體沉淀物，反應時間為180 min0而后對前驅(qū)體進行抽濾，并依次用蒸餾水和無水乙醇洗滌，得到的濾餅在烘箱中干燥。將干燥后的前驅(qū)體沉淀產(chǎn)物置于馬弗爐中，在900 ° C下鍛燒lh，冷卻至室溫，得到超細、平均粒徑約為0.4 Mm的氧化鑭(圖4)，其松裝密度為0.21 g/cm3，比表面積為16.50 m2/g。
[0022]綜上所述，本發(fā)明所采用的方法是:將稀土萃取分離的反萃液(氯化稀土溶液)置于反應容器中，在微波外場輔助作用下，設置一定的反應溫度，勻速滴加碳酸氫銨溶液，并均勻攪拌，得到稀土堿式鹽類沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥、熱分解，得到低松裝密度稀土氧化物。對利用上述方法制備的稀土氧化物的形貌采用高倍電子掃描電鏡進行分析顯示(如說明書附圖2，圖3，圖4):所得的氧化物為針狀亞微米級顆粒，粒徑為0.2、.5 ym,其形貌規(guī)整，完全不同于采用水浴加熱以草酸或碳酸氫銨作為沉淀劑所得到的稀土氧化物，無需添加任何活性劑、分散劑、模板劑等，因此既具有低松裝密度，同時免除了添加活性劑、分散劑、模板劑等修飾劑可能污染稀土氧化物的可能性。
[0023]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形、改進及替代，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā) 明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種制備低松裝密度稀土氧化物的方法，其特征在于: (1)以稀土礦經(jīng)全萃取分離而得的稀土氯化物溶液為原料，濃度為0.2^1.0 mol/L ； (2)將稀土萃取分離的氯化物溶液置于微波反應器中，在溫度為6(T85° C條件下，均勻滴加碳酸氫銨溶液，添加的碳酸氫銨(NH4HCO3)的濃度為0.5^1.5 mol/L，在添加的過程中，不斷攪拌，得到REO前驅(qū)體沉淀物； (3)在沉淀溫度下，反應f3h; (4)對沉淀物進行熱過濾、洗滌，在8(Tl20° C下干燥； (5)將干燥后的前驅(qū)體于溫度60(T900° C進行熱分解，得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備低松裝密度稀土氧化物的方法，其特征在于:在所述步驟(2)中，NH4HCO3溶液添加量為理論量的200~300%，即NH4HCO3 (moI) / RE3+ (moI)=6 ~9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備低松裝密度稀土氧化物的方法，其特征在于:在所述步驟(2)中，所使用的微波功率為400-800 W。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備低松裝密度稀土氧化物的方法，其特征在于:在所述步驟(4)中，所 述的過濾為熱過濾，即反應完后立即過濾，不再陳化。
【文檔編號】C01F17/00GK104003432SQ201410260046
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月12日
【發(fā)明者】曾青云, 王瑞祥, 常卿卿, 歐陽成, 帥庚未, 曾青全, 張勇 申請人:全南縣新資源稀土有限責任公司, 江西理工大學