一种制备低松装密度稀土氧化物的方法
【专利摘要】本发明属于特殊物理性能稀土氧化物粉体材料的制备【技术领域】,具体涉及一种以稀土萃取分离的氯化液为原料，并采用微波外场辅助，制备低松装密度稀土氧化物的方法。为了克服现有制备低松装密度稀土氧化物方法存在的成本高、易污染稀土氧化物产品纯度的缺点，提供了一种制备低松装密度稀土氧化物的方法，包括步骤如下：（1）以稀土氯化物溶液为原料；（2）微波辅助、液相结晶，得到前驱体沉淀物；（3）在沉淀温度下反应1~3h；（4）对沉淀物进行热过滤、洗涤、干燥；（5）热分解，得到产品。有益效果：达到了成本低、纯度高、工艺简单、操作方便、制备过程及产品质量易于控制的制备低松装密度稀土氧化物的效果；并且无需添加任何添加剂。
【专利说明】一种制备低松装密度稀土氧化物的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于特殊物理性能稀土氧化物粉体材料的制备【技术领域】，具体涉及一种以稀土萃取分离的氯化液为原料，并采用微波外场辅助，制备低松装密度稀土氧化物的方法。
【背景技术】
[0002]“稀土元素” 一般说来指元素周期表中III B族的镧系元素与钪、钇等17种元素总和，因钷为人工放射性元素，故不包含在其中。
[0003]该稀土氧化物REO 中的 RE 包括 La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、
Sc、或Y单一或一种以上的稀土元素。
[0004]在工业生产中，常采用稀土草酸盐或碳酸盐加热分解转化成为相应氧化物，其D50为3-5 μ m,比表面积一般难以超过10m2/g,其松装密度一般都在1.0~1.5g/cm3,其形貌为不规则的片状粉体。而一般制备低松装密度的稀土氧化物形貌为絮状或珊瑚状，其制备过程为防止团聚需在稀土氧化物前驱体沉淀过程中添加活性剂、分散剂、模板剂等表面修饰剂，不但提高成本，更重要的是前驱体在热分解过程中难以保证完全去除上述表面修饰剂，存在可能污染最终稀土氧化物产品纯度的可能性。
【发明内容】
[0005]( I)要解决的技术问题
本发明为了克服现有制备低松装密度稀土氧化物方法存在的成本高、易污染稀土氧化物产品纯度的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、纯度高、工艺简单、操作方便、制备过程及产品质量易于控制的制备低松装密度稀土氧化物的方法。
[0006](2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种制备低松装密度稀土氧化物的方法，。
[0007](I)以稀土矿经全萃取分离而得的稀土氯化物溶液为原料，浓度为0.2^1.0 mol/L ；
(2)将稀土萃取分离的氯化物溶液置于微波反应器中，在温度为6(T85° C条件下，均匀滴加碳酸氢铵溶液，添加的碳酸氢铵(NH4HCO3)的浓度为0.5^1.5 mol/L，在添加的过程中，不断搅拌，得到REO前驱体沉淀物；
(3)在沉淀温度下，反应f3h;
(4)对沉淀物进行热过滤、洗涤，在8(Tl20° C下干燥；
(5)将干燥后的前驱体于温度60(T900° C进行热分解，得到产品。
[0008]优选地，在所述步骤(2)中，NH4HCO3溶液添加量为理论量的200~300%，即NH4HCO3(mol) / RE3+ (mol) =6^9 ；
优选地，在所述步骤(2)中，所使用的微波功率为40(T800 W ；
优选地，在所述步骤(4)中，所述的过滤为热过滤，即反应完后立即过滤，不再陈化。[0009]工作原理:无。
[0010](3)有益效果
1.本发明制备稀土氧化物前驱体过程中采用微波外场辐射加热，充分利用微波内加热及分子搅拌特性，液相沉淀过程除了必要的沉淀剂外，无需添加添加任何活性剂、分散齐?、模板剂等表面修饰剂，使得前驱体既避免了团聚现象，又避免了添加表面修饰剂存在污染稀土氧化物产品的可能性。
[0011]2.本发明制备的稀土氧化物粒度细、形貌规整，不但松装密度低，而且由于减轻了机械夹杂的杂质而纯度高。
[0012]3.本发明的方法工艺简单，操作方便，制备过程及产品质量易于控制。
[0013]4.本发明直接以稀土萃取分离的稀土反萃液为原料，且无需添加表面修饰剂，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的技术流程图。
[0015]图2为本发明的方法制备的低松装密度氧化钇的形貌采用高倍电子扫描电镜进行分析显示的照片。
[0016]图3为本发明的方法制备的低松装密度氧化铈的形貌采用高倍电子扫描电镜进行分析显示的照片。
[0017]图4为本发明的方法制备的低松装密度氧化镧的形貌采用高倍电子扫描电镜进行分析显示的照片。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0019]实施例1
取0.2 mol/L的氯化钇溶液40 ml倒入200ml反应容器中，而后将其放于微波辐射装置中并打开磁力搅拌；待反应容器中达到设定温度70° C后，另取1.5 mol/L碳酸氢铵溶液30ml，搅拌滴加到氯化钇溶液中进行沉淀，反应时间为90 min0过滤后用纯水和无水乙醇洗涤滤饼，沉淀物在80° C条件下干燥。而后在马弗炉中800 ° C条件下热分解2 h，冷却至室温，得到氧化钇粉末，其松装密度为0.18 g/cm3，比表面积为30.69 m2/g。所制备的低松装密度氧化钇的形貌采用高倍电子扫描电镜进行分析显示的照片如图2所示，得到的氧化钇为平均粒径约为0.2 Mm的针状亚微米级颗粒，形貌规整。
[0020]实施例2:
取0.5 mol/L的氯化铈溶液30 ml倒入200 ml反应容器中，而后将其放于微波辐射装置中，并打开磁力搅拌；待反应容器中达到设定温度60 ° C后，另取0.3 mol/L的碳酸氢铵60 ml倒入反应容器中，搅拌滴加到氯化铈溶液中进行沉淀，反应时间为60 min0过滤后用纯水和无水乙醇洗涤滤饼，沉淀物在80 ° C条件下干燥。而后在马弗炉中600 ° C条件下热分解3h，冷却至室温，得到氧化铈粉末，其松装密度为0.31 g/cm3，比表面积为26.73 m2/g。所制备的低松装密度氧化铈的形貌采用高倍电子扫描电镜进行分析显示的照片如图3所示，得到的氧化铈为平均粒径约为0.3 μ?的针状亚微米级颗粒，形貌规整。[0021]实施例3:
取0.9 mol/L的氯化镧溶液20 ml倒入200 ml反应容器中，而后将其放于微波辐射装置中，并进行磁力搅拌；待反应容器中达到设定温度85° C后，另取1.0 mol/L的碳酸氢铵溶液40 ml，搅拌滴加到氯化镧溶液中进行沉淀，从而得到前驱体沉淀物，反应时间为180 min0而后对前驱体进行抽滤，并依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤，得到的滤饼在烘箱中干燥。将干燥后的前驱体沉淀产物置于马弗炉中，在900 ° C下锻烧lh，冷却至室温，得到超细、平均粒径约为0.4 Mm的氧化镧(图4)，其松装密度为0.21 g/cm3，比表面积为16.50 m2/g。
[0022]综上所述，本发明所采用的方法是:将稀土萃取分离的反萃液(氯化稀土溶液)置于反应容器中，在微波外场辅助作用下，设置一定的反应温度，匀速滴加碳酸氢铵溶液，并均匀搅拌，得到稀土碱式盐类沉淀，经过滤、洗涤、干燥、热分解，得到低松装密度稀土氧化物。对利用上述方法制备的稀土氧化物的形貌采用高倍电子扫描电镜进行分析显示(如说明书附图2，图3，图4):所得的氧化物为针状亚微米级颗粒，粒径为0.2、.5 ym,其形貌规整，完全不同于采用水浴加热以草酸或碳酸氢铵作为沉淀剂所得到的稀土氧化物，无需添加任何活性剂、分散剂、模板剂等，因此既具有低松装密度，同时免除了添加活性剂、分散剂、模板剂等修饰剂可能污染稀土氧化物的可能性。
[0023]以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发 明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种制备低松装密度稀土氧化物的方法，其特征在于: (1)以稀土矿经全萃取分离而得的稀土氯化物溶液为原料，浓度为0.2^1.0 mol/L ； (2)将稀土萃取分离的氯化物溶液置于微波反应器中，在温度为6(T85° C条件下，均匀滴加碳酸氢铵溶液，添加的碳酸氢铵(NH4HCO3)的浓度为0.5^1.5 mol/L，在添加的过程中，不断搅拌，得到REO前驱体沉淀物； (3)在沉淀温度下，反应f3h; (4)对沉淀物进行热过滤、洗涤，在8(Tl20° C下干燥； (5)将干燥后的前驱体于温度60(T900° C进行热分解，得到产品。
2.根据权利要求1所述的一种制备低松装密度稀土氧化物的方法，其特征在于:在所述步骤(2)中，NH4HCO3溶液添加量为理论量的200~300%，即NH4HCO3 (moI) / RE3+ (moI)=6 ~9。
3.根据权利要求1所述的一种制备低松装密度稀土氧化物的方法，其特征在于:在所述步骤(2)中，所使用的微波功率为400-800 W。
4.根据权利要求1所述的一种制备低松装密度稀土氧化物的方法，其特征在于:在所述步骤(4)中，所 述的过滤为热过滤，即反应完后立即过滤，不再陈化。
【文档编号】C01F17/00GK104003432SQ201410260046
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】曾青云, 王瑞祥, 常卿卿, 欧阳成, 帅庚未, 曾青全, 张勇 申请人:全南县新资源稀土有限责任公司, 江西理工大学