一种大粒度高松装比重稀土氧化物的制备方法转让专利
申请号 : CN200610114589.3
文献号 : CN101186327B
文献日 : 2010-10-20
发明人 : 王嵩龄 , 贾江涛 , 廖春生 , 吴声 , 严纯华
申请人 : 北京方正稀土科技研究所有限公司 , 北京大学 , 北大方正集团有限公司
摘要 :
一种大粒度高松装比重稀土氧化物的制备方法。此氧化物为含有La2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、Y2O3、Sc2O3这16种稀土元素中的一种以上的稀土氧化物或部分含有这些氧化物的复合稀土氧化物。其制备方法为向稀土草酸盐中加入强酸淋洗或浸泡，也可同时加入0.5～10wt％的草酸，强酸优选硝酸，经高温煅烧而成。这种稀土氧化物的粒度在10μm以上，松装比重大于1.0g/cm3。
权利要求 :
1.一种制备大粒度高松装比重的稀土氧化物的方法，其特征在于：所述的稀土氧化物指含有La2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、Y2O3、Sc2O3这16种稀土氧化物中的一种以上的稀土氧化物，或部分含有这些氧化物的复合稀土氧化物，粒度在10μm以上，松装比重大于1.0g/cm3，该方法包括以下步骤：步骤1、向含有上述稀土元素的盐溶液中加入草酸沉淀，得到稀土草酸盐；
步骤2、稀土草酸盐洗涤过滤抽干；
步骤3、用强酸浸泡或淋洗稀土草酸盐，该酸浓度为1～15mol/L，温度为15～95℃，浸泡时间大于1小时，所加酸溶液重量为稀土草酸盐重量的10wt％以上；
步骤4、高温灼烧成氧化物，灼烧温度为600～1200℃之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)所述的强酸是盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中的强酸溶液同时加少量草酸，此混酸溶液中草酸浓度为0.5～10wt％。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种金属氧化物的制备方法，特别涉及一种大粒度高松装比重的稀土金属氧化物的制备方法。
背景技术
近年来，稀土应用已由传统的电子、冶金、化工、陶瓷等领域渗透到国民经济的各个领域，由原来的化学性质应用，延伸到物理性能的开发应用。高科技领域对稀土的纯度及物理指标要求较高，特别是粒度、比重等要求越来越严格。如抛光磨料要求大粒度，尾气净化要求小粒度大比表面，玻璃行业要求大比重等，对稀土氧化物的物理指标进行控制也越来越重要。
在已有技术中，对于纳米氧化物的制备研究较多，如中国专利CN1389403A、CN 1159226C等，但对于大粒度大比重的控制研究很少。专利CN1629074A中介绍的大颗粒稀土氧化物的制备方法是通过沉淀过程的控制得到15μm以上的颗粒，此方法控制要求精细，难于掌握。还有就是如中国稀土学报2002年第20卷报道《灼烧时间对稀土氧化物粒度、比表面积和形貌的影响》的文章，通过灼烧的手段来增大粒度，但此方法对于粒度和比重的增加有限，控制范围太窄。
在已有技术中，对于纳米氧化物的制备研究较多，如中国专利CN1389403A、CN 1159226C等，但对于大粒度大比重的控制研究很少。专利CN1629074A中介绍的大颗粒稀土氧化物的制备方法是通过沉淀过程的控制得到15μm以上的颗粒，此方法控制要求精细，难于掌握。还有就是如中国稀土学报2002年第20卷报道《灼烧时间对稀土氧化物粒度、比表面积和形貌的影响》的文章，通过灼烧的手段来增大粒度，但此方法对于粒度和比重的增加有限，控制范围太窄。
发明内容
本发明的目的是提供一种粒度在10μm以上，松装比重大于1.0g/cm3的稀土氧化物及其制造方法。
本发明提到的大粒度高松装比重的稀土氧化物，所述的稀土氧化物指含有La2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、Y2O3、Sc2O3这16种稀土氧化物中的一种以上的稀土氧化物或部分含有这些氧化物的复合稀土氧化物，如氧化铈锆、氧化钇锆等。
本发明还提供一种大粒度高松装比重的稀土金属氧化物的制备方法，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
步骤1、向含有上述16种稀土元素的盐溶液中加入草酸沉淀，得到稀土草酸盐；
步骤2、稀土草酸盐洗涤过滤抽干；
步骤3、用强酸浸泡或淋洗稀土草酸盐，强酸可以是盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸中的一种以上，优选硝酸，步骤3中的酸浓度为1～15mol/L，温度为15～95℃，浸泡时间大于1小时，所加酸溶液重量为稀土草酸盐重量的10wt％以上；
步骤4、高温灼烧成氧化物，灼烧温度为600～1200℃之间。
在本发明方法中，也可以加少量草酸到步骤(3)的酸溶液中，此混酸溶液中草酸浓度为0.5～10wt％，混酸的效果优于硝酸单独作用的结果。
本发明具有如下优点：
1、稀土氧化物收率高，损失很小；
2、本发明的生产方法简便易行，没有过滤沉降等步骤，具有产量大、工艺简单、易操作的特点；
3、本发明生产的稀土氧化物与普通草酸盐直接灼烧的氧化物比较，粒度增大1倍以上，松装比重增大50％以上；
4、本发明的稀土氧化物粒度在10μm以上，松装比重大于1.0g/cm3，可以应用在陶瓷、抛光和玻璃等行业。
本发明提到的大粒度高松装比重的稀土氧化物，所述的稀土氧化物指含有La2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2O3、Y2O3、Sc2O3这16种稀土氧化物中的一种以上的稀土氧化物或部分含有这些氧化物的复合稀土氧化物，如氧化铈锆、氧化钇锆等。
本发明还提供一种大粒度高松装比重的稀土金属氧化物的制备方法，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
步骤1、向含有上述16种稀土元素的盐溶液中加入草酸沉淀，得到稀土草酸盐；
步骤2、稀土草酸盐洗涤过滤抽干；
步骤3、用强酸浸泡或淋洗稀土草酸盐，强酸可以是盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸中的一种以上，优选硝酸，步骤3中的酸浓度为1～15mol/L，温度为15～95℃，浸泡时间大于1小时，所加酸溶液重量为稀土草酸盐重量的10wt％以上；
步骤4、高温灼烧成氧化物，灼烧温度为600～1200℃之间。
在本发明方法中，也可以加少量草酸到步骤(3)的酸溶液中，此混酸溶液中草酸浓度为0.5～10wt％，混酸的效果优于硝酸单独作用的结果。
本发明具有如下优点：
1、稀土氧化物收率高，损失很小；
2、本发明的生产方法简便易行，没有过滤沉降等步骤，具有产量大、工艺简单、易操作的特点；
3、本发明生产的稀土氧化物与普通草酸盐直接灼烧的氧化物比较，粒度增大1倍以上，松装比重增大50％以上；
4、本发明的稀土氧化物粒度在10μm以上，松装比重大于1.0g/cm3，可以应用在陶瓷、抛光和玻璃等行业。
具体实施方式
为便于说明，本发明用以下非限制性的实施例进行描述。
实施例一：
氯化铈草酸沉淀洗涤，取3g草酸铈用10ml 3mol/L的硝酸淋洗，900℃灼烧2hr，氧化铈粒度提高到15μm，而由草酸铈直接灼烧的仅4.7μm。
实施例二：
硝酸铈草酸溶液高温沉淀洗涤，取5g草酸铈用10ml 5mol/L硝酸、5wt％草酸的混酸溶液淋洗，900℃灼烧4hr，氧化铈粒度提高到26μm，松装比重1.9g/cm3。
实施例三：
5g草酸镨用10ml 5mol/L硝酸、1wt％草酸的混酸溶液淋洗，1100℃灼烧2hr，氧化镨粒度提高到25μm，松装比重1.7g/cm3。
实施例四：
5g草酸钆用5ml 6mol/L硝酸、1wt％草酸的混酸溶液于85℃水浴中浸泡8小时，900℃灼烧4hr，氧化钆粒度提高到31μm，松装比重1.8g/cm3。
实施例五：
10g草酸钇用10ml 7mol/L硝酸、3wt％草酸的混酸溶液于常温中浸泡72小时，1000℃灼烧4hr，氧化钇粒度提高到32μm，松装比重1.4g/cm3。
本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。
实施例一：
氯化铈草酸沉淀洗涤，取3g草酸铈用10ml 3mol/L的硝酸淋洗，900℃灼烧2hr，氧化铈粒度提高到15μm，而由草酸铈直接灼烧的仅4.7μm。
实施例二：
硝酸铈草酸溶液高温沉淀洗涤，取5g草酸铈用10ml 5mol/L硝酸、5wt％草酸的混酸溶液淋洗，900℃灼烧4hr，氧化铈粒度提高到26μm，松装比重1.9g/cm3。
实施例三：
5g草酸镨用10ml 5mol/L硝酸、1wt％草酸的混酸溶液淋洗，1100℃灼烧2hr，氧化镨粒度提高到25μm，松装比重1.7g/cm3。
实施例四：
5g草酸钆用5ml 6mol/L硝酸、1wt％草酸的混酸溶液于85℃水浴中浸泡8小时，900℃灼烧4hr，氧化钆粒度提高到31μm，松装比重1.8g/cm3。
实施例五：
10g草酸钇用10ml 7mol/L硝酸、3wt％草酸的混酸溶液于常温中浸泡72小时，1000℃灼烧4hr，氧化钇粒度提高到32μm，松装比重1.4g/cm3。
本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。