專利名稱：高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土氧化物或一種稀土碳酸鹽，具體涉及一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法。屬于無(wú)機(jī)材料領(lǐng)域中的稀土新材料部分。
背景技術(shù)：
稀土在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著極其重要的作用，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的維生素”，稀土材料廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域。
作為電腦、手機(jī)、智能終端中必不可少的部件，稀土陶瓷電容的需求量日益增長(zhǎng)，但由于電子產(chǎn)品的特殊應(yīng)用環(huán)境，其對(duì)原料稀土的要求非常高，除去純度、配分、粒度等指標(biāo)苛刻外，稀土產(chǎn)品粉末必須有較高的振實(shí)密度和一定的粒度要求。如MICC電子陶瓷材料，其生產(chǎn)原料釹系列產(chǎn)品如氧化釹，碳酸釹加鐠，氧化釹加鐠等的振實(shí)密度要達(dá)到1.8g/cm3以上。采用常規(guī)方法生產(chǎn)的釹系列產(chǎn)品，振實(shí)密度的數(shù)值較小，僅能達(dá)到1.2g/cm3左右。目前通常的用來(lái)提高產(chǎn)品振實(shí)密度的方法是高溫煅燒、高壓碾細(xì)等技術(shù)手段，但其所得產(chǎn)品的振實(shí)密度也僅能達(dá)到1.5g/cm3左右，并且以上手段會(huì)使產(chǎn)品的微觀狀態(tài)受到破壞，粒度均勻性變差，導(dǎo)致產(chǎn)品的過(guò)篩性能不好，300目過(guò)篩條件下，通過(guò)率只有20％左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種振實(shí)密度較大，并且粒度分布情況優(yōu)良的高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于該法包括以下工藝步驟(1)、用鹽酸、硝酸、硫酸或醋酸溶解稀土氧化物，形成濃度為0.1～2Mol/l的稀土氯化物或硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽溶液；(2)、攪拌上述制備的稀土氯化物或硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽溶液，在攪拌時(shí)以5～30ml/分鐘的速度加入重量百分比濃度為10～30％的沉淀劑溶液，沉淀劑為草酸、草酸銨、碳酸氫銨或碳酸鈉的一種，加入過(guò)程保持勻速，沉淀劑的加入量為所溶解稀土氧化物重量的1.6～2.5倍；以形成稀土草酸鹽或碳酸鹽沉淀；在沉淀過(guò)程中保持體系的溫度在80～110℃；(3)、沉淀結(jié)束后，保持溫度50±10℃，將沉淀產(chǎn)物陳化5～10小時(shí)；(4)、陳化結(jié)束后，將產(chǎn)物水洗至PH值至5.0～6.5；再經(jīng)離心脫水，最好再將脫水后的產(chǎn)物置于烘箱中，在80～100℃溫度下進(jìn)行2小時(shí)以上的干燥處理；(5)、當(dāng)以草酸或草酸銨為沉淀劑，或以碳酸氫銨或碳酸鈉為沉淀劑且所需產(chǎn)物為稀土氧化物時(shí)，則將干燥后的產(chǎn)物在800～1100℃下煅燒20～60分鐘，得到稀土氧化物；(6)、將(5)所得稀土氧化物或(4)所得稀土碳酸鹽冷卻后，進(jìn)行過(guò)篩即得高振實(shí)密度稀土產(chǎn)品。
本發(fā)明所述稀土氧化物/碳酸鹽中的稀土包括La，Ce，Pr，Nd，Sm，Tm，Yb，Lu中的一種或一種以上的稀土元素。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的操作比較簡(jiǎn)單，避免了復(fù)雜的后處理過(guò)程，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化條件下的工業(yè)生產(chǎn)；所得稀土產(chǎn)品具有普通產(chǎn)品難以達(dá)到的振實(shí)密度，振實(shí)密度可以達(dá)到2.0g/cm3以上。由于本技術(shù)采用了較高的反應(yīng)溫度，且沉淀劑濃度較高，使得反應(yīng)中生成的稀土草酸鹽或碳酸鹽沉淀會(huì)形成緊密的團(tuán)聚體，顆粒之間的縫隙被較好地填充，因此產(chǎn)物的振實(shí)密度變大；而在加料過(guò)程中嚴(yán)格控制勻速，又可使顆粒粒徑分布良好，300目過(guò)篩時(shí)通過(guò)率可達(dá)到90％以上，完全滿足電子陶瓷對(duì)稀土產(chǎn)品的要求；如高振實(shí)密度釹系列產(chǎn)品制作的MICC電子陶瓷，電容值提高，使用壽命延長(zhǎng)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1制備稀土碳酸鹽以鹽酸溶解氧化釹20g，氧化鐠1g，所得氯化釹鐠溶液濃度為1.0Mol/l；稱取碳酸氫銨42克，溶于200ml去離子水中，配制成氯化釹鐠溶液，將氯化釹鐠溶液加熱至95℃，在180轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下，緩緩注入碳酸氫銨溶液，由自動(dòng)控制系統(tǒng)保持加料速度在10ml/分鐘，加料完畢后，在50℃下對(duì)所得沉淀物進(jìn)行8小時(shí)陳化；陳化完畢后，將產(chǎn)物以去離子水洗至PH值至6.0，再經(jīng)離心脫水后，置于80℃烘箱中進(jìn)行3小時(shí)干燥烘干處理；過(guò)篩后即得高振實(shí)密度稀土碳酸鹽。產(chǎn)品的振實(shí)密度為2.25g/cm3。
實(shí)施例2制備稀土氧化物以鹽酸溶解氧化釹20g，氧化鐠1g，所得氯化釹鐠溶液濃度為2.0Mol/l；稱取草酸38克，溶于300ml去離子水中，將氯化釹鐠溶液加熱至100℃，在100轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下，緩緩注入草酸溶液，由自動(dòng)控制系統(tǒng)保持加料速度在5ml/分鐘，加料完畢后，在50℃下對(duì)所得沉淀物進(jìn)行5小時(shí)陳化；陳化完畢后，將產(chǎn)物以去離子水洗至PH值至5.0，再經(jīng)離心脫水后，置于100℃烘箱中進(jìn)行4小時(shí)干燥烘干處理；后在馬弗爐內(nèi)以950℃灼燒40分鐘，過(guò)篩后即得高振實(shí)密度稀土氧化物。稀土氧化物的振實(shí)密度為2.01g/cm3。
實(shí)施例3制備稀土氧化物以硝酸溶解氧化釤20g，所得硝酸釤溶液濃度為0.1Mol/l；稱取碳酸鈉32g，溶解于300ml去離子水中；將硝酸釤溶液加熱至105℃，在300轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下，緩緩注入碳酸鈉溶液，由自動(dòng)控制系統(tǒng)保持加料速度在15ml/分鐘，加料完畢后，在50℃下對(duì)所得沉淀物進(jìn)行10小時(shí)陳化；陳化完畢后，將產(chǎn)物以去離子水洗至PH值至6.5，離心脫水后，置于90℃烘箱中進(jìn)行5小時(shí)干燥烘干處理；后在馬弗爐內(nèi)以1000℃灼燒60分鐘，過(guò)篩后即得高振實(shí)密度稀土氧化物。稀土氧化物的振實(shí)密度為2.13g/cm3。
實(shí)施例4制備稀土碳酸鹽以硝酸溶解氧化镥20g，所得硝酸镥溶液濃度為1.5Mol/l；稱取草酸銨40克，溶于200ml去離子水中，將草酸銨溶液加熱至100℃，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下，緩緩注入草酸銨溶液，由自動(dòng)控制系統(tǒng)保持加料速度在15ml/分鐘，加料完畢后，在50℃下對(duì)所得沉淀物進(jìn)行8小時(shí)陳化；陳化完畢后，將產(chǎn)物以去離子水洗至PH值至6.0，再經(jīng)離心脫水后，置于95℃烘箱中進(jìn)行3小時(shí)干燥烘干處理；后在馬弗爐內(nèi)以1100℃灼燒60分鐘，過(guò)篩后即得高振實(shí)密度稀土氧化物。稀土氧化物的振實(shí)密度為2.35g/cm3。
實(shí)施例5制備稀土碳酸鹽以醋酸溶解氧化鑭20g，所得醋酸鑭溶液濃度為1.0Mol/l；稱取碳酸氫銨45克，溶于300ml去離子水中，將碳酸氫銨溶液加熱至100℃，在250轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下，緩緩注入碳酸氫銨溶液，由自動(dòng)控制系統(tǒng)保持加料速度在20ml/分鐘，加料完畢后，在50℃下對(duì)所得沉淀物進(jìn)行8小時(shí)陳化；陳化完畢后，將產(chǎn)物以去離子水洗至PH值至6.0，再經(jīng)離心脫水后過(guò)篩即得高振實(shí)密度稀土碳酸鹽。稀土氧化物的振實(shí)密度為2.18g/cm3。
權(quán)利要求
1.一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于該法包括以下工藝步驟(1)、用鹽酸、硝酸、硫酸或醋酸溶解稀土氧化物，形成濃度為0.1～2Mol/1的稀土氯化物或硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽溶液；(2)、攪拌上述制備的稀土氯化物或硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽溶液，在攪拌時(shí)通過(guò)自動(dòng)控制加料管道以5～30ml/分鐘的速度加入重量百分比濃度為10～30％的沉淀劑溶液，沉淀劑為草酸、草酸銨、碳酸氫銨或碳酸鈉的一種，加入過(guò)程保持勻速，沉淀劑的加入量為所溶解稀土氧化物重量的1.6～2.5倍；以形成稀土草酸鹽或碳酸鹽沉淀；在沉淀過(guò)程中保持體系的溫度在80～110℃；(3)、沉淀結(jié)束后，保持溫度50±10℃，將沉淀產(chǎn)物陳化5～10小時(shí)；(4)、陳化結(jié)束后，將產(chǎn)物水洗至PH值至5.0～6.5；再經(jīng)離心脫水和干燥處理；(5)、當(dāng)以草酸或草酸銨為沉淀劑，或以碳酸氫銨或碳酸鈉為沉淀劑且所需產(chǎn)物為稀土氧化物時(shí)，則將干燥后的產(chǎn)物在800～1100℃下煅燒20～60分鐘，得到稀土氧化物；(6)、將(5)所得稀土氧化物或(4)所得稀土碳酸鹽冷卻后，進(jìn)行過(guò)篩即得高振實(shí)密度稀土產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于步驟(1)所述稀土氯化物或硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽溶液的濃度為0.1～1Mol/l、1～1.5Mol/l或1.5～2Mol/l。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于步驟(2)所述攪拌速度為100～300轉(zhuǎn)/分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于步驟(2)所述沉淀劑溶液加料管道的加料速度為5～10ml/分鐘、10～15ml/分鐘、15～25ml/分鐘或25～30ml/分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于步驟(2)所述在沉淀過(guò)程中保持體系的溫度在80～95℃、95～100℃或100～110℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于步驟(4)經(jīng)離心脫水，再將脫水后的產(chǎn)物置于烘箱中，在80～100℃溫度下進(jìn)行2小時(shí)以上的干燥處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于步驟(5)所述煅燒溫度為800～950℃或950～1100℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于步驟(5)所述煅燒時(shí)間為20～40分鐘或40～60分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8其中之一所述的一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，其特征在于所述稀土氧化物/碳酸鹽中的稀土包括La，Ce，Pr，Nd，Sm，Tm，Yb，Lu中的一種或一種以上的稀土元素。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高振實(shí)密度稀土氧化物/碳酸鹽的制備方法，包括以下步驟(1)用鹽酸、硝酸、硫酸或醋酸溶解稀土氧化物；(2)攪拌上述稀土氯化物或硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽溶液；在攪拌時(shí)以5～30ml/分鐘的速度緩慢加入10～30％的沉淀劑溶液，沉淀劑為草酸、草酸銨、碳酸氫銨或碳酸鈉的一種；以形成稀土草酸鹽或碳酸鹽沉淀；(3)將沉淀產(chǎn)物陳化5～10小時(shí)；(4)將產(chǎn)物水洗至pH值至5.0～6.5；(5)當(dāng)所需產(chǎn)物為稀土氧化物時(shí)，則將干燥后的產(chǎn)物在800～1100℃下煅燒20～60分鐘，得到稀土氧化物；(6)將(5)所得稀土氧化物或(4)所得稀土碳酸鹽冷卻后，進(jìn)行過(guò)篩即得高振實(shí)密度稀土產(chǎn)品。本發(fā)明振實(shí)密度較大，并且粒度分布情況優(yōu)良。
文檔編號(hào)C04B35/622GK1931788SQ20061009628
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月9日
發(fā)明者史衛(wèi)東, 肖睿, 何地寶, 劉剛, 廖延全, 朱榮華, 李文捷 申請(qǐng)人:江陰加華新材料資源有限公司