專利名稱：一種低鐵高比表面積氧化鑭鈰的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低鐵高比表面積氧化鑭鈰的制備方法，更確切地說是制備 具有高物理、化學(xué)活性稀土氧化物的方法。
背景技術(shù)：
-
鑭鈰是稀土元素系列中的個兩個重要元素，其在氟碳鈰礦中含量占77%。 其中鑭占25-27%,鈰占50%。包頭白云額博稀土礦占世界儲量的70%，是典型 的氟碳鈰礦。近年來我國每年產(chǎn)8000噸鈰(按稀土氧化物計)，其氧化物、碳 酸鹽、硝酸鹽、氯化物是稀土行業(yè)最重要的產(chǎn)品。鑭鈰氧化物主要用在催化劑、 精密高速稀土拋光材料中。精密高速稀土拋光材料主要用于液晶顯示器(LCD)， 硬盤，大規(guī)模集成電路基板(LSI)等硬質(zhì)玻璃的拋光。由于該類產(chǎn)品要求高平 整度，高光潔度，所以對拋光材料的要求十分嚴(yán)格，既要求切削速度快，耐磨， 粒度分布均勻，有一定的比表面積。目前常規(guī)的氧化鑭鈰其Fe203含量大于 0.01%，老化后比表面積〈10m7g。拋光粉生產(chǎn)過程中在氟化階段Fe'"與F—形成 FeF3， FeF3是一種低熔點化合物，如大量存在于拋光粉中會對被拋工件造成劃 痕。比表面積過低造成被拋工件平整度下降、劃痕和缺陷，同時易沉淀，不利 于循環(huán)使用。比表面積過高拋光效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種能夠?qū)⒊Ｒ?guī)氧化鑭鈰中Fe203含量降到〈0. 002%, 老化后比表面積〉30mVg達(dá)到精密高速稀土拋光材料所需原材料的要求的低 鐵高比表面積氧化鑭鈰的制備方法。
本發(fā)明是一種制備低鐵高比表面積氧化鑭鈰的工藝。其具體內(nèi)容包括鑭鈰 碳酸稀土中Fe3+的去除方法和控制其比表面積的方法。
Fe3+的去除方法采用單級萃取或串級萃取加絡(luò)合沉淀法，即先用萃取法將 LaCeCU中的Fel余到小于0. 005wt%，再用絡(luò)合劑降到小于0. 002wt%。所用萃取 劑為C8-d。叔胺，絡(luò)合劑為硫代氨基酸鹽。
萃取反應(yīng)機理
R3N + HCL = R3N+. H. CL—
R3N+. H. CL_ + Fe3+CL—4 = R3N+. H. Fe3+CL4 + CL—
絡(luò)合沉淀反應(yīng)機理
Fe3+ + 3RSC00NH2 = RSCOONH2 Fe丄
除鐵后的料液用碳酸氫銨或碳酸鈉fe淀出碳酸鑭鈰。
碳酸鑭鈰用梯度升溫的方法控制比表面積，即從32CTC開始分步升溫，最高溫度不超過800°C，降溫到室溫。比表面儀測定該方法制備的氧化鑭鈰老化 后比表面積〉30m7g。老化比表面積測定方法取5g氧化鑭鈰，置入50ml瓷 坩堝中，放入馬弗爐中，80(TC恒溫1小時，BET法測定比表面積。
本發(fā)明的有益效果該工藝方法生產(chǎn)的低鐵高比表面積氧化鑭鈰完全能滿 足精密高速稀土拋光材料所需原材料的要求，并且質(zhì)量穩(wěn)定，易于工業(yè)化生產(chǎn)， 具體技術(shù)指標(biāo)能夠達(dá)到TRE0>90wt%， La203/TRE0=25-30%, Ce02/TRE0=70-75%, Pr60u/TREO<0. 002% Fe203<0. 002wt%，老化后比表面積〉30m7g。
具體實施例方式
實施例1:
料液LaCeCU濃度
RE0=46g/L， La203/TRE0=28. 96%, Ce02/TREO=71. 04%， [H+]=lMole， Fe203/TRE0=0. 01 8%，有機相:25wt。/。的i-(C8H17)3N，以煤油為稀釋劑，5wt% i- C8H17OH為調(diào)整劑。 將上述料液lOOOml，同上述有機相500ml放入3000ml燒杯中充分?jǐn)嚢杌旌? 分鐘，靜置5分鐘分層。ICP測定水相中的Fe20^0.0045wtQ/。，有機相水洗兩次后 備用。上述萃余液加入O. lg吡咯烷二硫代胺基甲酸胺，攪拌10分鐘，過濾。 ICP-MS測定水相中的Fe203=0. 0013wt%。
將除鐵后的LaCeCL6加熱到55。C，緩慢加入濃度為120g/L的朋03溶液， 沉淀，過濾，水洗3次。將此碳酸鑭鈰裝入坩堝中，320'C恒溫2小時，500°C 恒溫1小時，65(TC恒溫1小時，75(TC恒溫1小時，降溫到室溫，用比表面儀 測定(BET)比表面積=45. 23m7g。取5g氧化鑭鈰，置入50ml瓷坩堝中，放入 馬弗爐中，80(TC恒溫1小時，BET法測定比表面積二32. 16 m7g。
實施例2.同實施例1，但陰離子萃取劑為i-(UH2》3N。
實施例3..同實施例l，但煅燒溫度為450'C恒溫1小時，50(TC恒溫2小 時，75(TC恒溫2小時。
權(quán)利要求
1、一種低鐵高比表面積氧化鑭鈰的制備方法，其特征是本方法包括兩個步驟，第一步是從鑭鈰碳酸稀土中去除Fe3+；第二步是控制氧化鑭鈰的比表面積；Fe3+的去除方法采用單級萃取或串級萃取加絡(luò)合沉淀法，即先用萃取法將LaCeCL6中的Fe3+除到小于0.005wt％，再用絡(luò)合劑降到小于0.002wt％；所用萃取劑為C8-C10叔胺，絡(luò)合劑為硫代氨基酸鹽，除鐵后的料液用碳酸氫銨或碳酸鈉沉淀出碳酸鑭鈰；碳酸鑭鈰用梯度升溫的方法控制比表面積，梯度升溫從320℃開始分步升溫，最高溫度不超過800℃，降溫到室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低鐵高比表面積氧化鑭鈰的制備方法，其特征是本方法包括兩個步驟，第一步是從鑭鈰碳酸稀土中去除Fe³⁺；第二步是控制氧化鑭鈰的比表面積；Fe³⁺的去除方法采用單級萃取或串級萃取加絡(luò)合沉淀法，即先用萃取法將LaCeCL₆中的Fe³⁺除到小于0.005wt％，再用絡(luò)合劑降到小于0.002wt％；所用萃取劑為C₈-C₁₀叔胺，絡(luò)合劑為硫代氨基酸鹽，除鐵后的料液用碳酸氫銨或碳酸鈉沉淀出碳酸鑭鈰；碳酸鑭鈰用梯度升溫的方法控制比表面積，梯度升溫從320℃開始分步升溫，最高溫度不超過800℃，降溫到室溫。其優(yōu)點是該工藝方法生產(chǎn)的低鐵高比表面積氧化鑭鈰完全能滿足精密高速稀土拋光材料所需原材料的要求，并且質(zhì)量穩(wěn)定，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具體技術(shù)指標(biāo)能夠達(dá)到TREO≥90％，La₂O₃/TREO＝25-30％，CeO₂/TREO＝70-75％，Pr₆O₁₁/TREO＜0.002％ Fe₂O₃＜0.002％，老化后比表面積＞30m²/g。
文檔編號C01F17/00GK101481130SQ20091000498
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者孫喜平, 卿 宋, 張存瑞, 張補河, 勇 柳, 王志強 申請人:包頭市金蒙稀土有限責(zé)任公司