一種白色純氧化鈰的制備方法
【專利摘要】一種白色純氧化鈰的制備方法，包括以下步驟：（1）按化學(xué)計(jì)量比稱取氯化鈰與堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽或者堿金屬?gòu)?qiáng)堿；（2）將步驟（1）中稱取的反應(yīng)物放入球磨機(jī)中球磨0.5~2小時(shí)，取出球磨料和磨球，在40~60℃鼓風(fēng)烘箱中干燥1~4小時(shí)后，再放入球磨機(jī)中球磨0.5~2小時(shí)；（3）將步驟（2）中球磨后的產(chǎn)物直接放入馬弗爐，以1~15℃/min的升溫速率從室溫升至600~1000℃，保溫1~8小時(shí)后隨爐冷卻至室溫，再洗滌、過濾、干燥。本發(fā)明產(chǎn)物白度高、粒度小、分散性好、大小均勻；且設(shè)備要求低，合成產(chǎn)率高，無需添加任何添加劑等特點(diǎn)，合成過程綠色環(huán)保，生產(chǎn)成本低廉，非常適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
一種白色純氧化鈰的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種白色純氧化鈰的制備方法，屬于稀土材料技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 氧化鈰被廣泛用作玻璃脫色劑、拋光材料、紫外吸收材料以及催化材料。目前，普 通氧化鈰產(chǎn)品通常呈黃色或淡黃色，工業(yè)上主要通過焙燒沉淀法制備的草酸鈰、碳酸鈰、氫 氧化鈰等前驅(qū)體鈰化合物得到。然而，高級(jí)光學(xué)玻璃的脫色、澄清和拋光以及陶瓷坯料中的 暖色劑要用到的是白色氧化鈰。白色氧化鈰有三種制備方法已申請(qǐng)專利:第一種是公開號(hào) 為⑶1190692的日本專利，采用鈰鹽加硼絡(luò)合處理后焙燒得到白色氧化鈰，但是該法工藝復(fù) 雜，成本高昂；第二種是公開號(hào)為CN 1071144 A的中國(guó)專利，采用在鈰鹽或者黃色氧化鈰中 加入硫酸或者硫酸銨形成硫酸鈰鹽或者硫酸鈰銨復(fù)鹽后焙燒得到白色氧化鈰，但是制備過 程中會(huì)產(chǎn)生大量S0 2、S03氣體，對(duì)環(huán)境的污染影響比較大，產(chǎn)品白度不夠，顏色微帶黃色，同 時(shí)產(chǎn)品比重過大，滿足不了精細(xì)拋光粉懸浮性要求;第三種就是公開號(hào)為CN 1779691 A的 中國(guó)專利，采用對(duì)鈰化合物氟化增白處理處理后焙燒得到白色，公開號(hào)為CN 1986415 A的 中國(guó)專利在此基礎(chǔ)上摻雜稀土釹進(jìn)一步提高氧化鈰白度，但是制備工藝復(fù)雜，成本高昂，危 險(xiǎn)性大，對(duì)環(huán)境污染大，特別是摻雜釹后白度增加，但是氧化鈰純度降低后會(huì)降低其對(duì)玻璃 的脫色和澄清作用以及其拋光效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提出一種白色純氧化鈰的制備方法，以常見的氯化鈰為鈰源，通 過焙燒機(jī)械化學(xué)法制備的前驅(qū)體，便可得到大小均勻，分散性好的白色純氧化鈰，原料易 得、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、綠色環(huán)保。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0005] 本發(fā)明所述的一種白色純氧化鈰的制備方法，包括以下步驟。
[0006] (1)按化學(xué)計(jì)量比稱取氯化鈰與堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽或者堿金屬?gòu)?qiáng)堿。
[0007] (2)將步驟(1)中稱取的反應(yīng)物放入球磨機(jī)中球磨0.5~2小時(shí)，取出球磨料和磨球， 在40~60 °C鼓風(fēng)烘箱中干燥1~4小時(shí)后，再放入球磨機(jī)中球磨0.5~2小時(shí)。
[0008] (3)將步驟(2)中球磨后的產(chǎn)物直接放入馬弗爐，以卜15°C/min的升溫速率從室溫 升至600~1000°C，保溫1~8小時(shí)后隨爐冷卻至室溫，再洗滌、過濾、干燥，即得最終產(chǎn)物。
[0009] 本發(fā)明步驟(1)中所述的氯化鈰為水合氯化鈰或無水氯化鈰。
[0010] 本發(fā)明步驟⑴中所述的堿金屬碳酸鹽為L(zhǎng)i2C03、Na2C03、Na2C〇3 · 10H2〇、Na2C03 · 7H2〇 或 K2C03〇
[0011] 本發(fā)明步驟(1沖所述的堿金屬碳酸氫鹽為NaHC03、NaHC03· IOH2O或KHC03。
[0012] 本發(fā)明步驟⑴中所述的堿金屬?gòu)?qiáng)堿為NaOH或Κ0Η。
[0013] 本發(fā)明步驟(2)中所述的球磨機(jī)為行星式球磨機(jī)、攪拌磨或者振動(dòng)磨。
[0014] 本發(fā)明步驟(2)中所述的球磨罐為不銹鋼、瑪瑙、剛玉、聚四氟乙烯或尼龍球磨罐， 磨球?yàn)獒愪喲趸锾沾?、不銹鋼、瑪瑙或剛玉磨球。
[0015] 本發(fā)明的主要特點(diǎn)是：（1)產(chǎn)物氧化鈰是白度高、粒度小、分散性好、大小均勻的高 純白色粉體;（2)本專利以普通的氯化鈰鹽和堿金屬鹽或堿為原料，通過煅燒機(jī)械化學(xué)法制 備的前驅(qū)體制備白色氧化鈰，設(shè)備要求低，合成產(chǎn)率高，無需添加任何添加劑等特點(diǎn)，合成 過程綠色環(huán)保，生產(chǎn)成本低廉，非常適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0016] 圖1實(shí)施例1中樣品XRD圖譜，與Ce〇2的JCDPF號(hào)43-1002的相吻合。
[0017]圖2實(shí)施例1中樣品的掃描電鏡照片，如圖所示，氧化鈰粒子為球形，分散均勻，無 明顯團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0018] 圖3對(duì)比實(shí)施例2中樣品的掃描電鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明將通過以下實(shí)施例和作進(jìn)一步說明。
[0020] 實(shí)施例1。
[0021] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和3.18g無水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓 風(fēng)干燥箱里60 °C干燥4小時(shí)后，再球磨1小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以10 °C /min 的升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得 白色氧化鋪。
[0022] 實(shí)施例2。
[0023] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和3.18g無水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸紀(jì)錯(cuò)氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1.5小時(shí)后，取出球磨料和磨球在 鼓風(fēng)干燥箱里60 °C干燥4小時(shí)后，再球磨1小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以10 °C / min的升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫2小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即 得白色氧化鈰。
[0024] 實(shí)施例3。
[0025] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和3.18g無水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓 風(fēng)干燥箱里60 °C干燥3小時(shí)后，再球磨1.5小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以10 °C/ min的升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即 得白色氧化鈰。
[0026] 實(shí)施例4。
[0027] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和3.18g無水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸紀(jì)錯(cuò)氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1.5小時(shí)后，取出球磨料和磨球在 鼓風(fēng)干燥箱里60 °C干燥4小時(shí)后，再球磨2小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以5 °C/min 的升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫6小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得 白色氧化鋪。
[0028] 實(shí)施例5。
[0029] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和3.18g無水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸紀(jì)錯(cuò)氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1.5小時(shí)后，取出球磨料和磨球在 鼓風(fēng)干燥箱里60 °C干燥4小時(shí)后，再球磨0.5小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以10°C/ min的升溫速度從室溫升溫至900°C后，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即 得白色氧化鈰。
[0030] 實(shí)施例6。
[0031] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和3.18g無水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸紀(jì)錯(cuò)氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1.5小時(shí)后，取出球磨料和磨球在 鼓風(fēng)干燥箱里60 °C干燥3小時(shí)后，再球磨1小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以10 °C / min的升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫2小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即 得白色氧化鈰。
[0032] 實(shí)施例7。
[0033] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和3.18g無水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸紀(jì)錯(cuò)氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1.5小時(shí)后，取出球磨料和磨球在 鼓風(fēng)干燥箱里50 °C干燥3小時(shí)后，再球磨1.5小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以5 °C / min的升溫速度從室溫升溫至900°C后，保溫4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即 得白色氧化鈰。
[0034] 實(shí)施例8。
[0035] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和3.18g無水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓 風(fēng)干燥箱里40 °C干燥4小時(shí)后，再球磨1.5小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以15 °C/ min的升溫速度從室溫升溫至900°C后，保溫6小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即 得白色氧化鈰。
[0036] 實(shí)施例9。
[0037] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鈰、2.22g無水碳酸鋰置于250ml球尼龍磨罐中，加入 50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1.5小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓 風(fēng)干燥箱里60 °C干燥4小時(shí)后，再球磨1。5小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以10 °C / min的升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即 得白色氧化鈰。
[0038] 實(shí)施例10。
[0039] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鈰、2.22g無水碳酸鋰置于250ml球尼龍磨罐中，加入 50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨2小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓風(fēng) 干燥箱里60 °C干燥2小時(shí)后，再球磨1小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以15 °C /min的 升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫2小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得白 色氧化鋪。
[0040] 實(shí)施例11。
[0041] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪、2.22g無水碳酸鋰置于250ml球尼龍磨罐中，加入 50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓風(fēng) 干燥箱里60 °C干燥3小時(shí)后，再球磨2小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以5°C/min的升 溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得白色 氧化鋪。
[0042] 實(shí)施例12。
[0043] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鈰、2.22g無水碳酸鋰置于250ml球尼龍磨罐中，加入 50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1.5小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓 風(fēng)干燥箱里50 °C干燥4小時(shí)后，再球磨2小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以15 °C /min 的升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫6小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得 白色氧化鋪。
[0044] 實(shí)施例13。
[0045] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鈰、2.22g無水碳酸鋰置于250ml球尼龍磨罐中，加入 50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨2小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓風(fēng) 干燥箱里60 °C干燥2小時(shí)后，再球磨2小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以5°C/min的升 溫速度從室溫升溫至900°C后，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得白色 氧化鋪。
[0046] 實(shí)施例14。
[0047] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鈰、2.22g無水碳酸鋰置于250ml球尼龍磨罐中，加入 50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨2小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓風(fēng) 干燥箱里60 °C干燥4小時(shí)后，再球磨1小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以15 °C /min的 升溫速度從室溫升溫至900°C后，保溫2小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得白 色氧化鋪。
[0048] 實(shí)施例15。
[0049] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪、2.22g無水碳酸鋰置于250ml球尼龍磨罐中，加入 50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨2小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓風(fēng) 干燥箱里60°C干燥3小時(shí)后，再球磨1.5小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以10°C/min 的升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得 白色氧化鋪。
[0050] 實(shí)施例16。
[0051 ] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鈰、2.22g無水碳酸鋰置于250ml球尼龍磨罐中，加入 50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓風(fēng) 干燥箱里60 °C干燥3小時(shí)后，再球磨2小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以15 °C /min的 升溫速度從室溫升溫至900°C后，保溫6小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得白 色氧化鋪。
[0052] 實(shí)施例17。
[0053] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鈰、4.15g無水碳酸鉀置于250ml球尼龍磨罐中，加入 50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓風(fēng) 干燥箱里60 °C干燥2小時(shí)后，再球磨2小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以15 °C /min的 升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得白 色氧化鋪。
[0054] 實(shí)施例18。
[0055] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和8.58g十水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸釔鋯氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨2小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓 風(fēng)干燥箱里60 °C干燥2小時(shí)后，再球磨2小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物直接放入馬弗爐以5 °C /min的 升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，再洗滌，過濾，干燥，即得白 色氧化鋪。
[0056] 對(duì)比實(shí)施例1。
[0057] 準(zhǔn)確稱取7.09g六水合氯化鋪和3.18g無水碳酸鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加 入50g不同尺寸紀(jì)錯(cuò)氧化陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1.5小時(shí)后，取出球磨料和磨球在 鼓風(fēng)干燥箱里60°C干燥4小時(shí)后，再球磨1.5小時(shí)，球磨得到的產(chǎn)物經(jīng)過洗滌，過濾，干燥后， 放入馬弗爐以15°C/min的升溫速度從室溫升溫至800°C后，保溫4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，即 得對(duì)比氧化鈰樣品。
[0058] 對(duì)比實(shí)施例2。
[0059] 準(zhǔn)確稱取10g五水碳酸鈰置于250ml球尼龍磨罐中，加入50g不同尺寸氧化釔鋯陶 瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1小時(shí)后，取出球磨料和磨球在鼓風(fēng)干燥箱60°C干燥4小時(shí)后 再球磨1.5小時(shí)，球磨產(chǎn)物放入馬弗爐以15°C/min的升溫速度先從室溫升溫至800°C后，保 溫4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，即得對(duì)比氧化鈰樣品。
[0060] 對(duì)比實(shí)施例3。 準(zhǔn)確稱取l〇g五水碳酸鋪和l〇g氯化鈉置于250ml球尼龍磨罐中，加入50g不同尺寸氧化 釔鋯陶瓷磨球，在行星球磨機(jī)上球磨1小時(shí)后，取出球磨樣品鼓風(fēng)干燥箱60°C干燥3小時(shí)后 在球磨1.5小時(shí)，得產(chǎn)物前驅(qū)體直接放入馬弗爐以15°C/min的升溫速度從室溫升溫至800°C 后，保溫4小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，經(jīng)過洗滌，過濾，干燥，即得對(duì)比氧化鈰樣品。
[0061] 表1為以上各個(gè)實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例中氧化鈰的三種白度值
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種白色純氧化鈰的制備方法，其特征是包括以下步驟： (1) 按化學(xué)計(jì)量比稱取氯化鈰與堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽或者堿金屬?gòu)?qiáng)堿； (2) 將步驟（1)中稱取的反應(yīng)物放入球磨機(jī)中球磨0.5~2小時(shí)，取出球磨料和磨球，在40 ~60 °C鼓風(fēng)烘箱中干燥1~4小時(shí)后，再放入球磨機(jī)中球磨0.5~2小時(shí)； (3) 將步驟(2)中球磨后的產(chǎn)物直接放入馬弗爐，以1~15°C/min的升溫速率從室溫升至 600~1000 °C，保溫1~8小時(shí)后隨爐冷卻至室溫，再洗滌、過濾、干燥。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是步驟(1)中所述的氯化鈰為水合氯化鈰或 無水氯化鈰。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是本發(fā)明步驟(1)中所述的堿金屬碳酸鹽為 Li2C〇3、Na2C〇3、Na2C〇3 · 10H2〇、Na2C〇3 · 7H20或K2CO3。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是步驟（1)中所述的堿金屬碳酸氫鹽為 NaHC03、NaHC〇3 · 10H20或KHC03。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是步驟（1)中所述的堿金屬?gòu)?qiáng)堿為NaOH或 K0H〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是步驟（2)中所述的球磨機(jī)為行星式球磨 機(jī)、攪拌磨或者振動(dòng)磨。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是步驟(2)中所述的球磨罐為不銹鋼、瑪瑙、 剛玉、聚四氟乙烯或尼龍球磨罐，磨球?yàn)獒愪喲趸锾沾?、不銹鋼、瑪瑙或剛玉磨球。
【文檔編號(hào)】C01F17/00GK106044829SQ201610351090
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】陳偉凡, 卓明鵬, 方曉辰, 周文威, 郭蘭玉, 謝水軍
【申請(qǐng)人】南昌大學(xué)