大顆粒草酸釹前驅(qū)體的制備及熱分解研究.pdf

1、稀土元素因?yàn)槠洫?dú)特的電子排布結(jié)構(gòu)而廣泛應(yīng)用于玻璃、陶瓷、催化劑、磁性材料、熒光材料等領(lǐng)域。近年來(lái)，新功能材料技術(shù)及產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，粒度較大且粒徑分布均勻的稀土氧化物難以滿足市場(chǎng)需求，大尺寸、形貌均一性良好的稀土氧化物材料受到強(qiáng)烈關(guān)注。在前期工作中，我們采用P507-N235雙溶劑體系萃取稀土，然后選取鹽酸反萃負(fù)載稀土有機(jī)相，解決了皂化萃取工藝中氮氨排放問(wèn)題。上述稀土反萃液中雜質(zhì)離子較少、酸度較高，而較高的酸度可降低沉淀反應(yīng)速度，抑制成核，

2、適宜制備大顆粒粉體材料。由此，本課題設(shè)計(jì)以草酸直接沉淀氯化釹反萃液制備大粒度氧化釹工藝，實(shí)現(xiàn)了稀土無(wú)皂化萃取-反萃-反萃液制備大粒度稀土氧化物整個(gè)工藝的有序銜接，為工業(yè)生產(chǎn)提供借鑒。同時(shí)，進(jìn)一步研究了草酸釹前驅(qū)體熱分解生成氧化釹的機(jī)理，為實(shí)際反應(yīng)過(guò)程提供理論依據(jù)，主要工作和取得的結(jié)果如下：
　　進(jìn)行了一種草酸沉淀氯化釹反萃液制備大粒度草酸釹前驅(qū)體及氧化釹的制備工藝研究。研究結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度50℃、攪拌速度300 r/min、沉

3、淀劑滴加速度9 mL/min、陳化時(shí)間8 h時(shí)，草酸釹前驅(qū)體粒度達(dá)到75μm以上；適量添加晶種可以使前驅(qū)體粒度進(jìn)一步長(zhǎng)大，分布更加均勻，當(dāng)晶種尺寸45μm、晶種數(shù)量9％、陳化時(shí)間24h時(shí)，前軀體粒度可達(dá)90μm以上；改變反應(yīng)條件，草酸釹前驅(qū)體粒徑在一定范圍內(nèi)可控。前驅(qū)體在煅燒溫度800℃下保溫2h可完全轉(zhuǎn)化為Nd2O3；Nd2O3為團(tuán)聚體，由小顆粒聚集長(zhǎng)大形成，體積中心粒徑D50最大可達(dá)50μm以上。
　　進(jìn)一步優(yōu)化了10μm尺度

4、氧化釹的微觀形貌。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氧化釹粉體形貌和前驅(qū)體草酸釹的形貌具有繼承性；通過(guò)改變工藝條件可以控制溶液過(guò)飽和度和顆粒團(tuán)聚程度，得到特定形貌的草酸釹，進(jìn)一步煅燒得到相應(yīng)形貌的氧化釹；當(dāng)反應(yīng)物濃度0.12mol/L、沉淀劑摩爾比1.7：1、溶液酸度2.5mol/L、陳化溫度45℃時(shí)，Nd2O3顆粒形貌均一性良好，分散較均勻。
　　草酸釹熱分解特性及不同反應(yīng)階段動(dòng)力學(xué)研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：提高反應(yīng)過(guò)程的升溫速率，TG、DTG、DTA三條