大顆粒草酸釹前驅(qū)體的制備及熱分解研究.pdf

1、稀土元素因為其獨特的電子排布結(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，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需求，大尺寸、形貌均一性良好的稀土氧化物材料受到強烈關(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載稀土有機相，解決了皂化萃取工藝中氮氨排放問題。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)計以草酸直接沉淀氯化釹反萃液制備大粒度氧化釹工藝，實現(xiàn)了稀土無皂化萃取-反萃-反萃液制備大粒度稀土氧化物整個工藝的有序銜接，為工業(yè)生產(chǎn)提供借鑒。同時，進一步研究了草酸釹前驅(qū)體熱分解生成氧化釹的機理，為實際反應(yīng)過程提供理論依據(jù)，主要工作和取得的結(jié)果如下：
　　進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、陳化時間8 h時，草酸釹前驅(qū)體粒度達到75μm以上；適量添加晶種可以使前驅(qū)體粒度進一步長大，分布更加均勻，當晶種尺寸45μm、晶種數(shù)量9％、陳化時間24h時，前軀體粒度可達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為團聚體，由小顆粒聚集長大形成，體積中心粒徑D50最大可達50μm以上。
　　進一步優(yōu)化了10μm尺度

4、氧化釹的微觀形貌。實驗結(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；通過改變工藝條件可以控制溶液過飽和度和顆粒團聚程度，得到特定形貌的草酸釹，進一步煅燒得到相應(yīng)形貌的氧化釹；當反應(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，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)階段動力學(xué)研究實驗結(jié)果表明：提高反應(yīng)過程的升溫速率，TG、DTG、DTA三條