直接制備氫氧化鑭粉體的工藝研究.pdf

1、氫氧化鑭(La(OH)3)粉體作為熒光、激光、磁光、精密陶瓷和催化等材料的基質(zhì)材料之一廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)各領(lǐng)域中。La(OH)3可以作為光催化劑、新型吸附除磷劑、涂料增強(qiáng)劑、除硫劑，還可以用于醫(yī)用藥物領(lǐng)域中。近年來(lái)La(OH)3的制備方法和合成機(jī)理備受關(guān)注，針對(duì)La(OH)3性能指標(biāo)的研究和高純潔凈的La(OH)3粉體高效制備工藝的研究也受到研究者和使用者的廣泛重視。研究及開(kāi)發(fā)高效提取制備高純潔凈的La(OH)3粉體的新工藝就成為關(guān)注

2、的熱點(diǎn)和要解決的重大課題。
　　目前，La(OH)3粉體的制備工藝過(guò)程存在著工藝流程復(fù)雜、化工原料消耗大、雜質(zhì)含量高、能耗大、成本高及廢水的處理與排放等問(wèn)題。本文針對(duì)La(OH)3粉體制備工藝的現(xiàn)狀和面臨的問(wèn)題，提出了一種直接水化法制備La(OH)3的新方法。該法是在常溫常壓下進(jìn)行，反應(yīng)過(guò)程中不需要加熱加壓，不需要添加任何分散劑，反應(yīng)結(jié)束后不需要分離、洗滌、研磨等后處理過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)氧化鑭(La2O3)一步水化法合成La(OH)3

3、粉體。
　　本研究以我國(guó)現(xiàn)有稀土分離提取技術(shù)為基礎(chǔ)，從工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)入手，克服現(xiàn)行工藝的弊端，進(jìn)行了La(OH)3粉體制備工藝簡(jiǎn)單化及成本最小化的研究。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)La2O3水化過(guò)程中的各水化條件進(jìn)行研究。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明水化條件為：H2O/La2O3摩爾比范圍為5.4-6.3、轉(zhuǎn)速范圍為100-150r/min、給水速率為2mL/min、攪拌方式對(duì)La2O3轉(zhuǎn)化率沒(méi)有較大的影響。水化條件單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的合理工藝

4、參數(shù)是：H2O/La2O3摩爾比為5.4、轉(zhuǎn)速為100r/min、給水速率為2mL/min、反應(yīng)過(guò)程中連續(xù)攪拌。
　　本實(shí)驗(yàn)完成了La2O3水化合成La(OH)3粉體反應(yīng)機(jī)理的研究，利用熱力學(xué)基本原理及相關(guān)物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，完成La2O3水化反應(yīng)的熱平衡計(jì)算及熱量衡算，完成了La2O3水化反應(yīng)的熱力學(xué)研究，結(jié)果表明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放熱量為282KJ。研究建立了水化反應(yīng)過(guò)程理論模型方程，對(duì)La2O3水化反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研

5、究，確定了La2O3水化反應(yīng)機(jī)理以及水化反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)步驟，反應(yīng)過(guò)程分兩個(gè)階段進(jìn)行反應(yīng)，有中間產(chǎn)物L(fēng)aOOH生成，得出了La2O3水化反應(yīng)過(guò)程中的反應(yīng)活化能為379KJ/mol，水化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為lnk=lnA-379/RT。
　　借助增重百分比控制、化學(xué)分析、XRD圖譜衍射法、掃描電鏡分析法、粒度分析法等分析手段，從不同的方面和角度研究、分析了產(chǎn)物的純度、形貌、組織結(jié)構(gòu)、顆粒粒徑大小及分布等。
　　本研究對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行