專利名稱：鈰系磨料用原料以及鈰系磨料用原料的制造方法、鈰系磨料以及鈰系磨料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈰系磨料用原料、其制造方法，以及由該鈰系磨料用原料所制造的鈰系磨料。
背景技術(shù)：
鈰系磨料(以下，有時也簡稱為磨料)是由氧化鈰(CeO2)粒子作為主成分和其它稀土類金屬氧化物粒子形成的磨料粒子，目前用于各種玻料的研磨。特別是最近已被用于研磨在硬盤等磁性記錄媒體用玻璃、液晶顯示器(LCD)的玻璃基板這樣的電氣·電子設(shè)備中使用的玻璃材料，其應(yīng)用范圍正在擴大。
作為鈰系磨料的制造方法，首先，粉碎磨料用原料，根據(jù)需要實施化學(xué)處理后，通過高溫加熱焙燒，燒結(jié)原料粒子，將其再次粉碎經(jīng)過適宜分級可制造出具有希望的粒徑和粒度分布的磨料。
在此，作為鈰系磨料的原料，目前一般使用由被稱為氟碳鈰礦的稀土礦石經(jīng)選礦后而得的被稱為氟碳鈰精礦的天然原料。但是，由于近年來對環(huán)境問題的關(guān)心以及為了改善所制得的磨料的性能，最近從氟碳鈰礦以及低廉的中國產(chǎn)復(fù)礦中分離提取了稀土類化合物的磨料用原料逐漸被使用。
例如，日本專利特開2004-2870號公報中，公開了堿金屬、堿土類金屬、放射性物質(zhì)的含量被減少的以鈰為主成分的輕稀土類原料。該磨料用原料，通過除去氟碳鈰礦中所含的放射性物質(zhì)、氟來解決環(huán)境問題，另外通過除去在作為磨料時可導(dǎo)致研磨損傷發(fā)生的堿金屬、堿土類金屬來改善磨料的性能。
另外，本申請人作為研磨力以及研磨精度均優(yōu)良的研磨用原料，公開了日本專利特許第3365993號公報中記載的研磨用原料。該研磨用原料是通過鍛燒由氟碳鈰礦等制造的稀土類化合物(鈰系稀土類碳酸鹽)、使其中一部分變換為鈰系稀土類氧化物而制得的以干燥質(zhì)量基準(zhǔn)表示1000℃加熱1小時的強熱減量為0.5～25％的鈰系磨料用原料。
但是，希望不僅限于鈰系磨料而是全面對于磨料實現(xiàn)不傷研磨面、可以高研磨速度形成高精度的研磨面。特別是對于鈰系磨料，用于研磨上述這樣的磁性記錄媒體用玻璃等的適用例已經(jīng)有所增加，這種需求很大。
但是，上述專利文獻1中記載的磨料用原料雖然可以解決環(huán)境問題，但由此制造的磨料研磨速度低，而且不能有效地抑制研磨損傷的發(fā)生。另外，與專利文獻1中記載的原料相比，專利文獻2中記載的原料可以低成本制造研磨速度、研磨面精度均優(yōu)良的磨料。但是，隨著硬盤等記錄媒體的高密度化、LCD板的高精度化·精密化，對于加工研磨用的磨料，一直需要有可形成上述高精度的研磨面的磨料出現(xiàn)。因此有必要對該磨料用原料進行進一步的改良。
本發(fā)明是在以上的背景下產(chǎn)生的，是適于鈰系磨料的原料，其目的在于提供制造既可維持研磨速度又可形成高精度研磨面的磨料的原料。另外，其目的還在于明確這種磨料用原料的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明者研究了鈰系磨料用原料的各種特性與作為磨料時的研磨特性之間的關(guān)系。然后，著眼于作為在水中混合磨料用原料的原料淤漿化的特性的沈降體積和磨料的研磨特性之間的關(guān)系，想到了本發(fā)明。
即，本發(fā)明涉及包含相對于總稀土類氧化物(TREO)的氧化鈰的含有量在30質(zhì)量％以上、相對于TREO的氟濃度在0.5質(zhì)量％以下、且含碳酸根的稀土類化合物的鈰系磨料用原料，它是將與純水混合至TREO濃度為126g/L的原料淤漿靜置十分鐘時的沈降體積相對于100mL該原料淤漿在30mL以上的鈰系磨料用原料。
相對于100mL的原料淤漿磨料用原料的沈降體積要在30mL以上是因為如果未滿30mL，則所制的磨料的研磨精度降低，會出現(xiàn)產(chǎn)生研磨損傷的問題。另一方面，從研磨精度的觀點來看，對于沈降體積的上限雖沒有特別的限定，但是如果沈降體積過大，則研磨速度降低，不能進行有效的研磨作業(yè)。因此考慮到這些方面，沈降體積較好為30～90mL，更好為30～70mL，進一步更好為40～60mL。
另外，將本發(fā)明的沈降體積的測定標(biāo)準(zhǔn)定為淤漿濃度為126g/L的理由如下，即當(dāng)是典型的鈰系磨料用原料(TREO45質(zhì)量％)時，對于原料和水以質(zhì)量比1比3混合的淤漿，已經(jīng)明確容易出現(xiàn)由原料引起的沈降體積的差別，結(jié)果就容易理解原料的沈降體積和所制磨料的性能差別。因此，該原料和水以質(zhì)量比為1比3混合的淤漿的TREO的濃度為約126g/L。但是，本發(fā)明涉及的磨料用原料是含有水分的，不易使淤漿的TREO濃度精確為126g/L。因此，實際上以TREO濃度達到126g/L為目標(biāo)，使其在126±5g/L的范圍內(nèi)，就可以使所測定的沈降體積的誤差減小，可得到能作為磨料用原料的評價基準(zhǔn)的數(shù)值。
作為沈降體積的測定方法，混合鈰系磨料用原料和純水，調(diào)制原料淤漿使TREO的濃度為126g/L，充分混合，制得原料淤漿。然后向100mL的量筒中注入原料淤漿直至100mL的刻度線。讀取10分鐘后的沉淀和液體的界面，沉淀所占的體積就是沈降體積。另，作為上述100mL的量筒，可使用JIS R 3505-1994“玻璃制體積計”中記載的等級A或等級B的體積計或者具有同等以上精度的體積計?？墒褂脽o栓型或有栓型中的任一種。另外，測定沈降體積時的溫度較好為在10～50℃范圍內(nèi)的一定溫度，更好為15～40℃，再更好是在20～30℃范圍中的一定溫度下測定。由TREO含有率為A(質(zhì)量％)的磨料用原料調(diào)制TREO濃度為126g/L的原料淤漿B mL時，使用的磨料用原料的量C(g)可根據(jù)下述的計算式計算。
式1C×A÷100＝126×B÷1000C＝12.6×B÷AA是磨料用原料的TREO的含有率(質(zhì)量％)，B是原料淤漿的調(diào)整量(mL)，C是使用的磨料用原料的量(g)。
另，原料的TREO含有率A雖可以通過測定原料的TREO來求得，但是TREO的測定費時耗力。因此可以測定比TREO較易測定的強熱減量D(質(zhì)量％)，根據(jù)A＝100-D來求得。
本發(fā)明中涉及的磨料用原料，其在120℃干燥12小時后的靜置表觀比容較好為1.0～3.0mL/g。這是因為由表觀比容過小的原料所制的磨料的平均表面粗糙度(Ra)會增大，另一方面，由表觀比容過大的原料所制的磨料的研磨速度有下降的趨勢。該表觀比容是根據(jù)JIS K 501-1991(顏料試驗方法)中的“20.表觀密度或表觀比容”的“20.1靜置法”得到的數(shù)值。表觀比容的較好范圍為1.3～2.7L/g，更好的范圍為1.5～2.5mL/g。
表觀比容的測定對象是經(jīng)干燥的，這是因為本發(fā)明涉及的磨料用原料大多含有水份，如果直接測定表觀比容，則測定值浮動，特別當(dāng)水份量非常多時測定變得困難，這樣就不能作為判斷是否適合作為磨料用原料的判斷基準(zhǔn)。因此為了充分除去水份，要使其在120℃干燥12小時。
本發(fā)明涉及的磨料用原料中，相對于TREO氧化鈰的含有量必須在30質(zhì)量％以上，較好在50質(zhì)量％以上。原料中的氧化鈰含有量直接反映磨料中的氧化鈰的含有量，可影響磨料的研磨速度。原料中的氧化鈰含有量未滿30質(zhì)量％時，所得的磨料的研磨速度會下降。另，對于氧化鈰含有量的上限雖沒有特別的限定，但從原料成本來看，較好為在99.9％以下。
另外，相對于TREO，原料中氟濃度必須在0.5質(zhì)量％以下，較好為在0.2質(zhì)量％以下，更好為在0.1質(zhì)量％以下。這是因為從如上述關(guān)于氟的環(huán)境問題等方面來考慮，在制造不添加氟成分的磨料時，當(dāng)然最好使原料中的氟減少。另外，也是因為即使在添加氟成分制造磨料時，使用氟濃度較低的原料也要比抑制氟成分量更容易。
本發(fā)明中“含有碳酸根”明確了本發(fā)明涉及的磨料用原料是含有鈰系稀土類碳酸鹽的原料。本發(fā)明涉及的磨料用原料可部分含有一羥基碳酸鹽、氫氧化碳酸鹽、氫氧化物、氧化物。
本發(fā)明涉及的磨料用原料較好為氯濃度被降低的原料，具體地講氯濃度較好在0.5質(zhì)量％以下(TREO基準(zhǔn))，更好在0.3質(zhì)量％以下，再更好在0.1質(zhì)量％以下。這是因為如在磨料用原料中含有氯，則作為磨料時的研磨速度有下降的趨勢。
該磨料用原料在1000℃加熱1小時時的強熱減量較好在20％以上。強熱減量是指對對象物進行強熱時的質(zhì)量減少率。本發(fā)明中強熱減量在20質(zhì)量％以上是因為如強熱減量未滿20質(zhì)量％，則原料中碳酸根的含有量降低，在進行磨料制造工序中后述的浸漬加熱粉碎時，其效果將不能滿足要求。因此，根據(jù)該理由，強熱減量的值以較大為好，更好為35質(zhì)量％以上，再更好為50質(zhì)量％以上。另外，雖然對于上限沒有特別的限定，但是如果強熱減量過高時，由于其搬運成本會提高，因此較好為在90質(zhì)量％以下，更好為在70質(zhì)量％以下，再更好為在60質(zhì)量％以下。
另，作為強熱減量的測定方法，向事先測定好質(zhì)量的坩堝中加入磨料用原料，測定總質(zhì)量之后，在爐中1000℃強加熱1小時，然后在干燥氣氛下冷卻，再測定冷卻后坩堝的質(zhì)量，可按照下述計算式求得強熱減量。另外，當(dāng)原料中含有很多水份時，如在1000℃快速強加熱1小時，由于有原料吹灑到坩堝外邊而導(dǎo)致不能正確測定的情況發(fā)生，因此對于水份較多的原料，向事先測定好質(zhì)量的坩堝中加入磨料用原料，測定總質(zhì)量之后，可在100～150℃加熱使水份減少之后再進行強熱。
式2B＝(W1-W2)/(W1-W3)×100B強熱減量(％)、W1加熱前的磨料用原料和坩堝的質(zhì)量(g)、W2加熱后的磨料用原料和坩堝的質(zhì)量(g)、W3坩堝的質(zhì)量。
另外，對于本發(fā)明涉及的磨料用原料，以TREO基準(zhǔn)表示，溶解于鹽酸時測定的己烷萃取物質(zhì)的含有量較好在700質(zhì)量ppm以下。該己烷萃取物質(zhì)不是直接影響原料成為磨料時的磨料特性的物質(zhì)。但是，如果己烷萃取物質(zhì)過多，則很難看清測定磨料用原料的沈降體積時的界面，因此較好為己烷萃取物質(zhì)較少。己烷萃取物質(zhì)較好為在700質(zhì)量ppm以下，更好為在250質(zhì)量ppm以下，再更好為在150質(zhì)量ppm以下。
己烷萃取物質(zhì)含有量的測定方法是在鹽酸中溶解磨料用原料，按照JIS K01021998“工廠排水試驗方法”中的“24.己烷萃取物質(zhì)”中的“24.2萃取物質(zhì)”為標(biāo)準(zhǔn)測定己烷萃取物質(zhì)的量來算出的。即，向鹽酸中溶解TREO含有率A(質(zhì)量％)的磨料用原料D(g)，如將對該液體測得的己烷萃取物質(zhì)的量記為E(mg)，則磨料用原料中的TREO基準(zhǔn)的己烷萃取物質(zhì)(質(zhì)量ppm)為E×1000÷(D×A÷100)。
對于本發(fā)明涉及的磨料用原料的制作方法，必須使所制原料在淤漿化時的沈降體積在規(guī)定的范圍內(nèi)。本發(fā)明者通過混合選自堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸胍、氨基甲酸銨以及尿素的至少1種碳酸系沉淀劑的水溶液和含有稀土類化合物的水溶液，可制造沈降體積受控的磨料用原料。
在此重要的是碳酸系沉淀劑的水溶液和含有稀土類化合物的水溶液的混合順序。本發(fā)明涉及的磨料用原料必須使沈降體積達到30mL(相對于原料淤漿100mL)以上。本發(fā)明者不管這些水溶液的混合順序如何，均能制造出沈降體積增大的原料，在攪拌后的碳酸系沉淀劑的水溶液中添加含有稀土類化合物的水溶液的情況(以下，為了簡單說明，將按照該順序的混合成為逆添加法)下，無論碳酸系沉淀劑的水溶液的攪拌速度如何，均能制造出沈降體積增大的原料。
即，為制造本發(fā)明涉及的磨料用原料的第1方法是，攪拌選自堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸胍、氨基甲酸銨以及尿素中的至少1種的碳酸系沉淀劑的水溶液，在該水溶液中混合包含氧化鈰的含有量相對于總稀土類氧化物(TREO)在30質(zhì)量％以上、氟濃度相對于TREO在0.5質(zhì)量％以下、且含有碳酸根的稀土類化合物的水溶液，生成沉淀物，再分離清洗該沉淀物。
另一方面，與上述逆添加法相反的混合順序，即攪拌含有稀土類化合物的水溶液，在其中添加碳酸系沉淀劑的水溶液的情況(以下，為了簡單說明，將按照該順序的混合稱為正添加法)下，以快速的攪拌速度攪拌稀土類化合物的水溶液，具體為在100m/分鐘以上，可制造出沈降體積增大的原料。
即，為制造本發(fā)明涉及的磨料用原料的第2方法包括以下工序，即，以周速在100m/分鐘以上的速度攪拌氧化鈰的含有量相對于總稀土類氧化物(TREO)在30質(zhì)量％以上、氟濃度相對于TREO在0.5質(zhì)量％以下的稀土類化合物的水溶液，％％向上述稀土類化合物水溶液中添加選自堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸胍、氨基甲酸銨以及尿素中的至少1種的碳酸系沉淀劑的水溶液，生成沉淀，再分離和清洗上述沉淀物。
以下，說明本發(fā)明涉及的2種磨料用原料的制造方法。只要沒有特別的標(biāo)示，以下的說明均適用于逆添加法和正添加法兩種方法。對于本發(fā)明涉及的方法，首先要配制碳酸系沉淀劑的水溶液和含有稀土類化合物的水溶液兩種水溶液。
含有稀土類化合物的水溶液可按如下制造，如可采用硫酸分解法、堿分解法分解磷鈰鑭精礦、氟碳鈰精礦等含鈰稀土類精礦，然后分別進行沉淀、溶解等處理來降低·除去鈾、釷、鈣、鋇、鐵、磷等雜質(zhì)，再根據(jù)需要利用溶劑萃取來提高TREO基準(zhǔn)的氧化鈰的品質(zhì)。另外，可將如此所得的鹽酸系的稀土類化合物水溶液經(jīng)煮、再冷卻·固化后而得的氯化稀土溶于水或者稀鹽酸。也可以不使用上述天然的含鈰稀土類精礦作為起始原料，而是采用預(yù)先制好的氯化稀土、鈰系稀土類碳酸鹽等稀土類化合物，使其溶解于鹽酸等酸中，將經(jīng)適宜調(diào)整成分的溶液作為起始原料。此時，即使氧化鈰的含有量在本發(fā)明所述的含量范圍之外(未滿30質(zhì)量％)，在用酸溶解之后，也可通過使用溶劑萃取等提高TREO基準(zhǔn)的氧化鈰的含有量再用于本發(fā)明。
另，為了制造相對于TREO的氟濃度在0.5質(zhì)量％以下的磨料用原料，當(dāng)然要使用相對于TREO的氟濃度在0.5質(zhì)量％以下的稀土類化合物的水溶液。但是，含有氟的稀土類化合物溶液在溶液中生成氟化稀土類的沉淀，完全不含固體成分的稀土類化合物的氟濃度相對于TREO在0.5質(zhì)量％以下。即使是含有固體成分的稀土類水溶液(即，含有氟的稀土類化合物溶液)，可通過過濾等除去固體成分來制得氟濃度相對于TREO在0.5質(zhì)量％以下的稀土類化合物水溶液。
稀土類化合物水溶液中的稀土類化合物的濃度以TREO為基準(zhǔn)，較好為10～250g/L，更好為20～200g/L。當(dāng)稀土類化合物的濃度過低時，會需要大量的溶液，這從排水處理的觀點來看是不適合的。另一方面，當(dāng)稀土類化合物的濃度多高時，產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)易不均一，有產(chǎn)生粗粒子的可能。
另，從上述說明可以理解，在本發(fā)明中使用的稀土類化合物水溶液中的稀土類化合物例示了氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、高氯酸鹽等，但是本發(fā)明中使用的稀土類化合物水溶液較好為以氯化物作為稀土類化合物而存在的水溶液。由氯化物水溶液制造原料時，雖然有可能存在氯殘留，但是殘留氯可通過充分進行以后的清洗工序中的清洗而輕松得到處理。在這一點，當(dāng)使用硝酸鹽作為稀土類化合物而存在的水溶液時，考慮到最近的氮規(guī)定，為了除去殘留氮必須需要高成本的排水處理。
碳酸系沉淀劑的水溶液可通過在水(純水)中混入碳酸系沉淀劑而制造。碳酸系沉淀劑是含有選自堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸胍、氨基甲酸銨以及尿素中的至少1種的沉淀劑。作為堿金屬碳酸鹽以及堿金屬碳酸氫鹽中的堿金屬，適宜為鈉、鉀、鋰。從沉淀物中不混入堿金屬的觀點來看，作為碳酸系沉淀劑較好為不含有堿金屬的沉淀劑，其中較好為碳酸氫銨。碳酸系沉淀劑的濃度較好為0.2～1.0mol/L。這時因為如未滿0.2mol/L則排水量增加，如超過1.0mol/L則可能出現(xiàn)反應(yīng)不均一。碳酸系沉淀劑水溶液的使用量由稀土類化合物水溶液的使用量(與作為目的原料的制造量相關(guān))來決定。相對于稀土類化合物水溶液中的稀土類元素以及過剩的酸，使碳酸系沉淀劑的量為化學(xué)計算量的0.95～2.5倍(較好為1.0～2.0倍，更好為1.1～1.5倍)，較好為按照該量為基準(zhǔn)考慮碳酸系沉淀劑濃度來決定該水溶液的使用量。如未滿下限值，則由于不能充分生成稀土類元素的沉淀而造成收率下降。另，稀土類化合物水溶液中過剩的酸量，可通過例如以溴甲酚綠甲基紅為指示劑進行中和滴定來求得。但是，當(dāng)稀土類化合物水溶液的pH在1以上(特別是2以上)時，由于過剩酸的量很少，即使忽略不計也沒有什么影響。
通過混合所制的碳酸系沉淀劑的水溶液和稀土類化合物水溶液來生成沉淀。在此，逆添加法和正添加法是指攪拌對象以及混合順序的差異。逆添加法是攪拌碳酸系沉淀劑的水溶液，向其中添加稀土類化合物水溶液，對此時的攪拌速度并沒有特別的限定。
另一方面，正添加法是一邊攪拌稀土類化合物水溶液，一邊添加碳酸系沉淀劑的水溶液，此時的攪拌速度以周速(是攪拌葉片的離攪拌軸最遠部分的速度)表示，必須在100m/分鐘以上。這時因為在該速度以下的攪拌速度攪拌時，制得沉降體積未滿30mL的磨料用原料的可能性很高。正添加法中的攪拌速度較好為在125m/分鐘以上，特好在150m/分鐘以上。攪拌速度的上限雖沒有特別的限定，但是從攪拌裝置的成本來考慮，要在4000m/分鐘以下，較好為在3000m/分鐘以下，更好為在2000m/分鐘以下。
稀土類化合物水溶液或者碳酸系沉淀劑的水溶液的添加時間較好為5～1200分鐘，更好為10～600分鐘，再更好為20～300分鐘。如果過快添加則生成的沉淀物呈微粒，所制的磨料的研磨速度降低，同時生成的沉淀物不均一，所得的磨料的研磨精度也會降低少許。另一方面，如果過慢地添加，則也會生成粗大的沉淀物，所制的磨料的研磨精度也會下降。另外，混合時雖然沒有特別必須要加熱溶液，但是也可以加熱。此時液溫較好在60℃以下，特好在40℃以下。溶液溫度如果過高，則沉淀物變得粗大，所制磨料的研磨精度會下降。
通過固液分離、清洗使上述的碳酸系沉淀劑的水溶液和稀土類化合物的水溶液混合而生成的沉淀物，可得到本發(fā)明的磨料用原料。清洗后的磨料用原料也可進行適宜的干燥。
另，如上所述，本發(fā)明的磨料較好為溶解于鹽酸時測定的己烷萃取物質(zhì)的含有量以TREO基準(zhǔn)在700質(zhì)量ppm以下。己烷萃取物質(zhì)是來自在磨料用原料的制造工序中經(jīng)常實施的溶劑萃取中使用的有機溶劑的物質(zhì)。作為減少己烷萃取物質(zhì)的方法，方法1是靜止含有己烷萃取物質(zhì)的稀土類化合物水溶液，分離除去水溶液中的己烷萃取物質(zhì)的方法。另外，方法2是使含有己烷萃取物質(zhì)的稀土類化合物水溶液與聚丙烯纖維、植物纖維、活性炭等油吸附劑接觸，吸附除去己烷萃取物質(zhì)的方法。較好的是至少實施這些除去己烷萃取物質(zhì)的工序中的任一種，但是在方法1之后實施上述方法2可顯著提高效果。
另，為了降低己烷萃取物質(zhì)，不論上述方法1和2中任一方，pH較低的一方效率較高。具體地講，稀土類化合物水溶液的pH較好為在3.0以下，更好為在2.0以下，在更好為在1.0以下。但是如果pH過低，則雖然從除去己烷萃取物質(zhì)的觀點來看是較好的，但是必須需要較多的沉淀劑。因此，作為供減少己烷萃取物質(zhì)處理的稀土類化合物水溶液的pH的下限，較好為在0.0以上，更好為在0.2以上。
由本發(fā)明的磨料用原料來制造鈰系磨料，基本可采用目前常用的方法。即粉碎磨料用原料之后，通過焙燒、適宜的粉碎·分級可制造磨料。
在此，作為焙燒工序之前進行的磨料用原料的粉碎工序，一般可使用粉碎裝置，特別是濕式粉碎裝置來進行。但是，作為更有效的粉碎方法，也可以是在含有選自氨、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸胍、氨基甲酸銨以及尿素中的至少1種化合物的水溶液中或是在水中混入磨料用原料，在60～100℃對其加熱，再粉碎磨料用原料(以下，將這種粉碎方法稱為浸漬加熱粉碎。)。通過進行該浸漬加熱粉碎而制造的磨料是可形成研磨損傷少、且具有更高精度的研磨面的磨料。該浸漬加熱粉碎的時間如是在焙燒之前則無特別的限制。但是，進行浸漬加熱粉碎并不妨礙使用粉碎裝置進行粉碎。因此可以適宜組合這兩種粉碎方法來實施。
如上所述，相對于使用目前的鈰系磨料用原料而制得的磨料，使用本發(fā)明的鈰系磨料用原料可制造出不僅研磨速度為同等以上，而且可形成更高精度研磨面的鈰系磨料。本發(fā)明涉及的磨料用原料，由于作為自身的性質(zhì)完全不含氟，因此可解決環(huán)境問題以及磨料的再利用。另，本發(fā)明的磨料用原料雖然對于不添加氟來制造磨料的情況特別有用，但是也可用于邊調(diào)整氟成分濃度邊添加氟成分來制造磨料的情況。


圖1是簡單說明本實施方式中的含稀土類化合物的水溶液的制造工序1以及2的圖。
具體實施例方式
以下，將說明本發(fā)明的適宜實施方式。本實施方式是混合碳酸系沉淀劑水溶液和稀土類化合物來制造磨料用原料的方法，利用不同的起始原料通過各工序配制出多種稀土類化合物水溶液，再將其添加·混合到碳酸系沉淀劑水溶液中來制造多種磨料用原料。再用這些制造鈰系磨料，并評價這些鈰系磨料的研磨特性。
A稀土類化合物水溶液的制造通過以下兩種制造工序來制造多種稀土類化合物水溶液。
制造工序1該制造工序是使用氯化稀土作為起始原料來制造稀土類化合物水溶液。由經(jīng)該制造工序所制的稀土類化合物水溶液而得的磨料用原料適用于后述的實施例1～30、36～44、比較例1、2、4。該制造工序的概要示于圖1(a)。
用0.3mol/L的鹽酸溶解氯化稀土(TREO 46質(zhì)量％)制成TREO濃度為150g/L的溶解液，溶劑萃取該溶解液。溶劑萃取在30段(對流萃取10段，對流逆萃取20段)的混合澄清器(澄清部分的有效容量為200L/段)中進行。有機溶劑以容量6L/分鐘從萃取部的第1段進入從第10段流出，再直接從逆萃取部的第1段進入從第20段流出。水相中的溶解液是在萃取部以1L/分鐘的速度從萃取部的第10段進入，以0.35L/分鐘向萃取部的第1、3、5、7段各添加2mol/L的氫氧化鈉水溶液，并使其從萃取部的第1段流出。在逆萃取部，自逆萃取部第20段以1L/分鐘注入5.2mol/L的鹽酸，以0.56L/分鐘自第11段抽出，自逆萃取部第1段抽出殘留部分。氫氧化鈉是為了將溶解液中的稀土類元素幾乎全部萃取到有機溶劑中而添加的物質(zhì)。另，有機溶劑是萃取劑(PC-88A(大八化學(xué)工業(yè)株式會社制))和稀釋劑(IPソルベント(出光石油化學(xué)株式會社制))按照容量比1∶2混合而成的溶劑。
接著，用鹽酸對自溶劑萃取工序的逆萃取部的第1段抽出的逆萃取液(TREO濃度291g/L)進行pH調(diào)節(jié)，直到pH＝0.9，將其靜置24小時，進行油水分離(實施例22中靜置3小時，實施例21、24中不進行油水分離。)。
使上述處理后的逆萃取液通過填充有聚丙烯纖維的柱進行吸附劑處理(實施例21～23不進行吸附劑處理。)。
用純水對進行完上述處理的逆萃取液(稀土類化合物水溶液)進行濃度適宜調(diào)節(jié)，制成TREO濃度5～270g/L的稀土類化合物水溶液。另，上述工序中，處理前的氯化稀土(溶解液)所含TREO中的組成以及溶劑萃取后的逆萃取液(稀土類化合物水溶液)所含TREO中的組成如下所示。另，制得的稀土類化合物水溶液的每1kg的TREO的稀土類元素量為5.92mol。
表1

制造工序2該制造工序使用中國產(chǎn)碳酸鈰(TREO 45質(zhì)量％，CeO2/TREO＞99.9質(zhì)量％由該碳酸鈰形成的磨料用原料作為比較例3)制造了稀土類化合物水溶液。由該制造工序制得的稀土類化合物水溶液而得的磨料用原料適用于后述的實施例31～35。該制造工序的概要示于圖(b)。
用0.2mol/L的鹽酸溶解上述碳酸鈰，并過濾，制成TREO濃度為180g/L的溶解液。再用鹽酸對該溶液進行pH調(diào)節(jié)，直到pH＝0.9，將其靜置24小時進行油水分離。
使上述處理后的溶解液通過填充有聚丙烯纖維的柱進行吸附劑處理。用純水對吸附劑處理后的溶液進行濃度適宜調(diào)節(jié)，制成TREO濃度50g/L的稀土類化合物水溶液。另，該稀土類化合物水溶液中的氧化鈰濃度(CeO2/TREO)在99.9質(zhì)量％以上。另外，制得的稀土類化合物水溶液的每1kg的TREO的稀土類元素量為5.81mol(以CeO2/TREO為100質(zhì)量％計算)。
B碳酸系沉淀劑水溶液的制造碳酸系沉淀劑水溶液是在水中使碳酸系沉淀劑(碳酸氫銨或者碳酸鈉)溶解而制成的。碳酸系沉淀劑的溶解量是對應(yīng)于各稀土類化合物水溶液所含的稀土類元素的化學(xué)計算量和用中和滴定所求的中和過剩的酸而必需的化學(xué)計算量的合計量的1.2倍。另，由于各實施例的稀土類化合物水溶液中的稀土類元素均是3價的，因此按照3價計算。
C稀土類化合物水溶液和碳酸系沉淀劑水溶液的混合混合稀土類化合物溶液和碳酸系沉淀劑水溶液生成沉淀，將其清洗制成磨料用原料。
實施例1～40中，采用逆添加法即一邊攪拌碳酸系沉淀劑的水溶液，一邊按照TREO 30kg的量添加稀土類化合物水溶液。作為此時的添加時間，可采用3～1200分鐘的多種添加時間，另外，將水溶液的攪拌速度(周速)設(shè)定為50～175m/分鐘的多種速度。對于添加時的溶液加熱，可在進行加熱(30～70℃)和不進行加熱的兩種情況下實施混合。添加稀土類化合物水溶液后的溶液，要在開始接下來的過濾工序之前進行30分鐘的攪拌。
另一方面，實施例41～44、比較例1、2、4中，采用正添加法即通過一邊攪拌稀土類化合物水溶液，一邊添加碳酸系沉淀劑的方法生成沉淀。該情況下，為攪拌速度也設(shè)定為50～175m/分鐘的多種速度。
另外，上述實施例中無論逆添加法還是正添加法，只要碳酸系沉淀劑水溶液或者稀土類化合物水溶液的攪拌速度沒有特殊標(biāo)記，均為75m/分鐘。
D固液分離、清洗為了分離由攪拌碳酸系沉淀劑的水溶液和稀土類化合物水溶液而生成的沉淀，真空過濾溶液。清洗被過濾分離的沉淀物，將其作為鈰系磨料用原料。該清洗用純水以100L/次清洗0～5次(只有比較例7不清洗(0次))。
對由上述工序制得的鈰系磨料用原料，測定其沈降體積、己烷萃取物質(zhì)含有量、TREO濃度、氟濃度、氯濃度、強熱減量、平均粒徑(D50粒徑)。在這些特性的測定中，沈降體積、靜置法表觀比容、己烷萃取物質(zhì)含有量、強熱減量的測定按照上述的測定方法進行。
氟濃度的測定是通過堿熔融磨料，再用溫水萃取，利用氟化物離子電極法進行測定。氯濃度的測定是通過在硝酸中溶解磨料之后，用Volhard滴定法進行測定。另外，作為基準(zhǔn)的TREO通過酸溶解磨料，再在溶液中添加溴酸生成沉淀物，然后燃燒該沉淀物利用重量法而測定。
平均粒徑(D50粒徑)的測定是通過使用激光衍射·散射法粒徑分布測定裝置((株)堀埸制造所制LA-920)測定粒度分布，以及通過求體積基準(zhǔn)的累計分率中的50質(zhì)量％徑來進行的。
表2～表7顯示了由本實施方式制造的各種磨料用原料的各種特性。
表2

*1○實施24小時、△實施3小時、×不實施*2○實施、×不實施*3碳酸系沉淀劑的種類 AHC碳酸氫銨、SC碳酸鈉*4-表示不加熱。溫度約為20℃。
*5只有比較例1和2在攪拌稀土化合物水溶液時添加碳酸系沉淀劑水溶液表3

*1○實施24小時、△實施3小時、×不實施*2○實施、×不實施*3碳酸系沉淀劑的種類 AHC碳酸氫銨、SC碳酸鈉*4-表示不加熱。溫度約為20℃。
表4

*1○實施24小時、△實施3小時、×不實施*2○實施、×不實施*3碳酸系沉淀劑的種類 AHC碳酸氫銨、SC碳酸鈉*4-表示不加熱。溫度約為20℃。
表5

*1○實施24小時、△實施3小時、×不實施*2○實施、×不實施*3碳酸系沉淀劑的種類 AHC碳酸氫銨、SC碳酸鈉*4-表示不加熱。溫度約為20℃。
表6 *1○實施24小時、△實施3小時、×不實施*2○實施、×不實施*3碳酸系沉淀劑的種類AHC碳酸氫銨、SC碳酸鈉*4-表示不加熱。溫度約為20℃。
表7 *1○實施24小時、△實施3小時、×不實施*2○實施、×不實施*3碳酸系沉淀劑的種類AHC碳酸氫銨、SC碳酸鈉*4-表示不加熱。溫度約為20℃。
然后，使用所制的多種鈰系磨料用原料制造鈰系磨料。磨料的制造工序中，首先浸漬加熱粉碎所制的磨料用原料。浸漬加熱粉碎是通過在容量為350L的槽中混合磨料用原料TREO 30kg和純水150L，一邊攪拌一邊吹入蒸氣，自達到90℃開始維持該溫度3小時，之后再冷卻來進行的。
過濾浸漬加熱粉碎后的淤漿，在150℃干燥磨料用原料48小時，用細磨機進行干式粉碎，再進行焙燒處理。焙燒條件為，加熱溫度為980℃(當(dāng)CeO2/TREO＞99.9質(zhì)量％時)、1050℃(當(dāng)CeO2/TREO＝60質(zhì)量％時)，時間為24小時。
焙燒處理后，將焙燒品投入純水形成64L淤漿之后，進行濕式粉碎。濕式粉碎是利用使用了直徑為1.00mm的氧化鋯球的珠承細磨機實施5遍來進行的。過濾淤漿后，在150℃干燥48小時，再使用細磨機進行干式粉碎制得鈰系磨料。
磨料的特性評價對于制得的各種鈰系磨料，測定其平均粒徑和BET表面積，同時進行評價其研磨特性(研磨速度、研磨精度)的研磨試驗。
BET法比表面積的測定按照JIS R 1626-1996(由細陶瓷粉末的氣體吸附BET法測定比表面積的方法)的“6.2流動法的(3.5)一點法”進行。此時，使用作為載氣的氦氣和作為吸附質(zhì)氣體的氮氣的混合氣體。另外，平均粒徑(D50粒徑)的測定與原料的測定方法相同。
對于研磨試驗，使用研磨試驗機(HSP-2I型，臺東精機株式會社制)。該研磨試驗機是一邊向研磨對象面供給漿狀的磨料一邊用研磨墊研磨該研磨對象面的機器。在該研磨試驗中，混合磨料和純水，調(diào)制出TREO為100g/L的漿狀磨料20L。然后，在研磨試驗中，以5升/分鐘的比例供給漿狀磨料，并循環(huán)使用磨料。另，研磨對象物是65mmφ的平面板用玻璃。研磨墊使用聚氨酯制材料。相對于磨料面的研磨墊的壓力為9.8kPa(100g/cm2)，研磨試驗機的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為100rpm，研磨時間為30分鐘。
然后進行研磨特性的評價，首先通過測定研磨前后的玻璃重量來求得玻璃重量的減少量，以該值為基礎(chǔ)求出研磨值。本研磨試驗中用該研磨值來評價研磨速度。另，在此將使用實施例1所得的試樣研磨時的研磨值定為基準(zhǔn)(100)。
用純水清洗由研磨所得的玻璃的被研磨面，在無塵狀態(tài)下使之干燥后進行研磨精度的評價。該評價是使用原子間力顯微鏡(AFM)，對研磨后的玻璃的被研磨面測定其表面粗糙度，通過評價Ra(平均表面粗糙度)來進行。
所制的各種磨料的物理性質(zhì)以及研磨特性的結(jié)果示于表8～表13。
表8

沈降體積界面的易見性1界面的確定非常困難2界面的確定困難3界面的確定稍困難4雖稍有渾濁但界面的確定容易5不渾濁，界面的確定非常容易表9

沈降體積界面的易見性1界面的確定非常困難2界面的確定困難3界面的確定稍困難4雖稍有渾濁但界面的確定容易5不渾濁，界面的確定非常容易表10

沈降體積界面的易見性1界面的確定非常困難2界面的確定困難3界面的確定稍困難4雖稍有渾濁但界面的確定容易5不渾濁，界面的確定非常容易表11

沈降體積界面的易見性1界面的確定非常困難2界面的確定困難3界面的確定稍困難4雖稍有渾濁但界面的確定容易5不渾濁，界面的確定非常容易表12 沈降體積界面的易見性1界面的確定非常困難2界面的確定困難3界面的確定稍困難4雖稍有渾濁但界面的確定容易5不渾濁，界面的確定非常容易表13 沈降體積界面的易見性1界面的確定非常困難2界面的確定困難3界面的確定稍困難4雖稍有渾濁但界面的確定容易5不渾濁，界面的確定非常容易以由上述各制造工序所制得的磨料用原料的物理性質(zhì)(表2～表7)以及由這些磨料用原料所制的磨料的研磨特性(表8～表13)為基礎(chǔ)進行對比，實施如下的考察。
評價1沈降體積的評價表8～表11是顯示使用變化制造條件而制得的沈降體積不同的磨料用原料來制造的磨料的特性的比較結(jié)果的表。磨料用原料的沈降體積雖根據(jù)其制造條件(稀土類化合物水溶液的濃度、添加時間、沉淀物的清洗次數(shù))而變化(該點在以后說明)，但是任何情況下，由沈降體積未滿30mL的磨料用原料制得的磨料，雖然其研磨速度高，但是表面粗糙度大、研磨精度差(確認有損傷發(fā)生)。因此，要求磨料用原料的沈降體積必須在30mL以上。另一方面，由沈降體積大于90mL的磨料用原料制得的磨料，其研磨速度降低。因此，考慮到研磨速度和研磨精度的平衡，沈降體積較好為30～90mL，更好為30～70mL，再更好為40～60mL。
另，對于測定磨料用原料的沈降體積時的溫度的影響的補充研究結(jié)果示于表14。該研究是測定實施例6制得的磨料用原料的沈降體積時關(guān)于變化測定溫度而得的測定值的調(diào)查。
表14

由表14可明白，在10～50℃的測定溫度的范圍內(nèi)，沈降體積的測定值沒有較大的差別。因此沈降體積的測定較好為在該溫度范圍內(nèi)測定。另，本實施方式中所示的沈降體積的數(shù)值均是在25℃測定的結(jié)果。
評價2靜置法表觀比容的評價在表8～表11中顯示了靜置法表觀比容的數(shù)值(表中用FV標(biāo)記)。磨料用原料的靜置法表觀比容與沈降體積相同，雖隨著其制造條件而改變，但是從研磨速度和研磨精度的平衡來考慮，靜置法表觀比容的數(shù)值較好為1.0～3.0mL/g(實施例3～13)。更好為1.3～2.7ml/g，再更好為1.5～2.5mL/g。
評價3己烷萃取物質(zhì)的濃度的評價表9是顯示磨料用原料的己烷萃取物質(zhì)的濃度和磨料的研磨特性之間關(guān)系的表。從該表可知，雖然己烷萃取物質(zhì)不會對磨料的研磨特性有較大的不良影響，但是通過增加己烷萃取物質(zhì)，在測定磨料用原料的沈降體積時可明顯看到對界面的影響。因此，己烷萃取物質(zhì)的濃度以少為宜。
評價4由氯濃度的評價表10是顯示磨料用原料的氯濃度和磨料研磨特性關(guān)系的表，從該表可知，原料中的氯影響作為磨料時的研磨速度和研磨精度這兩方面。為了制造適宜的磨料，磨料用原料的氯濃度較好為在0.5質(zhì)量％以下，更好為在0.3質(zhì)量％以下，再更好為在0.1質(zhì)量％以下。
評價5原料制造條件的評價I(稀土類化合物水溶液的添加時間·添加順序)表2是顯示磨料用原料的制造條件中，向碳酸系沉淀劑水溶液中添加稀土類化合物水溶液時的添加時間和磨料用原料的沈降體積之間的關(guān)系。由結(jié)果可以明白，隨著稀土類化合物水溶液的添加時間的延長，沈降體積有減少的趨勢，但是在較寬的范圍內(nèi)，沈降體積仍在適宜的范圍內(nèi)。為了使原料的沈降體積在上述適宜的范圍內(nèi)，添加時間較好為5～1200分鐘，更好為10～600分鐘，再更好為20～300分鐘。
另外，如表6所示，關(guān)于由逆添加法生成沉淀時的碳酸系沉淀劑溶液的攪拌速度的影響，即使在較廣的范圍內(nèi)設(shè)定碳酸系沉淀劑溶液的攪拌速度，也未見沈降體積有較大變化。
另一方面，表2中的比較例1、2是由正添加法生成沉淀的示例，該比較例的磨料用原料的沈降體積未滿30。與該結(jié)果相關(guān)的正添加法中變化稀土類化合物水溶液的攪拌速度而生成沉淀時的結(jié)果示于表7。由該結(jié)果可知，采用正添加法時，通過將攪拌速度調(diào)至適當(dāng)?shù)姆秶?100m/分鐘以上)，可制造出沈降體積在30mL以上的磨料用原料。
評價6原料制造條件的評價II(水溶液混合時是否有加熱)表3顯示了由碳酸系沉淀劑水溶液和稀土類化合物水溶液混合時有無加熱以及溫度對磨料用原料的物理性質(zhì)的影響。由該表可知，在控制磨料用原料的沈降體積的基礎(chǔ)上，水溶液混合時的加熱并不是必須的。另外即使加熱，如液溫超過60℃，則沈降體積會有下降的趨勢。因此，混合時的液溫較好在60℃以下，特好為在40℃以下。
評價7原料制造條件的評價III(稀土類化合物水溶液的濃度)在表3中顯示了磨料用原料的制造工序的條件中，向碳酸系沉淀劑中添加稀土類化合物水溶液時的稀土類化合物的濃度(TREO濃度)和磨料用原料的沈降體積之間的關(guān)系。由該結(jié)果可知，雖然隨著稀土類化合物水溶液濃度的升高，沈降體積也有增大的趨勢，但是在較廣的范圍內(nèi)均可得到具有適宜沈降體積的磨料用原料。為了得到具有更好沈降體積的磨料用原料，以TREO基準(zhǔn)表示，稀土類化合物水溶液的濃度較好為10～250g/L，更好為20～200g/L。
評價8原料制造條件的評價IV(稀土類化合物水溶液的吸附處理)另外，表3還顯示了稀土類化合物水溶液的制造工序中，對于溶劑萃取后的殘留液是否進行靜置處理以及吸附處理而引起的磨料用原料的物理性質(zhì)的不同。由該結(jié)果可知，靜置處理和吸附處理具有降低磨料用原料中己烷萃取物質(zhì)的濃度的能力。如上所述，己烷萃取物質(zhì)雖然對作為磨料時的特性沒有大的影響，但是對磨料用原料的沈降體積測定時的界面易見性卻有明顯的影響。因此，較好為至少進行靜置處理和吸附處理中的任一種。
評價9原料制造條件的評價V(沉淀物的清洗效果)表4顯示了混合碳酸系沉淀劑水溶液和稀土類化合物水溶液生成的沉淀物是否進行清洗、清洗次數(shù)與磨料用原料的物理性質(zhì)。由該表可知，通過清洗可使磨料用原料的氯濃度降低，清洗次數(shù)越多濃度減少得越多。原料中的氯濃度和磨料的研磨特性如上所述。因此，在磨料用原料的制造工序中較好為充分進行沉淀物的清洗。
評價10原料制造條件的評價VI(碳酸系沉淀劑的種類)另，表4顯示了由與稀土類化合物水溶液混合的碳酸系沉淀劑水溶液中的沉淀劑種類不同而引起的差異。由該表可知，無論采用碳酸氫銨、碳酸鈉中的哪一種碳酸系沉淀劑，磨料用原料的沈降體積均在較好的范圍內(nèi)。即不會由沉淀劑種類的不同而引起較大的差別。
評價11原料制造條件的評價VI(起始原料的種類)本實施方式中，作為起始原料，使用氯化稀土(實施例1～30)、中國產(chǎn)碳酸鈰(實施例31～35)這兩種來配制稀土類化合物溶液，制造磨料用原料以及磨料。為了進行比較，用中國產(chǎn)碳酸鈰直接作為原料(比較例3)來制造磨料。對這些起始原料的差異進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)即使是比較例3這樣的經(jīng)精制的碳酸鈰，如與各實施例比較，沈降體積以及作為磨料時的研磨特性也都較差。因此，即使是這樣純度優(yōu)良的碳酸鈰，還是如本實施例這樣，制成稀土類化合物水溶液更有效。另一方面，由實施例1～30和實施例31～35的對比可知，如實施例這樣通過稀土類化合物水溶液來制造原料時，起始原料的差異不會引起特性的差異。
本實施方式中，比較例1、2在其制造條件(稀土類化合物水溶液的添加順序)上與實施例不同。因此導(dǎo)致所制的磨料用原料的沈降體積超出了適宜范圍。對于這樣的磨料用原料，可通過再次將其制成稀土類化合物水溶液來制造適宜的磨料用原料(即，即使是標(biāo)準(zhǔn)以外的磨料用原料，也可將其作為起始原料，經(jīng)過再處理制成適宜的磨料用原料)。顯示下述實施例作為其中一例。
實施例45、46在鹽酸中溶解由比較例1、2所制的磨料用原料，將其過濾，用純水稀釋濾液，用鹽酸調(diào)pH至0.9，制成稀土類化合物水溶液。此時TREO的濃度為50g/L。
接著，向正在攪拌的碳酸系沉淀劑水溶液(碳酸氫銨水溶液)中以60分鐘的添加時間添加該稀土類化合物水溶液。過濾分離生成的沉淀物，用純水100L/次清洗5次制成磨料用原料。另，碳酸系沉淀劑水溶液的濃度等其它條件和上述相同。
按照與上述相同的工序，將由上述工序制得的磨料用原料制成鈰系磨料，評價研磨特性。表15顯示其結(jié)果。
表15 沈降體積界面的易見性1界面的確定非常困難2界面的確定困難3界面的確定稍困難4雖稍有渾濁但界面的確定容易5不渾濁，界面的確定非常容易由該結(jié)果可知，即使是超過適宜范圍的磨料用原料，通過在稀土類化合物水溶液中進行適宜的處理也可以得到具有較好特性的磨料用原料，也可改善作為磨料時的研磨特性。
權(quán)利要求
1.鈰系磨料用原料，它是包含相對于總稀土類氧化物(TREO)的氧化鈰的含有量在30質(zhì)量％以上、相對于TREO的氟濃度在0.5質(zhì)量％以下、且含碳酸根的稀土類化合物的鈰系磨料用原料，將與純水混合至TREO濃度為126g/L的原料淤漿靜置10分鐘時的沈降體積相對于100mL該原料淤漿在30mL以上。
2.如權(quán)利要求1所述的鈰系磨料用原料，其特征還在于，120℃干燥12小時后的靜置法表觀比容為1.0～3.0mL/g，該值通過JIS K 5101-1991測得。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鈰系磨料用原料，其特征還在于，溶解于鹽酸時所測的己烷萃取物質(zhì)的含有量以TREO基準(zhǔn)表示在700質(zhì)量ppm％以下。
4.鈰系磨料用原料的制造方法，其特征在于，包括以下工序，攪拌選自堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸胍、氨基甲酸銨以及尿素中的至少1種碳酸系沉淀劑水溶液；向上述碳酸系沉淀劑的水溶液中添加稀土類化合物水溶液，生成沉淀物，上述稀土類化合物水溶液中的氧化鈰的含有量相對于總稀土類氧化物(TREO)在30質(zhì)量％以上，氟濃度相對于TREO在0.5質(zhì)量％以下；分離以及清洗上述沉淀物。
5.鈰系磨料用原料的制造方法，其特征在于，包括以下工序，以100m/分鐘以上的周速攪拌稀土類化合物水溶液，該稀土類化合物水溶液中氧化鈰的含有量相對于總稀土類氧化物(TREO)在30質(zhì)量％以下，并且氟濃度相對于TREO在0.5質(zhì)量％以下；向上述稀土類化合物水溶液中添加選自堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸胍、氨基甲酸銨以及尿素中的至少1種碳酸系沉淀劑的水溶液，生成沉淀；分離以及清洗上述沉淀物。
6.如權(quán)利要求4或5所述的鈰系磨料用原料的制造方法，其特征還在于，稀土類化合物水溶液通過進行下述(a)或(b)中至少任一種處理使己烷萃取物質(zhì)減少，(a)靜置稀土類化合物水溶液，分離除去稀土類化合物水溶液中的己烷萃取物質(zhì)的處理，(b)使稀土類化合物水溶液與油吸附劑接觸來吸附除去己烷萃取物質(zhì)的處理。
7.通過權(quán)利要求4～6中任一項所述方法制得的鈰系磨料用原料。
8.通過權(quán)利要求4或5所述方法制得的權(quán)利要求1或2所述的鈰系磨料用原料。
9.通過權(quán)利要求6所述方法制得的權(quán)利要求3所述的鈰系磨料用原料。
10.鈰系磨料，其特征在于，由權(quán)利要求1～3中任一項或者權(quán)利要求7～9中任一項所述的鈰系磨料用原料制得。
11.鈰系磨料的制造方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1～3中任一項或者權(quán)利要求7～9中任一項所述的鈰系磨料用原料。
12.鈰系磨料的制造方法，它是使用權(quán)利要求1～3中任一項或者權(quán)利要求7～9中任一項所述的鈰系磨料用原料來制造鈰系磨料的方法，其特征在于，包括焙燒工序以及在該焙燒工序之前進行的磨料用原料的粉碎工序，上述粉碎工序是在含有選自氨、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸胍、氨基甲酸銨以及尿素中的至少1種化合物的水溶液或者水中浸漬上述磨料用原料，在60～100℃加熱，再粉碎磨料用原料的工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含相對于總稀土類氧化物(TREO)的氧化鈰的含有量在30質(zhì)量％以上、相對于TREO的氟濃度在0.5質(zhì)量％以下、且含碳酸根的稀土類化合物的鈰系磨料用原料，將與純水混合至TREO濃度為126g/L的原料淤漿靜置10分鐘時的沈降體積相對于100mL該原料淤漿在30mL以上。另外，該磨料用原料在120℃干燥12小時后的靜置法表觀比容較好為1.0～3.0mL/g，溶于鹽酸時測定的己烷萃取物質(zhì)的含有量以TREO基準(zhǔn)表示較好為700質(zhì)量ppm以下。
文檔編號C01F17/00GK1810911SQ200510137849
公開日2006年8月2日 申請日期2005年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者內(nèi)野義嗣, 望月直義, 牛山和哉, 中島祐樹, 大貫佳 申請人:三井金屬鉱業(yè)株式會社