本發(fā)明涉及一種微米級氫氧化鑭顆粒及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、氫氧化稀土可以用于制備稀土氧化物。與碳酸稀土作為前驅(qū)體制備稀土氧化物相比，氫氧化稀土具有結(jié)晶水少、稀土總量高、灼燒成相溫度低且副產(chǎn)物只有水而無二氧化碳釋放等優(yōu)勢。

2、然而氫氧化稀土微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控比較困難，沉淀過程中易形成絮狀沉淀或膠體，顆粒不能生長且過濾性能差。目前，國內(nèi)外制備氫氧化稀土粉體的工藝有多種，其主要制備方法有：化學(xué)沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法、微乳液法、醇鹽水解法、電化學(xué)法等。但基本都是集中在納米級材料的研究和制備。

3、cn112811458a公開了一種介孔稀土氫氧化物納米材料的制備方法，是在水-環(huán)己烷體系中進(jìn)行反應(yīng)，以十六烷基三甲基溴化銨和檸檬酸為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，以水楊酸鈉為擴(kuò)孔劑，以稀土氯化物為稀土源，以六亞甲基四胺或尿素為催化劑，在加熱條件下進(jìn)行合成反應(yīng)；具體步驟如下：(1)依次將十六烷基三甲基溴化銨、稀土氯化物、檸檬酸、水楊酸鈉、六亞甲基四胺或尿素溶解在水中，獲得澄清溶液；(2)加入環(huán)己烷，并攪拌混合均勻；(3)控制溫度為50～70℃，反應(yīng)6～7小時；(4)反應(yīng)結(jié)束后，取反應(yīng)體系中水相，離心，洗滌。所得稀土氫氧化物為球形納米顆粒，尺寸為100～600nm，可調(diào)。

4、氫氧化鑭是氫氧化稀土中很重要的一種。

5、cn103145167a公開了一種氫氧化鑭納米顆粒的可控合成，包括：將氯化鑭溶液在磁力攪拌下加入分散劑，攪拌至分散劑完全溶解，緩慢滴加一定濃度的氨水溶液反應(yīng)1～3小時。冷卻后離心分離得到白色沉淀，用乙醇和水各清洗3～5遍后，在烘箱中干燥，制得干燥的氫氧化鑭納米顆粒，粒徑為100nm左右。

6、cn106219588a公開了一種采用均勻沉淀油浴法制備棒狀氫氧化鑭納米材料的方法，包括以下步驟：1)將la(no3)3·2h2o溶于水中，制成濃度為0.05～1mol/l的透明溶液a；2)向透明溶液a中加入二乙烯三胺，使得溶液中二乙烯三胺的濃度為0.005～0.1mol/l，充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得懸濁液b；3)將懸濁液b置于油浴鍋中，在60～100℃下，反應(yīng)2～5h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)離心處理后，再經(jīng)洗滌、干燥，制得棒狀la(oh)3納米材料。該納米材料的直徑約為15～40nm。

7、cn110563018a公開了一種高分散納米氫氧化鑭的制備方法，，包括如下步驟：1)將鑭鹽溶于水、有機(jī)溶劑或水和有機(jī)溶劑的混合液中，制得鑭鹽溶液；將堿溶于水、有機(jī)溶劑或水和有機(jī)溶劑的混合液中，制得堿液；2)將鑭鹽溶液與堿液加入到普通反應(yīng)器或超重力旋轉(zhuǎn)填充床中進(jìn)行沉淀結(jié)晶反應(yīng)，制得氫氧化鑭懸浮液；3)將氫氧化鑭懸浮液放入恒溫箱陳化處理；4)在陳化處理后的漿液中加入改性劑進(jìn)行改性；5)將改性后的漿液冷卻至常溫，經(jīng)超濾或離心洗滌，得到濾餅；6)將濾餅分散到液相介質(zhì)中，制得高分散納米氫氧化鑭分散液；或?qū)V餅烘干制得高分散納米氫氧化鑭粉體。該方法制得的氫氧化鑭顆粒一維尺寸為15～250nm。

8、cn111235624a公開了一種氫氧化鑭納米晶須的制備方法，包括如下步驟：(1)將堿液在攪拌條件下逐滴加入至含鑭鹽的乙醇-水溶液中，獲得混合液；其中，堿液為氫氧化鈉水溶液或者氫氧化鉀水溶液，混合液的ph值不小于7.5；(2)將混合液置于密閉反應(yīng)裝置中加熱至反應(yīng)溫度進(jìn)行反應(yīng)，獲得反應(yīng)混合物；(3)將反應(yīng)混合物經(jīng)過后處理獲得氫氧化鑭納米晶須。所得氫氧化鑭納米晶須的直徑為30～50nm。

9、cn117756161a公開了一種氫氧化鑭納米材料的合成方法，包括：將鑭鹽和表面活性劑在水中混合均勻，得到混合液；將沉淀劑加入混合液中，調(diào)節(jié)混合液的ph值至堿性，在攪拌下進(jìn)行保溫反應(yīng)，得到氫氧化鑭納米材料。所得氫氧化鑭納米材料的尺寸為100～200nm。

10、目前為止，微米級氫氧化鑭的制備尚未見相關(guān)報道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種微米級氫氧化鑭顆粒的制備方法，該制備方法可以獲得微米級氫氧化鑭顆粒，其d50為3～20μm。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種根據(jù)如上所述的制備方法制得的微米級氫氧化鑭顆粒。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的。

2、一方面，本發(fā)明提供一種微米級氫氧化鑭顆粒的制備方法，包括如下步驟：

3、1)在反應(yīng)溫度為30～90℃及攪拌的條件下，將鑭鹽水溶液和氨水并流滴加至水中反應(yīng)，滴加結(jié)束后得到懸浮液；

4、其中，水作為底液；并流滴加過程中，控制鑭鹽水溶液和氨水的相對滴加速度以使得氨水中的nh3和鑭鹽水溶液中的鑭離子的摩爾比大于3.0，以及控制反應(yīng)體系的ph值大于等于7.5且小于等于9.5；

5、2)將步驟1)所得的懸浮液不經(jīng)過陳化直接固液分離，得到固體；將所得的固體洗滌、干燥，得到微米級氫氧化鑭顆粒。

6、根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟1)中，所述鑭鹽水溶液中的鑭鹽選自氯化鑭、硝酸鑭和硫酸鑭中的一種。

7、根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟1)中，所述鑭鹽水溶液為氯化鑭水溶液，鑭鹽水溶液中的reo濃度為20～120g/l。

8、根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟1)中，氨水的濃度為2～6mol/l。

9、根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟1)中，攪拌速度為150～350rpm。

10、根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟1)中，控制反應(yīng)體系的ph值大于等于8.0且小于等于9.0。

11、根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟1)的并流滴加過程中，控制鑭鹽水溶液和氨水的相對滴加速度以使得氨水中的nh3和鑭鹽水溶液中的鑭離子的摩爾比大于3.0且小于等于5.0。

12、根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟1)中，底液水的體積為反應(yīng)容器的體積的3～15％。

13、根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法，優(yōu)選地，步驟2)中，將固體用水洗滌至洗滌液的ph為7.0；干燥溫度為60～120℃。

14、另一方面，本發(fā)明還提供一種微米級氫氧化鑭顆粒，其根據(jù)如上所述的制備方法制備而得，所述微米級氫氧化鑭顆粒的d50為3～20μm。

15、本發(fā)明的制備方法可以獲得微米級氫氧化鑭晶體顆粒，產(chǎn)品粒徑分布均一而且容易過濾。本發(fā)明的制備方法無需加入晶種，無需進(jìn)行陳化。本發(fā)明的制備方法簡單，條件溫和，過程易控，成本較低，具有工業(yè)推廣價值。

技術(shù)特征：

1.一種微米級氫氧化鑭顆粒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述鑭鹽水溶液中的鑭鹽選自氯化鑭、硝酸鑭和硫酸鑭中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，所述鑭鹽水溶液為氯化鑭水溶液，鑭鹽水溶液中的reo濃度為20～120g/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，氨水的濃度為2～6mol/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，攪拌速度為150～350rpm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，控制反應(yīng)體系的ph值大于等于8.0且小于等于9.0。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)的并流滴加過程中，控制鑭鹽水溶液和氨水的相對滴加速度以使得氨水中的nh3和鑭鹽水溶液中的鑭離子的摩爾比大于3.0且小于等于5.0。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中，底液水的體積為反應(yīng)容器的體積的3～15％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，將固體用水洗滌至洗滌液的ph為7.0；干燥溫度為60～120℃。

10.一種微米級氫氧化鑭顆粒，其特征在于，其根據(jù)權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的制備方法制備而得，所述微米級氫氧化鑭顆粒的d50為3～20μm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種微米級氫氧化鑭顆粒及其制備方法。該制備方法包括如下步驟：1)在反應(yīng)溫度為30～90℃及攪拌的條件下，將鑭鹽水溶液和氨水并流滴加至水中反應(yīng)，滴加結(jié)束后得到懸浮液；其中，并流滴加過程中，控制鑭鹽水溶液和氨水的相對滴加速度以使得氨水中的NH<subgt;3</subgt;和鑭鹽水溶液中的鑭離子的摩爾比大于3.0，以及控制反應(yīng)體系的pH值大于等于7.5且小于等于9.5；2)將步驟1)所得的懸浮液不經(jīng)過陳化直接固液分離，得到固體；將所得的固體洗滌、干燥，得到微米級氫氧化鑭顆粒。本發(fā)明可以獲得微米級氫氧化鑭晶體顆粒。

技術(shù)研發(fā)人員：田皓,裴宇,郭金鋮,候少春,李巖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：包頭稀土研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10