稀土化合物及功能性稀土助剂的研究开发
采用易于工业化生产的沉淀法,应用结晶化学的原理,使用不同的工业沉淀剂,对晶体的生成和长大的关键工艺进行了优化,得到了适合于工业化生产的制备条件,制备特殊物性的稀土化合物。其中大颗粒稀土氧化物,CeO2的D50≥25μm、松装密度≥2.0g·cm-3,Y2O3的D50≥20μm;高比表面积稀土化合物,CeO2的比表面积≥100m2·g-1,老化后比表面积≥15m2·g-1;Ce1-xZrxO2的比表面积≥140m2·g-1,老化后比表面积≥25m2·g-1;超细稀土化合物,CeO2和Y2O3的D50≤1μm;低比表面积稀土化合,CeO2、Ce1-xZrxO2和Y2O3的比表面积≤5m2·g-1。同时还有多种功能性稀土助剂,如:玻璃助剂、橡胶助剂、塑料助剂、稀土催化剂、无毒稀土颜料等的制备工艺。
稀土化合物的直接法合成技术,其特征在于配方及工艺方法包括: A、稀土化合物的组成为: a)至少一种或二种以上的有机酸或/和有机酯及其它们的混合物,用量为81~89份(重量),有机酸或/和酯是指C6~C18的一元或二元饱和、不饱和酸或/和酯; b)至少一种或二种以上或全部下列纯度为90~99%的氧化轻稀土元素的单质或它们的混合物,用量为11~19份(重量),氧化轻稀土ReO是指:Re 为La、Ce、Pr、Nd、Y; c)催化剂,用量为0.5~3份(重量),催化剂是指醋酸(冰醋酸)、双氧水、碳酸、草酸; B、直接法工艺条件为:首先在反应釜中加入按上述配方量的有机酸或/和酯及其它们的混和物,熔化后在搅拌状态下加入上述配方量的催化剂,在60~110℃下,向反应釜中加入上述配方量的氧化轻稀土Re0,控制反应温度为90~140℃,反应时间为2~3.5小时,得稀土有机化合物。
稀土化合物及功能性稀土助剂的研究开发项目工艺简单,成本低,便于工业化生产,拥有自主知识产权,其技术达到国内领先水平,稀土是包头的特色资源,其储量、产量及出口量均列世界第一,包头稀土矿中50%为氧化铈,由于磁性材料的飞速发展,氧化钕过度开采,导致氧化铈等轻稀土大量积压。必须尽快扭转这种局面,打开轻稀土,特别是铈的应用面。而氧化铈是一种特殊的功能材料,大颗粒氧化铈可以做玻璃添加剂使用代替有毒的白砒,大比表面积CeO2和Ce1-xZrxO2可作为催化剂用于汽车尾气净化,超细CeO2可以作为抛光粉、陶瓷材料使用,低比表面积CeO2可以陶瓷材料、固体氧化物燃料电池材料使用。同时,铈类化合物还是高效的橡胶及塑料添加剂。
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