氟碳鈰礦焙燒動力學及拋光粉制備.pdf

1、我國稀土資源豐富，占世界稀土工業(yè)儲量的53．5％。稀土元素有新材料寶庫之稱，廣泛應用于各個工業(yè)領域。但稀土資源開發(fā)中面臨著不同稀土元素應用嚴重不平衡的問題。為使我國稀土資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，迫切需要解決高豐度元素的開發(fā)利用問題。稀土中含量最多的元素鈰的應用性開發(fā)研究，對于稀土資源的綜合開發(fā)具有重大的現(xiàn)實意義。 氧化鈰是一種廉價的，應用廣泛的稀土氧化物。本文簡要介紹國內(nèi)外氧化鈰的資源狀況及應用現(xiàn)狀。鈰的電子結(jié)構(gòu)為[Xe]4f15

2、d16s2，當失去5d16s2電子時表現(xiàn)為三價，4f軌道上的一個電子失去時形成較穩(wěn)定的全空軌道而表現(xiàn)為四價。結(jié)合其特有的化學性質(zhì)，提出了鹽酸二步浸取法從氟碳鈰礦中分離鈰的工藝，然后利用分離的鈰制備氧化鈰粉體。 本文主要的研究內(nèi)容有： (1)氟碳鈰礦加碳酸鈉焙燒的動力學研究。傳統(tǒng)的硫酸焙燒分解氟碳鈰礦的工藝由于大量排放氟化氫氣體，嚴重污染環(huán)境；采用碳酸鈉脫氟焙燒工藝可以大大降低氟化氫的排放。氟碳鈰礦加碳酸鈉焙燒，是一個典型

3、的固相之間的反應，實驗采用熱重分析法研究了氟碳鈰礦加碳酸鈉焙燒的動力學方程，得出氟碳鈰礦碳酸鈉焙燒過程為一級動力學反應，且反應活化能隨碳酸鈉加入量的增加而略有下降。 (2)鹽酸兩步浸出法制備含鈰量高的氯化鈰溶液。氟碳鈰礦在空氣介質(zhì)中氧化焙燒時，95％以上的鈰由三價轉(zhuǎn)化成四價，利用三價鈰與四價鈰化學性質(zhì)的差異達到鈰與三價稀土元素和雜質(zhì)相分離的目的。氟碳鈰礦焙砂經(jīng)水洗脫氟后烘干，先用lmol／L鹽酸浸取除去三價稀土和非稀土雜質(zhì)，然后

4、用6mol／L鹽酸浸取浸渣，高濃度鹽酸浸出液即為富鈰的氯化鈰溶液，其鈰含量超過95％，且鈰的回收率也達90％。 (3)以鹽酸兩步浸取法制得的氯化鈰溶液為原料，用碳酸氫銨作沉淀劑，加入聚L--醇為分散劑生成氧化鈰前驅(qū)體一碳酸鈰，碳酸鈰在一定溫度下焙燒制得所需的氧化鈰粉體。 (4)采用XRD，SEM對合成的氧化鈰粉末進行表征。由XRD衍射圖可知合成的氧化鈰單晶的粒徑在20．5納米左右，掃描電鏡圖表明所合成顆粒的粒徑小于100