灼烧温度对镨钕二元氧化物比表面积、密度影响的研究

以氯化镨钕溶液为原料液,分别用草酸、碳酸氢铵和碳酸钠为沉淀剂,制备镨钕草酸盐和碳酸盐,在800℃～1300℃范围内不同灼烧温度下制备出错钕二元氧化物,研究了灼烧温度对稀土氧化物的比表面积和密度的影响.     

制备条件对氧化镨钕物理性能的影响研究

以氯化镨钕溶液为原料液,碳酸氢铵为沉淀剂,在常温、50℃、90℃三个温区制备氧化镨钕前驱体并焙烧制备了氧化镨钕,运用XRD、SEM、TG-DSC、粒度分析等表征手段,研究了沉淀温度和焙烧温度对镨钕氧化物的粒度、形貌、晶型等物理性能的影响。结果表明,当沉淀温度90℃,得到含不同结晶水的碳酸镨钕,而当沉淀温度≥90℃,得到碱式碳酸镨钕;氧化镨钕及其前驱体的形貌随沉淀温度的升高均由块状团聚体逐渐变为类球形颗粒;当焙烧温度≥750℃时,才出现明显的氧化镨钕衍射峰且晶型为立方晶型,而焙烧温度升高到950℃时,氧化镨钕的晶型已完全转变为六方晶型。     

降低氧化镨钕中氯根的工艺研究

氯化镨钕经过沉淀、灼烧后得到镨钕氧化物中氯根含量偏高,研究两种沉淀工艺中的沉淀时间和料液浓度,灼烧过程中温度、装料方式和通风量等工艺条件对氯根的影响。结果表明,采用并流沉淀工艺,料液浓度为180g/L,沉淀时间大于6h,控制灼烧温度为1 050℃,增加装料松散度,每吨REO的通风量为150m~3/min,得到碳酸镨钕的氯根含量≤0.035%,氧化物中氯根含量≤0.010%。通过SEM表征表明,碳酸盐和氧化物的晶体形貌对氯根的含量有一定影响。     

变价稀土钙钛矿型化合物在稀土分离中的应用——氧化还原法分离镨钕

本文研究了镨钕混合氧化物与碳酸钡在1000℃灼烧时,镨生成BaPrO_3,钕以NdO_(1.5)形式存在。以合适的溶剂处理灼烧样,BaPrO_3进入溶液,NdO_(1.5)留在固相,从而使镨钕得以富集和分离。     

大粒度氧化钕制备工艺研究

以草酸为沉淀剂,研究了制备大颗粒氧化钕的工艺,考察了反应温度、溶液酸度、添加剂浓度、陈化时间等因素对氧化钕粒径(Ds0)的影响,并确定了草酸钕的灼烧温度.根据实验结果确定了适宜的制备工艺,并按此工艺制备出了粒径在50μm～150μm范围内,分散均匀的大粒度氧化钕.研究结果表明,采用该工艺制备大颗粒稀土氧化物可行,且操作简单,产品质量稳定,易于推广到工业生产.     

镨钕氧化物的物理性质对其电解生产的影响及改善措施

镨钕氧化物的物理性质直接影响其电解生产的稳定性、电流效率、能耗等技术经济指标,因此其物性指标须保持均一恒定,减少波动。通过对镨钕氧化物的比表面积、粒度、微观结构等物理性质的比较,并结合实际生产情况,分析了其物理性质对电解过程的影响,探讨了改进镨钕氧化物物理性质以满足电解要求的措施。     

碳酸氢铵沉淀法制备大颗粒球形氧化钇的研究

采用碳酸氢铵沉淀法制备球形大颗粒氧化钇粉体,粉体用激光粒度仪、SEM和BET分析方法进行表征,研究了反应温度、料液浓度、陈化时间、灼烧温度对氧化钇形貌、粒度、比表面积的影响。最佳的工艺条件为:沉淀反应温度93℃、料液浓度40 g/L、陈化时间28 h、灼烧温度1400℃,在此条件下制备出氧化钇,中心粒径D50为61.54μm,形貌为针状晶体组成的球形。     

熔盐电解法制备镨钕铈合金的研究

利用500A规模电解槽,在氟化锂-氟化镨钕-氟化铈熔盐体系中,以氧化铈与氧化镨钕混合物为电解原料,制备了不同金属配分的镨钕铈合金。研究了不同电解质组成、电解温度(980～1 060℃)以及加料速度对电解过程的影响。研究表明,电解质组成是控制合金中金属配分的关键因素,同时电解温度对金属配分的影响不大。但电解温度偏低或者加料速度偏慢会使电解质液面上升,导致"熔盐外溢"现象的发生。     

电池级稀土氧化物制备工艺的研究

南方中钇富铕混合稀土先后经Ｎｄ／Ｓｍ分组、Ｌａ／ＣｅＰｒ／Ｎｄ分离,分别得到镧铈镨钕、镧、铈镨富集物、钕;北方富铈氯化然土原料经Ｃｅ／Ｐｒ分组得到镧富休物;除去稀土中非稀土杂质,经沉淀、灼烧后制备多种优质稀土氧化物,混样调配,为火法电解生产电池级稀土金属提供原料。     

草酸沉淀反萃余液制备大粒度氧化钕工艺研究

以草酸为沉淀剂,P507-N235-磺化煤油-环己烷体系分离稀土过程中的氯化钕反萃余液为原料,制备了大粒度氧化钕.采用激光粒度仪结合扫描电镜对样品进行粒度、形貌分析;使用X 射线衍射对前驱体煅烧样品进行物相分析,结合差热分析研究前驱体的热分解过程.沉淀过程中草酸钕前驱体粒度的主要影响因素为反应温度、搅拌速度、沉淀剂滴加速度及陈化时间,其最佳制备条件为反应温度50℃,搅拌速度300 r/min,沉淀剂滴加速度9 mL/min,陈化时间24 h.对比实验表明,氯化钕反萃余液中残余的有机相可以有效地增大前驱体的粒度.草酸钕前驱体在煅烧温度800℃下保温2 h可完全转化为Nd2O3,氧化钕粒径达到50μm以上.     

稀土氧化物复合ZrO2陶瓷的制备及应用研究进展

稀土氧化物可作为稳定剂、烧结助剂、掺杂改性剂加入到ZrO₂陶瓷材料中,能极大地提高和改善陶瓷材料的强度、韧性,降低其烧结温度,减少生产成本.文中简要综述了稀土氧化物ZrO₂陶瓷材料的制备及应用研究状况,包括Y₂O₃复合ZrO₂陶瓷粉体、富铈稀土氧化物复合ZrO₂陶瓷粉末、Nd₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料、Pr₂O₃\Pr₆O₁₁复合ZrO₂陶瓷、La₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Yb₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Sm₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料及氧化锆中掺杂多种稀土氧化物陶瓷粉体的制备和应用,分析讨论了一些需要解决的问题,并展望了稀土复合ZrO₂陶瓷制备技术及未来研究发展趋势.      

Study on Catalysts with Rhodium Loading on Different Cerium-Zirconium Mixed Oxides

The catalysts with Rh loading on different cerium-zirconium mixed oxides were characterized by BET, H2-TPR and OSC. The effects of different cerium-zirconium mixed oxides on catalytic performance and thermal stability of Rh loaded catalyst were studied. The results show that: (1) Rh can enhance cerium-zirconium mixed oxides OSC and catalytic reaction rates; (2) cerium-zirconium mixed oxides with high Ce contents and low Zr contents are more favorable to the stability of catalysts. Moreover, the contents of CeO2 have important effect on catalysts characteristics, and the addition of some rare earth components, such as La, Pr and Nd also have some influences.     

掺钕氧化钪激光透明陶瓷纳米粉体的合成及研究

研究了化学共沉淀法合成Nd:Sc2O3纳米粉的工艺.以Sc2O3为基质材料,掺杂0.5％(原子分数)的Nd3+,添加适量聚乙二醇(PEG)和(NH4)2SO,作为分散剂,以氨水(NH3·H2O)和碳酸氢铵(NH4HCO3)混合溶液作复合沉淀剂,采用化学共沉淀法获得了碱式稀土碳酸盐前躯体,在1100℃下煅烧该前躯体4h,制备出性能良好的Nd:Sc2O3纳米粉.采用热重-差热分析仪(TG/DSC)、红外光谱分析仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对Nd:Sc2O3前躯体和煅烧后的粉体进行表征.实验结果表明:在室温下,用氨水和碳酸氧铵混合溶液作为复合沉淀剂合成出的前躯体为碱式稀土碳酸盐.通过XRD和EDS能谱分析,Nd3+完全固溶于Sc2O3的立方晶格中,这将有利于制备激光透明陶瓷.在1100℃的温度下煅烧此前躯体得到的Nd:Sc2O3纳米粉具有颗粒粒度小(约50 nm)、分散性好、团聚程度轻、结晶良好的性能.因此,采用此工艺合成的粉体将有可能制备出的Nd:Sc2O3透明陶瓷.     

氮,氮,氮′,氮′-四辛基-3-氧戊二酰胺色谱柱分离-电感耦合等离子体质谱法测定混合稀土氧化物中重稀土

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定稀土元素时,轻稀土元素Ce、Nd、Sm的氧化物等复合离子严重干扰重稀土元素Tb、Dy、Ho、Er的测定,因此对混合稀土中重稀土元素进行测定前一般需要先对其分离富集。实验在样品溶解后,将N,N,N′,N′-四辛基-3-氧戊二酰胺(TODGA)用硅藻土吸附后装柱,以0.1 mol/L HNO₃为样品溶液介质上柱,通过控制洗脱液的种类、酸度以及洗脱液流速,实现了轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd与重稀土元素Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu的分离和富集,建立了ICP-MS测定混合稀土氧化物中重稀土元素的方法。实验表明:控制洗脱流速为2.0 mL/min,用pH 2.0的HNO₃淋洗至淋洗体积约为500 mL,继续收集洗脱液,并用ICP-MS检测其中Nd₂O₃含量,直至洗脱液中Nd₂O₃的质量浓度小于200 ng/mL,可将轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd及少量Y、Sm、Gd洗脱;再改用350 mL 1 mol/L HCl洗脱重稀土元素,可实现重稀土元素与La、Ce、Pr、Nd及部分Y、Sm、Gd的分离;通过选择¹⁵⁹Tb、¹⁶³Dy、¹⁶⁵Ho、¹⁶⁷Er、¹⁶⁹Tm、¹⁷²Yb、¹⁷⁵Lu为测定同位素可消除质谱干扰。将实验方法应用于混合稀土氧化物中重稀土元素的测定,加标回收率在93%～110%之间,相对标准偏差(RSD,n=8)在1.1%～10%之间。     

Extraction of Rare Earth Elements as Oxides from a Neodymium Magnetic Sludge

We propose a simple method for separating rare earth elements as oxides from a neodymium magnetic sludge by focusing on the affinity of oxygen for the rare earth elements (Nd, Dy, and Pr) and Fe. We have conducted separation experiments with a carbon crucible as contact material to confirm that carbon maintains the oxygen potential in the coexistence region of rare earth oxides and metallic Fe. In this work, the oxide phase of the rare earth elements and the alloy phase that primarily consists of Fe were separated clearly when the magnetic sludge in the carbon crucible was kept at 1823?K (1550?°C) under an Ar atmosphere. The purity of the rare earth oxide phase was high and only a small amount of rare earth elements were contained in the alloy phase. We found that the melting temperature of the rare earth oxides is a crucial factor for separation efficiency in our proposed method.     

粉末压片-X射线荧光光谱法测定地质样品中镧铈镨钕钐

快速准确测定地质样品中La、Ce、Pr、Nd、Sm,能够为寻找稀土矿物提供基础依据。实验在对样品粒度、样品的磨制方法优化的基础上,选取与待测样品粒度一致、基体相似、各元素含量有梯度且含量范围足够宽的岩石、土壤、水系沉积物、稀土和部分多金属系列标准物质作为校准样品,用综合数学校正公式校正谱线重叠干扰,实现了粉末压片-X射线荧光光谱法(XRF)对地质样品中轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm的测定。实验表明,当样品粒度不小于160目(0.097mm)时,测定结果与电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)最相符;对60~80g样品用粉碎机磨制4min,过160目筛的过筛率为96.7%~98.5%,过筛率能满足地质标准(DZ/T 0130.2—2006)过筛率大于95%要求,筛上团聚颗粒轻磨后100%过160目筛。各元素的检出限如下所示:La 2.93μg/g、Ce 3.86μg/g、Pr 2.84μg/g、Nd 2.97μg/g、Sm 4.18μg/g。选择地质实际样品,按照实验方法分别重复制备7个样片,La、Ce、Pr、Nd、Sm测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)为0.81%~1.4%。选取4个地质样品,分别按照选定的方法对La、Ce、Pr、Nd、Sm进行测定,测得结果与参考值(电感耦合等离子体质谱法多次测量的平均值)吻合。取未参与校准由线回归的稀土、土壤、水系沉积物、岩石标准物质各一个,按照实验方法分别进行5次平行测定,计算各轻稀土元素的测定平均值,结果表明,测定值均在标准值误差允许范围内。     

LnSrCoO4稀土复合催化材料制备与表征

首次采用聚乙二醇凝胶法制备了Co系类钙钛矿LnSrCoO4(Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu) 复合氧化物,研究了稀土对催化剂的结构和催化性能的影响,考察了它们对 CO和C3H8 的氧化反应活性,并运用XRD、BET、TPD等方法对催化剂进行了表征.结果表明该类复合氧化物具有K2NiF4结构,它们的结构和催化性能随稀土不同而变化,其中以LaSrCoO4催化活性最好,这是由LaSrCoO4的晶格氧更易移动、Co3+离子含量更高,氧空位和反应时化学吸附氧更多所致.     

Optimization of rare earth carbonate reactive-crystallization process based on response surface method

Rare earth carbonate precipitation is mainly amorphous,of large volume and difficult to filter.To prepare crystalline rare earth carbonate,mother liquor of heavy rare earth was taken as research object,and the experimental scheme was designed based on the response surface central composite design(CCD)method.The concentration of mother liquor,aging time and seed crystal dosage were taken as independent variables,and the particle size of rare earth carbonate was taken as the response value to establish a quadratic polynomial numerical model to optimize the reactive-crystallization process of rare earth carbonate.The results show that these three factors have significant effect on the particle size of rare earth carbonate,and the influence order is mother liquid concentration aging time seed crystal dosage.Moreover,the interaction between mother liquor concentration and seed crystal dosage has a significant effect on the size of rare earth carbonate particles.The optimal parameters predicted by the model are as follows:the concentration of mother liquid is 1.75 g/L,seed crystal dosage is 13.56 wt%,and aging time is 8 h.Under these conditions,the predicted particle size is 28.74 μm,and the experiment particle size is 28.23 μm,between both,the relative error is 0.73%,which indicates that the established response surface model has a good prediction effect and a certain practical significance to guide the reactive-crystallization process of rare earth carbonate.The obtained rare earth carbonate has a crystallinity of 97.82%,uniform particles size,and low-hydrated crystals with a tengerite structure.     

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定稀土合金渣中主要稀土氧化物

提出了微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)同时测定稀土合金渣中氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐和氧化镝等主要稀土氧化物的分析方法。考察4种不同的消解试剂体系,优化了消解参数并选择了合适的分析线。结果表明,在以下条件下样品的消解效果最好：以HNO₃-HCl-HF-H₂O₂（V(HNO₃)∶V(HCl)∶V(HF)∶V(H₂O₂)=4∶2∶2∶1）作为消解试剂,采用四段升温的消解程序,设定的最低温度为160 ℃,最低压力为1.5 MPa,最高温度为225 ℃,最高压力为3.5 MPa,每段的最大温差不超过25 ℃,最大压差不超过1 MPa。在选定的仪器参数下,以408.671,413.765,390.843,401.255,359.260,353.171 nm 波长的谱线分别作为La,Ce,Pr,Nd,Sm,Dy的分析线,用稀土氧化物绘制校准曲线,ICP-AES法测定消解液中上述氧化物。测定结果的相对标准偏差在0.44%～0.98% 范围,加标回收率在94%～106%之间。