无氟铈基稀土抛光粉制备过程的研究

以碳酸铈为原料制备了无氟铈基稀土抛光粉实验样品,并采用激光粒度仪、X射线衍射仪和透射电子显微镜等分析了无氟铈基稀土抛光粉制备过程的组织结构变化.结果表明,制备的无氟铈基稀土抛光粉是一种在CeO2中固溶Ce3 的固溶体,其焙烧过程中产生新相的相变阻力的主要因素可能为总的界面能.     

氟对铈基稀土抛光粉性能的影响研究

针对以碳酸镧铈为原料制备稀土抛光粉工艺对F所起的作用进行了研究,采用XRD、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段对含F与不含F抛光粉进行对比分析。结果表明,F的加入使抛光粉的物相组成发生了变化,生成了新的物相CeLa_2O_3F_3;另外,通过对两种稀土抛光粉进行SEM分析得出,F的加入促进了抛光粉晶体的团聚,使其团聚颗粒尺寸增大,但从XRD的数据分析看,F对CeO_2的晶粒尺寸和晶粒形貌的改变基本没有影响。从抛光粉的研抛性能来看,F的加入促进了抛光粉研削力的增加。     

硼酸焙烧氟碳铈精矿的物相变化及铈与非铈稀土的酸浸分离

物相组成为混合稀土氧化物和氟化物的氟碳铈精矿加硼酸焙烧后,发生了稀土物相的变化,铈成为难溶于酸的二氧化铈晶格,非铈稀土生成易溶于酸的硼酸镧晶格,扩大了欲分离的铈与非铈稀土之间的的性质差别。因而,从精矿分离铈与非铈稀土获得成功。借助于 x—衍射物相分析研究确定了精矿的稀土晶格结构,探讨了焙烧反应过程。其氟碳铈精矿与硼酸焙烧的主要反应为:〈1〉RxOy H_3BO_3CeO_2 LaBO_3 H_2O↑〈2〉RF_3 H_3BO_3 H_2OCeO_2 LaBO_3 HF↑     

含氟铈基稀土抛光粉的制备及其抛光性能

以碳酸镧铈为前驱体,采用氢氟酸氟化、高温焙烧、机械搅拌磨的方法制备中位粒径较小的含氟铈基稀土抛光粉。结果表明,所得产物中固溶体具有立方萤石结构;随着氟掺杂量的增加,开始析出四方结构的LaOF相,CeO2的XRD特征峰向右偏移,结晶度提高,粉体的振实密度随之增大;对光学玻璃的抛光能力在氟掺杂量为6%时出现极大值,被抛光物体的表面光洁度随氟掺杂量的增大而下降。     

铈基稀土抛光粉组织结构研究

以碳酸镧铈和少钕碳酸稀土为前驱体,采用工业制备方法制备铈基稀土抛光粉。研究了氟含量对铈基稀土抛光粉物相组成和形貌的影响以及磨削前后抛光粉颗粒的形貌变化。结果表明,铈基稀土抛光粉由基体相Ce_(1-x)La_xO_2和分布在其中的第二相组成。随着氟含量的增加第二相由CeF_2、LaF_2、LaF_3的顺序发生种类和含量的变化。比较研磨实验前后发现,研磨后抛光粉颗粒被明显磨削,磨削发生在颗粒的尖角部位,磨削方向为颗粒的〈001〉方向,磨削后颗粒(100)面增加,(111)面减少。     

包头稀土精矿添加25%碳酸钠焙烧反应动力学研究

采用XRD、DTA-TG及化学分析等方法,对包头稀土精矿添加25%碳酸钠焙烧反应进行了研究。分解反应分两个阶段进行,第一阶段348℃～455℃,稀土氟碳酸盐分解为稀土氟氧化物,铈被氧化得到CeO     

采用固氟氯化法从氟碳铈矿中提取稀土氯化动力学的研究进展

针对我国主要的稀土矿物氟碳铈稀土矿目前在分解回收中主要采用浓硫酸焙烧法产生氟化氢污染环境的问题,清华大学核能与新能源研究院从1998年以来开展了氧化镁固氟、氯化铵选择性氯化提取氟碳铈中稀土及其动力学的研究。选择我国典型的稀土矿物包头混合型稀土矿及山东氟碳铈稀土矿展开研究,确定了适宜的工艺条件、氯化选择性和氟的转化形态。稀土以氯化稀土形式被浸取,对于两种稀土矿物稀土浸出回收率均在85%以上。氯化铵氯化稀土的氯化动力学符合Bagdasarym提出的多相区域反应动力学模型,氯化反应的速率αRE遵从Erofeev方程。氯化铵氯化不同形态氧化稀土氯化反应表观活化能的大小顺序为:EaLa2O3+CeO2相似文献   

氟化方式对含氟铈基稀土抛光粉性能的影响

通过加入氢氟酸对铈基碳酸稀土进行氟化,得到含氟铈基稀土抛光粉前躯体,再经高温焙烧、粉碎分级,得到含氟铈基稀土抛光粉。研究了两种氟化方式对含氟铈基稀土抛光粉的物相结构、粒度大小及分布、抛光性能的影响。结果表明,氟化方式对铈基稀土抛光粉的抛光能力影响不大,但先碳酸氢铵沉淀后氢氟酸氟化所制备前驱体和抛光粉的粒度显著减小,粒度分布变窄。     

球磨法制备铈基稀土抛光粉及其抛光性能研究

以碳酸镧铈和氟化铵为原料,采用球磨法制备前驱体氟碳酸稀土,焙烧后得稀土抛光粉,考察球磨时间、球料质量比及球磨速率对稀土抛光粉性能的影响。通过XRD、粒度分析对粉体的物相、粒径分布进行表征,用激光共聚焦显微镜观察抛光后玻璃的表面光洁度及粗糙度。结果表明,随着球磨时间、球料质量比及球磨速率的增大,稀土抛光粉的粒度呈先减小后增大的趋势;随球磨时间的延长,氧化铈主衍射峰强度增强,半高宽增大,粉体的晶粒尺寸减小;最佳球磨参数是球磨时间为3.5 h,球料质量比为10∶1,球磨速率为300 r/min。利用上述条件下制备的稀土抛光粉对Φ7 cm的K9玻璃进行抛光,其抛蚀量为1.5525 mg/min,与抛光前K9玻璃相比较,抛光后其表面粗糙度降低,在259μm×257μm范围内面粗糙度Sa降为0.025μm。     

含铈IF钢中含钛夹杂物的析出行为

通过热力学计算研究了IF钢中含钛夹杂物的形成过程以及铈对钢液中Al2O3夹杂物的变质机理,并采用扫描电镜、能谱仪观察和分析了IF钢和含铈IF钢中的含钛夹杂物。热力学计算和扫描电镜观察结果表明:TiN不能在熔炼温度下形成;在IF钢液凝固的过程中TiN以异质形核的形式生成并长大,生成TiN-Al2O3夹杂物;在含铈IF钢中TiN-Al2O3夹杂物被稀土铈变质为TiN-CeAlO3夹杂物,稀土铈减小了含铈IF钢中含钛复合夹杂物的尺寸。     

碱熔-EDTA络合滴定法测定含氟铈基稀土抛光粉中氟

含氟铈基稀土抛光粉中氟含量为1%~8%(质量分数),采用水蒸气蒸馏法处理样品时操作繁琐不易掌握。实验选择氢氧化钠-过氧化钠混合熔剂高温(750℃)熔融样品10min,再用水浸取过滤,使氟全部转至滤液中并与稀土分离,调节酸度为pH2左右以过量镧沉淀氟,煮沸1~2min,在六次甲基四胺-盐酸缓冲体系下用EDTA滴定剩余镧,间接测定样品中氟含量。实验方法用于测定含氟铈基稀土抛光粉中氟,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.88%~2.9%;方法用于标准样品抛光粉GSB04-3426-2017中氟的测定,测定值与认定值一致;分别按照实验方法和国标GB/T 20166.2—2006中的方法对标准样品GSB04-3426-2017和含氟铈基稀土抛光粉实际样品中氟进行测定,两种方法测定结果相吻合。     

碱熔-EDTA络合滴定法测定含氟铈基稀土抛光粉中氟

含氟铈基稀土抛光粉中氟含量为1%~8%(质量分数),采用水蒸气蒸馏法处理样品时操作繁琐不易掌握。实验选择氢氧化钠-过氧化钠混合熔剂高温(750℃)熔融样品10min,再用水浸取过滤,使氟全部转至滤液中并与稀土分离,调节酸度为pH2左右以过量镧沉淀氟,煮沸1~2min,在六次甲基四胺-盐酸缓冲体系下用EDTA滴定剩余镧,间接测定样品中氟含量。实验方法用于测定含氟铈基稀土抛光粉中氟,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.88%~2.9%;方法用于标准样品抛光粉GSB04-3426-2017中氟的测定,测定值与认定值一致;分别按照实验方法和国标GB/T 20166.2—2006中的方法对标准样品GSB04-3426-2017和含氟铈基稀土抛光粉实际样品中氟进行测定,两种方法测定结果相吻合。     

氧化钙对混合稀土精矿分解气相中氟的影响

研究了氧化钙对混合稀土精矿焙烧分解过程气相中氟含量的影响，采用气相色谱分析方法对焙烧过程气相中的氟进行测定，结果表明氧化钙在混合稀土精矿的分解过程中起到了固氟的作用，使焙烧过程气相中的氟含量降低60％以上。从加入氧化钙后的混合稀土精矿的焙烧产物XRD实验结果看，焙烧产物中有大量的CaF2和Ca5F（PO4）3生成，说明氧化钙对混合稀土精矿分解过程的固氟机制是CaO与其中的氟碳铈矿的分解产物REOF反应生成了CaF2，同时形成的氟化钙和氧化钙一起在800℃时能够与精矿中的独居石反应，生成Ca5F（PO4）3。     

共沉淀法制备超细含氟铈基抛光粉

以氯化镧铈为原料,碳酸氢铵为沉淀剂,氟化铵为氟化剂,采用共沉淀法制备稀土抛光粉前驱体,前驱体经过高温焙烧可以得到含氟铈基抛光粉。通过改变沉淀方式、陈化温度、添加氟的量等因素对铈基抛光粉的性质进行了研究。实验结果表明,采用共沉淀法,反应温度为室温,反应时间为50 min,陈化温度80℃,陈化时间1h,掺氟量为5%时得到含氟铈基抛光粉颗粒粒度最小,D50粒径(二次粒径)为0.583μm。与其他传统生产超细抛光粉工艺相比,本方法简便易行,具有反应温度低,反应时间短,陈化时间短的优势,且与传统生产超细抛光粉工艺对比省去球磨或粉碎这一工序,可以直接得到满足客户需要的超细抛光粉,具有较高的经济效益和成本优势。     

纯铈稀土抛光粉中氟行为的研究

进行了抛光粉前驱体的研究,并以碳酸铈为前驱体,采用氢氟酸氟化、高温煅烧、球磨机球磨的方法制备得到中位粒径较小的含氟纯铈稀土抛光粉(REO≥99%)。并对抛光粉进行了XRD、SEM、振实密度和松装密度实验、抛光实验等表征。结果表明:随着F掺入量的增加,抛光粉的振实密度和松装密度不断提高,抛蚀量在一定范围内也不断增加;对光学玻璃的抛光而言F掺入量为6%时出现最优值,对大理石装饰面而言取8%为宜;F的加入,首先出现CeF3,当到达一定的F含量以后开始出现CeF4;加F与未加F的CeO2经煅烧后形貌发生较大变化。     

以铈富集物为原料制取稀土抛光粉的研究

本文研究了以氟碳铈矿加碳酸钠焙烧－稀盐酸浸出工艺所得的铈富集物为原料，直接制取高效稀土抛光粉的适宜工艺，研究了焙烧条件对抛光粉性能的影响。结果表明，该工艺所得铈富集物在８００℃下焙烧３ｈ制备的稀土抛光粉（简称Ｌ－２型），其抛蚀量为３７．４ｍｇ／１０ｍｉｎ，比以上述原料在５００℃下焙烧所得抛光粉（简称Ｌ－１型）的抛蚀量提高近一个数量级。用粒度仪、ＳＥＭ、ＸＲＤ等分析手段对其性能进行了检测，得出Ｌ－２型抛光粉的ｄ５０＝１．９４μｍ，颗粒均匀，物相组成主要为面心立方ＣｅＯ２。所得研究结果为采用该工艺制取稀土抛光粉提供了基础数据。     

光学玻璃抛光材料用超细CeO2前驱体的制备

以低铈混合氯化稀土为原料,NH3^ H2O为沉淀剂,空气和H2O2为氧化剂,经选择性氧化沉淀、洗涤、烘干、煅烧制备用于光学玻璃抛光材料的超细CeO2前驱体。研究了氧化沉淀条件与加料方式对前驱体中氧化铈含量的影响,以及煅烧温度与前驱体粉末粒度、比表面和物相组成的相关关系。结果表明：采取正序滴加进料方式,控制沉淀过程1)H值在4．5～5．5范围。可以使Ce^3 氧化成Ce^4 并形成氢氧化物沉淀而与其他稀土离子分离,沉淀物在600～700℃煅烧,得到CeO2含量大于80％．中位粒径D50小于1．5μm的超细CeO2抛光粉前驱体。     

含稀土高炉渣中铈钙硅石相的析出动力学

为了综合利用含稀土高炉渣,用“淬火法”研究了非等温过程含稀土高炉渣中铈钙硅石相的结晶行为,并讨论了其析出和长大的动力学规律。实验结果表明：铈钙硅石相的形核、生长与冷却速度有关。冷却速度小,形核少,粗化明显,有利于铈钙硅石相的长大。铈钙硅石相的开始析出温度为1310℃。当冷却速度为0．5℃／min时,其体积分数可达19％,平均半径为180μm。铈钙硅石相的析出动力学过程可近似用JMAK经验方程描述。     

碳酸铈焙烧过程中晶粒长大的蒙特卡洛法模拟

基于蒙特卡洛法模拟对碳酸铈焙烧过程中CeO2晶粒的长大过程进行了计算。结果表明,温度在873K以下,晶粒生长比较缓慢,焙烧时间对晶粒的长大没有显著影响;温度大于873K后,晶粒生长速度明显提高,焙烧时间长,晶粒明显长大。     

负载型纳米氧化铈载体的制备

以大比表面积、大孔径的γ-Al2O3为基载体通过浸渍-沉积法制得了一系列不同负载量的CeO2/γ-Al2O3复合载体,通过测定复合载体的比表面积和TPR实验考察了CeO2的负载量和焙烧温度对复合载体物化性能的影响,实验结果发现,30%(质量分数)的负载量是CeO2在γ-Al2O3上单层分散的极限负载量;450℃的焙烧温度可避免CeO2和基载体之间生成复合氧化物.