1314-37-0 / 氧化鐿的生產(chǎn)工藝和應(yīng)用

【背景及概況】

稀土元素是我國的豐產(chǎn)元素，儲量占世界總量的，稀土的礦種、元素都占盡優(yōu)勢，稀土的應(yīng)用日益擴展，僅在農(nóng)業(yè)方面，我國施用稀土的農(nóng)作物、牧草、林苗已擴展到近種，累計施用面積超過護，進(jìn)入農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的稀土肥料約按硝酸稀土計。雖然增產(chǎn)糧棉瓜果等上千萬噸，但隨著稀土在生物領(lǐng)域應(yīng)用的不斷推廣，特別稀土化肥與飼料添加劑的施用，施用量大、涉及面廣，加上稀土工業(yè)的三廢與我國稀土資源的開發(fā)對周圍環(huán)境的污染，使許多原來在地殼中處于穩(wěn)定態(tài)的稀土變成易被生物利用的可溶態(tài)稀土，不可避免地進(jìn)入環(huán)境，并通過各種各樣的途徑進(jìn)入人體。目前就稀土生理、毒理等問題人們已開展了大量有意義的工作。稀土化合物的純度直接決定材料的特殊性能，不同潔凈度的稀土材料可以制備出不同性能要求的陶瓷材料、熒光材料、電子材料等。目前，隨著稀土提煉技術(shù)的發(fā)展，潔凈稀土化合物呈現(xiàn)出良好的市場前景，高性能稀土材料的制備對潔凈稀土化合物提出了更高要求。

氧化鐿英文名稱為Ytterbium(III) Oxide，CAS號為1314-37-0，分子式為O3Yb2，分子量：394.10600；PSA：43.37000；LogP：43.37000。熔點2346ºC，密度9.17。　鐿是所有稀土元素中難分離提純的元素之一。目前工業(yè)上多采用液/液萃取法和萃取色層法生產(chǎn)氧化鐿 ，純度一般為95 %～99.9%。也有利用鐿變價性質(zhì)提取99.9 % 氧化鐿，還有應(yīng)用加壓離子交換的方法制備99. 9% 氧化鐿。但總的說來，純度大于99.9 % 的高純氧化鐿的生產(chǎn)工藝研究很少見諸文獻(xiàn)報道。由于沒有高純氧化鐿產(chǎn)品問世，因而限制了對鐿的物理、化學(xué)性能的進(jìn)一步研究，也限制了其應(yīng)用研究。高純鐿的應(yīng)用目前尚處在研究開發(fā)或小規(guī)模試用階段，主要用于光、電、磁以及某些新型功能材料，比如發(fā)光材料、光學(xué)玻璃、激光元件、傳感器、高溫超導(dǎo)、醫(yī)用顯影劑、光導(dǎo)纖維、磁懸浮、燃料電池等。加強高純氧化鐿制備工藝研究，對于促進(jìn)其應(yīng)用研究，充分發(fā)揮我國稀土資源優(yōu)勢具有重要意義。

【生產(chǎn)工藝】

一種氧化鐿的提取純化方法，包括如下步驟：

1、待提純液配置：配置待提純氧化鐿混合溶液；

2、中間劑配置：配置延緩劑和淋洗劑，延緩劑為Cu(NO3)2·3H2O、水和硝酸配置而成，淋洗劑為固體EDTA酸、水和氨水配置而成；

3、分離柱準(zhǔn)備：分離柱作為離子交換的載體；

4、淋洗柱轉(zhuǎn)型：對分離柱用步驟2中的延緩劑進(jìn)行轉(zhuǎn)型；

5、吸附操作：步驟1中配置的氧化鐿混 合溶液與分離柱進(jìn)行吸附操作；

6、淋洗操作：通過淋洗劑對步驟5中的分離柱進(jìn)行淋洗操作；

7、對步驟6中由淋洗劑淋洗后收集的液體分批次按體積收集，并進(jìn)行取樣分析純度，集中沉淀合并收集；

8、廢液處理。

【應(yīng)用】

氧化鐿主要用于制造計算機的磁泡材料，使磁泡貯存器具有高速度、大容量、小體積、多功能等特點；還可用于制造永磁材料、光學(xué)玻璃、陶瓷的著色劑、激光材料、催化劑、化學(xué)助劑等；此外還可用于制備稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料、無線電陶瓷和磁泡材料，也是光學(xué)玻璃和石英玻璃光纖的添加劑。應(yīng)用舉例如下：

用于制備一種低熱膨脹、低晶化程度的含碳化硼和氧化鐿的熔融石英陶瓷材料。國內(nèi)多家研究機構(gòu)進(jìn)行了熔融石英及熔融石英陶瓷材料的燒結(jié)、晶化行為、晶化抑制的研究，一些研究者采用單一的Si3N4、Yb2O3等作為添加劑引入到熔融石英陶瓷基體中，獲得了一定的析晶抑制 效果，但是隨著溫度升高到1300℃以上溫度時，熔融石英仍會出現(xiàn)較明顯的析晶現(xiàn)象，因此需要進(jìn)一步提 高熔融石英析晶的抑制效果。采用碳化硼和氧化鐿的微細(xì)顆粒引入到熔融石英陶瓷材料粉體中，經(jīng)成型及高溫?zé)Y(jié)后制得含碳化硼和氧化鐿的熔融石英陶瓷材料，與單獨引入碳化硼或氧化鐿的熔融石英陶瓷材料比較，或與空白試樣比較，該陶瓷材料具有晶化程度低、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點，是一種使用安全、可靠性高的熔融石英陶瓷材料。該陶瓷材料所用原料以及原料的重量百分比為：熔融石英細(xì)粉97～99％，碳化硼和氧化鐿混合細(xì)粉1～3％。該陶瓷材料制備包 括以下步驟：坯料制備；坯體成型；坯體干燥；坯體燒成。該陶瓷材料可為我國玻璃熔制、鋼鐵及有色金屬冶金、電子、軍工導(dǎo)彈、航天器等領(lǐng)域提供一種新型高溫結(jié)構(gòu)材料，具有廣闊的應(yīng)用前景及強化國防的意義。

【參考文獻(xiàn)】

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