氧化镧

【背景及概况】^[1][2]

稀土主要有镧La、铈Ce、镨Pr等17种元素组成。稀土材料的纯度、比表面积、形貌、粒度分布等物理性能对其应用影响很大，材料中的非稀土金属杂质具有强烈的猝灭作用，对荧光粉的发光性能有严重影响；光学玻璃的光学性能因氧化镧中含有少量重金属杂质而受到严重影响：因此，非稀土金属杂质与稀土元素的分离问题，特别是分离痕量非稀土金属杂质问题，越来越受到稀土科研、生产厂家和用户的高度重视。实验发现稀土元素镧具有类似于钙的化学性质，被称为超级钙，是有效的细胞钙结合位点的竞争剂，与钙相比，这种结合的可逆性较小，镧可选择性的在细胞膜位点上代替或取代钙离子，从而阻止钙内流和外流。

氧化镧化学式La₂O₃，分子量325.80900，熔点2315ºC，相对密度6.51 g/cm³，沸点4200ºC (4500 K)。氧化镧是镧（III）的氧化物，室温下为白色粉末。稀土氧化镧的应用非常广泛，特备在玻璃、陶瓷、电子等领域起着重要作用。随着科技的不断发展，要求生产的稀土氧化镧具有特定的物理化学形态。目前，市场对可控粒径的产品的要求明显增加。在很多应用场合，对稀土氧化镧粉末的颗粒大小及粒度分布情况都有较为严格的要求。例如当氧化镧应用于玻璃工业中的，为提高折射率，降低色散，提高玻璃的抗化学腐蚀性，一般要求氧化镧的中心粒径要达到50um以上。但是 在某些特定的磁性材料领域，却又要求小颗粒的氧化镧，大颗粒的无法满足要求，且需要粒度分布均匀。如果吸入，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。

【制备】^[1]

一种超细氧化镧的制备方法包括如下步骤：

a、配置镧盐溶液A，所述镧盐溶液的浓度为0.5～1.0mol/l，PH值为1.0～1.5；

b、将阴离子表面活性剂加入50～80℃的纯水中，并不断搅拌直至阴离子表 面活性剂全部溶解，得溶液B；将溶液B加入溶液A中，得溶液C；

c、 配制草酸溶液，将草酸溶液倒入反应容器中，在草酸溶液不断搅拌的同 时，将溶液C滴加至草酸溶液中，溶液C和草酸溶液反应，生成草酸镧沉淀；

d、生成的沉淀物经抽滤、水洗、烘干、灼烧后得到氧化镧粗品，氧化镧粗 品经粉碎、过筛后的粒度呈均匀分布的超细氧化镧。

本方法制备工艺简单、直接通过草酸盐沉淀法就可得到小粒度的稀土氧化镧，而且颗粒分布均匀，可以避免用物理法做出来的导致颗粒破碎，可直接用于磁性材料的应用；将添加有阴离子表面活性剂的镧盐溶液加入草酸溶液中，可比将草酸溶液添加至镧盐溶液中得到更小粒度的草酸稀土，其实质是由于镧盐溶液过量度或草酸过量度的影响，其过量度对反应生成草酸盐的趋动力不同，因此镧盐溶液在草酸中沉淀时形成晶核的速度也不同，最终导致晶粒大小不一样，而采用此沉淀方式可形成粒度均匀且细小的草酸稀土沉淀；采用多点均匀滴加，增大了两溶液反应的接触面积，可避免采 用单点快速滴加导致的局部浓度过大，浓度过大区域生成的颗粒会变大，从而造成颗粒不均匀，影响产品质量和收率；沉淀完全后静置0.5～1.5h后进行抽滤分离、水洗，可促使颗粒趋于均匀，静置时间小于0.5h小颗粒来不及长大，长于1.5h则颗粒过大导致不能满足产品粒径需求。

【应用】^[1][3]

氧化镧主要用于制造精密光学玻璃、光导纤维。也用于电子工业作陶瓷电容器，压电陶瓷掺入剂。还用作制硼化镧的原料，石油分离精制催化剂。还可用于制造特种合金精密光学玻璃、高折射光学纤维板及摄影机、照相机、显微镜的镜头和高级光学仪器棱镜等。陶瓷工业用于制造陶瓷电容器、压电陶瓷掺入剂和X射线发光材料溴氧化镧粉等。用作多种反应的催化剂。氧化镧浸渗入氧化锂或氧化锆用于制造铁氧体磁体。用于改进钛酸钡、钛酸锶铁电体的温度相依性和介电性质，以及制造纤维光学器件和光学玻璃。应用举例如下：

氧化镧可用于制备氧化镧陶瓷。氧化镧作为一种稀有金属氧化物，因其具有良好的物理化学性质，在民用、军事和 高科技领域已得到了较为广泛的应用。氧化镧的熔点为2315℃，远高于氧化硅的熔点1710 ℃，也高于氧化铝的熔点2050℃，因而可以在较高的浇注温度下使用。由于氧化镧难以烧结，为了提高其烧结性能和降低烧结温度，可在坯料中添加适量的添加剂，如二氧化硅、氧化镁、氧化铝或氧化钇等。氧化硅属于酸性氧化物，易溶于碱溶液，能够容易的脱除，但是氧化硅基陶瓷型芯使用温度不能超过1550℃，超过这个温度会与高温合金中的活性元素反应。氧化铝为中性氧化物，化学性质稳定，在碱液中溶解能力差，脱芯非常困难，这又制约着氧化铝基陶瓷型芯的进一步使用与发展。烧结后的氧化镧基陶瓷型芯具有高的强度，完全能够满足更高温度下的浇注，而且氧化镧粉末在露置于空气中易吸收二氧化碳和水，逐渐变成碳酸镧，也易溶于稀的无机酸，更为可观的是烧结后的氧化镧基陶瓷型芯，在成分控制范围内可在沸水中短时间内实现完全碎解，继而脱除，不会对铸件或高温合金叶片产生破坏性作用。这种氧化镧基陶瓷型芯有望得到更为广泛的应用。

【参考文献】

[1] 杨应亚；龚晔；王鹭一种超细氧化镧及其制备方法. CN201410220368.9，申请日2014-05-22

[2] 乔军，侯睿恩，王哲，等. 醋酸镧的制备及杂质元素控制试验研究[J]. 湿法冶金，2018，1：64-69.

[3] 余建波;杨治刚;任忠鸣;王欢;李景云;邓康.一种氧化镧基陶瓷型芯的制备方法. CN201610026438.6，申请日2016-01-16