JPH07309623A - 角状希土類元素蓚酸アンモニウム複塩および角状希土類元素酸化物の製造方法 - Google Patents

角状希土類元素蓚酸アンモニウム複塩および角状希土類元素酸化物の製造方法

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JPH07309623A
JPH07309623A JP6103747A JP10374794A JPH07309623A JP H07309623 A JPH07309623 A JP H07309623A JP 6103747 A JP6103747 A JP 6103747A JP 10374794 A JP10374794 A JP 10374794A JP H07309623 A JPH07309623 A JP H07309623A
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JP
Japan
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rare earth
earth element
horny
ammonium
water
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JP6103747A
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English (en)
Inventor
Masami Kaneyoshi
正実 金吉
Isamu Fujioka
勇 藤岡
Shigeru Sakai
酒井  茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/41Preparation of salts of carboxylic acids
    • C07C51/412Preparation of salts of carboxylic acids by conversion of the acids, their salts, esters or anhydrides with the same carboxylic acid part

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】蛍光体原料、セラミックス焼結助剤等に有用な
流動性が良く、粒度分布の狭い角状粒子からなる希土類
元素蓚酸アンモニウム複塩結晶および希土類元素酸化物
粒子を提供する。 【構成】水溶性希土類元素化合物、水中に蓚酸イオンを
生成できる化合物、および水中にアンモニウムイオンを
生成できる化合物とを水溶液中で混合後の液中の遊離酸
(水素イオン)濃度が0.01mol/L 以上となるように混合
することにより沈殿を析出させ、10分以上熱成後濾別す
ることを特徴とする角状希土類元素蓚酸アンモニウム複
塩の製造方法およびこれを焼成した角状希土類元素酸化
物の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】各種蛍光体の原料、セラミックス
焼結助剤等の幅広い用途を持つ希土類元素酸化物粒子の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】希土類元素の塩の水溶液に蓚酸イオンお
よびアンモニウムイオンを加えると、希土類元素蓚酸ア
ンモニウム複塩(一般式:NH4R(C2O4)2・nH2O、ここに
R:希土類元素)が生成沈殿し、その条件によっては粒
子形状は角状(立方体に近い直方体)となり、これを分
離、水洗、乾燥および焼成して希土類元素酸化物を得て
いた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】希土類元素酸化物は幅
広い用途を持つが、多くの場合、粒子の形状および大き
さが揃っていることは有用性を大いに高めるものであ
る。その点で蓚酸アンモニウム複塩を焼成して希土類元
素酸化物を得る方法は優れていると言えるが、不安定な
要素もあり、条件によっては形状も大きさも不揃いのも
のしか得られないことがあった。本発明はこのような不
利を解決し角状粒子の生成を安定、確実なものにするこ
とおよび角状粒子の平均粒径を制御することに成功した
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかる課
題を解決するために、希土類元素蓚酸アンモニウム複塩
の沈殿析出および熟成の工程の条件に着目して鋭意検討
した結果、諸条件を確立して本発明を完成したもので、
その要旨は、水溶性希土類元素化合物、水中に蓚酸イオ
ンを生成できる化合物、および水中にアンモニウムイオ
ンを生成できる化合物とを水溶液中で混合後の液中の遊
離酸(水素イオン)濃度が0.01mol/L 以上となるように
混合することにより沈殿を析出させ、10分以上熱成後濾
別することを特徴とする角状希土類元素蓚酸アンモニウ
ム複塩の製造方法にあり、更に詳しくは、水溶性希土類
元素化合物として希土類元素の塩化物または硝酸塩を、
水中に蓚酸イオンを生成できる化合物として蓚酸または
蓚酸アンモニウムを、水中にアンモニウムイオンを生成
できる化合物としてアンモニアまたは水酸化アンモニウ
ムを用いること、水溶液混合後の各化学種のモル数が、
蓚酸イオン/希土類元素≧2、アンモニウムイオン/希
土類元素≧2およびアンモニウムイオン≧遊離酸(水素
イオン)の各式を満足させること、沈殿析出後、濾別に
先立つ熱成工程を、液温30℃以上 100℃以下で行うこ
と、以上により製造された希土類元素蓚酸アンモニウム
複塩を大気中 600℃以上1500℃以下で焼成する希土類元
素酸化物の製造方法にある。
【0005】
【作用】本発明において、角状希土類元素酸化物粒子を
得るためには角状希土類元素蓚酸アンモニウム複塩結晶
を効率よく、安定的に取得することが必要で、その条件
として沈殿の全てが蓚酸アンモニウム複塩になるため
には、液中の希土類元素、蓚酸イオン、アンモニウムイ
オンおよび遊離酸が一定の量的関係を満たしていること
が必要であること。蓚酸アンモニウム複塩は初期には
比較的細かい鱗片状の粒子として析出した後、熟成工程
で時間をかけて角状粒子に変化すること。その熟成工
程において、ある程度の遊離酸の存在が角状粒子への変
換を促進すること、を見出した。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
最大の特徴は角状(立方体に近い直方体)で粒度分布の
狭い流動性の良い希土類元素酸化物を安定的に製造する
方法にある。先ず塩化物、硝酸塩等の水溶性希土類元素
化合物の0.01〜2.0mol/Lの水溶液に、蓚酸、蓚酸アンモ
ニウムの水和物結晶または水溶液、および必要に応じて
アンモニア水溶液と酸を加えて希土類元素蓚酸アンモニ
ウムの沈殿を生成させる。このとき、混合後の各化学種
のモル数が 蓚酸イオン/希土類元素≧2・・・・・・・・・・・・・・・・・・I アンモニウムオン/希土類元素≧2・・・・・・・・・・・・II アンモニウムイオン≧遊離酸(水素イオン)・・・・III 遊離酸(水素イオン)濃度≧0.01mol/L ・・・・・・・・IV の各式を満足するように添加する。I式に於て蓚酸イオ
ンのモル数を希土類元素の2倍を超えて増やしても利点
は無く不経済なだけである。II、III 、IV式を満足する
範囲にアンモニウムイオンと希土類元素の比、アンモニ
ウムイオンと遊離酸の比、遊離酸の濃度を制御すること
で角状粒子の粒径を制御することができる。尚、上記各
化学種を混合する順序は任意に選んでよい。晶出温度は
後述する熟成温度と同じ30〜 100℃の範囲が良く、目標
とする粒径によって所定の温度に設定する。
【0007】沈殿の析出に引き続いて、30℃以上100 ℃
以下の温度で熟成を行う。この時、沈殿を含むスラリー
を一滴プレパラートにとって光学顕微鏡で観察すると、
析出直後は、細かい不定形または鱗片状の粒子であった
ものが、熟成を続けるに従って、角状粒子が生成し始
め、やがて全体が角状になることが観察される。また、
スラリーの一部をとって濾別、水洗したもののX線回折
パターンを測定すると、顕微鏡で見て全てが角状になっ
ているものは、化学式NH4R(C2O4)2・H2O (ここにRは希
土類元素を表す)で表される化合物に同定されるものと
同一のパターン(J.Inorg.Nucl.Chem.,Vol.26,p.931to9
36,1964 )であるのに対し、不定形や鱗片状が含まれて
いるものでは上記の文献にある回折パターンには無い明
瞭な回折ピークが見られる。熟成時の液の組成が同じ場
合、温度が高いほど角状化に要する時間は短く、生成す
る角状粒子の大きさは小さい。また、粒子の全てが角状
になった後もさらに熟成を続けても、粒子の大きさは実
質的にそれ以上大きくならない。なお、析出直後に所定
の液温で熟成をするために、液全体を加熱または冷却す
る、或は任意の温度の水を加えることによって液の温度
を変化させることは全く差し支えなくまた有効である。
以上によって得られた角状の希土類元素蓚酸アンモニウ
ム複塩を濾別し、必要に応じて水洗して溶液からの付着
不純物を除き、必要ならば乾燥した後電気炉中で大気雰
囲気下600 ℃以上1500℃以下で焼成して角状希土類元素
酸化物を得る。本発明の適用範囲は、希土類元素として
Yを含むLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Tm、Yb およびLu から選択される1種の元素または
2種以上の元素混合物である。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施様態を実施例を挙げて具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。 (実施例1〜9、比較例1〜6)3Lビーカー中に蓚酸
二水和物(H2C2O4・2H2O ) 結晶85.78g、所定量のアンモ
ニア水(濃度:15.0mol/L )、および純水を加えて、12
60mlの溶液とした。約200rpmで撹拌しながら容器全体を
加熱し、所定の温度に調整した。ここにイットリウム濃
度0.60mol/L の蓚酸を含む硝酸イットリウム溶液540ml
を約5分かけて加えた。以上により混合液中の希土類元
素濃度は0.18mol/L 、全溶液量は1800ml、蓚酸イオン/
希土類元素(モル比)は2.1 となった。上記の操作によ
り沈殿が生じたら引き続き撹拌を続けながら熟成した。
この熟成は原則として時々スラリーを一滴採取し、光学
顕微鏡で観察し、全てが角状粒子になっていることが観
察されるまで行った。熟成を終えたスラリーをブフナー
漏斗で濾別し、1800mlの水でふりかけ洗浄した。ケーキ
を磁製坩堝に入れ、電気炉に入れて大気中 900℃で1時
間焼成した。全ての例に於て収率はほぼ 100%であっ
た。晶出、熟成条件およびその結果について表1にまと
めて記載した。
【0009】(実施例10)硝酸イットリウム溶液の代わ
りに硝酸ガドリニウム溶液を用いた以外は実施例1と同
様に処理し、その条件と結果を表1に併記した。
【0010】
【表1】
【0011】(希土類元素酸化物の粒径の測定方法、表
1中の項目の定義) 1)フィッシャー径(μm):フィッシャー・サブ・シ
ーブ・サイザーを用いて測定、粉体充填層の空気透過性
を粒径に換算したものである。 2)レーザー回折法φn(μm):レーザー回折法によ
る粒度分布に於て、粒子径の小さい方から粒子の体積を
累積していく時、ある粒径φ(μm)において、粒径φ
以下の粒子の体積が全体積のn%になる時、その粒径を
φnで定義する。 例:φ50:全粒子の50体積%がφ50=X(μm)より小
さい粒子直径を有する粒子である。 3)σ/m:レーザー回折法による粒度分布において、
分布の幅の広さ(狭さ)を表し、次式で定義される。 σ/m=(φ84−φ16)/2・φ50 ここにσ:分布の標準偏差、m:平均粒子径である。 (表1の注釈) 注1:10時間経過した時点で観察したところ、かなりの
部分が角状になってはいるが鱗片状小粒子もかなり残っ
ていた。その時点で濾別し、水洗、焼成した。酸化物
も、比較的大きな角状粒子と小さい板状粒子の混合物で
あった。 注2:4時間経過した時点で観察したところ、ほとんど
全てが棒状粒子になっていた。その時点で濾別した。ま
た、比較例3の濾別ケーキのX線回折パターンを測定し
たところ、Y2(C2O4)3・9H2Oに同定されるピークが見ら
れ、アンモニウム複塩ではない通常の蓚酸塩が混ざって
いることがわかった。 注3:10時間熟成したが、角状粒子は現われなかった。
そのまま濾別した。 [注]RE:希土類元素
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、蛍光体原料、セラミッ
クス焼成助剤等に有用な流動性に優れ、角状で、粒度分
布が狭い希土類元素酸化物粒子が得られ、産業上その利
用価値は極めて高い。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年3月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施態様を実施例を挙げて具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。 (実施例1〜9、比較例1〜6)3Lビーカー中に蓚酸
二水和物(H2C2O4・2H2O ) 結晶85.78g、所定量のアンモ
ニア水(濃度:15.0mol/L )、および純水を加えて、12
60mlの溶液とした。約200rpmで撹拌しながら容器全体を
加熱し、所定の温度に調整した。ここにイットリウム濃
度0.60mol/L の酸を含む硝酸イットリウム溶液540ml
を約5分かけて加えた。以上により混合液中の希土類元
素濃度は0.18mol/L 、全溶液量は1800ml、蓚酸イオン/
希土類元素(モル比)は2.1 となった。上記の操作によ
り沈殿が生じたら引き続き撹拌を続けながら熟成した。
この熟成は原則として時々スラリーを一滴採取し、光学
顕微鏡で観察し、全てが角状粒子になっていることが観
察されるまで行った。熟成を終えたスラリーをブフナー
漏斗で濾別し、1800mlの水でふりかけ洗浄した。ケーキ
を磁製坩堝に入れ、電気炉に入れて大気中 900℃で1時
間焼成した。全ての例に於て収率はほぼ 100%であっ
た。晶出、熟成条件およびその結果について表1にまと
めて記載した。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水溶性希土類元素化合物、水中に蓚酸イオ
    ンを生成できる化合物、および水中にアンモニウムイオ
    ンを生成できる化合物とを水溶液中で混合後の液中の遊
    離酸(水素イオン)濃度が0.01mol/L 以上となるように
    混合することにより沈殿を析出させ、10分以上熱成後濾
    別することを特徴とする角状希土類元素蓚酸アンモニウ
    ム複塩の製造方法。
  2. 【請求項2】水溶性希土類元素化合物として希土類元素
    の塩化物または硝酸塩を、水中に蓚酸イオンを生成でき
    る化合物として蓚酸または蓚酸アンモニウムを、水中に
    アンモニウムイオンを生成できる化合物としてアンモニ
    アまたは水酸化アンモニウムを用いる請求項1に記載の
    角状希土類元素蓚酸アンモニウム複塩の製造方法。
  3. 【請求項3】水溶液混合後の各化学種のモル数が、蓚酸
    イオン/希土類元素≧2、アンモニウムイオン/希土類
    元素≧2およびアンモニウムイオン≧遊離酸(水素イオ
    ン)の各式を満足する請求項1または2に記載の角状希
    土類元素蓚酸アンモニウム複塩の製造方法。
  4. 【請求項4】沈殿析出後、濾別に先立つ熱成工程を、液
    温30℃以上 100℃以下で行う請求項1から3のいずれか
    に記載の角状希土類元素蓚酸アンモニウム複塩の製造方
    法。
  5. 【請求項5】請求項1から4のいずれかに記載の方法に
    よって製造された角状希土類元素蓚酸アンモニウム複塩
    を大気中 600℃以上1500℃以下で焼成する角状希土類元
    素酸化物の製造方法。
JP6103747A 1994-05-18 1994-05-18 角状希土類元素蓚酸アンモニウム複塩および角状希土類元素酸化物の製造方法 Pending JPH07309623A (ja)

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US08/433,925 US5644037A (en) 1994-05-18 1995-05-02 Method for the preparation of polyhedral particles of a rare earth ammonium double oxalate
EP95106613A EP0683151B1 (en) 1994-05-18 1995-05-03 Method for the preparation of polyhedral particles of a rare earth ammonium double oxalate
DE69511934T DE69511934T2 (de) 1994-05-18 1995-05-03 Verfahren zur Herstellung von vielflächigen Teilchen eines Seltenerd-Ammoniumdoppeloxalates

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