[发明专利]稀土碳酸钴粉末及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金产品，更具体地说，本发明涉及一种稀土钴粉金属产品及其生产技术。

背景技术

在粉末冶金、以及硬质合金生产领域，稀土Co粉由于具有优异的性能，正日益受到重视。用稀土草酸钴制备稀土Co粉的方法已有过报道。但由于草酸钴原料的遗传特性，用稀土草酸钴制备的稀土Co粉，其粉末粒度较粗，粉末形状多为较差的树枝状或针状，且形状难以控制，致使其应用受到一定限制。

怎样提高稀土钴粉的性能：使稀土钴粉的粒度、形状进一步得到改善，正在成为开发新型高性能钴粉的发展方向。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明的目的是要提供一种稀土碳酸钴粉末及其制造方法，该稀土碳酸钴粉末及其制造方法具有如下优点：所得碳酸钴粉粒度较细、形状较好、其中稀土成份分布均匀，后续可制得性能更优良的稀土钴粉，且制备简单，成本低廉，适合于常规工艺生产。

为此，本发明的技术解决方案之一是一种稀土碳酸钴粉末，其包括粒度≤1.5um的球状或类球状碳酸钴粉末和均匀分布在碳酸钴粉末中的稀土成分，所述粉末中各组份的重量份如下：稀土元素：0.14-2.4％，碳酸钴：97.10-99.86％，难以避免的杂质：0-0.5％。

传统方法制得的草酸钴粉末粒度一般≥1.5um，形状多为树枝状或针状，稀土分布均匀性较差；而本发明的稀土碳酸钴粉末，允许采用含碳酸根混合溶液、由产物溶度积增加来进行化学共沉积而制得含稀土和碳酸钴的沉淀粉末，由于碳酸钴特性较好，加上溶液共沉积的充分混合，因而能保证粉末产物中稀土分布更为均匀，测试表明：本发明的稀土碳酸钴粉末粒度≤1.5um，粉末多为球状或类球状，其中稀土的分布更加均匀，且本发明的稀土碳酸钴粉末的制备简单，成本低廉，适合于常规工艺生产。

由于传统草酸钴粉末形状较差，相应地，由其制得的稀土Co粉末的粒度较粗、形状较差、稀土分布均匀性较差；本发明稀土碳酸钴粉末粒度较细、形状较好、稀土分布均匀性改善，相应地，由其制得的稀土Co粉的粒度也就更细、形状也更完美、稀土分布均匀性更好，且粉末形状更容易控制。因此，本发明的稀土碳酸钴粉末，具有更加广阔的应用前景和重要意义。而且，目前有关稀土碳酸钴粉末及其制备方法未见有报道。

本发明的稀土碳酸钴粉末还包括如下具体改进：

所述稀土成分为粉末状、和/或为所述碳酸钴粉末上的复合物。

所述稀土元素为铈、镧、钇其中一种或一种以上。

所述稀土成分为氯化稀土、氧化稀土、稀土单质其中一种或一种以上。

相应地，本发明的另一相关技术解决方案是一种如上所述的稀土碳酸钴粉末的制造方法，该制造方法包括如下步骤：A)用纯水将固态的一价金属碳酸盐、氯化稀土、氯化钴分别加热、直至完全溶解，分别制得相应的三种溶液；B)将三种溶液混合并搅拌均匀，调整混合溶液为弱碱性且加热、恒温不断搅拌，直至化学共沉积反应充分完成、得到沉淀粉末；C)将沉淀粉末与液体进行分离过滤，用纯水洗涤沉淀粉末；D)将洗净后粉末烘干，制得稀土碳酸钴粉末。为获得最佳的组分含量配合、杜绝原料过量浪费和不必要的后处 理，在所述步骤A、B中，所述三种溶液的体积相同；所述氯化钴溶液的浓度范围为1.5-3.5摩尔浓度(M)，所述碳酸盐溶液的浓度范围为1.5-6.5摩尔浓度(M)，所述氯化稀土溶液的浓度范围为0.002-0.056摩尔浓度(M)。

本发明的稀土碳酸钴粉末的制造方法，采用在含碳酸根混合溶液中、由产物溶度积增加来进行化学共沉积而制得稀土和碳酸钴的沉淀粉末，不仅产物性状改善，且产生的氯化盐杂质等很容易采用洗涤方法用水洗除干净、烘干也很快捷有效，整体工艺简单易行、成本低廉，非常适合推广应用。

本发明的工艺还包括如下具体改进：

为提高化学共沉积效率，所述步骤B中，混合溶液的加热温度在50～90℃范围。所述步骤B中，混合溶液的pH值调整在8.0～9.0范围。

为提高烘干操作效率，所述步骤D中，洗净后粉末的烘干在真空烘箱内进行，烘干温度控制在70～90℃范围，烘干时间为1～1.5小时。

为获得最佳的组分配合，在所述步骤A中，所述氯化稀土为氯化铈、氯化镧、氯化钇其中一种，所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵其中一种。

具体而言，在参与反应的三种溶液等体积条件下，可有如下四种较佳的组分含量配合：

A、采用碳酸钠(碳酸铵)和氯化钇原料，氯化钴的溶液浓度为：2.0M，氯化钇溶液浓度为：0.004M-0.07M，碳酸钠(碳酸铵)的溶液浓度为：2.006M-2.11M；