[发明专利]铈基混合稀土抛光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土抛光粉及其制备方法，具体涉及一种铈基混合稀土抛光粉及其制备方法。更确切地说，是关于一种以铈基稀土化合物为原料，经化学法制得的应用于显示器及显示屏的玻璃基板、光学玻璃元件等表面抛光处理的铈基混合稀土抛光粉及其制备方法。

背景技术

稀土抛光粉是稀土产品的重要延伸产品，它具有抛光速度快、光洁度高和使用寿命长的优点。高精度稀土抛光材料以其粒度均匀、硬度适中、抛光效率高、抛光质量好、使用寿命长以及清洁环保等优点，在液晶显示屏产业中发挥至关重要的作用，成为电子及微电子信息产业发展的关键化学品之一。自20世纪40年代发明稀土抛光粉以来，生产量与应用量逐渐增加。稀土抛光粉的生产工艺随着稀土分离工艺的进步而改变。近几年随着信息产业的快速发展，液晶显示、平面显示、光学元件等对抛光粉的需求越来越多，抛光精度要求越来越高。

目前，市场上的稀土抛光粉是一种混合稀土氧化物，主要是由氧化铈（CeO₂）为主要成分，同时含有氧化镧（La₂O₃）、氧化镨（Pr₆O₁₁）的一种或两种。根据氧化铈（CeO₂）含量占稀土氧化物(TREO)总含量的比例可分为两个主要类别，一类是高铈含量，一类是低铈含量。制造这些类别铈基稀土抛光粉的方法并无大异。

早期的稀土抛光粉以氟碳铈矿为主要原料，从粉碎原料开始，然后再进行化学处理（湿处理）。化学处理方法包括氟化作用，即加入氟组分以确保铈基稀土抛光粉的高研磨性能，并用无机酸处理除去碱金属（如钠）以防焙烧过程中粒子的异常生长。对经过湿处理的原料进行过滤、干燥、高温焙烧，使原料粒子互相烧结在一起，再次粉碎和分级，制得所需粒度和粒度分布的稀土抛光粉。后来又发展为以混合碳酸稀土为原料进行生产。随着稀土分离成本的降低，采用铈含量更高的稀土原料生产稀土抛光粉已不再增加稀土抛光粉的成本，甚至其生产成本更低。

铈基稀土抛光粉广泛使用的原因是铈基稀土抛光粉除了能形成高精度的研磨面外，还能在较短的时间内磨去大量玻璃而获得高研磨值。这里，对于铈基稀土抛光粉的研磨机理不必确定明确的定论，但是据说磨料中所含的氟组分起重要作用。也就是说，除了氧化铈的机械研磨作用以外，还同时发生如下化学研磨作用：磨料中所含的氟组分和玻璃表面发生反应，使玻璃成为氟化物而加快玻璃表面的侵蚀。因此，对于铈基稀土抛光粉，认为在机械作用和化学作用两者都充分进行时能发挥从未有过的良好研磨特性。因此，目前的稀土抛光粉中均含有氟成分。

CN101899281A公开了一种稀土抛光粉及其制造方法，该抛光粉作为研磨材料，含有氧化铈，氧化镧、氧化镨，其稀土总量TREO在90wt%以上，同时877-3型稀土抛光粉稀土总量TREO中，CeO₂含量的比例占70-80%,La₂O₃含量的比例占19-29%，Pr₆O₁₁含量比例占0.05-2%，Nd₂O₃含量比例小于0.2%；为保证必要的研磨速度，在湿法合成工序配入了起化学作用的氟F元素，并控制产品粒度的初步形成，因此所制得的877-3型稀土抛光粉能够迅速得到抛光效果好的研磨表面。

专利公开号为CN100497508C的发明专利公开了一种富铈稀土抛光粉的生产方法，先制备碳酸镧铈后加入氢氟酸进行氟化，焙烧得富铈稀土抛光粉。

CN101155891A提供研磨速度快、可得到伤痕的发生少、表面粗糙度小的高精度研磨面，并且安全、制造工序简便、且廉价的氧化铈系研磨材料及其制造方法。该发明的氧化铈系研磨材料的制造方法，包括(a)在含铈的轻稀土类盐的水溶液中添加沉淀剂，使轻稀土类的盐析出，得到含有轻稀土类盐粒子的第1浆液的工序(b)在含有轻稀土类盐粒子的浆液中添加氟化剂，使轻稀士类的盐和氟化剂反应，得到含有轻稀土类氟化物粒子的第2浆液的工序(c)将第1浆液和第2浆液混合，得到混合浆液的工序;及(d)对混合浆液进行干燥和烧成的工序。