本发明属于属于发光材料技术领域，尤其涉及一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法。
背景技术：
目前，随着人们对大颗粒荧光粉的需求越来越大，市场上面对luag的规格为d50＝13～24微米，psd＝(d90-d10)/d50＜0.9；但是在大规模生产荧光粉的过程中，得不到合适规格的产品。在后处理清洗的过程中，需要经过漂洗分级，即分级小粒度的luag(luag细粉，粒度d50＝3～13微米)，从而得到适合客户规格需要的luag荧光粉。特别是对于luag(lu3al5o12:ce3 )，原料成本很高(氧化镥的价格高)，为了降低成本，luag细粉的回收利用尤其重要。常用的方法是将luag细粉进行溶解回收里面的镥，但此法过程比较复杂，回收成本也比较高。随着人们对环保节能的重视，如果luag细粉能直接利用，例如，通过将大颗粒荧光粉与luag细粉进行大小混合，将是一种直接有效的方式。然而，大小混合后，荧光粉的粒度分布差，在实际封装过程中，出现沉降的不均匀性，造成光色的不均匀性。因此，对于荧光粉生产厂家而言，急需一种简单有效的luag细粉的回收方法，从而用于大颗粒luag荧光粉的制备。
技术实现要素：
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，包括如下步骤：
(1)将luag原料混合均匀，在还原气氛下，高温烧结后冷却取出，再进行破碎、对辊，过筛，筛下的粉体即中间体；
(2)将luag细粉加入所述中间体混合均匀，所述luag细粉与所述中间体的投料质量比为5-100:100，在还原气氛下，高温烧结后冷却取出，对辊，过筛，筛下的粉体即所述大颗粒luag荧光粉。
具体地，所述luag原料包括氧化镥lu2o3、氧化铈ceo2、氧化铝al2o3和氟化钡baf2，且投料摩尔比为1.5-0.5x：x：2.5：0.02-0.1，其中x＝0.02-0.15。
具体地，所述luag细粉为常规大颗粒luag荧光粉制备过程中所产生的细粉，所述luag细粉的平均粒径为3-13μm。
具体地，步骤(1)和步骤(2)中，所述还原气氛为纯氢气或氢气与氮气的混合气体。
本发明的一个实施方式，所述还原气氛为氢气与氮气的混合气体时，所述氢气与氮气的体积比为3:1。
具体地，步骤(1)中，高温为1350-1480℃，高温烧结的时间为2-6h。
具体地，步骤(1)中，过筛的筛子为50-200目。
具体地，步骤(2)中，高温为1510～1600℃，高温烧结的时间为4-8h。
具体地，步骤(2)中，对辊后，进行酸洗、包膜、干燥后，再过筛。
具体地，步骤(2)中，过筛的筛子为200-500目。
具体地，所述大颗粒luag荧光粉的粒度分布psd＝0.5～0.9。
本发明根据荧光粉涉及的固相反应原理，利用中间体的中间相与常规工业生产中出现的luag细粉直接进行反应，形成大颗粒荧光粉，从而达到直接利用luag细粉的目的。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1)本发明可直接回收利用luag细粉，不需要溶解回收利用，降低回收成本，减少对环境的污染；
2)本发明利用luag的中间体(未完全形成纯相的luag)与luag细粉进行反应，制备得到大颗粒luag荧光粉；
3)与常规生产的大颗粒luag荧光粉相比，本发明制备的luag荧光粉，颗粒与之相当，且粒度大小可控，发光强度也不低于常规生产的大颗粒luag荧光粉；
4)本发明的制备方法工艺简单、产品质量高、适合工业化生产，可提高luag细粉的回收率，可广泛应用在发光材料制造中。
具体实施方式
本发明用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，包括如下步骤：(1)将luag原料(包括氧化镥lu2o3，氧化铈ceo2，氧化铝al2o3，氟化钡baf2，且投料摩尔比为1.5-0.5x：x：2.5：0.02-0.1，其中x＝0.02-0.15)混合均匀，在还原气氛(纯氢气或氢气与氮气的混合气体，当为混合气体时，氢气与氮气两者体积比为3:1)下，1350-1480℃高温烧结2-6h后冷却取出，再进行破碎1次、对辊1次，过筛(筛子为50-200目)，筛下的粉体即中间体；(2)将luag细粉(常规大颗粒luag荧光粉制备过程中所产生的细粉，平均粒径为3-13μm)加入中间体，在锥形混料桶中混合均匀，luag细粉与中间体的投料质量比为5-100:100，置于刚玉坩埚中，在还原气氛(纯氢气或氢气与氮气的混合气体，当为混合气体时，氢气与氮气两者体积比为3:1)下，1510～1600℃高温烧结4-8h后冷却取出，对辊后，进行酸洗、包膜、干燥后，过筛(筛子为200-500目)，筛下的粉体即大颗粒luag荧光粉，粒度分布psd＝0.5～0.9。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件。
实施例1本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，包括如下步骤：
(1)将luag原料(68.289g氧化镥lu2o3，0.396g氧化铈ceo2，29.354g氧化铝al2o3，1.961氟化钡baf2)混合均匀，x＝0.02，此时n(lu2o3:ceo2:al2o3:baf2)＝1.49:0.02:2.5:0.1，在体积比为3:1的氢气与氮气的混合气体下，1350℃高温烧结3h后冷却取出，再进行破碎1次、对辊1次，过筛(筛子为100目)，筛下的粉体即中间体；
(2)luag细粉与中间体的投料质量比为50:100，将50gluag细粉(常规大颗粒luag荧光粉制备过程中所产生的细粉，平均粒径为3-13μm)加入中间体，在锥形混料桶中混合1h至均匀，置于刚玉坩埚中，在体积比为3:1的氢气与氮气的混合气体下，1520℃高温烧结5h后冷却取出，对辊后，进行酸洗(ar级别的盐酸，按照体积比1：1，加水稀释后用)、包膜、干燥后，过筛，筛下的粉体即大颗粒luag荧光粉，d50＝18.5μm，psd＝0.6，产品的收率80.3％。
实施例2本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：x＝0.08，n(lu2o3:ceo2:al2o3:baf2)＝1.46:0.08:2.5:0.1，luag原料(包括66.914g氧化镥lu2o3，1.584g氧化铈ceo2，29.354g氧化铝al2o3，1.961氟化钡baf2)，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝19.4μm，psd＝0.55，产品的收率80.2％。
实施例3本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：x＝0.15，n(lu2o3:ceo2:al2o3:baf2)＝1.425:0.15:2.5:0.1，luag原料(包括63.419g氧化镥lu2o3，2.887g氧化铈ceo2，29.354g氧化铝al2o3，1.961氟化钡baf2)，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝21.3μm，psd＝0.9，产品的收率79.8％。
实施例4本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：n(lu2o3:ceo2:al2o3:baf2)＝1.49:0.02:2.5:0.02，luag原料(包括68.289g氧化镥lu2o3，0.396g氧化铈ceo2，29.354g氧化铝al2o3，0.392g氟化钡baf2)，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝18.2μm，psd＝0.5，产品的收率80.2％。
实施例5本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例3中的基本一致，不同的是：n(lu2o3:ceo2:al2o3:baf2)＝1.425:0.15:2.5:0.02，luag原料(包括63.419g氧化镥lu2o3，2.887g氧化铈ceo2，29.354g氧化铝al2o3，0.392g氟化钡baf2)，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝18.7μm，psd＝0.5，产品的收率80.2％。
实施例6本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：luag细粉与中间体的投料质量比为5:100，步骤(2)中，luag细粉的投入质量为5g，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝16.8μm，psd＝0.65，产品的收率80.3％。
实施例7本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：luag细粉与中间体的投料质量比为30:100，步骤(2)中，luag细粉的投入质量为30g，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝17.7μm，psd＝0.67，产品的收率79.9％。
实施例8本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：luag细粉与中间体的投料质量比为70:100，步骤(2)中，luag细粉的投入质量为70g，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝21.5μm，psd＝0.6，产品的收率79.8％。
实施例9本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：luag细粉与中间体的投料质量比为90:100，luag细粉的投入质量为90g，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝21.9μm，psd＝0.6，产品的收率80.1％。
实施例10本实施例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：luag细粉与中间体的投料质量比为100:100，luag细粉的投入质量为100g，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝22.5μm，psd＝0.7，产品的收率79.2％。
对比例1本对比例提供一种传统方法制备大颗粒luag荧光粉的方法，将混合均匀的luag原料(68.289g氧化镥lu2o3，0.396g氧化铈ceo2，29.354g氧化铝al2o3，1.961氟化钡baf2)，在体积比为3:1的氢气与氮气的混合气体下，在1530℃高温烧结4h；冷却，取出，对辊，酸洗，包膜，干燥，过筛后即得大颗粒的luag荧光粉，d50＝18.5μm，psd＝0.6，产品的收率58.5％。
对比例2本对比例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：luag细粉与中间体的投料质量比为120:100，luag细粉的投入质量为120g，得大颗粒的luag荧光粉(h)，d50＝18.4μm，psd＝1.1，产品的收率72.4％。
对比例3本对比例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：x＝0.01，此时n(lu2o3:ceo2:al2o3:baf2)＝1.495:0.01:2.5:0.1，luag原料包含68.518g氧化镥lu2o3，0.198g氧化铈ceo2，29.354g氧化铝al2o3，1.961氟化钡baf2，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝18.6μm，psd＝0.62，产品的收率48.8％。
对比例4本对比例提供一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，它与实施例1中的基本一致，不同的是：x＝0.16，此时n(lu2o3:ceo2:al2o3:baf2)＝1.42:0.16:2.5:0.1，luag原料包含68.081g氧化镥lu2o3，3.168g氧化铈ceo2，29.354g氧化铝al2o3，1.961氟化钡baf2，得到的大颗粒luag荧光粉，d50＝18.4μm，psd＝0.7，产品的收率69.8％。
对比例1与实施例1相比，两者得到的产品粒度一样，psd相近，但是对比例1的产品收率明显低于实施例1。测试亮度发现，实施例1产品的亮度可以达到对比例1的100.1％。由此可见，本发明的产品psd好，粒度大，折率高，亮度也高，可以有效回收luag细粉。
对比例2与实施例1相比，两者得到的产品粒度一样，但对比例2产品的psd分布较宽，产品收率也低于实施例1。测试亮度发现，实施例1产品的亮度可以达到对比例2的110.3％，说明对比例2产品的性能差。由此可见，从实施例1、6-10、对比例2可以看出，从本发明对luag细粉的加入量必须在一个合理的范围。
对比例3与实施例1相比，两者得到的产品粒度相对较小，psd接近，产品收率也低于实施例1。测试亮度发现，实施例1产品的亮度可以达到对比例3的105.3％。由此可见，本发明不仅可以得到大粒度的luag，而且收率也高，亮度也好。
与实施例1相比，对比例4得到的产品粒度相近，psd较宽，产品收率也低于实施例1。测试亮度发现，实施例1产品的亮度可以达到对比例3的108.5％。由此可见，本发明不仅可以得到大粒度luag，psd好，收率也高，亮度也好。从实施例1-3、对比例3-4可以看出，在x＝0.02-0.15范围内，虽然可得到大粒度的luag，但收率低；如果超过这个范围，不仅收率低，而且亮度低。
从实施例1、4-5可以看出，氟化钡和ce掺杂量对影响到粒度不大。
从上可见，采用本发明的制备方法，即直接回收luag细粉，不仅亮度高、收率高，还可以直接规模化生产。从反应的机理上看，本发明首先通过的luag原料的低温烧结(相对于对比例中传统的生产方法)，得到没有完全生成的lu3al5o12相的前躯体，即luag的中间体，如lualo3。然后，利用前躯体与luag细粉进行反应，在luag细粉的引导下，进行固相反应。粒度长大，从而得到大颗粒luag荧光粉。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将luag原料混合均匀，在还原气氛下，高温烧结后冷却取出，再进行破碎、对辊，过筛，筛下的粉体即中间体；
（2）将luag细粉加入所述中间体混合均匀，所述luag细粉与所述中间体的投料质量比为5-100:100，在还原气氛下，高温烧结后冷却取出，对辊，过筛，筛下的粉体即所述大颗粒luag荧光粉。
2.根据权利要求1所述用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于：所述luag原料包括氧化镥lu2o3、氧化铈ceo2、氧化铝al2o3和氟化钡baf2，且投料摩尔比为1.5-0.5x：x：2.5：0.02-0.1，其中x=0.02-0.15。
3.根据权利要求1所述用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于：所述luag细粉为常规大颗粒luag荧光粉制备过程中所产生的细粉，所述luag细粉的平均粒径为3-13μm。
4.根据权利要求1所述用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于：步骤（1）和步骤（2）中，所述还原气氛为纯氢气或氢气与氮气的混合气体。
5.根据权利要求1所述用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于：步骤（1）中，高温为1350-1480℃，高温烧结的时间为2-6h。
6.根据权利要求1所述用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于：步骤（1）中，过筛的筛子为50-200目。
7.根据权利要求1所述用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于：步骤（2）中，高温为1510~1600℃，高温烧结的时间为4-8h。
8.根据权利要求1所述用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于：步骤（2）中，对辊后，进行酸洗、包膜、干燥后，再过筛。
9.根据权利要求1所述用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于：步骤（2）中，过筛的筛子为200-500目。
10.根据权利要求1所述用luag细粉直接制备大颗粒luag荧光粉的方法，其特征在于：所述大颗粒luag荧光粉的粒度分布psd=0.5~0.9。
技术总结