以碳酸氢铵作沉淀剂,采用pH值原位测定、沉淀层体积观察及产物的XRD、SEM和化学分析技术,研究了碳酸钇和碳酸钕的结晶过程特征,结晶产物的组成、物相类型、外观形貌及其受结晶条件和添加剂的影响。结果表明: 当加料物质的量之比NH₄HCO₃/YCl₃为2时,碳酸氢铵与氯化钇反应后形成的无定型碳酸钇在50℃陈化可以得到晶型水菱钇型碳酸钇,其外观形貌为针状结晶与不规则片状结晶的复合体。经过进一步的加料与陈化结晶,最终形成颗粒状外形。证明结晶过程中可能涉及到由无定型沉淀到针形结晶,再到片状和颗粒状结晶的多阶段溶解-再结晶过程。据此,可以实现颗粒状碳酸钇的快速结晶。 铈离子的加入可以促进无定型碳酸钇在常温下的结晶,形成由线状细晶以不规则连生聚集而成多孔疏松碳酸钇颗粒,未观察到片状和块状结晶。这一促进作用可认为是由于铈离子的优先吸附导致碳酸铈的优先成核所致,而碳酸钇的成核是在碳酸铈晶核的诱导下的二次成核。在碳酸钇的进一步生长过程中铈的溶出,说明铈对碳酸钇的进一步溶解-再结晶不起促进作用。 常温下碳酸钕可以实现结晶转化,得到镧石型碳酸钕,但需要很长时间。在沉淀反应及其随后的陈化过程中加入晶种可以加速结晶转化,晶种量越多,结晶速度越快。在有足量新鲜晶种存在,并采用连续同步加料方式时,无定型碳酸钕可以直接实现结晶转化,使溶液pH值控制在一个很小的区域内,这有利于均匀颗粒结晶体的制备和结晶过程的监控。 在加料物质的量之比NH₄HCO₃/NdCl₃为2.5时反应形成的无定型碳酸钕,在较高温度下陈化可形成水菱钇型碳酸钕结晶。聚甘油脂肪酸酯（polyglyceryl fatty acid estery,PGFAE）的加入不仅可以消除沉淀时产生的泡沫,而且还能缩短结晶时间,保持碳酸钕的一维生长特征,形成由针状晶体不规则连生而成的放射状聚集体;碳酸钕中氧化钕和氯离子含量的高低取决于晶体的结构类型和结晶生长特性。所制备的水菱钇型碳酸钕比镧石型碳酸钕含有更少的结晶水和氯离子,可实现高钕低氯含量碳酸钕的快速生产。