Μαγική ένωση σπάνιων γαιών: Οξείδιο πρασεοδυμίου

Οξείδιο πρασεοδυμίου,μοριακός τύποςPr6O11, μοριακό βάρος 1021,44.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο γυαλί, τη μεταλλουργία και ως πρόσθετο για φθορίζουσα σκόνη.Το οξείδιο του πρασεοδυμίου είναι ένα από τα σημαντικά προϊόντα στο φωςπροϊόντα σπάνιων γαιών.

Λόγω των μοναδικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε τομείς όπως κεραμικά, γυαλί, μόνιμοι μαγνήτες σπάνιων γαιών, καταλύτες πυρόλυσης σπάνιων γαιών, σκόνες στίλβωσης σπάνιων γαιών, υλικά λείανσης και πρόσθετα, με πολλά υποσχόμενες προοπτικές.

Από τη δεκαετία του 1990, η τεχνολογία παραγωγής και ο εξοπλισμός της Κίνας για το οξείδιο του πρασεοδυμίου έχουν κάνει σημαντικές βελτιώσεις και βελτιώσεις, με ταχεία ανάπτυξη προϊόντων και παραγωγής.Όχι μόνο μπορεί να καλύψει τον εγχώριο όγκο εφαρμογών και τις απαιτήσεις της αγοράς, αλλά υπάρχει επίσης σημαντικός όγκος εξαγωγών.Ως εκ τούτου, η τρέχουσα τεχνολογία παραγωγής, τα προϊόντα και η παραγωγή οξειδίου του πρασεοδυμίου της Κίνας, καθώς και η ζήτηση για προσφορά σε εγχώριες και ξένες αγορές, είναι μεταξύ των κορυφαίων στον ίδιο κλάδο στον κόσμο.

Ιδιότητες

Μαύρη σκόνη, πυκνότητα 6,88g/cm3, σημείο τήξης 2042 ℃, σημείο βρασμού 3760 ℃.Αδιάλυτο στο νερό, διαλυτό σε οξέα για σχηματισμό τρισθενών αλάτων.Καλή αγωγιμότητα.

 
Σύνθεση

1. Μέθοδος χημικού διαχωρισμού.Περιλαμβάνει μέθοδο κλασματικής κρυστάλλωσης, μέθοδο κλασματικής καθίζησης και μέθοδο οξείδωσης.Το πρώτο διαχωρίζεται με βάση τη διαφορά στη διαλυτότητα των κρυστάλλων των νιτρικών σπάνιων γαιών.Ο διαχωρισμός βασίζεται στα προϊόντα διαφορετικού όγκου κατακρήμνισης συμπλόκων αλάτων θειικών σπάνιων γαιών.Το τελευταίο διαχωρίζεται με βάση την οξείδωση του τρισθενούς Pr3+ σε τετρασθενές Pr4+.Αυτές οι τρεις μέθοδοι δεν έχουν εφαρμοστεί στη βιομηχανική παραγωγή λόγω του χαμηλού ποσοστού ανάκτησης σπάνιων γαιών, των πολύπλοκων διαδικασιών, των δύσκολων λειτουργιών, της χαμηλής παραγωγής και του υψηλού κόστους.

2. Μέθοδος διαχωρισμού.Συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου διαχωρισμού με εκχύλιση συμπλοκοποίησης και της μεθόδου διαχωρισμού εκχύλισης P-507 με σαπωνοποίηση.Η πρώτη χρησιμοποιεί σύνθετα εκχυλιστικά εξώθησης DYPA και Ν-263 για την εκχύλιση και διαχωρισμό του πρασεοδύμιου από το σύστημα νιτρικού οξέος εμπλουτισμού νεοδυμίου πρασεοδύμιου, με αποτέλεσμα Pr6O11 99% απόδοση 98%.Ωστόσο, λόγω της πολύπλοκης διαδικασίας, της υψηλής κατανάλωσης συμπλοκοποιητικών παραγόντων και του υψηλού κόστους προϊόντος, δεν έχει χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανική παραγωγή.Τα δύο τελευταία έχουν καλή εκχύλιση και διαχωρισμό του πρασεοδυμίου με το P-507, τα οποία και τα δύο έχουν εφαρμοστεί στη βιομηχανική παραγωγή.Ωστόσο, λόγω της υψηλής απόδοσης της εκχύλισης P-507 του πρασεοδυμίου και του υψηλού ρυθμού απώλειας του P-204, η μέθοδος εκχύλισης και διαχωρισμού P-507 χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανική παραγωγή.

3. Η μέθοδος ανταλλαγής ιόντων χρησιμοποιείται σπάνια στην παραγωγή λόγω της μακράς διαδικασίας, της ενοχλητικής λειτουργίας και της χαμηλής απόδοσης, αλλά η καθαρότητα του προϊόντος Pr6O11 ≥ 99 5%, η απόδοση ≥ 85% και η απόδοση ανά μονάδα εξοπλισμού είναι σχετικά χαμηλή.

1) Παραγωγή προϊόντων οξειδίου του πρασεοδυμίου με τη χρήση μεθόδου ανταλλαγής ιόντων: με χρήση ενώσεων εμπλουτισμένων με νεοδύμιο πρασεοδύμιο (Pr, Nd) 2Cl3 ως πρώτες ύλες.Παρασκευάζεται σε διάλυμα τροφοδοσίας (Pr, Nd) Cl3 και φορτώνεται σε στήλη προσρόφησης για να προσροφήσει κορεσμένες σπάνιες γαίες.Όταν η συγκέντρωση του διαλύματος εισερχόμενης τροφοδοσίας είναι ίδια με τη συγκέντρωση εκροής, η προσρόφηση των σπάνιων γαιών ολοκληρώνεται και περιμένει την επόμενη διεργασία που θα χρησιμοποιηθεί.Μετά τη φόρτωση της στήλης σε κατιονική ρητίνη, το διάλυμα CuSO4-H2SO4 χρησιμοποιείται για να ρέει στη στήλη για να παρασκευαστεί μια στήλη διαχωρισμού Cu H+ σπανίων γαιών για χρήση.Μετά τη σύνδεση μιας στήλης προσρόφησης και τριών στηλών διαχωρισμού σε σειρά, χρησιμοποιήστε EDT A (0 015M) Ροές από την είσοδο της πρώτης στήλης προσρόφησης για διαχωρισμό έκλουσης (ταχύτητα έκπλυσης 1 2 cm/min）. Όταν το νεοδύμιο ρέει για πρώτη φορά στην έξοδο του η τρίτη στήλη διαχωρισμού κατά τον διαχωρισμό με έκπλυση, μπορεί να συλλεχθεί από έναν δέκτη και να υποβληθεί σε χημική επεξεργασία για να ληφθεί υποπροϊόν Nd2O3. Αφού διαχωριστεί το νεοδύμιο στη στήλη διαχωρισμού, συλλέγεται καθαρό διάλυμα PrCl3 στην έξοδο της στήλης διαχωρισμού και υποβάλλεται σε χημική επεξεργασία για την παραγωγή προϊόντος Pr6O11. Η κύρια διαδικασία είναι η εξής: πρώτες ύλες → παρασκευή διαλύματος τροφοδοσίας → προσρόφηση σπάνιων γαιών στη στήλη προσρόφησης → σύνδεση στήλης διαχωρισμού → διαχωρισμός έκπλυσης → συλλογή καθαρού διαλύματος πρασεοδυμίου → καθίζηση οξαλικού οξέος → ανίχνευση → συσκευασία.

2) Παραγωγή προϊόντων οξειδίου του πρασεοδυμίου με τη μέθοδο εκχύλισης P-204: με χρήση χλωριούχου λανθανίου δημητρίου πρασεοδύμιου (La, Ce, Pr) Cl3 ως πρώτη ύλη.Αναμείξτε τις πρώτες ύλες σε ένα υγρό, σαπωνοποιήστε το P-204 και προσθέστε κηροζίνη για να φτιάξετε ένα εκχυλιστικό διάλυμα.Διαχωρίστε το υγρό τροφοδοσίας από το εκχυλισμένο πρασεοδύμιο στη δεξαμενή εκχύλισης μικτής διαύγασης.Στη συνέχεια πλύνετε τις ακαθαρσίες στην οργανική φάση και χρησιμοποιήστε HCl για να εκχυλίσετε το πρασεοδύμιο για να λάβετε καθαρό διάλυμα PrCl3.Καθίζηση με οξαλικό οξύ, ασβέστιο και συσκευασία για να ληφθεί προϊόν οξειδίου του πρασεοδυμίου.Η κύρια διαδικασία είναι η εξής: πρώτες ύλες → παρασκευή διαλύματος τροφοδοσίας → εκχύλιση πρασεοδυμίου P-204 → πλύσιμο → απογύμνωση πρασεοδυμίου με οξύ πυθμένα → καθαρό διάλυμα PrCl3 → καθίζηση οξαλικού οξέος → φρύξη → δοκιμή → συσκευασία (προϊόντα οξειδίου του πρασεοδυμίου).

3) Παραγωγή προϊόντων οξειδίου πρασεοδυμίου με χρήση της μεθόδου εκχύλισης P507: Χρησιμοποιώντας χλωριούχο πρασεοδύμιο δημητρίου (Ce, Pr) Cl3 που λαμβάνεται από νότιο ιοντικό συμπύκνωμα σπάνιων γαιών ως πρώτη ύλη (REO ≥ 45%, οξείδιο πρασεοδυμίου ≥ 75%).Μετά την εκχύλιση του πρασεοδυμίου με το παρασκευασμένο διάλυμα τροφοδοσίας και το εκχυλιστικό Ρ507 στη δεξαμενή εκχύλισης, οι ακαθαρσίες στην οργανική φάση πλένονται με HCl.Τέλος, το πρασεοδύμιο εκχυλίζεται ξανά με HCl για να ληφθεί ένα καθαρό διάλυμα PrCl3.Η καθίζηση πρασεοδυμίου με οξαλικό οξύ, η πύρωση και η συσκευασία αποδίδουν προϊόντα οξειδίου του πρασεοδυμίου.Η κύρια διαδικασία είναι η εξής: πρώτες ύλες → παρασκευή διαλύματος τροφοδοσίας → εκχύλιση πρασεοδυμίου με P-507 → πλύση ακαθαρσιών → αντίστροφη εκχύλιση πρασεοδυμίου → καθαρό διάλυμα PrCl3 → καθίζηση οξαλικού οξέος → φρύξη → ανίχνευση → συσκευασία (προϊόντα πρασεοδυμίου).

4) Παραγωγή προϊόντων οξειδίου του πρασεοδυμίου με χρήση της μεθόδου εκχύλισης P507: Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιείται το χλωριούχο λανθάνιο πρασεοδύμιο (Cl, Pr) Cl3 που λαμβάνεται από την επεξεργασία συμπυκνώματος σπάνιων γαιών Σετσουάν (REO ≥ 45%, οξείδιο πρασεοδυμίου 8,05%) και είναι παρασκευάζεται σε υγρό τροφοδοσίας.Το πρασεοδύμιο στη συνέχεια εκχυλίζεται με σαπωνοποιημένο παράγοντα εκχύλισης P507 σε δεξαμενή εκχύλισης και οι ακαθαρσίες στην οργανική φάση απομακρύνονται με πλύση HCl.Στη συνέχεια, HCl χρησιμοποιήθηκε για αντίστροφη εκχύλιση πρασεοδυμίου για να ληφθεί καθαρό διάλυμα PrCl3.Τα προϊόντα οξειδίου του πρασεοδυμίου λαμβάνονται με καθίζηση πρασεοδυμίου με οξαλικό οξύ, ασβέστωση και συσκευασία.Η κύρια διαδικασία είναι: πρώτες ύλες → διάλυμα συστατικών → εκχύλιση πρασεοδυμίου P-507 → πλύση ακαθαρσιών → αντίστροφη εκχύλιση πρασεοδυμίου → καθαρό διάλυμα PrCl3 → καθίζηση οξαλικού οξέος → φρύξη → δοκιμή → συσκευασία (προϊόντα οξειδίου του πρασεοδυμίου).

Επί του παρόντος, η κύρια τεχνολογία διεργασίας για την παραγωγή προϊόντων οξειδίου του πρασεοδυμίου στην Κίνα είναι η μέθοδος εκχύλισης P507 με τη χρήση συστήματος υδροχλωρικού οξέος, η οποία έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στη βιομηχανική παραγωγή διαφόρων μεμονωμένων οξειδίων σπάνιων γαιών και έχει γίνει μια προηγμένη τεχνολογία διαδικασίας παραγωγής στην ίδια βιομηχανία παγκοσμίως, κατατάσσοντας μεταξύ των κορυφαίων.

Εφαρμογή

1. Εφαρμογή σε γυαλί σπανίων γαιών

Μετά την προσθήκη οξειδίων σπάνιων γαιών σε διαφορετικά συστατικά γυαλιού, μπορούν να κατασκευαστούν διαφορετικά χρώματα γυαλιών σπάνιων γαιών, όπως πράσινο γυαλί, γυαλί λέιζερ, μαγνητοοπτική και γυαλί οπτικών ινών, και οι εφαρμογές τους επεκτείνονται μέρα με τη μέρα.Μετά την προσθήκη οξειδίου του πρασεοδυμίου στο ποτήρι, μπορεί να κατασκευαστεί ένα πράσινο γυαλί, το οποίο έχει υψηλής ποιότητας καλλιτεχνική αξία και μπορεί επίσης να μιμηθεί πολύτιμους λίθους.Αυτό το είδος γυαλιού φαίνεται πράσινο όταν εκτίθεται στο συνηθισμένο ηλιακό φως, ενώ είναι σχεδόν άχρωμο κάτω από το φως των κεριών.Ως εκ τούτου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ψεύτικων πολύτιμων λίθων και πολύτιμων διακοσμήσεων, με ελκυστικά χρώματα και αξιολάτρευτες ιδιότητες.

2. Εφαρμογή σε κεραμικά σπάνιων γαιών

Τα οξείδια σπάνιων γαιών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρόσθετα στα κεραμικά για την κατασκευή πολλών κεραμικών σπάνιων γαιών με καλύτερη απόδοση.Τα εκλεκτά κεραμικά σπανίων γαιών ανάμεσά τους είναι αντιπροσωπευτικά.Χρησιμοποιεί εξαιρετικά επιλεγμένες πρώτες ύλες και υιοθετεί εύκολες στον έλεγχο διαδικασίες και τεχνικές επεξεργασίας, οι οποίες μπορούν να ελέγξουν με ακρίβεια τη σύνθεση των κεραμικών.Μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: λειτουργικά κεραμικά και δομικά κεραμικά υψηλής θερμοκρασίας.Μετά την προσθήκη οξειδίων σπάνιων γαιών, μπορούν να βελτιώσουν τη σύντηξη, την πυκνότητα, τη μικροδομή και τη σύνθεση φάσης των κεραμικών για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις διαφορετικών εφαρμογών.Το κεραμικό λούστρο από οξείδιο του πρασεοδυμίου ως χρωστική δεν επηρεάζεται από την ατμόσφαιρα στο εσωτερικό του κλιβάνου, έχει σταθερή χρωματική εμφάνιση, φωτεινή επιφάνεια λούστρου, μπορεί να βελτιώσει τις φυσικές και χημικές ιδιότητες, να βελτιώσει τη θερμική σταθερότητα και την ποιότητα των κεραμικών, να αυξήσει την ποικιλία χρωμάτων, και να μειώσει το κόστος.Μετά την προσθήκη οξειδίου του πρασεοδυμίου σε κεραμικές χρωστικές και υαλοπίνακες, μπορεί να παραχθεί κίτρινο πρασεοδύμιο σπανίων γαιών, πράσινο πρασεοδύμιο, κόκκινες χρωστικές και λευκό λούστρο φάντασμα, κίτρινο λούστρο από ελεφαντόδοντο, πορσελάνη πράσινου μήλου κ.λπ.Αυτός ο τύπος καλλιτεχνικής πορσελάνης έχει υψηλότερη απόδοση και εξάγεται καλά, κάτι που είναι δημοφιλές στο εξωτερικό.Σύμφωνα με σχετικές στατιστικές, η παγκόσμια εφαρμογή του πρασεοδυμίου νεοδυμίου σε κεραμικά ξεπερνά τους χίλιους τόνους και είναι επίσης σημαντικός χρήστης του οξειδίου του πρασεοδυμίου.Αναμένεται ότι θα υπάρξει μεγαλύτερη ανάπτυξη στο μέλλον.

3. Εφαρμογή σε μόνιμους μαγνήτες σπάνιων γαιών

Το μέγιστο προϊόν μαγνητικής ενέργειας (BH) του (Pr, Sm) Co5 μόνιμου μαγνήτη m=27MG θ e (216K J/m3). Και το (BH) m του PrFeB είναι 40MG θ E (320K J/m3).Επομένως, η χρήση μόνιμων μαγνητών που παράγονται από Pr εξακολουθεί να έχει πιθανές εφαρμογές τόσο στη βιομηχανική όσο και στην πολιτική βιομηχανία.

4. Εφαρμογή σε άλλους τομείς για την κατασκευή τροχών λείανσης κορουνδίου.

Με βάση το λευκό κορούνδιο, η προσθήκη περίπου 0,25% οξειδίου νεοδυμίου πρασεοδυμίου μπορεί να δημιουργήσει τροχούς λείανσης κορουνδίου σπανίων γαιών, βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοσή τους λείανσης.Αυξήστε τον ρυθμό λείανσης κατά 30% έως 100% και διπλασιάστε τη διάρκεια ζωής.Το οξείδιο του πρασεοδυμίου έχει καλές γυαλιστικές ιδιότητες για ορισμένα υλικά, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως γυαλιστικό υλικό για εργασίες στίλβωσης.Περιέχει περίπου 7,5% οξείδιο πρασεοδυμίου σε γυαλιστική σκόνη με βάση το δημήτριο και χρησιμοποιείται κυρίως για γυάλισμα οπτικών γυαλιών, μεταλλικών προϊόντων, επίπεδου γυαλιού και σωλήνων τηλεόρασης.Το αποτέλεσμα στίλβωσης είναι καλό και ο όγκος εφαρμογής είναι μεγάλος, που έχει γίνει η κύρια σκόνη στίλβωσης στην Κίνα επί του παρόντος.Επιπλέον, η εφαρμογή καταλυτών πυρόλυσης πετρελαίου μπορεί να βελτιώσει την καταλυτική δραστηριότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετα για την κατασκευή χάλυβα, τον καθαρισμό τηγμένου χάλυβα κ.λπ. Εν ολίγοις, η εφαρμογή του οξειδίου του πρασεοδυμίου επεκτείνεται συνεχώς, με περισσότερα που χρησιμοποιούνται σε μικτή κατάσταση. μια μοναδική μορφή οξειδίου του πρασεοδυμίου.Εκτιμάται ότι αυτή η τάση θα συνεχιστεί και στο μέλλον.