مركب الأرض النادرة السحري: أكسيد البراسيوديميوم

أكسيد البراسيوديميوم,الصيغة الجزيئيةPr6O11الوزن الجزيئي 1021.44.

يمكن استخدامه في الزجاج والمعادن وكمادة مضافة لمسحوق الفلورسنت. يعد أكسيد البراسيوديميوم أحد المنتجات المهمة في الضوءمنتجات الأرض النادرة.

نظرًا لخصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة، فقد تم استخدامه على نطاق واسع في مجالات مثل السيراميك والزجاج والمغناطيس الدائم للأتربة النادرة ومحفزات تكسير الأتربة النادرة ومساحيق تلميع الأتربة النادرة ومواد الطحن والمواد المضافة، مع آفاق واعدة.

منذ التسعينيات، حققت تكنولوجيا ومعدات إنتاج أكسيد البراسيوديميوم في الصين تحسينات وتحسينات كبيرة، مع نمو سريع في المنتجات والإنتاج. لا يمكنها فقط تلبية حجم الطلب المحلي ومتطلبات السوق، ولكن هناك أيضًا قدرًا كبيرًا من الصادرات. ولذلك، فإن تكنولوجيا الإنتاج الحالية في الصين ومنتجات ومخرجات أكسيد البراسيوديميوم، فضلا عن الطلب على العرض في الأسواق المحلية والأجنبية، تعد من بين الأفضل في نفس الصناعة في العالم.

ملكيات

مسحوق أسود، الكثافة 6.88 جم/سم 3، نقطة الانصهار 2042 درجة مئوية، نقطة الغليان 3760 درجة مئوية. غير قابلة للذوبان في الماء، قابلة للذوبان في الأحماض لتكوين أملاح ثلاثية التكافؤ. الموصلية الجيدة.

 
توليف

1. طريقة الفصل الكيميائي. ويشمل طريقة التبلور التجزيئي، وطريقة الترسيب التجزيئي، وطريقة الأكسدة. يتم فصل الأول على أساس الفرق في الذوبان البلوري للنترات الأرضية النادرة. يعتمد الفصل على منتجات حجم الترسيب المختلفة للأملاح المعقدة للكبريتات الأرضية النادرة. ويتم فصل الأخير على أساس أكسدة ثلاثي التكافؤ Pr3+ إلى رباعي التكافؤ Pr4+. لم يتم تطبيق هذه الطرق الثلاث في الإنتاج الصناعي بسبب انخفاض معدل استرداد الأتربة النادرة، والعمليات المعقدة، والعمليات الصعبة، وانخفاض الإنتاج، وارتفاع التكاليف.

2. طريقة الفصل. بما في ذلك طريقة فصل استخلاص التركيبة وطريقة فصل استخلاص التصبن P-507. يستخدم الأول مستخلصات DYPA وN-263 البثق المعقدة لاستخراج وفصل البراسيوديميوم من نظام حمض النيتريك لتخصيب البراسيوديميوم النيوديميوم، مما يؤدي إلى عائد Pr6O11 بنسبة 99% بنسبة 98%. ومع ذلك، نظرًا للعملية المعقدة، والاستهلاك العالي للعوامل المعقدة، وارتفاع تكاليف المنتج، لم يتم استخدامه في الإنتاج الصناعي. يتمتع الأخيران باستخلاص جيد وفصل البراسيوديميوم مع P-507، وكلاهما تم تطبيقهما في الإنتاج الصناعي. ومع ذلك، نظرًا للكفاءة العالية لاستخراج البراسيوديميوم P-507 وارتفاع معدل فقدان P-204، فإن طريقة استخلاص وفصل P-507 تُستخدم حاليًا بشكل شائع في الإنتاج الصناعي.

3. نادرًا ما يتم استخدام طريقة التبادل الأيوني في الإنتاج نظرًا لعمليتها الطويلة، وتشغيلها المزعج، وإنتاجيتها المنخفضة، لكن نقاء المنتج Pr6O11 ≥ 99 5٪، والإنتاج ≥ 85٪، والإنتاج لكل وحدة من المعدات منخفض نسبيًا.

1) إنتاج منتجات أكسيد البراسيوديميوم بطريقة التبادل الأيوني: باستخدام مركبات البراسيوديميوم النيوديميوم المخصبة (Pr, Nd) 2Cl3 كمواد أولية. يتم تحضيره في محلول تغذية (Pr، Nd) Cl3 ويتم تحميله في عمود امتزاز لامتصاص الأتربة النادرة المشبعة. عندما يكون تركيز محلول التغذية الوارد هو نفس تركيز التدفق الخارجي، يكتمل امتزاز الأتربة النادرة وينتظر استخدام العملية التالية. بعد تحميل العمود في الراتنج الكاتيوني، يتم استخدام محلول CuSO4-H2SO4 للتدفق إلى العمود لإعداد عمود فصل الأتربة النادرة Cu H+ للاستخدام. بعد توصيل عمود امتزاز واحد وثلاثة أعمدة فصل على التوالي، استخدم EDT A (0 015M) يتدفق من مدخل عمود الامتزاز الأول لفصل الشطف (معدل الترشيح 1 2 سم / دقيقة). عندما يتدفق النيوديميوم لأول مرة عند مخرج عمود الفصل الثالث أثناء فصل الترشيح، يمكن جمعه بواسطة جهاز استقبال ومعالجته كيميائيًا للحصول على منتج ثانوي Nd2O3 بعد النيوديميوم في عمود الفصل يتم جمع محلول PrCl3 النقي المنفصل عند مخرج عمود الفصل وإخضاعه للمعالجة الكيميائية لإنتاج منتج Pr6O11. العملية الرئيسية هي كما يلي: المواد الخام ← تحضير محلول التغذية ← امتزاز الأتربة النادرة على عمود الامتزاز ← توصيل الفصل. العمود ← فصل الترشيح ← تجميع محلول البراسيوديميوم النقي ← ترسيب حمض الأكساليك ← الكشف ← التغليف.

2) إنتاج منتجات أكسيد البراسيوديميوم باستخدام طريقة استخلاص P-204: باستخدام كلوريد البراسيوديميوم اللانثانم السيريوم (La, Ce, Pr) Cl3 كمادة خام. قم بخلط المواد الخام في سائل، وتصبن P-204، ثم أضف الكيروسين لعمل محلول مستخلص. افصل سائل التغذية عن البراسيوديميوم المستخرج في خزان استخلاص التوضيح المختلط. ثم اغسل الشوائب الموجودة في الطور العضوي، واستخدم حمض الهيدروكلوريك لاستخلاص البراسيوديميوم للحصول على محلول PrCl3 النقي. يرسب بحمض الأكساليك والكالسين والعبوة للحصول على منتج أكسيد البراسيوديميوم. العملية الرئيسية هي كما يلي: المواد الخام ← تحضير محلول التغذية ← استخلاص البراسيوديميوم P-204 ← الغسيل ← تجريد حمض البراسيوديميوم السفلي ← محلول PrCl3 النقي ← ترسيب حمض الأكساليك ← التكليس ← الاختبار ← التغليف (منتجات أكسيد البراسيوديميوم).

3) إنتاج منتجات أكسيد البراسيوديميوم باستخدام طريقة الاستخلاص P507: استخدام كلوريد البراسيوديميوم السيريوم (Ce, Pr) Cl3 الذي تم الحصول عليه من تركيز الأتربة النادرة الأيونية الجنوبية كمواد خام (REO ≥ 45%، أكسيد البراسيوديميوم ≥ 75%). بعد استخلاص البراسيوديميوم بمحلول التغذية المحضر ومستخلص P507 في خزان الاستخلاص، يتم غسل الشوائب الموجودة في الطور العضوي باستخدام حمض الهيدروكلوريك. وأخيرا، يتم استخلاص البراسيوديميوم مرة أخرى مع حمض الهيدروكلوريك للحصول على محلول PrCl3 نقي. يؤدي ترسيب البراسيوديميوم مع حمض الأكساليك والتكليس والتعبئة إلى إنتاج منتجات أكسيد البراسيوديميوم. العملية الرئيسية هي كما يلي: المواد الخام ← تحضير محلول التغذية ← استخلاص البراسيوديميوم باستخدام P-507 ← غسل الشوائب ← الاستخلاص العكسي للبراسيوديميوم ← محلول PrCl3 النقي ← ترسيب حمض الأكساليك ← التكليس ← الكشف ← التغليف (منتجات أكسيد البراسيوديميوم).

4) إنتاج منتجات أكسيد البراسيوديميوم باستخدام طريقة استخلاص P507: يتم استخدام كلوريد اللانثانوم البراسيوديميوم (Cl، Pr) Cl3 الذي تم الحصول عليه من معالجة تركيز الأتربة النادرة في سيتشوان كمادة خام (REO ≥ 45%، وأكسيد البراسيوديميوم 8.05%)، وهو أعدت في سائل التغذية. يتم بعد ذلك استخلاص البراسيوديميوم باستخدام عامل الاستخلاص المصبن P507 في خزان الاستخلاص، وتتم إزالة الشوائب الموجودة في الطور العضوي عن طريق غسل حمض الهيدروكلوريك. ثم تم استخدام حمض الهيدروكلوريك في الاستخلاص العكسي للبراسيوديميوم للحصول على محلول PrCl3 النقي. يتم الحصول على منتجات أكسيد البراسيوديميوم عن طريق ترسيب البراسيوديميوم مع حمض الأكساليك والتكليس والتعبئة. العملية الرئيسية هي: المواد الخام ← محلول المكونات ← استخلاص البراسيوديميوم P-507 ← غسل الشوائب ← الاستخلاص العكسي للبراسيوديميوم ← محلول PrCl3 النقي ← ترسيب حمض الأكساليك ← التكليس ← الاختبار ← التغليف (منتجات أكسيد البراسيوديميوم).

في الوقت الحاضر، تكنولوجيا العملية الرئيسية لإنتاج منتجات أكسيد البراسيوديميوم في الصين هي طريقة الاستخلاص P507 باستخدام نظام حمض الهيدروكلوريك، والذي تم استخدامه على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي لمختلف أكاسيد الأرض النادرة الفردية وأصبح تكنولوجيا عملية إنتاج متقدمة في نفس الوقت. الصناعة في جميع أنحاء العالم، لتحتل المرتبة الأولى.

طلب

1. التطبيق في الزجاج الأرضي النادر

بعد إضافة أكاسيد الأتربة النادرة إلى مكونات مختلفة من الزجاج، يمكن صنع ألوان مختلفة من النظارات الأرضية النادرة، مثل الزجاج الأخضر، وزجاج الليزر، والزجاج المغناطيسي، وزجاج الألياف الضوئية، وتتوسع تطبيقاتها يومًا بعد يوم. وبعد إضافة أكسيد البراسيوديميوم إلى الزجاج، يمكن صنع زجاج أخضر اللون، له قيمة فنية عالية الجودة ويمكنه أيضًا تقليد الأحجار الكريمة. يبدو هذا النوع من الزجاج أخضر اللون عند تعرضه لأشعة الشمس العادية، بينما يصبح عديم اللون تقريبًا تحت ضوء الشموع. ولذلك يمكن استخدامه في صناعة الأحجار الكريمة المزيفة والزخارف الثمينة ذات الألوان الجذابة والصفات الرائعة.

2. التطبيق في السيراميك الأرضي النادر

يمكن استخدام أكاسيد الأتربة النادرة كمواد مضافة في السيراميك لصنع العديد من السيراميك الأتربة النادرة بأداء أفضل. تعتبر السيراميك الناعم من الأرض النادرة من بينها ممثلة. إنها تستخدم مواد خام مختارة بدرجة عالية وتعتمد عمليات وتقنيات معالجة سهلة التحكم، والتي يمكنها التحكم بدقة في تركيبة السيراميك. يمكن تقسيمها إلى نوعين: السيراميك الوظيفي والسيراميك الإنشائي عالي الحرارة. بعد إضافة أكاسيد أرضية نادرة، يمكنها تحسين تلبيد السيراميك وكثافته وبنيته المجهرية وتركيبته الطورية لتلبية متطلبات التطبيقات المختلفة. طلاء السيراميك المصنوع من أكسيد البراسيوديميوم كملون لا يتأثر بالجو داخل الفرن، وله مظهر لون ثابت، وسطح زجاجي لامع، ويمكن أن يحسن الخواص الفيزيائية والكيميائية، ويحسن الاستقرار الحراري وجودة السيراميك، ويزيد من تنوع الألوان، وخفض التكاليف. بعد إضافة أكسيد البراسيوديميوم إلى أصباغ السيراميك والطلاء الزجاجي، يمكن إنتاج البراسيوديميوم الأصفر النادر، والأخضر البراسيوديميوم، والأصباغ الحمراء تحت التزجيج، والتزجيج الشبحي الأبيض، والتزجيج الأصفر العاجي، والخزف الأخضر التفاحي، وما إلى ذلك. يتمتع هذا النوع من الخزف الفني بكفاءة أعلى ويتم تصديره بشكل جيد ويحظى بشعبية كبيرة في الخارج. وفقا للإحصاءات ذات الصلة، فإن الاستخدام العالمي للبراسيوديميوم نيوديميوم في السيراميك يزيد عن ألف طن، وهو أيضا مستخدم رئيسي لأكسيد البراسيوديميوم. ومن المتوقع أن يكون هناك تطور أكبر في المستقبل.

3. التطبيق في المغناطيس الدائم للأتربة النادرة

الحد الأقصى لمنتج الطاقة المغناطيسية (BH) لـ (Pr, Sm) Co5 المغناطيس الدائم m = 27MG θ e (216K J/m3) . و(BH) m من PrFeB هو 40MG θ E (320K J / m3). ولذلك، فإن استخدام المغناطيس الدائم المنتج من العلاقات العامة لا يزال له تطبيقات محتملة في كل من الصناعات الصناعية والمدنية.

4. التطبيق في مجالات أخرى لتصنيع عجلات طحن اكسيد الالمونيوم.

على أساس اكسيد الالمونيوم الأبيض، إضافة حوالي 0.25٪ من أكسيد النيوديميوم البراسيوديميوم يمكن أن يصنع عجلات طحن اكسيد الالمونيوم الأرضية النادرة، مما يحسن بشكل كبير من أداء الطحن. زيادة معدل الطحن بنسبة 30% إلى 100%، ومضاعفة عمر الخدمة. يتمتع أكسيد البراسيوديميوم بخصائص تلميع جيدة لبعض المواد، لذلك يمكن استخدامه كمادة تلميع لعمليات التلميع. يحتوي على حوالي 7.5% من أكسيد البراسيوديميوم في مسحوق تلميع أساسه السيريوم ويستخدم بشكل رئيسي لتلميع النظارات البصرية والمنتجات المعدنية والزجاج المسطح وأنابيب التلفزيون. تأثير التلميع جيد وحجم التطبيق كبير، والذي أصبح مسحوق التلميع الرئيسي في الصين في الوقت الحاضر. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تطبيق محفزات تكسير البترول إلى تحسين النشاط التحفيزي، ويمكن استخدامه كإضافات لصناعة الصلب، وتنقية الفولاذ المنصهر، وما إلى ذلك. باختصار، يتوسع تطبيق أكسيد البراسيوديميوم باستمرار، مع استخدام المزيد في حالة مختلطة إلى جانب ذلك. شكل واحد من أكسيد البراسيوديميوم. ومن المقدر أن يستمر هذا الاتجاه في المستقبل.