জাদুকরী বিরল আর্থ যৌগ: প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড

প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড,আণবিক সূত্রPr6O11, আণবিক ওজন 1021.44।

এটি গ্লাস, ধাতুবিদ্যা এবং ফ্লুরোসেন্ট পাউডারের জন্য একটি সংযোজন হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড আলোর একটি গুরুত্বপূর্ণ পণ্যবিরল পৃথিবীর পণ্য.

এর অনন্য ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, এটি সিরামিক, গ্লাস, বিরল আর্থ স্থায়ী চুম্বক, বিরল আর্থ ক্র্যাকিং অনুঘটক, বিরল আর্থ পলিশিং পাউডার, নাকাল উপকরণ এবং সংযোজনগুলির মতো ক্ষেত্রে প্রতিশ্রুতিশীল সম্ভাবনার সাথে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে।

1990 এর দশক থেকে, প্রসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইডের জন্য চীনের উত্পাদন প্রযুক্তি এবং সরঞ্জামগুলি দ্রুত পণ্য এবং আউটপুট বৃদ্ধির সাথে উল্লেখযোগ্য উন্নতি এবং উন্নতি করেছে। এটি কেবল দেশীয় অ্যাপ্লিকেশনের পরিমাণ এবং বাজারের প্রয়োজনীয়তা মেটাতে পারে না, তবে প্রচুর পরিমাণে রপ্তানিও রয়েছে। অতএব, চীনের বর্তমান উৎপাদন প্রযুক্তি, পণ্য এবং প্রসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইডের আউটপুট, সেইসাথে দেশী এবং বিদেশী বাজারে সরবরাহের চাহিদা বিশ্বের একই শিল্পে শীর্ষে রয়েছে।

বৈশিষ্ট্য

কালো পাউডার, ঘনত্ব 6.88g/cm3, গলনাঙ্ক 2042 ℃, স্ফুটনাঙ্ক 3760 ℃। পানিতে দ্রবণীয়, ত্রিভূক্ত লবণ গঠনের জন্য অ্যাসিডে দ্রবণীয়। ভাল পরিবাহিতা।

 
সংশ্লেষণ

1. রাসায়নিক বিচ্ছেদ পদ্ধতি। এতে ভগ্নাংশ স্ফটিককরণ পদ্ধতি, ভগ্নাংশীয় বৃষ্টিপাত পদ্ধতি এবং অক্সিডেশন পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। বিরল আর্থ নাইট্রেটের স্ফটিক দ্রবণীয়তার পার্থক্যের উপর ভিত্তি করে পূর্বেরটি পৃথক করা হয়। পৃথকীকরণটি বিরল আর্থ সালফেট জটিল লবণের বিভিন্ন বৃষ্টিপাতের আয়তনের পণ্যের উপর ভিত্তি করে। পরেরটি ত্রিভ্যালেন্ট Pr3+ থেকে টেট্রাভ্যালেন্ট Pr4+-এর অক্সিডেশনের ভিত্তিতে আলাদা করা হয়। এই তিনটি পদ্ধতি তাদের কম বিরল আর্থ পুনরুদ্ধারের হার, জটিল প্রক্রিয়া, কঠিন অপারেশন, কম আউটপুট এবং উচ্চ খরচের কারণে শিল্প উৎপাদনে প্রয়োগ করা হয়নি।

2. বিচ্ছেদ পদ্ধতি। জটিলতা নিষ্কাশন পৃথকীকরণ পদ্ধতি এবং স্যাপোনিফিকেশন P-507 নিষ্কাশন পৃথকীকরণ পদ্ধতি সহ। প্রাসিওডিয়ামিয়াম নিওডিয়ামিয়াম সমৃদ্ধকরণের নাইট্রিক অ্যাসিড সিস্টেম থেকে প্রাসিওডিয়ামিয়াম নিষ্কাশন এবং পৃথক করতে জটিল এক্সট্রুশন DYPA এবং N-263 এক্সট্র্যাক্ট্যান্ট ব্যবহার করে, যার ফলে Pr6O11 99% ফলন 98% হয়। যাইহোক, জটিল প্রক্রিয়া, জটিল এজেন্টের উচ্চ খরচ এবং উচ্চ পণ্য খরচের কারণে, এটি শিল্প উৎপাদনে ব্যবহার করা হয়নি। পরের দুটিতে P-507 এর সাথে প্রসিওডিয়ামিয়ামের উত্তম নিষ্কাশন এবং পৃথকীকরণ রয়েছে, উভয়ই শিল্প উৎপাদনে প্রয়োগ করা হয়েছে। যাইহোক, প্রসিওডিয়ামিয়ামের P-507 নিষ্কাশনের উচ্চ দক্ষতা এবং P-204 এর উচ্চ ক্ষতির হারের কারণে, P-507 নিষ্কাশন এবং পৃথকীকরণ পদ্ধতি বর্তমানে শিল্প উত্পাদনে সাধারণত ব্যবহৃত হয়।

3. আয়ন বিনিময় পদ্ধতিটি তার দীর্ঘ প্রক্রিয়া, ঝামেলাপূর্ণ অপারেশন এবং কম ফলনের কারণে খুব কমই উত্পাদনে ব্যবহৃত হয়, তবে পণ্যের বিশুদ্ধতা Pr6O11 ≥ 99 5%, ফলন ≥ 85% এবং সরঞ্জামের প্রতি ইউনিট আউটপুট তুলনামূলকভাবে কম।

1) আয়ন বিনিময় পদ্ধতি ব্যবহার করে praseodymium অক্সাইড পণ্য উত্পাদন: কাঁচামাল হিসাবে praseodymium neodymium সমৃদ্ধ যৌগ (Pr, Nd) 2Cl3 ব্যবহার করে। এটি একটি ফিড দ্রবণ (Pr, Nd) Cl3 তৈরি করা হয় এবং স্যাচুরেটেড রেয়ার আর্থ শোষণ করার জন্য একটি শোষণ কলামে লোড করা হয়। যখন ইনকামিং ফিড দ্রবণের ঘনত্ব বহিঃপ্রবাহের ঘনত্বের সমান হয়, তখন বিরল আর্থের শোষণ সম্পন্ন হয় এবং পরবর্তী প্রক্রিয়া ব্যবহারের জন্য অপেক্ষা করা হয়। কলামটিকে ক্যাটানিক রজনে লোড করার পরে, CuSO4-H2SO4 দ্রবণটি কলামে প্রবাহিত হওয়ার জন্য একটি Cu H+বিরল আর্থ সেপারেশন কলাম ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত করা হয়। সিরিজে একটি শোষণ কলাম এবং তিনটি বিচ্ছেদ কলাম সংযুক্ত করার পরে, ইলুশন বিভাজনের জন্য প্রথম শোষণ কলামের খাঁড়ি থেকে EDT A (0 015M) ফ্লো ইন ব্যবহার করুন (লিচিং রেট 1 2cm/min）. যখন নিওডিয়ামিয়াম প্রথম আউটলেটে প্রবাহিত হয় leaching বিচ্ছেদ সময় তৃতীয় বিচ্ছেদ কলাম, এটি একটি রিসিভার দ্বারা সংগ্রহ করা যেতে পারে এবং Nd2O3 উপজাত প্রাপ্ত করার জন্য রাসায়নিকভাবে চিকিত্সা করা হয় বিচ্ছেদ কলামের আউটলেটে বিশুদ্ধ PrCl3 দ্রবণ সংগ্রহ করা হয় এবং Pr6O11 পণ্য তৈরির জন্য প্রধান প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ: কাঁচামাল → প্রস্তুতি ফিড দ্রবণ → শোষণ কলামে বিরল পৃথিবীর শোষণ → বিচ্ছেদ সংযোগ কলাম → লিচিং সেপারেশন → বিশুদ্ধ প্রাসিওডিয়ামিয়াম দ্রবণের সংগ্রহ → অক্সালিক অ্যাসিড বৃষ্টিপাত → সনাক্তকরণ → প্যাকেজিং।

2) P-204 নিষ্কাশন পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড পণ্য উত্পাদন: কাঁচামাল হিসাবে ল্যান্থানাম সেরিয়াম প্রাসিওডিয়ামিয়াম ক্লোরাইড (La, Ce, Pr) Cl3 ব্যবহার করে। একটি তরলে কাঁচামাল মিশ্রিত করুন, P-204 স্যাপোনিফাই করুন এবং একটি নিষ্কাশন দ্রবণ তৈরি করতে কেরোসিন যোগ করুন। মিশ্র স্পষ্টীকরণ নিষ্কাশন ট্যাঙ্কে নিষ্কাশিত প্রাসিওডিয়ামিয়াম থেকে ফিড তরল আলাদা করুন। তারপরে অমেধ্যগুলিকে জৈব পর্যায়ে ধুয়ে ফেলুন এবং বিশুদ্ধ PrCl3 দ্রবণ পেতে praseodymium বের করতে HCl ব্যবহার করুন। praseodymium অক্সাইড পণ্য প্রাপ্ত করার জন্য অক্সালিক অ্যাসিড, ক্যালসিন, এবং প্যাকেজ দিয়ে বর্ষণ করুন। প্রধান প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ: কাঁচামাল → ফিড সলিউশনের প্রস্তুতি → প্রাসিওডিয়ামিয়ামের P-204 নিষ্কাশন → ওয়াশিং → প্রাসিওডিয়ামিয়ামের নীচের অ্যাসিড স্ট্রিপিং → বিশুদ্ধ PrCl3 দ্রবণ → অক্সালিক অ্যাসিড বৃষ্টিপাত → ক্যালসিনেশন → পরীক্ষা → প্যাকেজিং (প্রাসিওডিয়ামিয়াম)।

3) P507 নিষ্কাশন পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড পণ্য উত্পাদন: কাঁচামাল হিসাবে দক্ষিণ আয়নিক বিরল আর্থ ঘনীভূত (REO ≥ 45%, praseodymium oxide ≥ 75%) থেকে প্রাপ্ত cerium praseodymium chloride (Ce, Pr) Cl3 ব্যবহার করে। নিষ্কাশন ট্যাঙ্কে প্রস্তুত ফিড দ্রবণ এবং P507 এক্সট্র্যাক্ট্যান্ট দিয়ে প্রসিওডিয়ামিয়াম নিষ্কাশন করার পরে, জৈব পর্যায়ের অমেধ্যগুলি HCl দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়। পরিশেষে, একটি বিশুদ্ধ PrCl3 দ্রবণ পেতে HCl দিয়ে প্রসিওডিয়ামিয়াম ফেরত বের করা হয়। অক্সালিক অ্যাসিড, ক্যালসিনেশন, এবং প্যাকেজিং ফলন praseodymium অক্সাইড পণ্য সঙ্গে praseodymium এর বৃষ্টিপাত. প্রধান প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ: কাঁচামাল → ফিড সলিউশনের প্রস্তুতি → P-507 → অপবিত্রতা ওয়াশিং → প্রসিওডিয়ামিয়ামের বিপরীত নিষ্কাশন → বিশুদ্ধ PrCl3 দ্রবণ → অক্সালিক অ্যাসিড বৃষ্টিপাত → ক্যালসিনেশন → সনাক্তকরণ → প্যাকেজিং (প্রাসিওডিমিয়াম পণ্য)।

4) P507 নিষ্কাশন পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড পণ্য উত্পাদন: সিচুয়ান বিরল আর্থ ঘনীভূত প্রক্রিয়াকরণ থেকে প্রাপ্ত ল্যান্থানাম প্রাসিওডিয়ামিয়াম ক্লোরাইড (Cl, Pr) Cl3 কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহৃত হয় (REO ≥ 45%, প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড), এবং 8%। একটি ফিড তরল প্রস্তুত. তারপরে একটি নিষ্কাশন ট্যাঙ্কে স্যাপোনিফাইড P507 এক্সট্র্যাকশন এজেন্ট দিয়ে প্রাসিওডিয়ামিয়াম বের করা হয় এবং জৈব পর্যায়ের অমেধ্য এইচসিএল ওয়াশিং দ্বারা অপসারণ করা হয়। তারপরে, বিশুদ্ধ PrCl3 দ্রবণ পেতে প্রসিওডিয়ামিয়ামের বিপরীত নিষ্কাশনের জন্য HCl ব্যবহার করা হয়েছিল। প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড পণ্যগুলি অক্সালিক অ্যাসিড, ক্যালসিনিং এবং প্যাকেজিং সহ প্রাসিওডিয়ামিয়াম প্রস্রাব করে প্রাপ্ত হয়। প্রধান প্রক্রিয়া হল: কাঁচামাল → উপাদান সমাধান → প্রসেওডিয়ামিয়ামের P-507 নিষ্কাশন → অপবিত্রতা ধোয়া → প্রসিওডিয়ামিয়ামের বিপরীত নিষ্কাশন → বিশুদ্ধ PrCl3 দ্রবণ → অক্সালিক অ্যাসিড বৃষ্টিপাত → ক্যালসিনেশন → পরীক্ষা → প্যাকেজিং (প্রাসোডিয়ামিয়াম)।

বর্তমানে, চীনে প্রসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড পণ্য উত্পাদনের প্রধান প্রক্রিয়া প্রযুক্তি হল হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড সিস্টেম ব্যবহার করে P507 নিষ্কাশন পদ্ধতি, যা বিভিন্ন পৃথক বিরল আর্থ অক্সাইডের শিল্প উত্পাদনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে এবং একই সাথে একটি উন্নত উত্পাদন প্রক্রিয়া প্রযুক্তিতে পরিণত হয়েছে। শিল্প বিশ্বব্যাপী, শীর্ষ মধ্যে র্যাঙ্কিং.

আবেদন

1. বিরল আর্থ গ্লাসে আবেদন

কাচের বিভিন্ন উপাদানে বিরল আর্থ অক্সাইড যোগ করার পর, বিরল আর্থ গ্লাসের বিভিন্ন রঙ তৈরি করা যেতে পারে, যেমন সবুজ কাচ, লেজার গ্লাস, ম্যাগনেটো অপটিক্যাল এবং ফাইবার অপটিক গ্লাস, এবং তাদের অ্যাপ্লিকেশন দিন দিন প্রসারিত হচ্ছে। গ্লাসে প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড যোগ করার পরে, একটি সবুজ রঙের কাচ তৈরি করা যেতে পারে, যার উচ্চ মানের শৈল্পিক মূল্য রয়েছে এবং রত্ন পাথরের অনুকরণও করতে পারে। সাধারণ সূর্যালোকের সংস্পর্শে এলে এই ধরনের কাচ সবুজ দেখায়, যখন মোমবাতির আলোতে এটি প্রায় বর্ণহীন। অতএব, এটি আকর্ষণীয় রং এবং আরাধ্য গুণাবলী সহ নকল রত্নপাথর এবং মূল্যবান সজ্জা তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

2. বিরল মাটির সিরামিকে প্রয়োগ

বিরল আর্থ অক্সাইডগুলি সিরামিকগুলিতে সংযোজন হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যাতে আরও ভাল কার্যকারিতা সহ অনেক বিরল আর্থ সিরামিক তৈরি করা যায়। তাদের মধ্যে বিরল মাটির সূক্ষ্ম সিরামিকগুলি প্রতিনিধিত্ব করে। এটি অত্যন্ত নির্বাচিত কাঁচামাল ব্যবহার করে এবং প্রক্রিয়াগুলি এবং প্রক্রিয়াকরণের কৌশলগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে সহজ গ্রহণ করে, যা সিরামিকের সংমিশ্রণকে সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এটি দুটি প্রকারে বিভক্ত করা যেতে পারে: কার্যকরী সিরামিক এবং উচ্চ-তাপমাত্রা কাঠামোগত সিরামিক। বিরল আর্থ অক্সাইড যোগ করার পরে, তারা বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের প্রয়োজনীয়তা মেটাতে সিরামিকের সিন্টারিং, ঘনত্ব, মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং ফেজ কম্পোজিশন উন্নত করতে পারে। রঙিন হিসাবে প্রসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড দিয়ে তৈরি সিরামিক গ্লেজ ভাটির অভ্যন্তরে বায়ুমণ্ডল দ্বারা প্রভাবিত হয় না, স্থিতিশীল রঙের চেহারা, উজ্জ্বল গ্লেজ পৃষ্ঠ, ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করতে পারে, সিরামিকের তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং গুণমান উন্নত করতে পারে, রঙের বৈচিত্র্য বাড়াতে পারে, এবং খরচ কমান। সিরামিক পিগমেন্ট এবং গ্লেজে প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড যোগ করার পর, রেয়ার আর্থ প্রাসিওডিয়ামিয়াম হলুদ, প্রাসিওডিয়ামিয়াম গ্রিন, আন্ডারগ্লেজ রেড পিগমেন্ট এবং হোয়াইট ঘোস্ট গ্লেজ, আইভরি ইয়েলো গ্লেজ, আপেল গ্রিন পোর্সেলিন ইত্যাদি তৈরি করা যেতে পারে। এই ধরনের শৈল্পিক চীনামাটির বাসন উচ্চতর দক্ষতা এবং ভাল রপ্তানি করা হয়, যা বিদেশে জনপ্রিয়। প্রাসঙ্গিক পরিসংখ্যান অনুসারে, সিরামিকগুলিতে প্রাসিওডিয়ামিয়াম নিওডিয়ামিয়ামের বিশ্বব্যাপী প্রয়োগ এক হাজার টনের বেশি, এবং এটি প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইডের একটি প্রধান ব্যবহারকারীও। ভবিষ্যতে আরও উন্নয়ন হবে বলে আশা করা হচ্ছে।

3. বিরল পৃথিবীর স্থায়ী চুম্বক মধ্যে আবেদন

(Pr, Sm) Co5 স্থায়ী চুম্বক m=27MG θ e (216K J/m3) এর সর্বাধিক চৌম্বক শক্তি পণ্য (BH)। এবং PrFeB-এর (BH) m হল 40MG θ E (320K J/m3)। অতএব, Pr উত্পাদিত স্থায়ী চুম্বক ব্যবহার এখনও শিল্প এবং নাগরিক উভয় শিল্পে সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশন আছে.

4. কোরান্ডাম নাকাল চাকার উত্পাদন অন্যান্য ক্ষেত্রের আবেদন.

সাদা কোরান্ডামের ভিত্তিতে, প্রায় 0.25% প্রাসিওডিয়ামিয়াম নিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড যোগ করে বিরল আর্থ কোরান্ডাম গ্রাইন্ডিং চাকা তৈরি করতে পারে, তাদের গ্রাইন্ডিং কর্মক্ষমতা ব্যাপকভাবে উন্নত করে। গ্রাইন্ডিং রেট 30% থেকে 100% বৃদ্ধি করুন এবং পরিষেবা জীবন দ্বিগুণ করুন। প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইডের নির্দিষ্ট কিছু উপকরণের জন্য ভাল পলিশিং বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তাই এটি পলিশিং অপারেশনের জন্য একটি পলিশিং উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটিতে সেরিয়াম ভিত্তিক পলিশিং পাউডারে প্রায় 7.5% প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইড রয়েছে এবং এটি প্রধানত অপটিক্যাল চশমা, ধাতব পণ্য, ফ্ল্যাট গ্লাস এবং টেলিভিশন টিউব পলিশ করার জন্য ব্যবহৃত হয়। মসৃণতা প্রভাব ভাল এবং অ্যাপ্লিকেশন ভলিউম বড়, যা বর্তমানে চীনে প্রধান পলিশিং পাউডার হয়ে উঠেছে। উপরন্তু, পেট্রোলিয়াম ক্র্যাকিং অনুঘটকের প্রয়োগ অনুঘটক কার্যকলাপ উন্নত করতে পারে, এবং ইস্পাত তৈরি, গলিত ইস্পাত পরিশোধন ইত্যাদির জন্য সংযোজক হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। সংক্ষেপে, প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইডের প্রয়োগ ক্রমাগত প্রসারিত হচ্ছে, এর পাশাপাশি মিশ্র অবস্থায় আরও বেশি ব্যবহার করা হচ্ছে। প্রাসিওডিয়ামিয়াম অক্সাইডের একক রূপ। ভবিষ্যতে এই ধারা অব্যাহত থাকবে বলে অনুমান করা হচ্ছে।