Compost màgic de terres rares: òxid de praseodimi

òxid de praseodimi,fórmula molecularPr6O11, pes molecular 1021,44.

Es pot utilitzar en vidre, metal·lúrgia i com a additiu per a pols fluorescent. L'òxid de praseodimi és un dels productes importants a la llumproductes de terres rares.

A causa de les seves propietats físiques i químiques úniques, s'ha utilitzat àmpliament en camps com ara ceràmica, vidre, imants permanents de terres rares, catalitzadors de craqueig de terres rares, pols de poliment de terres rares, materials de mòlta i additius, amb perspectives prometedores.

Des de la dècada de 1990, la tecnologia i l'equip de producció de la Xina per a l'òxid de praseodimi han fet millores i millores importants, amb un ràpid creixement del producte i de la producció. No només pot satisfer el volum d'aplicacions nacionals i els requisits del mercat, sinó que també hi ha una quantitat considerable d'exportacions. Per tant, la tecnologia de producció actual, els productes i la producció d'òxid de praseodimi de la Xina, així com la demanda de subministrament als mercats nacionals i estrangers, es troben entre els millors de la mateixa indústria del món.

Propietats

Pols negre, densitat 6,88 g/cm3, punt de fusió 2042 ℃, punt d'ebullició 3760 ℃. Insoluble en aigua, soluble en àcids per formar sals trivalents. Bona conductivitat.

 
Síntesi

1. Mètode de separació química. Inclou el mètode de cristal·lització fraccionada, el mètode de precipitació fraccionada i el mètode d'oxidació. El primer es separa en funció de la diferència de solubilitat del cristall dels nitrats de terres rares. La separació es basa en els diferents productes de volum de precipitació de sals complexes de sulfat de terres rares. Aquest últim es separa a partir de l'oxidació de Pr3+ trivalent a Pr4+ tetravalent. Aquests tres mètodes no s'han aplicat a la producció industrial a causa de la seva baixa taxa de recuperació de terres rares, processos complexos, operacions difícils, baix rendiment i alts costos.

2. Mètode de separació. Inclou el mètode de separació d'extracció de complexació i el mètode de separació d'extracció de saponificació P-507. El primer utilitza extractors complexos d'extrusió DYPA i N-263 per extreure i separar el praseodimi del sistema d'àcid nítric d'enriquiment de neodimi de praseodimi, donant com a resultat un rendiment de Pr6O11 del 99% del 98%. Tanmateix, a causa del procés complex, l'elevat consum d'agents complexants i els elevats costos del producte, no s'ha utilitzat en la producció industrial. Aquests dos últims tenen una bona extracció i separació del praseodimi amb P-507, ambdós aplicats en la producció industrial. Tanmateix, a causa de l'alta eficiència de l'extracció de praseodimi P-507 i l'alta taxa de pèrdua de P-204, el mètode d'extracció i separació P-507 s'utilitza habitualment en la producció industrial.

3. El mètode d'intercanvi d'ions rarament s'utilitza a la producció a causa del seu procés llarg, funcionament problemàtic i baix rendiment, però la puresa del producte Pr6O11 ≥ 99 5%, rendiment ≥ 85% i la producció per unitat d'equip és relativament baixa.

1) Producció de productes d'òxid de praseodimi mitjançant el mètode d'intercanvi iònic: utilitzant compostos enriquits amb praseodimi i neodimi (Pr, Nd) 2Cl3 com a matèries primeres. Es prepara en una solució d'alimentació (Pr, Nd) Cl3 i es carrega en una columna d'adsorció per adsorbir terres rares saturades. Quan la concentració de la solució d'alimentació entrant és la mateixa que la concentració de sortida, es completa l'adsorció de terres rares i s'espera que s'utilitzi el següent procés. Després de carregar la columna en resina catiònica, la solució de CuSO4-H2SO4 s'utilitza per fluir a la columna per preparar una columna de separació de Cu H + terres rares per utilitzar-la. Després de connectar una columna d'adsorció i tres columnes de separació en sèrie, utilitzeu EDT A (0 015 M) que entra des de l'entrada de la primera columna d'adsorció per a la separació d'elució (taxa de lixiviació 1 2 cm/min).。 Quan el neodimi surt per primera vegada a la sortida de la tercera columna de separació durant la separació per lixiviació, pot ser recollida per un receptor i tractada químicament per obtenir el subproducte Nd2O3. Després de separar el neodimi de la columna de separació, es recull una solució pura de PrCl3 a la sortida de la columna de separació i es sotmet a un tractament químic. per produir el producte Pr6O11 El procés principal és el següent: matèries primeres → preparació de la solució d'alimentació → adsorció de terres rares a la columna d'adsorció → connexió de la columna de separació → separació per lixiviació → recollida de solució de praseodimi pura → precipitació d'àcid oxàlic → detecció → embalatge.

2) Producció de productes d'òxid de praseodimi mitjançant el mètode d'extracció P-204: utilitzant clorur de praseodimi de ceri de lantà (La, Ce, Pr) Cl3 com a matèria primera. Barrejar les matèries primeres en un líquid, saponificar P-204 i afegir querosè per fer una solució extractant. Separeu el líquid d'alimentació del praseodimi extret al dipòsit d'extracció de clarificació mixta. A continuació, renteu les impureses a la fase orgànica i utilitzeu HCl per extreure praseodimi per obtenir una solució pura de PrCl3. Precipiteu amb àcid oxàlic, calcina i envaseu per obtenir el producte d'òxid de praseodimi. El procés principal és el següent: matèries primeres → preparació de la solució d'alimentació → extracció P-204 de praseodimi → rentat → eliminació d'àcid inferior de praseodimi → solució pura de PrCl3 → precipitació d'àcid oxàlic → calcinació → proves → embalatge (productes d'òxid de praseodimi).

3) Producció de productes d'òxid de praseodimi mitjançant el mètode d'extracció P507: utilitzant clorur de ceri praseodimi (Ce, Pr) Cl3 obtingut a partir del concentrat de terres rares iònics del sud com a matèria primera (REO ≥ 45%, òxid de praseodimi ≥ 75%). Després d'extreure el praseodimi amb la solució d'alimentació preparada i l'extractant P507 al dipòsit d'extracció, les impureses de la fase orgànica es renten amb HCl. Finalment, el praseodimi es torna a extreure amb HCl per obtenir una solució pura de PrCl3. La precipitació de praseodimi amb àcid oxàlic, la calcinació i l'envasament produeixen productes d'òxid de praseodimi. El procés principal és el següent: matèries primeres → preparació de la solució d'alimentació → extracció de praseodimi amb P-507 → rentat d'impureses → extracció inversa de praseodimi → solució pura de PrCl3 → precipitació d'àcid oxàlic → calcinació → detecció → embalatge (productes d'òxid de praseodimi).

4) Producció de productes d'òxid de praseodimi mitjançant el mètode d'extracció P507: el clorur de praseodimi de lantà (Cl, Pr) Cl3 obtingut del processament del concentrat de terres rares de Sichuan s'utilitza com a matèria primera (REO ≥ 45%, òxid de praseodimi 8,05%), i és preparat en un líquid d'alimentació. A continuació, s'extreu el praseodimi amb un agent d'extracció P507 saponificat en un dipòsit d'extracció i les impureses de la fase orgànica s'eliminen mitjançant un rentat amb HCl. A continuació, es va utilitzar HCl per a l'extracció inversa de praseodimi per obtenir una solució pura de PrCl3. Els productes d'òxid de praseodimi s'obtenen precipitant el praseodimi amb àcid oxàlic, calcinant i envasant. El procés principal és: matèries primeres → solució d'ingredients → extracció P-507 de praseodimi → rentat d'impureses → extracció inversa de praseodimi → solució pura de PrCl3 → precipitació d'àcid oxàlic → calcinació → proves → embalatge (productes d'òxid de praseodimi).

Actualment, la principal tecnologia de procés per produir productes d'òxid de praseodimi a la Xina és el mètode d'extracció P507 mitjançant el sistema d'àcid clorhídric, que s'ha utilitzat àmpliament en la producció industrial de diversos òxids de terres rares individuals i s'ha convertit en una tecnologia de procés de producció avançada al mateix temps. indústria a tot el món, situant-se entre els primers.

Aplicació

1. Aplicació en vidre de terres rares

Després d'afegir òxids de terres rares a diferents components de vidre, es poden fer diferents colors de vidres de terres rares, com ara vidre verd, vidre làser, magneto òptic i fibra de vidre, i les seves aplicacions s'estan expandint dia a dia. Després d'afegir òxid de praseodimi al vidre, es pot fer un vidre de color verd, que té un valor artístic d'alta qualitat i també pot imitar pedres precioses. Aquest tipus de vidre es veu verd quan s'exposa a la llum solar normal, mentre que és gairebé incolor a la llum de les espelmes. Per tant, es pot utilitzar per fer pedres precioses falses i decoracions precioses, amb colors atractius i qualitats adorables.

2. Aplicació en ceràmica de terres rares

Els òxids de terres rares es poden utilitzar com a additius a la ceràmica per fer moltes ceràmiques de terres rares amb un millor rendiment. La ceràmica fina de terres rares entre elles és representativa. Utilitza matèries primeres altament seleccionades i adopta processos i tècniques de processament fàcils de controlar, que poden controlar amb precisió la composició de la ceràmica. Es pot dividir en dos tipus: ceràmica funcional i ceràmica estructural d'alta temperatura. Després d'afegir òxids de terres rares, poden millorar la sinterització, la densitat, la microestructura i la composició de fase de la ceràmica per satisfer els requisits de diferents aplicacions. L'esmalt ceràmic fet d'òxid de praseodimi com a colorant no es veu afectat per l'atmosfera dins del forn, té un aspecte de color estable, superfície d'esmalt brillant, pot millorar les propietats físiques i químiques, millorar l'estabilitat tèrmica i la qualitat de la ceràmica, augmentar la varietat de colors, i reduir costos. Després d'afegir òxid de praseodimi als pigments i esmalts ceràmics, es pot produir groc de praseodimi de terres rares, verd de praseodimi, pigments vermells underglaze i esmalt fantasma blanc, esmalt groc ivori, porcellana verda poma, etc. Aquest tipus de porcellana artística té una eficiència més alta i s'exporta bé, que és popular a l'estranger. Segons les estadístiques rellevants, l'aplicació global del neodimi de praseodimi a la ceràmica supera les mil tones, i també és un usuari important d'òxid de praseodimi. S'espera que hi hagi un major desenvolupament en el futur.

3. Aplicació en imants permanents de terres rares

El producte d'energia magnètica màxima (BH) de (Pr, Sm) Co5 imant permanent m=27MG θ e (216K J/m3)。 I el (BH) m de PrFeB és 40MG θ E (320K J/m3). Per tant, l'ús d'imants permanents produïts amb Pr encara té aplicacions potencials tant en indústries industrials com civils.

4. Aplicació en altres camps per a la fabricació de moles de corindó.

Sobre la base del corindó blanc, afegir aproximadament un 0,25% d'òxid de neodimi de praseodimi pot fer moles de corindó de terres rares, millorant considerablement el seu rendiment de mòlta. Augmenta la taxa de mòlta entre un 30% i un 100% i duplica la vida útil. L'òxid de praseodimi té bones propietats de poliment per a determinats materials, de manera que es pot utilitzar com a material de poliment per a operacions de poliment. Conté aproximadament un 7,5% d'òxid de praseodimi en pols de poliment a base de ceri i s'utilitza principalment per polir vidres òptiques, productes metàl·lics, vidre pla i tubs de televisió. L'efecte de polit és bo i el volum d'aplicació és gran, que s'ha convertit en la pols de poliment principal a la Xina actualment. A més, l'aplicació de catalitzadors de craqueig de petroli pot millorar l'activitat catalítica, i es pot utilitzar com a additius per a la fabricació d'acer, purificació d'acer fos, etc. En resum, l'aplicació d'òxid de praseodimi està en constant expansió, i s'utilitza més en estat mixt. una única forma d'òxid de praseodimi. Es calcula que aquesta tendència es mantindrà en el futur.