Compuesto mágico de tierras raras: óxido de praseodimio

óxido de praseodimio,fórmula molecularPr6O11, peso molecular 1021,44.

Puede utilizarse en vidrio, metalurgia y como aditivo para polvos fluorescentes. El óxido de praseodimio es uno de los productos importantes en la luz.productos de tierras raras.

Debido a sus propiedades físicas y químicas únicas, se ha utilizado ampliamente en campos como la cerámica, el vidrio, los imanes permanentes de tierras raras, los catalizadores de craqueo de tierras raras, los polvos de pulido de tierras raras, los materiales de molienda y los aditivos, con perspectivas prometedoras.

Desde la década de 1990, la tecnología y los equipos de producción de óxido de praseodimio en China han logrado mejoras y mejoras significativas, con un rápido crecimiento de los productos y la producción. No sólo puede cumplir con el volumen de aplicaciones nacionales y los requisitos del mercado, sino que también existe una cantidad considerable de exportaciones. Por lo tanto, la actual tecnología de producción, los productos y la producción de óxido de praseodimio de China, así como la demanda de suministro a los mercados nacionales y extranjeros, se encuentran entre los mejores del mundo en la misma industria.

Propiedades

Polvo negro, densidad 6,88 g/cm3, punto de fusión 2042 ℃, punto de ebullición 3760 ℃. Insoluble en agua, soluble en ácidos para formar sales trivalentes. Buena conductividad.

 
Síntesis

1. Método de separación química. Incluye el método de cristalización fraccionada, el método de precipitación fraccionada y el método de oxidación. El primero se separa en función de la diferencia en la solubilidad cristalina de los nitratos de tierras raras. La separación se basa en los diferentes productos en volumen de precipitación de las sales complejas de sulfato de tierras raras. Este último se separa basándose en la oxidación del Pr3+ trivalente a Pr4+ tetravalente. Estos tres métodos no se han aplicado en la producción industrial debido a su baja tasa de recuperación de tierras raras, procesos complejos, operaciones difíciles, baja producción y altos costos.

2. Método de separación. Incluyendo el método de separación por extracción por complejación y el método de separación por extracción por saponificación P-507. El primero utiliza extractores de extrusión complejos DYPA y N-263 para extraer y separar el praseodimio del sistema de ácido nítrico del enriquecimiento con praseodimio y neodimio, lo que da como resultado un rendimiento de Pr6O11 del 99% al 98%. Sin embargo, debido al complejo proceso, el alto consumo de agentes complejantes y los altos costos del producto, no se ha utilizado en la producción industrial. Los dos últimos tienen buena extracción y separación de praseodimio con P-507, los cuales se han aplicado en la producción industrial. Sin embargo, debido a la alta eficiencia de la extracción de praseodimio con P-507 y la alta tasa de pérdida de P-204, el método de extracción y separación de P-507 se usa actualmente comúnmente en la producción industrial.

3. El método de intercambio iónico rara vez se utiliza en la producción debido a su largo proceso, operación problemática y bajo rendimiento, pero la pureza del producto Pr6O11 ≥ 99,5 %, el rendimiento ≥ 85 % y la producción por unidad de equipo es relativamente baja.

1) Producción de productos de óxido de praseodimio mediante el método de intercambio iónico: utilizando compuestos enriquecidos con praseodimio y neodimio (Pr, Nd) 2Cl3 como materia prima. Se prepara en una solución de alimentación (Pr, Nd) Cl3 y se carga en una columna de adsorción para adsorber tierras raras saturadas. Cuando la concentración de la solución de alimentación entrante es la misma que la concentración de salida, se completa la adsorción de tierras raras y se espera el siguiente proceso. Después de cargar la columna en resina catiónica, se usa una solución de CuSO4-H2SO4 para fluir hacia la columna y preparar una columna de separación de Cu H+tierras raras para su uso. Después de conectar una columna de adsorción y tres columnas de separación en serie, use EDT A (0,015 M). Flujos desde la entrada de la primera columna de adsorción para la separación de elución (velocidad de lixiviación 1,2 cm/min). Cuando el neodimio fluye por primera vez por la salida de la tercera columna de separación durante la separación por lixiviación, puede ser recolectada por un receptor y tratada químicamente para obtener el subproducto Nd2O3. Después de separar el neodimio en la columna de separación, la solución pura de PrCl3 se recolecta en la salida de la columna de separación y se somete a tratamiento químico. para producir el producto Pr6O11 el proceso principal es el siguiente: materias primas → preparación de la solución de alimentación → adsorción de tierras raras en la columna de adsorción → conexión de la columna de separación → separación de lixiviación → recolección de solución de praseodimio puro → precipitación de ácido oxálico → detección → envasado.

2) Producción de productos de óxido de praseodimio mediante el método de extracción P-204: utilizando cloruro de lantano, cerio y praseodimio (La, Ce, Pr) Cl3 como materia prima. Mezcle las materias primas en un líquido, saponifique el P-204 y agregue queroseno para preparar una solución extractante. Separe el líquido de alimentación del praseodimio extraído en el tanque de extracción de clarificación mixta. Luego lave las impurezas en la fase orgánica y use HCl para extraer praseodimio para obtener una solución pura de PrCl3. Precipitar con ácido oxálico, calcinar y envasar para obtener el producto de óxido de praseodimio. El proceso principal es el siguiente: materias primas → preparación de la solución de alimentación → extracción de praseodimio P-204 → lavado → extracción con ácido del fondo de praseodimio → solución pura de PrCl3 → precipitación con ácido oxálico → calcinación → prueba → envasado (productos de óxido de praseodimio).

3) Producción de productos de óxido de praseodimio utilizando el método de extracción P507: utilizando cloruro de cerio y praseodimio (Ce, Pr) Cl3 obtenido del concentrado de tierras raras iónicas del sur como materia prima (REO ≥ 45%, óxido de praseodimio ≥ 75%). Después de extraer el praseodimio con la solución de alimentación preparada y el extractante P507 en el tanque de extracción, las impurezas de la fase orgánica se lavan con HCl. Finalmente, el praseodimio se extrae nuevamente con HCl para obtener una solución de PrCl3 pura. La precipitación de praseodimio con ácido oxálico, la calcinación y el envasado producen productos de óxido de praseodimio. El proceso principal es el siguiente: materias primas → preparación de la solución de alimentación → extracción de praseodimio con P-507 → lavado de impurezas → extracción inversa de praseodimio → solución pura de PrCl3 → precipitación con ácido oxálico → calcinación → detección → envasado (productos de óxido de praseodimio).

4) Producción de productos de óxido de praseodimio utilizando el método de extracción P507: El cloruro de lantano y praseodimio (Cl, Pr) Cl3 obtenido del procesamiento del concentrado de tierras raras de Sichuan se utiliza como materia prima (REO ≥ 45 %, óxido de praseodimio 8,05 %), y es preparado en un líquido de alimentación. Luego se extrae el praseodimio con el agente de extracción P507 saponificado en un tanque de extracción y las impurezas de la fase orgánica se eliminan mediante lavado con HCl. Luego, se usó HCl para la extracción inversa de praseodimio para obtener una solución de PrCl3 pura. Los productos de óxido de praseodimio se obtienen precipitando praseodimio con ácido oxálico, calcinándolo y envasándolo. El proceso principal es: materias primas → solución de ingredientes → extracción P-507 de praseodimio → lavado de impurezas → extracción inversa de praseodimio → solución pura de PrCl3 → precipitación con ácido oxálico → calcinación → pruebas → envasado (productos de óxido de praseodimio).

En la actualidad, la principal tecnología de proceso para producir productos de óxido de praseodimio en China es el método de extracción P507 utilizando un sistema de ácido clorhídrico, que se ha utilizado ampliamente en la producción industrial de varios óxidos de tierras raras individuales y se ha convertido en una tecnología de proceso de producción avanzada en el mismo. industria a nivel mundial, ubicándose entre las primeras.

Solicitud

1. Aplicación en vidrio de tierras raras

Después de agregar óxidos de tierras raras a diferentes componentes del vidrio, se pueden fabricar vidrios de tierras raras de diferentes colores, como vidrio verde, vidrio láser, magnetoóptico y de fibra óptica, y sus aplicaciones se expanden día a día. Después de añadir óxido de praseodimio al vidrio, se puede fabricar un vidrio de color verde, que tiene un valor artístico de alta calidad y también puede imitar piedras preciosas. Este tipo de vidrio se ve verde cuando se expone a la luz solar normal, mientras que es casi incoloro a la luz de las velas. Por lo tanto, se puede utilizar para hacer piedras preciosas falsas y decoraciones preciosas, con colores atractivos y cualidades adorables.

2. Aplicación en cerámicas de tierras raras.

Los óxidos de tierras raras se pueden utilizar como aditivos en cerámica para fabricar muchas cerámicas de tierras raras con mejor rendimiento. Entre ellas, las cerámicas finas de tierras raras son representativas. Utiliza materias primas altamente seleccionadas y adopta procesos y técnicas de procesamiento fáciles de controlar, que pueden controlar con precisión la composición de la cerámica. Se puede dividir en dos tipos: cerámica funcional y cerámica estructural de alta temperatura. Después de agregar óxidos de tierras raras, pueden mejorar la sinterización, la densidad, la microestructura y la composición de fases de las cerámicas para cumplir con los requisitos de diferentes aplicaciones. El esmalte cerámico hecho de óxido de praseodimio como colorante no se ve afectado por la atmósfera dentro del horno, tiene una apariencia de color estable, una superficie de esmalte brillante, puede mejorar las propiedades físicas y químicas, mejorar la estabilidad térmica y la calidad de la cerámica, aumentar la variedad de colores. y reducir costos. Después de agregar óxido de praseodimio a los pigmentos y esmaltes cerámicos, se pueden producir amarillo praseodimio de tierras raras, verde praseodimio, pigmentos rojos bajo vidriado y esmalte fantasma blanco, esmalte amarillo marfil, porcelana verde manzana, etc. Este tipo de porcelana artística tiene una mayor eficiencia y se exporta bien, lo que es popular en el extranjero. Según estadísticas relevantes, la aplicación global de praseodimio-neodimio en cerámica supera las mil toneladas, y también es un gran usuario de óxido de praseodimio. Se espera que haya un mayor desarrollo en el futuro.

3. Aplicación en imanes permanentes de tierras raras

El producto de energía magnética máxima (BH) del imán permanente (Pr, Sm) Co5 m = 27 MG θ e (216 K J/m3)。 Y el (BH) m de PrFeB es 40 MG θ E (320 K J/m3). Por lo tanto, el uso de imanes permanentes producidos con Pr todavía tiene aplicaciones potenciales tanto en la industria industrial como en la civil.

4. Aplicación en otros campos para la fabricación de muelas de corindón.

Sobre la base de corindón blanco, agregando aproximadamente un 0,25 % de óxido de neodimio y praseodimio se pueden fabricar muelas abrasivas de corindón de tierras raras, lo que mejora en gran medida su rendimiento de rectificado. Aumente la tasa de molienda entre un 30% y un 100% y duplique la vida útil. El óxido de praseodimio tiene buenas propiedades de pulido para ciertos materiales, por lo que puede usarse como material de pulido para operaciones de pulido. Contiene aproximadamente un 7,5 % de óxido de praseodimio en polvo de pulido a base de cerio y se utiliza principalmente para pulir vidrios ópticos, productos metálicos, vidrio plano y tubos de televisión. El efecto de pulido es bueno y el volumen de aplicación es grande, lo que se ha convertido en el principal polvo de pulido en China en la actualidad. Además, la aplicación de catalizadores de craqueo de petróleo puede mejorar la actividad catalítica y puede usarse como aditivos para la fabricación de acero, la purificación de acero fundido, etc. En resumen, la aplicación de óxido de praseodimio está en constante expansión y se utiliza cada vez más en estado mixto además. una forma única de óxido de praseodimio. Se estima que esta tendencia continuará en el futuro.