Composto máxico de terras raras: óxido de praseodimio

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

Pódese usar en vidro, metalurxia e como aditivo para po fluorescente. O óxido de praseodimio é un dos produtos importantes da luzprodutos de terras raras.

Debido ás súas propiedades físicas e químicas únicas, foi amplamente utilizado en campos como cerámica, vidro, imáns permanentes de terras raras, catalizadores de craqueo de terras raras, po de pulido de terras raras, materiais de moenda e aditivos, con perspectivas prometedoras.

Desde a década de 1990, a tecnoloxía de produción de China e os equipos de óxido de praseodimio realizaron melloras e melloras significativas, cun rápido crecemento do produto e da produción. Non só pode satisfacer o volume de solicitudes nacionais e os requisitos do mercado, senón que tamén hai unha cantidade considerable de exportacións. Polo tanto, a tecnoloxía de produción actual de China, os produtos e a produción de óxido de praseodimio, así como a demanda de subministración aos mercados domésticos e estranxeiros, están entre os principais da mesma industria no mundo.

Propiedades

Po negro, densidade 6,88 g/cm3, punto de fusión 2042 ℃, punto de ebulición 3760 ℃. Insoluble en auga, soluble en ácidos para formar sales trivalentes. Boa condutividade.

 
Síntese

1. Método de separación química. Inclúe o método de cristalización fraccionada, o método de precipitación fraccionada e o método de oxidación. O primeiro sepárase en función da diferenza de solubilidade dos cristales dos nitratos de terras raras. A separación baséase nos diferentes produtos de volume de precipitación de sales complexas de sulfato de terras raras. Este último sepárase en base á oxidación de Pr3+ trivalente a Pr4+ tetravalente. Estes tres métodos non se aplicaron na produción industrial debido á súa baixa taxa de recuperación de terras raras, procesos complexos, operacións difíciles, baixo rendemento e altos custos.

2. Método de separación. Incluíndo o método de separación de extracción de complexación e o método de separación de extracción de saponificación P-507. O primeiro usa extractores complexos de extrusión DYPA e N-263 para extraer e separar o praseodimio do sistema de ácido nítrico de enriquecemento con praseodimio neodimio, obtendo un rendemento de Pr6O11 do 99% do 98%. Non obstante, debido ao proceso complexo, ao alto consumo de axentes complexantes e aos altos custos do produto, non se utilizou na produción industrial. Estes dous últimos teñen unha boa extracción e separación do praseodimio con P-507, ambos os dous aplicados na produción industrial. Non obstante, debido á alta eficiencia da extracción de praseodimio P-507 e á alta taxa de perda de P-204, o método de extracción e separación P-507 úsase habitualmente na produción industrial.

3. O método de intercambio iónico raramente se usa na produción debido ao seu proceso longo, ao seu funcionamento problemático e ao seu baixo rendemento, pero a pureza do produto Pr6O11 ≥ 99 5%, o rendemento ≥ 85% e a produción por unidade de equipo é relativamente baixa.

1) Produción de produtos de óxido de praseodimio mediante o método de intercambio iónico: utilizando compostos enriquecidos con praseodimio neodimio (Pr, Nd) 2Cl3 como materias primas. Prepárase nunha solución de alimentación (Pr, Nd) Cl3 e cárgase nunha columna de adsorción para adsorber terras raras saturadas. Cando a concentración da solución de alimentación entrante é a mesma que a concentración de saída, complétase a adsorción de terras raras e agarda a que se use o seguinte proceso. Despois de cargar a columna en resina catiónica, úsase a solución de CuSO4-H2SO4 para fluír na columna para preparar unha columna de separación de Cu H+terras raras para o seu uso. Despois de conectar unha columna de adsorción e tres columnas de separación en serie, utilice EDT A (0 015 M) Fluxos desde a entrada da primeira columna de adsorción para a separación de elución (velocidade de lixiviación 1 2 cm/min). a terceira columna de separación durante a separación por lixiviación, pode ser recollida por un receptor e tratada químicamente para obter Subproduto de Nd2O3 Despois de separar o neodimio da columna de separación, recóllese a solución pura de PrCl3 na saída da columna de separación e sométese a un tratamento químico para producir o produto Pr6O11. O proceso principal é o seguinte: materias primas → preparación da solución de alimentación adsorción de terras raras en columna de adsorción → conexión da columna de separación → separación por lixiviación → recolección de solución de praseodimio pura → oxálico precipitación ácida → detección → envasado.

2) Produción de produtos de óxido de praseodimio mediante o método de extracción P-204: utilizando cloruro de praseodimio de lantano cerio (La, Ce, Pr) Cl3 como materia prima. Mesturar as materias primas nun líquido, saponificar P-204 e engadir queroseno para facer unha solución extractora. Separe o líquido de alimentación do praseodimio extraído no tanque de extracción de clarificación mixta. A continuación, lave as impurezas na fase orgánica e use HCl para extraer praseodimio para obter unha solución pura de PrCl3. Precipitar con ácido oxálico, calcina e empaquetar para obter o produto de óxido de praseodimio. O proceso principal é o seguinte: materias primas → preparación de solución de alimentación → P-204 extracción de praseodimio → lavado → eliminación de ácido do fondo de praseodimio → solución pura de PrCl3 → precipitación de ácido oxálico → calcinación → probas → embalaxe (produtos de óxido de praseodimio).

3) Produción de produtos de óxido de praseodimio mediante o método de extracción P507: utilizando como materia prima cloruro de praseodimio de cerio (Ce, Pr) Cl3 obtido a partir de concentrado de terras raras iónicas do sur (REO ≥ 45 %, óxido de praseodimio ≥ 75 %). Despois de extraer o praseodimio coa solución de alimentación preparada e o extractor P507 no tanque de extracción, as impurezas da fase orgánica lávanse con HCl. Finalmente, o praseodimio é extraído de novo con HCl para obter unha solución pura de PrCl3. A precipitación de praseodimio con ácido oxálico, a calcinación e o envasado producen produtos de óxido de praseodimio. O proceso principal é o seguinte: materias primas → preparación de solución de alimentación → extracción de praseodimio con P-507 → lavado de impurezas → extracción inversa de praseodimio → solución pura de PrCl3 → precipitación de ácido oxálico → calcinación → detección → envasado (produtos de óxido de praseodimio).

4) Produción de produtos de óxido de praseodimio mediante o método de extracción P507: o cloruro de praseodimio de lantano (Cl, Pr) Cl3 obtido do procesamento do concentrado de terras raras de Sichuan utilízase como materia prima (REO ≥ 45%, óxido de praseodimio 8,05%), e é preparado nun líquido de alimentación. O praseodimio extráese entón cun axente de extracción P507 saponificado nun tanque de extracción e as impurezas da fase orgánica elimínanse mediante lavado con HCl. Despois, utilizouse HCl para a extracción inversa de praseodimio para obter unha solución pura de PrCl3. Os produtos de óxido de praseodimio obtéñense precipitando o praseodimio con ácido oxálico, calcinándose e empaquetando. O proceso principal é: materias primas → solución de ingredientes → P-507 extracción de praseodimio → lavado de impurezas → extracción inversa de praseodimio → solución pura de PrCl3 → precipitación de ácido oxálico → calcinación → probas → embalaxe (produtos de óxido de praseodimio).

Na actualidade, a principal tecnoloxía de proceso para a produción de produtos de óxido de praseodimio en China é o método de extracción P507 mediante o sistema de ácido clorhídrico, que foi amplamente utilizado na produción industrial de varios óxidos de terras raras individuais e converteuse nunha tecnoloxía de proceso de produción avanzada no mesmo industria a nivel mundial, clasificándose entre os primeiros.

Aplicación

1. Aplicación en vidro de terras raras

Despois de engadir óxidos de terras raras a diferentes compoñentes do vidro, pódense facer diferentes cores de lentes de terras raras, como vidro verde, vidro láser, magneto óptico e fibra óptica de vidro, e as súas aplicacións están a expandirse día a día. Despois de engadir óxido de praseodimio ao vidro, pódese facer un vidro de cor verde, que ten un valor artístico de alta calidade e tamén pode imitar pedras preciosas. Este tipo de vidro parece verde cando se expón á luz solar común, mentres que é case incoloro baixo a luz das velas. Polo tanto, pódese usar para facer pedras preciosas falsas e decoracións preciosas, con cores atractivas e calidades adorables.

2. Aplicación en cerámica de terras raras

Os óxidos de terras raras poden usarse como aditivos na cerámica para facer moitas cerámicas de terras raras cun mellor rendemento. As cerámicas finas de terras raras entre elas son representativas. Utiliza materias primas altamente seleccionadas e adopta procesos e técnicas de procesamento fáciles de controlar, que poden controlar con precisión a composición da cerámica. Pódese dividir en dous tipos: cerámicas funcionais e cerámicas estruturais de alta temperatura. Despois de engadir óxidos de terras raras, poden mellorar a sinterización, a densidade, a microestrutura e a composición de fases da cerámica para satisfacer os requisitos de diferentes aplicacións. O esmalte cerámico feito de óxido de praseodimio como colorante non se ve afectado pola atmosfera dentro do forno, ten un aspecto de cor estable, unha superficie de esmalte brillante, pode mellorar as propiedades físicas e químicas, mellorar a estabilidade térmica e a calidade da cerámica, aumentar a variedade de cores, e reducir custos. Despois de engadir óxido de praseodimio aos pigmentos e esmaltes cerámicos, pódense producir terras raras amarelas de praseodimio, verde praseodimio, pigmentos vermellos underglaze e esmalte fantasma branco, esmalte amarelo marfil, porcelana verde mazá, etc. Este tipo de porcelana artística ten unha maior eficiencia e está ben exportada, que é popular no estranxeiro. Segundo as estatísticas relevantes, a aplicación global de praseodimio neodimio en cerámica supera as mil toneladas e tamén é un dos principais usuarios de óxido de praseodimio. Espérase que haxa un maior desenvolvemento no futuro.

3. Aplicación en imáns permanentes de terras raras

O produto de enerxía magnética máxima (BH) de (Pr, Sm) Co5 imán permanente m=27MG θ e (216K J/m3)。 E o (BH) m de PrFeB é 40MG θ E (320K J/m3). Polo tanto, o uso de imáns permanentes producidos por Pr aínda ten aplicacións potenciais tanto na industria civil como na industria.

4. Aplicación noutros campos para fabricar moas de corindón.

A base de corindón branco, engadir preto de 0,25% de óxido de neodimio praseodimio pode facer moas de corindón de terras raras, mellorando moito o seu rendemento de moenda. Aumente a taxa de moenda entre un 30% e un 100% e duplique a vida útil. O óxido de praseodimio ten boas propiedades de pulido para certos materiais, polo que pode usarse como material de pulido para operacións de pulido. Contén preto de 7,5% de óxido de praseodimio en po de pulido a base de cerio e úsase principalmente para pulir lentes ópticos, produtos metálicos, vidro plano e tubos de televisión. O efecto de pulido é bo e o volume de aplicación é grande, que se converteu no po de pulido principal na China na actualidade. Ademais, a aplicación de catalizadores de craqueo de petróleo pode mellorar a actividade catalítica e pódese usar como aditivo para a fabricación de aceiro, purificar o aceiro fundido, etc. En resumo, a aplicación de óxido de praseodimio está en constante expansión, e úsase máis en estado mixto. unha única forma de óxido de praseodimio. Estímase que esta tendencia continuará no futuro.