Կախարդական հազվագյուտ երկրային միացություն՝ Պրասեոդիմիումի օքսիդ

Պրասեոդիմի օքսիդ,մոլեկուլային բանաձեւPr6O11, մոլեկուլային քաշը 1021,44.

Այն կարող է օգտագործվել ապակու, մետաղագործության մեջ և որպես լյումինեսցենտային փոշու հավելում։ Պրասեոդիմիումի օքսիդը լույսի մեջ կարևոր արտադրանքներից էհազվագյուտ հողային արտադրանք.

Իր եզակի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների շնորհիվ այն լայնորեն օգտագործվել է այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են կերամիկա, ապակի, հազվագյուտ հողի մշտական ​​մագնիսներ, հազվագյուտ հողերի ճեղքման կատալիզատորներ, հազվագյուտ հողերի փայլեցնող փոշիներ, հղկվող նյութեր և հավելումներ՝ խոստումնալից հեռանկարներով:

1990-ականներից ի վեր, Չինաստանի արտադրության տեխնոլոգիան և պրազեոդիմի օքսիդի սարքավորումները զգալի բարելավումներ և բարելավումներ են կատարել՝ արտադրանքի և արտադրանքի արագ աճով: Այն ոչ միայն կարող է բավարարել ներքին կիրառման ծավալը և շուկայի պահանջները, այլև առկա է զգալի արտահանում։ Հետևաբար, Չինաստանի ներկայիս արտադրության տեխնոլոգիան, արտադրանքը և պրազեոդիմի օքսիդի արտադրանքը, ինչպես նաև ներքին և արտաքին շուկաներ մատակարարման պահանջարկը նույն արդյունաբերության առաջատարներից են աշխարհում:

Հատկություններ

Սև փոշի, խտությունը 6,88 գ/սմ3, հալման կետը 2042 ℃, եռման ջերմաստիճանը 3760 ℃։ Ջրում չլուծվող, թթուներում լուծվող՝ եռարժեք աղեր առաջացնելու համար։ Լավ հաղորդունակություն:

 
Սինթեզ

1. Քիմիական տարանջատման մեթոդ. Այն ներառում է կոտորակային բյուրեղացման մեթոդ, կոտորակային տեղումների մեթոդ և օքսիդացման մեթոդ: Առաջինն առանձնացվում է հազվագյուտ հողային նիտրատների բյուրեղային լուծելիության տարբերության հիման վրա: Տարանջատումը հիմնված է հազվագյուտ հողային սուլֆատային բարդ աղերի տեղումների տարբեր ծավալային արտադրանքների վրա: Վերջինս առանձնացվում է եռավալենտ Pr3+ քառավալենտ Pr4+ օքսիդացման հիման վրա։ Այս երեք մեթոդները չեն կիրառվել արդյունաբերական արտադրության մեջ՝ հազվագյուտ հողերի վերականգնման ցածր մակարդակի, բարդ գործընթացների, դժվար գործառնությունների, ցածր արտադրանքի և բարձր ծախսերի պատճառով:

2. Տարանջատման մեթոդ. Ներառյալ կոմպլեքսային արդյունահանման տարանջատման մեթոդը և սապոնացման P-507 արդյունահանման տարանջատման մեթոդը: Առաջինը օգտագործում է բարդ էքստրուզիոն DYPA և N-263 արդյունահանիչներ՝ պրազեոդիմիումի նեոդիմի հարստացման ազոտաթթվի համակարգից արդյունահանելու և առանձնացնելու համար, որի արդյունքում Pr6O11 99% եկամտաբերությունը կազմում է 98%: Այնուամենայնիվ, բարդ գործընթացի, կոմպլեքսացնող նյութերի մեծ սպառման և արտադրանքի բարձր գնի պատճառով այն չի օգտագործվել արդյունաբերական արտադրության մեջ: Վերջին երկուսն ունեն պրազեոդիմի լավ արդյունահանում և տարանջատում P-507-ով, որոնք երկուսն էլ կիրառվել են արդյունաբերական արտադրության մեջ: Այնուամենայնիվ, P-507-ի պրազեոդիմի արդյունահանման բարձր արդյունավետության և P-204-ի կորստի բարձր մակարդակի պատճառով P-507 արդյունահանման և տարանջատման մեթոդը ներկայումս սովորաբար օգտագործվում է արդյունաբերական արտադրության մեջ:

3. Իոնափոխանակման մեթոդը հազվադեպ է օգտագործվում արտադրության մեջ՝ իր երկար գործընթացի, անհանգիստ աշխատանքի և ցածր եկամտաբերության պատճառով, սակայն արտադրանքի մաքրությունը Pr6O11 ≥ 99 5%, եկամտաբերությունը ≥ 85%, իսկ մեկ միավոր սարքավորման արտադրանքը համեմատաբար ցածր է:

1) Պրազեոդիմի օքսիդի արտադրատեսակների արտադրություն՝ իոնափոխանակման եղանակով. որպես հումք օգտագործելով պրազեոդիմիումի նեոդիմով հարստացված միացություններ (Pr, Nd) 2Cl3. Այն պատրաստվում է կերային լուծույթի մեջ (Pr, Nd) Cl3 և բեռնվում է կլանման սյունակում՝ հագեցած հազվագյուտ հողերը կլանելու համար: Երբ մուտքային կերային լուծույթի կոնցենտրացիան նույնն է, ինչ արտահոսքի կոնցենտրացիան, հազվագյուտ հողերի կլանումը ավարտված է և սպասվում է հաջորդ գործընթացի օգտագործմանը: Սյունակը կատիոնային խեժի մեջ բեռնելուց հետո CuSO4-H2SO4 լուծույթն օգտագործվում է սյունակ հոսելու համար՝ Cu H+հազվագյուտ հողերի տարանջատման սյուն պատրաստելու համար: Մեկ կլանման սյունը և երեք տարանջատման սյունակները հաջորդաբար միացնելուց հետո օգտագործեք EDT A (0 015M) հոսքեր ներծծման առաջին սյունակի մուտքից՝ լուծարման տարանջատման համար (տարրալվացման արագությունը 1 2սմ/րոպե): Երբ նեոդիմը առաջին անգամ դուրս է հոսում ելքից: երրորդ տարանջատման սյունը տարրալվացման տարանջատման ժամանակ, այն կարող է հավաքվել ընդունիչով և քիմիապես մշակվել՝ ստանալու համար Nd2O3 ենթամթերքը տարանջատման սյունակում առանձնացնելուց հետո մաքուր PrCl3 լուծույթը հավաքվում է տարանջատման սյունակի ելքի մոտ և ենթարկվում քիմիական մշակման՝ արտադրելու Pr6O11 արտադրանքը. Հիմնական գործընթացը հետևյալն է հազվագյուտ հողի կլանումը կլանման սյունակի վրա → տարանջատման սյունակի միացում → տարրալվացման տարանջատում → մաքուր նյութերի հավաքածու պրազեոդիմի լուծույթ → օքսալաթթվի տեղումներ → հայտնաբերում → փաթեթավորում.

2) Պրազեոդիմի օքսիդի արտադրանքի արտադրություն P-204 արդյունահանման մեթոդով. որպես հումք օգտագործելով լանթանի ցերիումի պրազեոդիմի քլորիդ (La, Ce, Pr) Cl3. Հումքը խառնել հեղուկի մեջ, սապոնացնել P-204-ը և ավելացնել կերոսին, որպեսզի ստացվի արդյունահանող լուծույթ: Առանձնացրեք կերային հեղուկը արդյունահանվող պրազեոդիմից խառը պարզաբանման արդյունահանման բաքում: Այնուհետև լվացեք աղտոտվածությունը օրգանական փուլում և օգտագործեք HCl՝ պրազեոդիմիումի արդյունահանման համար՝ PrCl3 մաքուր լուծույթ ստանալու համար: Նստեցրեք օքսալաթթվի, կալցինի և փաթեթավորման հետ՝ պրազեոդիմի օքսիդի արտադրանք ստանալու համար: Հիմնական գործընթացը հետևյալն է. հումք → կերային լուծույթի պատրաստում → պրազեոդիմումի P-204 արդյունահանում → լվացում → պրազեոդիմի ներքևի թթվով մաքրում → մաքուր PrCl3 լուծույթ → օքսալաթթվի նստեցում → կալցինացիա → փորձարկում → փաթեթավորում (պրասեոդիմի օքսիդի արտադրանք)։

3) P507 արդյունահանման մեթոդով պրազեոդիմիումի օքսիդի արտադրություն. ցերիումի պրազեոդիմի քլորիդ (Ce, Pr) օգտագործելով՝ որպես հումք հարավային իոնային հազվագյուտ հողային խտանյութից ստացված Cl3 (REO ≥ 45%, պրազեոդիմի օքսիդ ≥ 75%)։ Պատրաստված կերային լուծույթով և P507 էքստրակտով պրազեոդիմի արդյունահանումից հետո արդյունահանման բաքում օրգանական փուլում գտնվող կեղտերը լվանում են HCl-ով: Վերջապես, պրազեոդիմը ետ է արդյունահանվում HCl-ով՝ մաքուր PrCl3 լուծույթ ստանալու համար: Պրազեոդիմի տեղումները օքսալաթթվի հետ, կալցինացումը և փաթեթավորումը տալիս են պրազեոդիմի օքսիդի արտադրանք: Հիմնական գործընթացը հետևյալն է. հումք → կերային լուծույթի պատրաստում → պրազեոդիմիումի արդյունահանում P-507-ով → կեղտոտ լվացում → պրազեոդիմի հակադարձ արդյունահանում → մաքուր PrCl3 լուծույթ → օքսալաթթվի տեղումներ → կալցիացում → հայտնաբերում → փաթեթավորում (պրազեոդիմիումի օքսիդ)։

4) Պրասեոդիմի օքսիդի արտադրություն P507 արդյունահանման մեթոդով. Որպես հումք օգտագործվում է լանթանի պրազեոդիմիումի քլորիդը (Cl, Pr) Cl3, որը ստացվել է Սիչուանի հազվագյուտ հողի խտանյութի մշակումից (REO ≥ 45%, պրազեոդիմի օքսիդ 8,05%), և պատրաստված կերային հեղուկի մեջ: Այնուհետև պրասեոդիմը արդյունահանվում է սապոնացված P507 արդյունահանող նյութով արդյունահանման բաքում, և օրգանական փուլի կեղտերը հեռացվում են HCl-ով լվանալով: Այնուհետև HCl-ն օգտագործվել է պրազեոդիմի հակադարձ արդյունահանման համար՝ PrCl3 մաքուր լուծույթ ստանալու համար: Պրասեոդիմի օքսիդի արտադրանքը ստացվում է պրազեոդիմը օքսալաթթվով նստեցնելու, կալցինացման և փաթեթավորման միջոցով: Հիմնական պրոցեսն է՝ հումք → բաղադրիչ լուծույթ → P-507 պրազեոդիմի արդյունահանում → կեղտից լվացում → պրազեոդիմի հակադարձ արդյունահանում → մաքուր PrCl3 լուծույթ → օքսալաթթվի նստեցում → կալցիացում → փորձարկում → փաթեթավորում (պրասեոդիմի օքսիդի արտադրանք)։

Ներկայումս Չինաստանում պրազեոդիմի օքսիդի արտադրանքի արտադրության հիմնական գործընթացի տեխնոլոգիան P507 արդյունահանման մեթոդն է՝ օգտագործելով աղաթթվի համակարգը, որը լայնորեն օգտագործվել է տարբեր առանձին հազվագյուտ հողային օքսիդների արդյունաբերական արտադրության մեջ և դարձել է արտադրական գործընթացի առաջադեմ տեխնոլոգիա։ արդյունաբերությունն ամբողջ աշխարհում՝ զբաղեցնելով առաջատարների շարքը։

Դիմում

1. Կիրառում հազվագյուտ հողային ապակու մեջ

Հազվագյուտ հողային օքսիդներ ապակու տարբեր բաղադրիչներին ավելացնելուց հետո կարելի է պատրաստել տարբեր գույների հազվագյուտ հողային ապակիներ, ինչպիսիք են կանաչ ապակիները, լազերային ապակիները, մագնիտոօպտիկական և օպտիկամանրաթելային ապակիները, և դրանց կիրառությունները օրեցօր ընդլայնվում են: Ապակու մեջ պրազեոդիմի օքսիդ ավելացնելուց հետո կարելի է պատրաստել կանաչ գույնի ապակի, որն ունի բարձրորակ գեղարվեստական ​​արժեք և կարող է ընդօրինակել նաև թանկարժեք քարեր։ Այս տեսակի ապակիները կանաչ տեսք ունեն սովորական արևի լույսի ներքո, մինչդեռ մոմի լույսի ներքո այն գրեթե անգույն է: Հետևաբար, այն կարող է օգտագործվել կեղծ թանկարժեք քարեր և թանկարժեք զարդեր պատրաստելու համար՝ գրավիչ գույներով և պաշտելի հատկություններով:

2. Կիրառում հազվագյուտ հողային կերամիկայի մեջ

Հազվագյուտ հողային օքսիդները կարող են օգտագործվել որպես հավելումներ կերամիկայի մեջ, որպեսզի շատ հազվագյուտ հողային կերամիկա պատրաստեն ավելի լավ կատարողականությամբ: Նրանց թվում ներկայացուցչական են հազվագյուտ հողային նուրբ կերամիկաները: Այն օգտագործում է բարձր ընտրված հումք և ընդունում է հեշտ վերահսկվող գործընթացներ և մշակման մեթոդներ, որոնք կարող են ճշգրիտ վերահսկել կերամիկայի բաղադրությունը: Այն կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝ ֆունկցիոնալ կերամիկա և բարձր ջերմաստիճանի կառուցվածքային կերամիկա։ Հազվագյուտ հողային օքսիդներ ավելացնելուց հետո դրանք կարող են բարելավել կերամիկայի սինթրումը, խտությունը, միկրոկառուցվածքը և փուլային բաղադրությունը՝ տարբեր կիրառությունների պահանջները բավարարելու համար: Պրազեոդիմի օքսիդից պատրաստված կերամիկական փայլը՝ որպես գունանյութ, չի ազդում վառարանի ներսում մթնոլորտի ազդեցության տակ, ունի կայուն գույնի տեսք, փայլուն փայլի մակերես, կարող է բարելավել ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները, բարելավել կերամիկայի ջերմային կայունությունն ու որակը, մեծացնել գույների բազմազանությունը, և նվազեցնել ծախսերը: Կերամիկական պիգմենտներին և ջնարակներին պրազեոդիմի օքսիդ ավելացնելուց հետո կարելի է արտադրել հազվագյուտ հողային պրասեոդիմիումի դեղին, պրազեոդիմիում կանաչ, ներփառ կարմիր գունանյութեր և սպիտակ ուրվական փայլ, փղոսկրից դեղին փայլ, խնձորի կանաչ ճենապակ և այլն: Գեղարվեստական ​​ճենապակի այս տեսակն ունի ավելի բարձր արդյունավետություն և լավ արտահանվում է, ինչը տարածված է արտերկրում։ Համաձայն համապատասխան վիճակագրության՝ պրազեոդիմի նեոդիմի համաշխարհային կիրառումը կերամիկայի մեջ կազմում է ավելի քան հազար տոննա, և այն նաև հանդիսանում է պրազեոդիմիումի օքսիդի հիմնական օգտագործողը: Ակնկալվում է, որ ապագայում ավելի մեծ զարգացում կլինի։

3. Կիրառում հազվագյուտ հողի մշտական ​​մագնիսներում

(Pr, Sm) Co5 մշտական ​​մագնիս m=27MG θ e (216K J/m3) առավելագույն մագնիսական էներգիայի արտադրյալը (BH) և PrFeB-ի (BH) m 40MG θ E (320K J/m3): Հետևաբար, Pr արտադրված մշտական ​​մագնիսների օգտագործումը դեռևս պոտենցիալ կիրառություն ունի ինչպես արդյունաբերական, այնպես էլ քաղաքացիական արդյունաբերության մեջ:

4. Կիրառում այլ ոլորտներում կորունդի հղկման անիվների արտադրության համար:

Սպիտակ կորունդի հիման վրա մոտ 0,25% պրասեոդիմում նեոդիմի օքսիդ ավելացնելը կարող է ստեղծել հազվագյուտ հողային կորունդի հղկող անիվներ՝ զգալիորեն բարելավելով դրանց հղկման աշխատանքը: Բարձրացրեք հղկման արագությունը 30% -ով մինչև 100% և կրկնապատկեք ծառայության ժամկետը: Պրասեոդիմի օքսիդը լավ փայլեցնող հատկություն ունի որոշ նյութերի համար, ուստի այն կարող է օգտագործվել որպես փայլեցնող նյութ փայլեցման աշխատանքների համար: Այն պարունակում է մոտ 7,5% պրազեոդիմի օքսիդ ցերիումի վրա հիմնված փայլեցնող փոշու մեջ և հիմնականում օգտագործվում է օպտիկական ակնոցների, մետաղական արտադրանքների, հարթ ապակու և հեռուստացույցի խողովակների փայլեցման համար: Փայլեցնող էֆեկտը լավ է, իսկ կիրառման ծավալը՝ մեծ, որը ներկայումս դարձել է Չինաստանի հիմնական փայլեցնող փոշին։ Բացի այդ, նավթի ճեղքող կատալիզատորների կիրառումը կարող է բարելավել կատալիտիկ ակտիվությունը և կարող է օգտագործվել որպես հավելումներ պողպատի արտադրության, հալած պողպատի մաքրման և այլնի համար: Մի խոսքով, պրազեոդիմի օքսիդի կիրառումը անընդհատ ընդլայնվում է, բացի այդ, ավելի շատ օգտագործվում է խառը վիճակում: պրազեոդիմի օքսիդի մեկ ձև: Ենթադրվում է, որ այս միտումը կշարունակվի նաև ապագայում։