Composto magico delle terre rare: ossido di praseodimio

Ossido di praseodimio,formula molecolarePr6O11, peso molecolare 1021,44.

Può essere utilizzato nel vetro, nella metallurgia e come additivo per polveri fluorescenti. L'ossido di praseodimio è uno dei prodotti importanti nella luceprodotti delle terre rare.

Grazie alle sue proprietà fisiche e chimiche uniche, è stato ampiamente utilizzato in campi quali ceramica, vetro, magneti permanenti di terre rare, catalizzatori di cracking di terre rare, polveri lucidanti di terre rare, materiali di macinazione e additivi, con prospettive promettenti.

Dagli anni '90, la tecnologia di produzione e le attrezzature cinesi per l'ossido di praseodimio hanno apportato miglioramenti e miglioramenti significativi, con una rapida crescita dei prodotti e della produzione. Non solo è in grado di soddisfare il volume delle applicazioni nazionali e le esigenze del mercato, ma esiste anche una notevole quantità di esportazioni. Pertanto, l'attuale tecnologia di produzione, i prodotti e la produzione di ossido di praseodimio della Cina, nonché la domanda di fornitura ai mercati nazionali ed esteri, sono tra i migliori al mondo nello stesso settore.

Proprietà

Polvere nera, densità 6,88 g/cm3, punto di fusione 2042 ℃, punto di ebollizione 3760 ℃. Insolubile in acqua, solubile in acidi per formare sali trivalenti. Buona conduttività.

 
Sintesi

1. Metodo di separazione chimica. Comprende il metodo di cristallizzazione frazionata, il metodo di precipitazione frazionata e il metodo di ossidazione. Il primo viene separato in base alla differenza nella solubilità cristallina dei nitrati delle terre rare. La separazione si basa sui diversi prodotti del volume di precipitazione dei sali complessi di solfato di terre rare. Quest'ultimo viene separato in base all'ossidazione del Pr3+ trivalente in Pr4+ tetravalente. Questi tre metodi non sono stati applicati nella produzione industriale a causa del basso tasso di recupero delle terre rare, dei processi complessi, delle operazioni difficili, della bassa produzione e dei costi elevati.

2. Metodo di separazione. Compreso il metodo di separazione per estrazione di complessazione e il metodo di separazione per estrazione di saponificazione P-507. Il primo utilizza gli estratti complessi DYPA e N-263 per estrusione per estrarre e separare il praseodimio dal sistema di acido nitrico dell'arricchimento del praseodimio al neodimio, ottenendo una resa di Pr6O11 al 99% del 98%. Tuttavia, a causa del processo complesso, dell’elevato consumo di agenti complessanti e degli elevati costi del prodotto, non è stato utilizzato nella produzione industriale. Gli ultimi due hanno una buona estrazione e separazione del praseodimio con P-507, entrambi applicati nella produzione industriale. Tuttavia, a causa dell'elevata efficienza dell'estrazione del praseodimio P-507 e dell'elevato tasso di perdita del P-204, il metodo di estrazione e separazione del P-507 è attualmente comunemente utilizzato nella produzione industriale.

3. Il metodo dello scambio ionico viene utilizzato raramente nella produzione a causa del processo lungo, del funzionamento problematico e della bassa resa, ma la purezza del prodotto Pr6O11 ≥ 99,5%, la resa ≥ 85% e la produzione per unità di apparecchiatura è relativamente bassa.

1) Produzione di prodotti a base di ossido di praseodimio utilizzando il metodo di scambio ionico: utilizzando composti arricchiti di praseodimio neodimio (Pr, Nd) 2Cl3 come materie prime. Viene preparato in una soluzione di alimentazione (Pr, Nd) Cl3 e caricato in una colonna di adsorbimento per adsorbire le terre rare sature. Quando la concentrazione della soluzione di alimentazione in entrata è uguale alla concentrazione in uscita, l'adsorbimento delle terre rare è completato ed è in attesa del processo successivo da utilizzare. Dopo aver caricato la colonna nella resina cationica, la soluzione CuSO4-H2SO4 viene utilizzata per fluire nella colonna per preparare una colonna di separazione Cu H+terre rare per l'uso. Dopo aver collegato una colonna di adsorbimento e tre colonne di separazione in serie, utilizzare EDT A (0 015M). Fluisce dall'ingresso della prima colonna di adsorbimento per la separazione dell'eluizione (velocità di lisciviazione 1,2 cm/min）). Quando il neodimio esce per la prima volta all'uscita di la terza colonna di separazione durante la separazione della lisciviazione, può essere raccolta da un ricevitore e trattata chimicamente per ottenere il sottoprodotto Nd2O3. Dopo che il neodimio nella colonna di separazione è stato separato, la soluzione pura di PrCl3 viene raccolta all'uscita della colonna di separazione e sottoposta a trattamento chimico per produrre il prodotto Pr6O11. Il processo principale è il seguente: materie prime → preparazione della soluzione di alimentazione → adsorbimento di terre rare sulla colonna di adsorbimento → collegamento della colonna di separazione → separazione per lisciviazione → raccolta della soluzione pura di praseodimio → precipitazione dell'acido ossalico → rilevamento → confezionamento.

2) Produzione di prodotti a base di ossido di praseodimio utilizzando il metodo di estrazione P-204: utilizzando lantanio cerio praseodimio cloruro (La, Ce, Pr) Cl3 come materia prima. Mescolare le materie prime in un liquido, saponificare il P-204 e aggiungere cherosene per creare una soluzione estraente. Separare il liquido di alimentazione dal praseodimio estratto nel serbatoio di estrazione della chiarificazione mista. Quindi lavare le impurità nella fase organica e utilizzare HCl per estrarre il praseodimio per ottenere una soluzione PrCl3 pura. Precipitare con acido ossalico, calcino e confezionare per ottenere il prodotto di ossido di praseodimio. Il processo principale è il seguente: materie prime → preparazione della soluzione di alimentazione → estrazione P-204 del praseodimio → lavaggio → stripping acido del fondo del praseodimio → soluzione pura di PrCl3 → precipitazione dell'acido ossalico → calcinazione → test → imballaggio (prodotti di ossido di praseodimio).

3) Produzione di prodotti a base di ossido di praseodimio utilizzando il metodo di estrazione P507: utilizzando cerio praseodimio cloruro (Ce, Pr) Cl3 ottenuto dal concentrato ionico meridionale di terre rare come materia prima (REO ≥ 45%, ossido di praseodimio ≥ 75%). Dopo aver estratto il praseodimio con la soluzione di alimentazione preparata e l'estraente P507 nel serbatoio di estrazione, le impurità nella fase organica vengono lavate con HCl. Infine, il praseodimio viene estratto nuovamente con HCl per ottenere una soluzione pura di PrCl3. La precipitazione del praseodimio con acido ossalico, la calcinazione e l'imballaggio producono prodotti di ossido di praseodimio. Il processo principale è il seguente: materie prime → preparazione della soluzione di alimentazione → estrazione del praseodimio con P-507 → lavaggio delle impurità → estrazione inversa del praseodimio → soluzione pura di PrCl3 → precipitazione dell'acido ossalico → calcinazione → rilevamento → confezionamento (prodotti di ossido di praseodimio).

4) Produzione di prodotti a base di ossido di praseodimio utilizzando il metodo di estrazione P507: il lantanio praseodimio cloruro (Cl, Pr) Cl3 ottenuto dalla lavorazione del concentrato di terre rare del Sichuan viene utilizzato come materia prima (REO ≥ 45%, ossido di praseodimio 8,05%) ed è preparato in un liquido di alimentazione. Il praseodimio viene quindi estratto con un agente di estrazione saponificato P507 in un serbatoio di estrazione e le impurità nella fase organica vengono rimosse mediante lavaggio con HCl. Quindi, l'HCl è stato utilizzato per l'estrazione inversa del praseodimio per ottenere una soluzione PrCl3 pura. I prodotti di ossido di praseodimio si ottengono facendo precipitare il praseodimio con acido ossalico, calcinando e confezionando. Il processo principale è: materie prime → soluzione di ingredienti → estrazione P-507 del praseodimio → lavaggio delle impurità → estrazione inversa del praseodimio → soluzione pura di PrCl3 → precipitazione dell'acido ossalico → calcinazione → test → imballaggio (prodotti di ossido di praseodimio).

Allo stato attuale, la principale tecnologia di processo per la produzione di prodotti a base di ossido di praseodimio in Cina è il metodo di estrazione P507 che utilizza il sistema di acido cloridrico, che è stato ampiamente utilizzato nella produzione industriale di vari singoli ossidi di terre rare ed è diventato una tecnologia di processo di produzione avanzata nello stesso settore a livello mondiale, classificandosi tra i primi.

Applicazione

1. Applicazione in vetro di terre rare

Dopo aver aggiunto ossidi di terre rare a diversi componenti del vetro, è possibile realizzare diversi colori di vetri di terre rare, come vetro verde, vetro laser, magneto ottico e vetro in fibra ottica, e le loro applicazioni si stanno espandendo di giorno in giorno. Dopo aver aggiunto l'ossido di praseodimio al vetro, è possibile realizzare un vetro di colore verde, che ha un valore artistico di alta qualità e può anche imitare le pietre preziose. Questo tipo di vetro appare verde se esposto alla luce solare ordinaria, mentre è quasi incolore alla luce delle candele. Pertanto, può essere utilizzato per realizzare pietre preziose finte e decorazioni preziose, con colori attraenti e qualità adorabili.

2. Applicazione nella ceramica delle terre rare

Gli ossidi delle terre rare possono essere utilizzati come additivi nella ceramica per produrre molte ceramiche delle terre rare con prestazioni migliori. Le ceramiche pregiate delle terre rare tra loro sono rappresentative. Utilizza materie prime altamente selezionate e adotta processi e tecniche di lavorazione facili da controllare, in grado di controllare accuratamente la composizione della ceramica. Può essere suddiviso in due tipologie: ceramica funzionale e ceramica strutturale ad alta temperatura. Dopo aver aggiunto ossidi di terre rare, possono migliorare la sinterizzazione, la densità, la microstruttura e la composizione di fase della ceramica per soddisfare i requisiti di diverse applicazioni. Lo smalto ceramico costituito da ossido di praseodimio come colorante non è influenzato dall'atmosfera all'interno del forno, ha un aspetto cromatico stabile, una superficie smaltata brillante, può migliorare le proprietà fisiche e chimiche, migliorare la stabilità termica e la qualità della ceramica, aumentare la varietà di colori, e ridurre i costi. Dopo aver aggiunto l'ossido di praseodimio ai pigmenti e agli smalti ceramici, è possibile produrre giallo praseodimio delle terre rare, verde praseodimio, pigmenti rossi sottosmalto e smalto fantasma bianco, smalto giallo avorio, porcellana verde mela, ecc. Questo tipo di porcellana artistica ha un'efficienza maggiore ed è ben esportato, il che è popolare all'estero. Secondo le statistiche pertinenti, l'applicazione globale del praseodimio neodimio nella ceramica supera le mille tonnellate ed è anche uno dei principali utilizzatori di ossido di praseodimio. Si prevede che in futuro ci sarà un maggiore sviluppo.

3. Applicazione nei magneti permanenti delle terre rare

Il prodotto massimo di energia magnetica (BH) del magnete permanente Co5 (Pr, Sm) m=27MG θ e (216K J/m3)。 E il (BH) m di PrFeB è 40MG θ E (320K J/m3). Pertanto, l’uso di magneti permanenti prodotti con Pr ha ancora potenziali applicazioni sia nel settore industriale che in quello civile.

4. Applicazione in altri campi per la produzione di mole in corindone.

Sulla base del corindone bianco, l'aggiunta di circa lo 0,25% di ossido di praseodimio e neodimio può produrre mole in corindone di terre rare, migliorando notevolmente le loro prestazioni di rettifica. Aumenta la velocità di macinazione dal 30% al 100% e raddoppia la durata. L'ossido di praseodimio ha buone proprietà lucidanti per alcuni materiali, quindi può essere utilizzato come materiale lucidante per operazioni di lucidatura. Contiene circa il 7,5% di ossido di praseodimio in polvere lucidante a base di cerio e viene utilizzato principalmente per lucidare vetri ottici, prodotti in metallo, vetro piano e tubi televisivi. L'effetto lucidante è buono e il volume di applicazione è ampio, che attualmente è diventata la principale polvere lucidante in Cina. Inoltre, l'applicazione di catalizzatori per il cracking del petrolio può migliorare l'attività catalitica e può essere utilizzata come additivi per la produzione dell'acciaio, la purificazione dell'acciaio fuso, ecc. In breve, l'applicazione dell'ossido di praseodimio è in costante espansione, e ne vengono utilizzati altri anche in uno stato misto. una singola forma di ossido di praseodimio. Si stima che questa tendenza continuerà in futuro.