酸化プラセオジム、分子式Pr6O11、分子量1021.44。
ガラス、冶金、および蛍光粉末の添加剤として使用できます。酸化プラセオジムは、光の点で重要な製品の 1 つです。レアアース製品.
その独特な物理的・化学的性質により、セラミックス、ガラス、希土類永久磁石、希土類分解触媒、希土類研磨剤、研削材、添加剤などの分野で幅広く使用され、将来性が期待されています。
1990年代以来、中国の酸化プラセオジムの生産技術と設備は大幅な改良と改良を加え、製品と生産量が急速に成長した。国内の申請量と市場の要件を満たすだけでなく、かなりの量の輸出もあります。したがって、現在の中国の酸化プラセオジムの生産技術、製品、生産量、国内外市場への供給需要は同業界において世界トップクラスにある。
プロパティ
黒色の粉末、密度6.88g/cm3、融点2042℃、沸点3760℃。水に不溶性ですが、酸に可溶性で三価の塩を形成します。良好な導電性。
合成
1. 化学的分離方法。分別結晶法、分別沈殿法、酸化法などがあります。前者は希土類硝酸塩の結晶溶解度の違いに基づいて分離されます。分離は、希土類硫酸塩錯塩の異なる沈殿体積生成物に基づいています。後者は、三価の Pr3+ から四価の Pr4+ への酸化に基づいて分離されます。これら 3 つの方法は、レアアースの回収率が低く、プロセスが複雑で、操作が難しく、生産量が低く、コストが高いため、工業生産には適用されていません。
2. 分離方法。錯体化抽出分離法、ケン化P-507抽出分離法を含む。前者は、複雑な押出DYPAおよびN-263抽出剤を使用して、プラセオジム・ネオジム濃縮の硝酸系からプラセオジムを抽出および分離し、Pr6O11 99%収率98%が得られます。しかし、プロセスが複雑で、錯化剤の消費量が多く、製品コストが高いため、工業生産では利用されていません。後者の 2 つは P-507 によるプラセオジムの抽出と分離に優れており、どちらも工業生産に応用されています。しかし、P-507 によるプラセオジム抽出の効率が高く、P-204 の損失率が高いため、現在工業生産では P-507 抽出および分離方法が一般的に使用されています。
3. イオン交換法は工程が長く、操作が煩雑で収率が低いため、生産ではほとんど使用されませんが、製品純度Pr6O11≧99.5%、収率≧85%であり、装置当たりの生産量は比較的低いです。
１）イオン交換法を用いた酸化プラセオジム製品の製造：原料としてプラセオジム・ネオジム富化化合物（Ｐｒ、Ｎｄ）２Ｃｌ３を使用する。供給溶液 (Pr、Nd) Cl3 として調製され、吸着カラムに充填されて飽和希土類元素が吸着されます。流入する供給溶液の濃度が流出濃度と同じになると、レアアースの吸着が完了し、次のプロセスで使用されるのを待ちます。カチオン性樹脂にカラムをロードした後、CuSO4-H2SO4 溶液を使用してカラムに流し込み、使用する Cu H+希土類分離カラムを準備します。吸着カラム1本と分離カラム3本を直列に接続した後、EDT A(0.015M)を使用し、最初の吸着カラムの入口から溶出分離（浸出速度12cm/min）を行います。 3 番目の分離カラムでは、浸出分離中にそれを受器で収集し、化学処理して Nd2O3 副生成物を得ることができます。分離カラム内のネオジムが分離された後、純粋な PrCl3 溶液が分離カラムの出口で収集され、化学処理が行われます。 Pr6O11製品を製造するための主なプロセスは次のとおりです:原料→供給溶液の調製→吸着カラムへのレアアースの吸着→分離カラムの接続→浸出分離→純粋なプラセオジム溶液の回収→シュウ酸沈殿→検出→包装。
２）Ｐ−２０４抽出法を用いた酸化プラセオジム製品の製造：原料として塩化ランタンセリウムプラセオジム（Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ）Ｃｌ３を使用。原料を液体に混合し、P-204をケン化し、灯油を加えて抽出剤溶液を作ります。混合清澄抽出タンクで抽出されたプラセオジムから供給液を分離します。次に、有機相中の不純物を洗浄し、HCl を使用してプラセオジムを抽出し、純粋な PrCl3 溶液を取得します。シュウ酸で沈殿させ、焼成し、包装して酸化プラセオジム生成物を得る。主なプロセスは以下の通りです：原料→供給溶液の調製→プラセオジムのP-204抽出→洗浄→プラセオジムの底部酸ストリッピング→純粋なPrCl3溶液→シュウ酸沈殿→焼成→試験→包装（酸化プラセオジム製品）。
3) P507 抽出法を用いた酸化プラセオジム製品の製造: 南部イオン性希土類濃縮物から得られた塩化セリウム プラセオジム (Ce、Pr) Cl3 を原料として使用します (REO ≥ 45%、酸化プラセオジム ≥ 75%)。抽出タンク内で調製した供給溶液とP507抽出剤を用いてプラセオジムを抽出した後、有機相中の不純物をHClで洗浄します。最後に、プラセオジムを HCl で抽出して戻し、純粋な PrCl3 溶液を取得します。シュウ酸によるプラセオジムの沈殿、焼成、および包装により、酸化プラセオジム製品が得られます。主なプロセスは以下の通りです：原料→供給溶液の調製→P-507によるプラセオジムの抽出→不純物洗浄→プラセオジムの逆抽出→純粋なPrCl3溶液→シュウ酸沈殿→焼成→検出→包装（酸化プラセオジム製品）。
4) P507 抽出法を用いた酸化プラセオジム製品の製造: 四川希土類精鉱の処理から得られる塩化ランタン プラセオジム (Cl、Pr) Cl3 を原料として使用します (REO ≥ 45%、酸化プラセオジム 8.05%)。供給液に調製されます。次に、プラセオジムは抽出タンク内でケン化された P507 抽出剤を使用して抽出され、有機相中の不純物は HCl 洗浄によって除去されます。次に、HCl を使用してプラセオジムを逆抽出し、純粋な PrCl3 溶液を得ました。酸化プラセオジム製品は、プラセオジムをシュウ酸で沈殿させ、焼成し、包装することにより得られます。主なプロセスは、原料→原料溶液→プラセオジムのP-507抽出→不純物洗浄→プラセオジムの逆抽出→純粋なPrCl3溶液→シュウ酸沈殿→焼成→試験→包装（酸化プラセオジム製品）です。
現在、中国における酸化プラセオジム製品の主な製造プロセス技術は、塩酸系を用いたP507抽出法であり、これは様々な個別希土類酸化物の工業生産に広く使用されており、同分野の先進的な製造プロセス技術となっている。世界中の業界でトップにランクされています。
応用
1. 希土類ガラスへの応用
ガラスのさまざまな成分に希土類酸化物を添加すると、緑色ガラス、レーザーガラス、磁気光学ガラス、光ファイバーガラスなどのさまざまな色の希土類ガラスを製造でき、その用途は日々拡大しています。酸化プラセオジムをガラスに添加すると、緑色のガラスができます。これは高品質の芸術的価値があり、宝石を模倣することもできます。このタイプのガラスは、通常の太陽光にさらされると緑色に見えますが、ろうそくの光の下ではほぼ無色になります。そのため、魅力的な色と愛らしい品質を備えた、偽物の宝石や貴重な装飾品を作るのに使用できます。
2. 希土類セラミックスへの応用
レアアース酸化物をセラミックの添加剤として使用すると、より優れた性能を備えた多くのレアアース セラミックを製造できます。中でもレアアース・ファインセラミックスが代表的です。厳選された原材料を使用し、セラミックスの組成を正確に制御できる制御しやすいプロセスと加工技術を採用しています。機能性セラミックスと高温構造用セラミックスの2種類に分けられます。希土類酸化物を添加すると、セラミックの焼結、密度、微細構造、相組成を改善して、さまざまな用途の要件を満たすことができます。酸化プラセオジムを着色剤として使用したセラミック釉薬は、窯内の雰囲気の影響を受けず、安定した色の外観、明るい釉薬表面を持ち、物理的および化学的性質を改善し、セラミックの熱安定性と品質を改善し、色の多様性を高めます。そしてコストを削減します。酸化プラセオジムをセラミック顔料や釉薬に添加すると、希土類プラセオジムイエロー、プラセオジムグリーン、下絵付赤色顔料、ホワイトゴースト釉、アイボリーイエロー釉、アップルグリーン磁器などが製造できます。このタイプの芸術磁器は効率が高く、輸出も多く、海外でも人気があります。関連統計によると、セラミックスにおけるプラセオジム・ネオジムの世界的な用途は1,000トン以上であり、酸化プラセオジムの主要なユーザーでもあります。今後さらなる発展が期待されます。
3. 希土類永久磁石への応用
(Pr, Sm) Co5 永久磁石の最大磁気エネルギー積 (BH) m=27MG θ e (216K J/m3)。 PrFeB の (BH) m は 40MG θ E (320K J/m3) です。したがって、Pr で製造された永久磁石の使用には、依然として産業および民間産業の両方で潜在的な用途があります。
4.コランダム砥石の製造のための他の分野への応用。
白色コランダムをベースに、約0.25%のプラセオジム酸化ネオジムを添加すると、希土類コランダム砥石が製造でき、研削性能が大幅に向上します。研削速度が30%から100%に向上し、寿命が2倍になります。酸化プラセオジムは特定の材料に対して優れた研磨特性を持っているため、研磨作業の研磨材料として使用できます。セリウム系研磨粉に酸化プラセオジムを約7.5%配合しており、主に光学ガラス、金属製品、板ガラス、テレビ受像機などの研磨に使用されます。研磨効果が良く、塗布量も多いため、現在中国では主な研磨粉となっています。また、石油分解触媒を使用することで触媒活性が向上し、製鋼や溶鋼の精製などの添加剤として使用することもできます。つまり、酸化プラセオジムの用途は拡大し続けており、他にも混合して使用されるケースが増えています。酸化プラセオジムの単一形態。この傾向は今後も続くと予想されます。
投稿日時: 2023 年 5 月 26 日