Prazeodimio oksidas,molekulinė formulėPr6O11, molekulinė masė 1021,44.
Jis gali būti naudojamas stiklui, metalurgijai ir kaip fluorescencinių miltelių priedas. Prazeodimio oksidas yra vienas iš svarbiausių šviesos produktųretųjų žemių gaminiai.
Dėl savo unikalių fizinių ir cheminių savybių jis buvo plačiai naudojamas tokiose srityse kaip keramika, stiklas, retųjų žemių nuolatiniai magnetai, retųjų žemių krekingo katalizatoriai, retųjų žemių poliravimo milteliai, šlifavimo medžiagos ir priedai, su daug žadančių perspektyvų.
Nuo 1990-ųjų Kinijos prazeodimio oksido gamybos technologija ir įranga buvo žymiai patobulinta ir patobulinta, sparčiai augant gaminiams ir gamybai. Jis ne tik gali patenkinti vidaus panaudojimo apimtis ir rinkos reikalavimus, bet ir yra nemažas eksporto kiekis. Todėl dabartinė Kinijos prazeodimio oksido gamybos technologija, gaminiai ir produkcija, taip pat tiekimo paklausa vidaus ir užsienio rinkoms yra vieni geriausių toje pačioje pramonės šakoje pasaulyje.
Savybės
Juodi milteliai, tankis 6,88 g/cm3, lydymosi temperatūra 2042 ℃, virimo temperatūra 3760 ℃. Netirpsta vandenyje, tirpsta rūgštyse, susidaro trivalentės druskos. Geras laidumas.
Sintezė
1. Cheminio atskyrimo metodas. Tai apima frakcinės kristalizacijos metodą, frakcinį nusodinimo metodą ir oksidacijos metodą. Pirmasis yra atskirtas pagal retųjų žemių nitratų kristalų tirpumo skirtumą. Atskyrimas pagrįstas skirtingais retųjų žemių sulfato kompleksinių druskų kritulių tūrio produktais. Pastarasis yra atskirtas remiantis trivalenčio Pr3+ oksidacija į keturiavalentį Pr4+. Šie trys metodai nebuvo taikomi pramoninėje gamyboje dėl mažo retųjų žemių atkūrimo greičio, sudėtingų procesų, sudėtingų operacijų, mažos našumo ir didelių sąnaudų.
2. Atskyrimo būdas. Įskaitant kompleksinio ekstrahavimo atskyrimo metodą ir muilinimo P-507 ekstrahavimo atskyrimo metodą. Pirmajame naudojami kompleksiniai ekstruzijos DYPA ir N-263 ekstraktoriai prazeodimiui ekstrahuoti ir atskirti iš prazeodimio neodimio sodrinimo azoto rūgšties sistemos, todėl Pr6O11 išeiga yra 99% 98%. Tačiau dėl sudėtingo proceso, didelio kompleksuojančių medžiagų suvartojimo ir didelių gaminio sąnaudų jis nebuvo panaudotas pramoninėje gamyboje. Pastarieji du gerai ekstrahuoja ir atskiria prazeodimą su P-507, kurie abu buvo naudojami pramoninėje gamyboje. Tačiau dėl didelio prazeodimio ekstrahavimo P-507 efektyvumo ir didelio P-204 nuostolių greičio P-507 ekstrahavimo ir atskyrimo metodas šiuo metu plačiai naudojamas pramoninėje gamyboje.
3. Jonų mainų metodas retai naudojamas gamyboje dėl ilgo proceso, varginančio veikimo ir mažos išeigos, tačiau produkto grynumas Pr6O11 ≥ 99 5%, išeiga ≥ 85%, o išeiga, tenkanti vienam įrangos vienetui, yra palyginti maža.
1) Prazeodimio oksido produktų gamyba naudojant jonų mainų metodą: kaip žaliavą naudojant prazeodimiu neodimiu praturtintus junginius (Pr, Nd) 2Cl3. Jis paruošiamas į padavimo tirpalą (Pr, Nd) Cl3 ir įpilamas į adsorbcijos kolonėlę, kad būtų adsorbuojamos sočiųjų retųjų žemių medžiagos. Kai įeinančio tiekimo tirpalo koncentracija yra tokia pati kaip ištekėjimo koncentracija, retųjų žemių metalų adsorbcija baigiama ir laukiama, kol bus naudojamas kitas procesas. Įpylus kolonėlę į katijoninę dervą, CuSO4-H2SO4 tirpalas patenka į kolonėlę, kad būtų paruošta naudojimui Cu H+retųjų žemių atskyrimo kolonėlė. Sujungę vieną adsorbcijos kolonėlę ir tris atskyrimo kolonėles nuosekliai, naudokite EDT A (0 015M), įteka iš pirmosios adsorbcijos kolonėlės įleidimo angos eliuavimo atskyrimui (išplovimo greitis 1 2 cm/min）。 Kai neodimis pirmą kartą išteka per trečioji atskyrimo kolonėlė išplovimo atskyrimo metu gali būti surenkama imtuvu ir chemiškai apdorojama, kad būtų gautas šalutinis produktas Nd2O3. Atskyrus atskyrimo kolonėlėje esantį neodimą, atskyrimo kolonėlės išleidimo angoje surenkamas grynas PrCl3 tirpalas ir apdorojamas cheminiu būdu. pagaminti Pr6O11 produktą Pagrindinis procesas yra toks: žaliavos → pašaro tirpalo paruošimas → retųjų žemių adsorbcija ant adsorbcijos kolonėlės → separavimo kolonėlės prijungimas → išplovimo atskyrimas → gryno prazeodimio tirpalo surinkimas → oksalo rūgšties nusodinimas → aptikimas → pakavimas.
2) Prazeodimio oksido produktų gamyba naudojant P-204 ekstrahavimo metodą: kaip žaliavą naudojant lantano cerio prazeodimio chloridą (La, Ce, Pr) Cl3. Sumaišykite žaliavas į skystį, muilinkite P-204 ir įpilkite žibalo, kad gautumėte ekstrahavimo tirpalą. Atskirkite tiekimo skystį nuo ekstrahuoto prazeodimio mišraus skaidrinimo ekstrakcijos rezervuare. Tada nuplaukite priemaišas organinėje fazėje ir naudokite HCl prazeodimiui ekstrahuoti, kad gautumėte gryną PrCl3 tirpalą. Nusodinkite oksalo rūgštimi, kalcinu ir supakuokite, kad gautumėte prazeodimio oksido produktą. Pagrindinis procesas yra toks: žaliavos → pašarinio tirpalo paruošimas → prazeodimio ekstrahavimas P-204 → plovimas → prazeodimio pašalinimas iš apačios rūgštimi → grynas PrCl3 tirpalas → oksalo rūgšties nusodinimas → kalcinavimas → bandymas → pakavimas (prazeodimio oksido produktai).
3) Prazeodimio oksido produktų gamyba naudojant P507 ekstrahavimo metodą: Kaip žaliavą naudojant cerio prazeodimio chloridą (Ce, Pr) Cl3, gautą iš pietų joninio retųjų žemių koncentrato (REO ≥ 45%, prazeodimio oksidas ≥ 75%). Ekstrahavus prazeodimį paruoštu pašarų tirpalu ir ekstrahavimo bake P507 ekstrahavimo priemone, organinėje fazėje esančios priemaišos išplaunamos HCl. Galiausiai prazeodimas ekstrahuojamas HCl, kad būtų gautas grynas PrCl3 tirpalas. Prazeodimio nusodinimas su oksalo rūgštimi, kalcinavimas ir pakavimas suteikia prazeodimio oksido produktus. Pagrindinis procesas yra toks: žaliavos → pašarinio tirpalo paruošimas → prazeodimio ekstrahavimas P-507 → priemaišų plovimas → atvirkštinis prazeodimio ekstrahavimas → grynas PrCl3 tirpalas → oksalo rūgšties nusodinimas → kalcinavimas → aptikimas → pakavimas (prazeodimio oksido produktai).
4) Prazeodimio oksido produktų gamyba naudojant P507 ekstrahavimo metodą: lantano prazeodimio chloridas (Cl, Pr) Cl3, gautas apdorojant Sičuano retųjų žemių koncentratą, naudojamas kaip žaliava (REO ≥ 45%, prazeodimio oksidas 8,05%) ir yra paruoštas į pašarų skystį. Tada prazeodimas ekstrahuojamas ekstrahavimo rezervuare muilintu P507 ekstrahavimo agentu, o organinės fazės priemaišos pašalinamos plaunant HCl. Tada HCl buvo naudojamas atvirkštiniam prazeodimio ekstrahavimui, kad būtų gautas grynas PrCl3 tirpalas. Prazeodimio oksido produktai gaunami prazeodimį nusodinant oksalo rūgštimi, kalcinuojant ir pakuojant. Pagrindinis procesas yra: žaliavos → ingredientų tirpalas → prazeodimio P-507 ekstrahavimas → priemaišų plovimas → atvirkštinis prazeodimio ekstrahavimas → grynas PrCl3 tirpalas → oksalo rūgšties nusodinimas → kalcinavimas → bandymas → pakavimas (prazeodimio oksido produktai).
Šiuo metu pagrindinė prazeodimio oksido produktų gamybos technologija Kinijoje yra P507 ekstrahavimo metodas naudojant druskos rūgšties sistemą, kuri buvo plačiai naudojama pramoninėje įvairių retųjų žemių oksidų gamyboje ir tapo pažangia gamybos proceso technologija. pramonė visame pasaulyje, užimanti tarp geriausių.
Taikymas
1. Naudojimas retųjų žemių stikle
Pridėjus retųjų žemių oksidų į skirtingus stiklo komponentus, galima pagaminti skirtingų spalvų retųjų žemių stiklus, tokius kaip žalias stiklas, lazerinis stiklas, magnetinis optinis ir šviesolaidinis stiklas, o jų pritaikymas kasdien plečiasi. Į stiklinę įpylus prazeodimio oksido, galima pagaminti žalios spalvos stiklą, kuris turi aukštos kokybės meninę vertę ir gali imituoti brangakmenius. Šio tipo stiklas atrodo žalias, kai veikiamas įprastų saulės spindulių, o žvakių šviesoje yra beveik bespalvis. Todėl iš jo galima gaminti netikrus brangakmenius ir brangias dekoracijas, pasižyminčias patraukliomis spalvomis ir žavingomis savybėmis.
2. Taikymas retųjų žemių keramikoje
Retųjų žemių oksidai gali būti naudojami kaip keramikos priedai, kad būtų galima pagaminti daug geresnės kokybės retųjų žemių keramikos. Tarp jų būdinga retųjų žemių smulkioji keramika. Jame naudojamos labai atrinktos žaliavos ir lengvai valdomi procesai bei apdorojimo metodai, kuriais galima tiksliai kontroliuoti keramikos sudėtį. Ją galima suskirstyti į dvi rūšis: funkcinę keramiką ir aukštatemperatūrinę konstrukcinę keramiką. Pridėjus retųjų žemių oksidų, jie gali pagerinti keramikos sukepinimą, tankį, mikrostruktūrą ir fazių sudėtį, kad atitiktų skirtingų pritaikymų reikalavimus. Keraminė glazūra, pagaminta iš prazeodimio oksido, kaip dažiklio, nėra veikiama krosnies viduje esančios atmosferos, turi stabilią spalvą, ryškų glazūros paviršių, gali pagerinti fizines ir chemines savybes, pagerinti keramikos terminį stabilumą ir kokybę, padidinti spalvų įvairovę, ir sumažinti išlaidas. Į keraminius pigmentus ir glazūras įdėjus prazeodimio oksido, galima pagaminti retųjų žemių prazeodimio geltoną, prazeodimio žalią, poglazūrinį raudoną pigmentą ir baltą glazūrą, dramblio kaulo geltoną glazūrą, obuolių žalią porcelianą ir kt. Šios rūšies meninis porcelianas pasižymi didesniu efektyvumu ir yra gerai eksportuojamas, o tai populiarus užsienyje. Remiantis atitinkama statistika, pasaulinis prazeodimio neodimio panaudojimas keramikoje yra daugiau nei tūkstantis tonų, be to, jis yra pagrindinis prazeodimio oksido naudotojas. Tikimasi, kad ateityje plėtra bus didesnė.
3. Taikymas retųjų žemių nuolatiniuose magnetuose
(Pr, Sm) Co5 nuolatinio magneto didžiausias magnetinės energijos produktas (BH) m=27MG θ e (216K J/m3)。 O PrFeB (BH) m yra 40MG θ E (320K J/m3). Todėl Pr pagamintų nuolatinių magnetų naudojimas vis dar gali būti pritaikytas tiek pramonės, tiek civilinėje pramonėje.
4. Taikymas kitose srityse gaminant korundo šlifavimo diskus.
Baltojo korundo pagrindu, pridėjus apie 0,25% prazeodimio neodimio oksido, galima pagaminti retųjų žemių korundo šlifavimo diskus, o tai žymiai pagerina jų šlifavimo efektyvumą. Padidinkite šlifavimo greitį 30 % iki 100 % ir padvigubinkite tarnavimo laiką. Prazeodimio oksidas turi geras tam tikrų medžiagų poliravimo savybes, todėl gali būti naudojamas kaip poliravimo medžiaga poliravimo operacijoms. Jame yra apie 7,5% prazeodimio oksido cerio pagrindu pagamintuose poliravimo milteliuose ir daugiausia naudojamas optiniams stiklams, metalo gaminiams, plokščiam stiklui ir televizoriaus kineskopams poliruoti. Poliravimo efektas yra geras, o naudojimo tūris yra didelis, o tai šiuo metu tapo pagrindiniais poliravimo milteliais Kinijoje. Be to, naftos krekingo katalizatorių naudojimas gali pagerinti katalizinį aktyvumą ir gali būti naudojamas kaip priedai plieno gamybai, išlydytam plienui valyti ir pan. Trumpai tariant, prazeodimio oksido naudojimas nuolat plečiasi, be to, daugiau jų naudojama mišrioje būsenoje. viena prazeodimio oksido forma. Manoma, kad tokia tendencija išliks ir ateityje.
Paskelbimo laikas: 2023-05-26