Composto mágico de terras raras: óxido de praseodímio

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

Pode ser usado em vidro, metalurgia e como aditivo para pó fluorescente. O óxido de praseodímio é um dos produtos importantes na luzprodutos de terras raras.

Devido às suas propriedades físicas e químicas únicas, tem sido amplamente utilizado em campos como cerâmica, vidro, ímãs permanentes de terras raras, catalisadores de craqueamento de terras raras, pós de polimento de terras raras, materiais de moagem e aditivos, com perspectivas promissoras.

Desde a década de 1990, a tecnologia e os equipamentos de produção de óxido de praseodímio da China fizeram melhorias e melhorias significativas, com rápido crescimento do produto e da produção. Não só pode atender ao volume de aplicação nacional e às exigências do mercado, mas também há uma quantidade considerável de exportações. Portanto, a atual tecnologia de produção, produtos e produção de óxido de praseodímio da China, bem como a demanda de fornecimento aos mercados interno e externo, estão entre os melhores da mesma indústria no mundo.

Propriedades

Pó preto, densidade 6,88g/cm3, ponto de fusão 2.042 ℃, ponto de ebulição 3.760 ℃. Insolúvel em água, solúvel em ácidos para formar sais trivalentes. Boa condutividade.

 
Síntese

1. Método de separação química. Inclui método de cristalização fracionada, método de precipitação fracionada e método de oxidação. O primeiro é separado com base na diferença na solubilidade cristalina dos nitratos de terras raras. A separação é baseada nos diferentes produtos de volume de precipitação de sais complexos de sulfato de terras raras. Este último é separado com base na oxidação do Pr3+ trivalente em Pr4+ tetravalente. Esses três métodos não foram aplicados na produção industrial devido à sua baixa taxa de recuperação de terras raras, processos complexos, operações difíceis, baixo rendimento e altos custos.

2. Método de separação. Incluindo método de separação de extração de complexação e método de separação de extração de saponificação P-507. O primeiro usa extratores complexos de extrusão DYPA e N-263 para extrair e separar o praseodímio do sistema de ácido nítrico do enriquecimento de praseodímio e neodímio, resultando em um rendimento de 99% de Pr6O11 de 98%. Porém, devido ao processo complexo, ao alto consumo de agentes complexantes e aos altos custos do produto, não tem sido utilizado na produção industrial. Os dois últimos apresentam boa extração e separação do praseodímio com P-507, ambos aplicados na produção industrial. No entanto, devido à alta eficiência da extração de praseodímio pelo P-507 e à alta taxa de perda do P-204, o método de extração e separação do P-507 é atualmente comumente usado na produção industrial.

3. O método de troca iônica raramente é usado na produção devido ao seu longo processo, operação problemática e baixo rendimento, mas a pureza do produto Pr6O11 ≥ 99,5%, rendimento ≥ 85% e a produção por unidade de equipamento é relativamente baixa.

1) Produção de produtos de óxido de praseodímio usando método de troca iônica: usando compostos enriquecidos com praseodímio neodímio (Pr, Nd) 2Cl3 como matéria-prima. É preparado em uma solução de alimentação (Pr, Nd) Cl3 e carregado em uma coluna de adsorção para adsorver terras raras saturadas. Quando a concentração da solução de alimentação de entrada é igual à concentração de saída, a adsorção de terras raras é concluída e aguarda o próximo processo para uso. Depois de carregar a coluna em resina catiônica, a solução de CuSO4-H2SO4 é usada para fluir para dentro da coluna para preparar uma coluna de separação de Cu H+ terras raras para uso. Depois de conectar uma coluna de adsorção e três colunas de separação em série, use EDT A (0 015M). Fluxos da entrada da primeira coluna de adsorção para separação de eluição (taxa de lixiviação 1 2cm/min）。 Quando o neodímio flui pela primeira vez na saída de a terceira coluna de separação durante a separação por lixiviação, ela pode ser coletada por um receptor e tratada quimicamente para obter o subproduto Nd2O3. Após a separação do neodímio na coluna de separação, a solução pura de PrCl3 é coletada na saída da coluna de separação e submetida a tratamento químico para produzir o produto Pr6O11. O processo principal é o seguinte: matérias-primas → preparação da solução de alimentação → adsorção de terras raras na coluna de adsorção → conexão da coluna de separação →. separação de lixiviação → coleta de solução de praseodímio puro → precipitação com ácido oxálico → detecção → embalagem.

2) Produção de produtos de óxido de praseodímio usando o método de extração P-204: usando cloreto de praseodímio de lantânio e cério (La, Ce, Pr) Cl3 como matéria-prima. Misture as matérias-primas em um líquido, saponifique o P-204 e adicione querosene para fazer uma solução extratora. Separe o líquido de alimentação do praseodímio extraído no tanque de extração de clarificação mista. Em seguida, lave as impurezas na fase orgânica e use HCl para extrair o praseodímio para obter uma solução pura de PrCl3. Precipitar com ácido oxálico, calcinar e embalar para obter o produto de óxido de praseodímio. O processo principal é o seguinte: matérias-primas → preparação da solução de alimentação → extração P-204 de praseodímio → lavagem → remoção ácida inferior de praseodímio → solução PrCl3 pura → precipitação com ácido oxálico → calcinação → teste → embalagem (produtos de óxido de praseodímio).

3) Produção de produtos de óxido de praseodímio usando o método de extração P507: Usando cloreto de cério praseodímio (Ce, Pr) Cl3 obtido de concentrado de terras raras iônicas do sul como matéria-prima (REO ≥ 45%, óxido de praseodímio ≥ 75%). Após a extração do praseodímio com a solução de alimentação preparada e o extratante P507 no tanque de extração, as impurezas na fase orgânica são lavadas com HCl. Finalmente, o praseodímio é extraído novamente com HCl para obter uma solução pura de PrCl3. A precipitação do praseodímio com ácido oxálico, calcinação e embalagem produzem produtos de óxido de praseodímio. O processo principal é o seguinte: matérias-primas → preparação da solução de alimentação → extração de praseodímio com P-507 → lavagem de impurezas → extração reversa de praseodímio → solução pura de PrCl3 → precipitação de ácido oxálico → calcinação → detecção → embalagem (produtos de óxido de praseodímio).

4) Produção de produtos de óxido de praseodímio usando o método de extração P507: O cloreto de praseodímio de lantânio (Cl, Pr) Cl3 obtido do processamento do concentrado de terras raras de Sichuan é usado como matéria-prima (REO ≥ 45%, óxido de praseodímio 8,05%), e é preparado em um líquido de alimentação. O praseodímio é então extraído com agente de extração P507 saponificado em um tanque de extração, e as impurezas na fase orgânica são removidas por lavagem com HCl. Em seguida, o HCl foi utilizado para extração reversa do praseodímio para obter solução pura de PrCl3. Os produtos de óxido de praseodímio são obtidos pela precipitação do praseodímio com ácido oxálico, calcinação e embalagem. O processo principal é: matérias-primas → solução de ingrediente → extração P-507 de praseodímio → lavagem de impurezas → extração reversa de praseodímio → solução PrCl3 pura → precipitação com ácido oxálico → calcinação → teste → embalagem (produtos de óxido de praseodímio).

Atualmente, a principal tecnologia de processo para a produção de produtos de óxido de praseodímio na China é o método de extração P507 usando sistema de ácido clorídrico, que tem sido amplamente utilizado na produção industrial de vários óxidos de terras raras individuais e se tornou uma tecnologia avançada de processo de produção no mesmo indústria em todo o mundo, classificando-se entre os primeiros.

Aplicativo

1. Aplicação em vidro de terras raras

Depois de adicionar óxidos de terras raras a diferentes componentes do vidro, diferentes cores de vidros de terras raras podem ser feitas, como vidro verde, vidro laser, magneto óptico e vidro de fibra óptica, e suas aplicações estão se expandindo a cada dia. Depois de adicionar óxido de praseodímio ao vidro, pode-se fazer um vidro de cor verde, que possui valor artístico de alta qualidade e também pode imitar pedras preciosas. Este tipo de vidro parece verde quando exposto à luz solar comum, enquanto é quase incolor à luz de velas. Portanto, pode ser usado para fazer pedras falsas e decorações preciosas, com cores atraentes e qualidades adoráveis.

2. Aplicação em cerâmica de terras raras

Os óxidos de terras raras podem ser usados ​​como aditivos em cerâmica para fazer muitas cerâmicas de terras raras com melhor desempenho. As cerâmicas finas de terras raras entre elas são representativas. Utiliza matérias-primas altamente selecionadas e adota processos e técnicas de processamento de fácil controle, que podem controlar com precisão a composição da cerâmica. Pode ser dividida em dois tipos: cerâmica funcional e cerâmica estrutural de alta temperatura. Depois de adicionar óxidos de terras raras, eles podem melhorar a sinterização, a densidade, a microestrutura e a composição de fases da cerâmica para atender aos requisitos de diferentes aplicações. O esmalte cerâmico feito de óxido de praseodímio como corante não é afetado pela atmosfera dentro do forno, tem aparência de cor estável, superfície de esmalte brilhante, pode melhorar as propriedades físicas e químicas, melhorar a estabilidade térmica e a qualidade da cerâmica, aumentar a variedade de cores, e reduzir custos. Depois de adicionar óxido de praseodímio a pigmentos e esmaltes cerâmicos, podem ser produzidos amarelo praseodímio de terras raras, verde praseodímio, pigmentos vermelhos sob o vidrado e esmalte fantasma branco, esmalte amarelo marfim, porcelana verde maçã, etc. Esse tipo de porcelana artística tem maior eficiência e é bem exportada, o que é popular no exterior. De acordo com estatísticas relevantes, a aplicação global de praseodímio neodímio em cerâmica é superior a mil toneladas, sendo também um grande usuário de óxido de praseodímio. Espera-se que haja maior desenvolvimento no futuro.

3. Aplicação em ímãs permanentes de terras raras

O produto máximo de energia magnética (BH) do ímã permanente (Pr, Sm) Co5 m=27MG θ e (216K J/m3)。 E o (BH) m de PrFeB é 40MG θ E (320K J/m3). Portanto, o uso de ímãs permanentes produzidos por Pr ainda tem aplicações potenciais nas indústrias industriais e civis.

4. Aplicação em outras áreas para fabricação de rebolos de corindo.

Com base no corindo branco, a adição de cerca de 0,25% de óxido de praseodímio e neodímio pode produzir rebolos de corindo de terras raras, melhorando muito seu desempenho de retificação. Aumente a taxa de moagem em 30% a 100% e duplique a vida útil. O óxido de praseodímio possui boas propriedades de polimento para certos materiais, por isso pode ser usado como material de polimento para operações de polimento. Ele contém cerca de 7,5% de óxido de praseodímio em pó de polimento à base de cério e é usado principalmente para polir vidros ópticos, produtos de metal, vidro plano e tubos de televisão. O efeito de polimento é bom e o volume de aplicação é grande, que se tornou o principal pó de polimento na China atualmente. Além disso, a aplicação de catalisadores de craqueamento de petróleo pode melhorar a atividade catalítica e pode ser usada como aditivo para fabricação de aço, purificação de aço fundido, etc. Em suma, a aplicação de óxido de praseodímio está em constante expansão, com mais sendo usado em estado misto além uma única forma de óxido de praseodímio. Estima-se que esta tendência continuará no futuro.