மந்திர அபூர்வ பூமி கலவை: பிரசோடைமியம் ஆக்சைடு

பிரசோடைமியம் ஆக்சைடு,மூலக்கூறு சூத்திரம்Pr6O11, மூலக்கூறு எடை 1021.44.

இது கண்ணாடி, உலோகம் மற்றும் ஃப்ளோரசன்ட் பொடிக்கு ஒரு சேர்க்கையாக பயன்படுத்தப்படலாம். பிரசோடைமியம் ஆக்சைடு ஒளியில் உள்ள முக்கியமான பொருட்களில் ஒன்றாகும்அரிய பூமி பொருட்கள்.

அதன் தனித்துவமான இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் காரணமாக, மட்பாண்டங்கள், கண்ணாடி, அரிய பூமி நிரந்தர காந்தங்கள், அரிதான பூமி விரிசல் வினையூக்கிகள், அரிதான பூமி பாலிஷ் பொடிகள், அரைக்கும் பொருட்கள் மற்றும் சேர்க்கைகள் போன்ற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

1990 களில் இருந்து, சீனாவின் உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் மற்றும் பிரசோடைமியம் ஆக்சைடுக்கான உபகரணங்கள் விரைவான தயாரிப்பு மற்றும் வெளியீட்டு வளர்ச்சியுடன் குறிப்பிடத்தக்க மேம்பாடுகளையும் மேம்பாடுகளையும் செய்துள்ளன. உள்நாட்டு பயன்பாட்டு அளவு மற்றும் சந்தை தேவைகளை பூர்த்தி செய்வது மட்டுமல்லாமல், கணிசமான அளவு ஏற்றுமதியும் உள்ளது. எனவே, சீனாவின் தற்போதைய உற்பத்தி தொழில்நுட்பம், தயாரிப்புகள் மற்றும் பிரசியோடைமியம் ஆக்சைடின் வெளியீடு, அத்துடன் உள்நாட்டு மற்றும் வெளிநாட்டு சந்தைகளுக்கு வழங்குவதற்கான தேவை ஆகியவை உலகில் ஒரே தொழிலில் முதலிடத்தில் உள்ளன.

பண்புகள்

கருப்பு தூள், அடர்த்தி 6.88g/cm3, உருகுநிலை 2042 ℃, கொதிநிலை 3760 ℃. தண்ணீரில் கரையாதது, அமிலங்களில் கரையக்கூடியது, மும்மடங்கு உப்புகளை உருவாக்குகிறது. நல்ல கடத்துத்திறன்.

 
தொகுப்பு

1. இரசாயன பிரிப்பு முறை. இது பகுதியளவு படிகமயமாக்கல் முறை, பகுதியளவு மழைப்பொழிவு முறை மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற முறை ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. அரிதான பூமி நைட்ரேட்டுகளின் படிக கரைதிறன் வேறுபாட்டின் அடிப்படையில் முந்தையது பிரிக்கப்படுகிறது. பிரிப்பு அரிய பூமி சல்பேட் சிக்கலான உப்புகளின் வெவ்வேறு மழை அளவு தயாரிப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. பிந்தையது ட்ரிவலன்ட் Pr3+ to tetravalent Pr4+ இன் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் அடிப்படையில் பிரிக்கப்படுகிறது. குறைந்த அரிதான பூமி மீட்பு விகிதம், சிக்கலான செயல்முறைகள், கடினமான செயல்பாடுகள், குறைந்த வெளியீடு மற்றும் அதிக செலவுகள் காரணமாக இந்த மூன்று முறைகள் தொழில்துறை உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படவில்லை.

2. பிரிப்பு முறை. சிக்கலான பிரித்தெடுத்தல் பிரிப்பு முறை மற்றும் சபோனிஃபிகேஷன் P-507 பிரித்தெடுத்தல் பிரிப்பு முறை உட்பட. ப்ராசியோடைமியம் நியோடைமியம் செறிவூட்டலின் நைட்ரிக் அமில அமைப்பிலிருந்து பிரசோடைமியத்தைப் பிரித்தெடுக்கவும் பிரிக்கவும் சிக்கலான எக்ஸ்ட்ரூஷன் DYPA மற்றும் N-263 பிரித்தெடுத்தல்களைப் பயன்படுத்துகிறது, இதன் விளைவாக Pr6O11 99% மகசூல் 98% கிடைக்கிறது. இருப்பினும், சிக்கலான செயல்முறை, சிக்கலான முகவர்களின் அதிக நுகர்வு மற்றும் அதிக தயாரிப்பு செலவுகள் காரணமாக, இது தொழில்துறை உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படவில்லை. பிந்தைய இரண்டும் P-507 உடன் பிரசியோடைமியத்தை நன்றாக பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் பிரித்தல் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன, இவை இரண்டும் தொழில்துறை உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், P-507 பிரித்தெடுத்தலின் உயர் செயல்திறன் மற்றும் P-204 இன் அதிக இழப்பு விகிதம் காரணமாக, P-507 பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் பிரித்தல் முறை தற்போது தொழில்துறை உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

3. அயனி பரிமாற்ற முறை அதன் நீண்ட செயல்முறை, தொந்தரவான செயல்பாடு மற்றும் குறைந்த மகசூல் காரணமாக உற்பத்தியில் அரிதாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் தயாரிப்பு தூய்மை Pr6O11 ≥ 99 5%, மகசூல் ≥ 85%, மற்றும் ஒரு யூனிட் உபகரணங்களின் வெளியீடு ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது.

1) அயன் பரிமாற்ற முறையைப் பயன்படுத்தி பிரசோடைமியம் ஆக்சைடு தயாரிப்புகளின் உற்பத்தி: பிரசோடைமியம் நியோடைமியம் செறிவூட்டப்பட்ட கலவைகள் (Pr, Nd) 2Cl3 மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்துதல். இது ஒரு ஊட்டக் கரைசலில் (Pr, Nd) Cl3 தயாரிக்கப்பட்டு, நிறைவுற்ற அரிய பூமிகளை உறிஞ்சுவதற்கு உறிஞ்சும் நெடுவரிசையில் ஏற்றப்படுகிறது. உள்வரும் ஊட்டக் கரைசலின் செறிவு வெளிச்செல்லும் செறிவுக்கு சமமாக இருக்கும்போது, ​​அரிதான பூமிகளின் உறிஞ்சுதல் முடிந்து அடுத்த செயல்முறையைப் பயன்படுத்த காத்திருக்கிறது. நெடுவரிசையை கேஷனிக் பிசினில் ஏற்றிய பிறகு, Cu H+ அரிதான பூமியைப் பிரிக்கும் நெடுவரிசையைத் தயாரிப்பதற்காக, CuSO4-H2SO4 கரைசல் நெடுவரிசையில் பாய பயன்படுத்தப்படுகிறது. தொடரில் ஒரு உறிஞ்சுதல் நெடுவரிசை மற்றும் மூன்று பிரிப்பு நெடுவரிசைகளை இணைத்த பிறகு, EDT A (0 015M) ஐப் பயன்படுத்தவும் முதல் உறிஞ்சுதல் நெடுவரிசையின் நுழைவாயிலில் இருந்து வெளியேறும் பிரிப்பு (கசிவு வீதம் 1 2cm/min）) நியோடைமியம் முதலில் வெளியேறும்போது கசிவு பிரித்தலின் போது மூன்றாவது பிரிப்பு நெடுவரிசை, அதை ஒரு பெறுநரால் சேகரிக்கப்பட்டு, Nd2O3 துணைப் பொருளைப் பெறுவதற்கு இரசாயன முறையில் சிகிச்சை அளிக்கப்படும். Pr6O11 தயாரிப்பைத் தயாரிப்பது பின்வருமாறு: மூலப்பொருட்கள் → தீவனக் கரைசலை தயாரித்தல் → உறிஞ்சுதல் நெடுவரிசையில் அரிய பூமியின் உறிஞ்சுதல் → பிரிப்பு நெடுவரிசையின் இணைப்பு → தூய பிரசோடைமியம் பேக்கேஜிங் கரைசல் → ஆக்சாலிக் அமிலம் பொதியிடல் கண்டறிதல்.

2) P-204 பிரித்தெடுக்கும் முறையைப் பயன்படுத்தி பிரசோடைமியம் ஆக்சைடு தயாரிப்புகளின் உற்பத்தி: லாந்தனம் சீரியம் பிரசோடைமியம் குளோரைடு (La, Ce, Pr) Cl3 ஐ மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்துதல். மூலப்பொருட்களை ஒரு திரவத்தில் கலந்து, பி-204 ஐ சாபோனிஃபை செய்து, மண்ணெண்ணெய் சேர்த்து பிரித்தெடுக்கும் கரைசலை உருவாக்கவும். கலப்பு தெளிவுபடுத்தல் பிரித்தெடுக்கும் தொட்டியில் பிரித்தெடுக்கப்பட்ட பிரசோடைமியத்திலிருந்து தீவன திரவத்தைப் பிரிக்கவும். பின்னர் கரிம கட்டத்தில் உள்ள அசுத்தங்களை கழுவவும், மற்றும் தூய PrCl3 கரைசலைப் பெறுவதற்கு பிரசோடைமியம் பிரித்தெடுக்க HCl ஐப் பயன்படுத்தவும். பிரசியோடைமியம் ஆக்சைடு தயாரிப்பைப் பெற ஆக்ஸாலிக் அமிலம், கால்சின் மற்றும் பொட்டலத்துடன் கூடிய வீழ்படிவு. முக்கிய செயல்முறை பின்வருமாறு: மூலப்பொருட்கள் → தீவன கரைசல் தயாரித்தல் → P-204 பிரசோடைமியம் பிரித்தெடுத்தல் → கழுவுதல் → ப்ராசியோடைமியத்தின் அடிப்பகுதி அமிலத்தை அகற்றுதல் → தூய PrCl3 கரைசல் → ஆக்ஸாலிக் அமிலம் மழைப்பொழிவு → கால்சினேஷன் → ஆக்ஸைட் தயாரிப்புகள் பேக்கேஜிங்.

3) P507 பிரித்தெடுக்கும் முறையைப் பயன்படுத்தி பிரசியோடைமியம் ஆக்சைடு தயாரிப்புகளின் உற்பத்தி: தெற்கு அயனி அரிதான பூமியில் இருந்து பெறப்பட்ட செரியம் பிரசோடைமியம் குளோரைடு (Ce, Pr) Cl3 மூலப்பொருளாக (REO ≥ 45%, பிரசோடைமியம் ஆக்சைடு ≥75%) பயன்படுத்தப்படுகிறது. பிரித்தெடுக்கும் தொட்டியில் தயாரிக்கப்பட்ட தீவனக் கரைசல் மற்றும் P507 பிரித்தெடுத்தல் ஆகியவற்றுடன் பிரசோடைமியம் பிரித்தெடுத்த பிறகு, கரிம கட்டத்தில் உள்ள அசுத்தங்கள் HCl உடன் கழுவப்படுகின்றன. இறுதியாக, ஒரு தூய PrCl3 தீர்வைப் பெறுவதற்கு HCl உடன் பிரசோடைமியம் மீண்டும் பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. ஆக்ஸாலிக் அமிலத்துடன் கூடிய பிரசியோடைமியம் மழைப்பொழிவு, கால்சினேஷன் மற்றும் பேக்கேஜிங் ஆகியவை பிரசியோடைமியம் ஆக்சைடு தயாரிப்புகளை விளைவிக்கின்றன. முக்கிய செயல்முறை பின்வருமாறு: மூலப்பொருட்கள் → தீவன கரைசல் தயாரித்தல் → P-507 உடன் பிரசியோடைமியம் பிரித்தெடுத்தல் → தூய்மையற்ற கழுவுதல் → பிரசோடைமியத்தின் தலைகீழ் பிரித்தெடுத்தல் → தூய PrCl3 தீர்வு → ஆக்ஸாலிக் அமிலம் வீழ்படிவு → ஆக்ஸைட் பேக்கேஜிங் தயாரிப்புகள் → கால்சினேஷன் → calcination.

4) P507 பிரித்தெடுக்கும் முறையைப் பயன்படுத்தி பிரசியோடைமியம் ஆக்சைடு தயாரிப்புகளின் உற்பத்தி: சிச்சுவான் அரிதான பூமி செறிவை செயலாக்குவதன் மூலம் பெறப்பட்ட லாந்தனம் பிரசோடைமியம் குளோரைடு (Cl, Pr) Cl3 மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது (REO ≥ 45%, பிரசோடைமியம் ஆக்சைடு 8.05%), மற்றும் ஒரு தீவன திரவமாக தயாரிக்கப்பட்டது. பிரசியோடைமியம் பின்னர் ஒரு பிரித்தெடுத்தல் தொட்டியில் saponified P507 பிரித்தெடுக்கும் முகவர் மூலம் பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது, மேலும் கரிம கட்டத்தில் உள்ள அசுத்தங்கள் HCl சலவை மூலம் அகற்றப்படுகின்றன. பின்னர், HCl தூய PrCl3 கரைசலைப் பெற பிரசோடைமியம் தலைகீழ் பிரித்தெடுக்க பயன்படுத்தப்பட்டது. பிரசியோடைமியம் ஆக்சைடு தயாரிப்புகள் ஆக்ஸாலிக் அமிலம், கால்சினிங் மற்றும் பேக்கேஜிங் மூலம் பிரசியோடைமியத்தை துரிதப்படுத்துவதன் மூலம் பெறப்படுகின்றன. முக்கிய செயல்முறை: மூலப்பொருட்கள் → மூலப்பொருள் தீர்வு → P-507 பிரசோடைமியம் பிரித்தெடுத்தல் → அசுத்தத்தை கழுவுதல் → பிரசோடைமியத்தின் தலைகீழ் பிரித்தெடுத்தல் → தூய PrCl3 தீர்வு → ஆக்சாலிக் அமிலம் வீழ்படிவு → கால்சினேஷன் → சோதனை தயாரிப்புகள்.

தற்போது, ​​சீனாவில் பிரசோடைமியம் ஆக்சைடு தயாரிப்புகளை உற்பத்தி செய்வதற்கான முக்கிய தொழில்நுட்ப தொழில்நுட்பம் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமில அமைப்பைப் பயன்படுத்தி P507 பிரித்தெடுக்கும் முறையாகும், இது பல்வேறு தனிப்பட்ட அரிதான பூமி ஆக்சைடுகளின் தொழில்துறை உற்பத்தியில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் அதே நேரத்தில் மேம்பட்ட உற்பத்தி செயல்முறை தொழில்நுட்பமாக மாறியுள்ளது. உலகளவில் தொழில்துறை, முதலிடத்தில் உள்ளது.

விண்ணப்பம்

1. அரிதான பூமி கண்ணாடியில் பயன்பாடு

கண்ணாடியின் வெவ்வேறு கூறுகளில் அரிதான எர்த் ஆக்சைடுகளைச் சேர்த்த பிறகு, பச்சைக் கண்ணாடி, லேசர் கண்ணாடி, மேக்னடோ ஆப்டிகல், ஃபைபர் ஆப்டிக் கிளாஸ் போன்ற பல்வேறு வண்ண அரிய மண் கண்ணாடிகளை உருவாக்கலாம், மேலும் அவற்றின் பயன்பாடுகள் நாளுக்கு நாள் விரிவடைகின்றன. கண்ணாடியில் பிரசோடைமியம் ஆக்சைடைச் சேர்த்த பிறகு, பச்சை நிற கண்ணாடியை உருவாக்கலாம், இது உயர்தர கலை மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ரத்தினக் கற்களைப் பின்பற்றலாம். இந்த வகை கண்ணாடிகள் சாதாரண சூரிய ஒளியில் வெளிப்படும் போது பச்சை நிறமாக இருக்கும், அதே சமயம் மெழுகுவர்த்தி வெளிச்சத்தில் நிறமற்றதாக இருக்கும். எனவே, இது போலி ரத்தினக் கற்கள் மற்றும் விலையுயர்ந்த அலங்காரங்கள், கவர்ச்சிகரமான வண்ணங்கள் மற்றும் அபிமான குணங்களுடன் செய்ய பயன்படுத்தப்படலாம்.

2. அரிதான பூமி பீங்கான்களில் பயன்பாடு

சிறந்த செயல்திறனுடன் பல அரிய மண் மட்பாண்டங்களை உருவாக்க அரிய பூமி ஆக்சைடுகளை மட்பாண்டங்களில் சேர்க்கைகளாகப் பயன்படுத்தலாம். அவற்றில் அரிதான பூமியின் சிறந்த மட்பாண்டங்கள் பிரதிநிதித்துவம் வாய்ந்தவை. இது மிகவும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மூலப்பொருட்களைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் மட்பாண்டங்களின் கலவையை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தக்கூடிய செயல்முறைகள் மற்றும் செயலாக்க நுட்பங்களை எளிதாகக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இதை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: செயல்பாட்டு மட்பாண்டங்கள் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை கட்டமைப்பு மட்பாண்டங்கள். அரிதான எர்த் ஆக்சைடுகளைச் சேர்த்த பிறகு, அவை வெவ்வேறு பயன்பாடுகளின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய மட்பாண்டங்களின் சின்டரிங், அடர்த்தி, நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் கட்ட கலவை ஆகியவற்றை மேம்படுத்தலாம். ப்ராசோடைமியம் ஆக்சைடினால் செய்யப்பட்ட பீங்கான் படிந்து உறையிலுள்ள வளிமண்டலத்தால் பாதிக்கப்படாது, நிலையான வண்ணத் தோற்றம், பிரகாசமான படிந்து உறைந்த மேற்பரப்பு, இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளை மேம்படுத்தலாம், வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் மட்பாண்டங்களின் தரத்தை மேம்படுத்தலாம், பல்வேறு வண்ணங்களை அதிகரிக்கலாம். மற்றும் செலவுகளை குறைக்கவும். பீங்கான் நிறமிகள் மற்றும் படிந்து உறைந்த நிறமிகளுடன் பிரசோடைமியம் ஆக்சைடைச் சேர்த்த பிறகு, அரிதான பூமி பிரசோடைமியம் மஞ்சள், பிரசோடைமியம் பச்சை, மெருகூட்டப்பட்ட சிவப்பு நிறமிகள் மற்றும் வெள்ளை பேய் படிந்து, ஐவரி மஞ்சள் படிந்து, ஆப்பிள் பச்சை பீங்கான் போன்றவை தயாரிக்கப்படலாம். இந்த வகை கலை பீங்கான் அதிக செயல்திறன் கொண்டது மற்றும் வெளிநாடுகளில் பிரபலமாக உள்ள நன்கு ஏற்றுமதி செய்யப்படுகிறது. தொடர்புடைய புள்ளிவிபரங்களின்படி, மட்பாண்டங்களில் பிரசியோடைமியம் நியோடைமியத்தின் உலகளாவிய பயன்பாடு ஆயிரம் டன்களுக்கு மேல் உள்ளது, மேலும் இது பிரசோடைமியம் ஆக்சைடைப் பயன்படுத்துவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. எதிர்காலத்தில் பெரிய அளவில் வளர்ச்சி இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

3. அரிதான பூமி நிரந்தர காந்தங்களில் பயன்பாடு

(Pr, Sm) Co5 நிரந்தர காந்தத்தின் அதிகபட்ச காந்த ஆற்றல் தயாரிப்பு (BH) m=27MG θ e (216K J/m3)。 மேலும் PrFeB இன் (BH) m 40MG θ E (320K J/m3) ஆகும். எனவே, Pr உற்பத்தி செய்யப்பட்ட நிரந்தர காந்தங்களின் பயன்பாடு இன்னும் தொழில்துறை மற்றும் சிவில் தொழில்களில் சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

4. கொருண்டம் அரைக்கும் சக்கரங்களைத் தயாரிக்க மற்ற துறைகளில் விண்ணப்பம்.

வெள்ளை கொருண்டத்தின் அடிப்படையில், சுமார் 0.25% பிரசோடைமியம் நியோடைமியம் ஆக்சைடைச் சேர்ப்பது அரிதான பூமி கொருண்டம் அரைக்கும் சக்கரங்களை உருவாக்கி, அவற்றின் அரைக்கும் செயல்திறனை பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது. அரைக்கும் விகிதத்தை 30% முதல் 100% வரை அதிகரிக்கவும், சேவை வாழ்க்கையை இரட்டிப்பாக்கவும். பிரசியோடைமியம் ஆக்சைடு சில பொருட்களுக்கு நல்ல மெருகூட்டல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, எனவே இது மெருகூட்டல் நடவடிக்கைகளுக்கு மெருகூட்டல் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். இது செரியம் அடிப்படையிலான பாலிஷ் பவுடரில் சுமார் 7.5% பிரசோடைமியம் ஆக்சைடைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் முக்கியமாக ஆப்டிகல் கண்ணாடிகள், உலோகப் பொருட்கள், தட்டையான கண்ணாடி மற்றும் தொலைக்காட்சி குழாய்களை மெருகூட்டுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மெருகூட்டல் விளைவு நன்றாக உள்ளது மற்றும் பயன்பாட்டின் அளவு பெரியது, இது தற்போது சீனாவில் முக்கிய பாலிஷ் பவுடராக மாறியுள்ளது. கூடுதலாக, பெட்ரோலியம் விரிசல் வினையூக்கிகளின் பயன்பாடு வினையூக்கி செயல்பாட்டை மேம்படுத்தலாம், மேலும் எஃகு தயாரிப்பதற்கும், உருகிய எஃகு சுத்திகரிப்பதற்கும் கூடுதல் பொருட்களாகப் பயன்படுத்தலாம். சுருக்கமாக, பிரசோடைமியம் ஆக்சைட்டின் பயன்பாடு தொடர்ந்து விரிவடைகிறது, மேலும் கலவையான நிலையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பிரசோடைமியம் ஆக்சைட்டின் ஒற்றை வடிவம். இந்த போக்கு எதிர்காலத்திலும் தொடரும் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.