మాజికల్ రేర్ ఎర్త్ కాంపౌండ్: ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్

ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్,పరమాణు సూత్రంPr6O11, పరమాణు బరువు 1021.44.

ఇది గాజు, మెటలర్జీ మరియు ఫ్లోరోసెంట్ పౌడర్ కోసం సంకలితంగా ఉపయోగించవచ్చు. ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్ కాంతిలో ముఖ్యమైన ఉత్పత్తులలో ఒకటిఅరుదైన భూమి ఉత్పత్తులు.

దాని ప్రత్యేక భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాల కారణంగా, సిరామిక్స్, గాజు, అరుదైన భూమి శాశ్వత అయస్కాంతాలు, అరుదైన భూమి క్రాకింగ్ ఉత్ప్రేరకాలు, అరుదైన ఎర్త్ పాలిషింగ్ పౌడర్‌లు, గ్రౌండింగ్ మెటీరియల్స్ మరియు సంకలితాలు వంటి రంగాలలో ఇది విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది.

1990ల నుండి, చైనా యొక్క ఉత్పత్తి సాంకేతికత మరియు ప్రాసోడైమియం ఆక్సైడ్ కోసం పరికరాలు వేగవంతమైన ఉత్పత్తి మరియు ఉత్పత్తి పెరుగుదలతో గణనీయమైన మెరుగుదలలు మరియు మెరుగుదలలు చేశాయి. ఇది దేశీయ అప్లికేషన్ వాల్యూమ్ మరియు మార్కెట్ అవసరాలను మాత్రమే తీర్చగలదు, కానీ గణనీయమైన మొత్తంలో ఎగుమతులు కూడా ఉన్నాయి. అందువల్ల, చైనా యొక్క ప్రస్తుత ఉత్పత్తి సాంకేతికత, ఉత్పత్తులు మరియు ప్రాసోడైమియం ఆక్సైడ్ యొక్క ఉత్పత్తి, అలాగే దేశీయ మరియు విదేశీ మార్కెట్లకు సరఫరా కోసం డిమాండ్, ప్రపంచంలోని అదే పరిశ్రమలో అగ్రస్థానంలో ఉన్నాయి.

లక్షణాలు

నల్ల పొడి, సాంద్రత 6.88g/cm3, ద్రవీభవన స్థానం 2042 ℃, మరిగే స్థానం 3760 ℃. నీటిలో కరగని, ఆమ్లాలలో కరిగి త్రివాలెంట్ లవణాలు ఏర్పడతాయి. మంచి వాహకత.

 
సంశ్లేషణ

1. రసాయన విభజన పద్ధతి. ఇది పాక్షిక స్ఫటికీకరణ పద్ధతి, పాక్షిక అవపాతం పద్ధతి మరియు ఆక్సీకరణ పద్ధతిని కలిగి ఉంటుంది. అరుదైన భూమి నైట్రేట్ల క్రిస్టల్ ద్రావణీయతలో వ్యత్యాసం ఆధారంగా మునుపటిది వేరు చేయబడింది. అరుదైన ఎర్త్ సల్ఫేట్ కాంప్లెక్స్ లవణాల యొక్క విభిన్న అవపాతం వాల్యూమ్ ఉత్పత్తులపై విభజన ఆధారపడి ఉంటుంది. ట్రివాలెంట్ Pr3+ నుండి టెట్రావాలెంట్ Pr4+ వరకు ఆక్సీకరణం ఆధారంగా రెండోది వేరు చేయబడుతుంది. ఈ మూడు పద్ధతులు వాటి తక్కువ అరుదైన భూమి పునరుద్ధరణ రేటు, సంక్లిష్ట ప్రక్రియలు, కష్టమైన కార్యకలాపాలు, తక్కువ ఉత్పత్తి మరియు అధిక ఖర్చుల కారణంగా పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో వర్తించబడలేదు.

2. విభజన పద్ధతి. కాంప్లెక్సేషన్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ సెపరేషన్ మెథడ్ మరియు సాపోనిఫికేషన్ P-507 ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ సెపరేషన్ మెథడ్‌తో సహా. మునుపటిది ప్రాసియోడైమియం నియోడైమియం సుసంపన్నత యొక్క నైట్రిక్ యాసిడ్ సిస్టమ్ నుండి ప్రాసోడైమియంను సంగ్రహించడానికి మరియు వేరు చేయడానికి కాంప్లెక్స్ ఎక్స్‌ట్రాషన్ DYPA మరియు N-263 ఎక్స్‌ట్రాక్టెంట్‌లను ఉపయోగిస్తుంది, దీని ఫలితంగా Pr6O11 99% దిగుబడి 98%. అయినప్పటికీ, సంక్లిష్ట ప్రక్రియ, కాంప్లెక్సింగ్ ఏజెంట్ల అధిక వినియోగం మరియు అధిక ఉత్పత్తి ఖర్చుల కారణంగా, ఇది పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడలేదు. తరువాతి రెండు P-507తో ప్రాసోడైమియం యొక్క మంచి వెలికితీత మరియు విభజనను కలిగి ఉన్నాయి, రెండూ పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో వర్తించబడ్డాయి. అయినప్పటికీ, ప్రసోడైమియం యొక్క P-507 వెలికితీత యొక్క అధిక సామర్థ్యం మరియు P-204 యొక్క అధిక నష్ట రేటు కారణంగా, P-507 వెలికితీత మరియు విభజన పద్ధతి ప్రస్తుతం పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

3. అయాన్ మార్పిడి పద్ధతి దాని సుదీర్ఘ ప్రక్రియ, సమస్యాత్మకమైన ఆపరేషన్ మరియు తక్కువ దిగుబడి కారణంగా ఉత్పత్తిలో చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే ఉత్పత్తి స్వచ్ఛత Pr6O11 ≥ 99 5%, దిగుబడి ≥ 85%, మరియు యూనిట్ పరికరాల ఉత్పత్తి సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉంటుంది.

1) అయాన్ మార్పిడి పద్ధతిని ఉపయోగించి ప్రాసోడైమియం ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తి: ప్రాసోడైమియం నియోడైమియం సుసంపన్నమైన సమ్మేళనాలను (Pr, Nd) 2Cl3 ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగించడం. ఇది ఫీడ్ సొల్యూషన్ (Pr, Nd) Cl3గా తయారు చేయబడుతుంది మరియు సంతృప్త అరుదైన ఎర్త్‌లను శోషించడానికి అధిశోషణ కాలమ్‌లోకి లోడ్ చేయబడుతుంది. ఇన్‌కమింగ్ ఫీడ్ సొల్యూషన్ యొక్క ఏకాగ్రత అవుట్‌ఫ్లో ఏకాగ్రత వలె ఉన్నప్పుడు, అరుదైన ఎర్త్‌ల శోషణ పూర్తయింది మరియు తదుపరి ప్రక్రియ ఉపయోగం కోసం వేచి ఉంది. కాలమ్‌ను కాటినిక్ రెసిన్‌లోకి లోడ్ చేసిన తర్వాత, Cu H+అరుదైన ఎర్త్ సెపరేషన్ కాలమ్‌ని ఉపయోగించడానికి CuSO4-H2SO4 ద్రావణం కాలమ్‌లోకి ప్రవహిస్తుంది. శ్రేణిలో ఒక శోషణ నిలువు వరుసను మరియు మూడు విభజన నిలువు వరుసలను కనెక్ట్ చేసిన తర్వాత, EDT A (0 015M) ఎల్యూషన్ సెపరేషన్ కోసం మొదటి శోషణ కాలమ్ ఇన్‌లెట్ నుండి ప్రవహిస్తుంది (లీచింగ్ రేటు 1 2cm/min）) నియోడైమియం మొదట అవుట్‌లెట్‌లో ప్రవహించినప్పుడు లీచింగ్ వేరు సమయంలో మూడవ విభజన కాలమ్, దానిని రిసీవర్ ద్వారా సేకరించి రసాయనికంగా చికిత్స చేయవచ్చు సెపరేషన్ కాలమ్‌లోని నియోడైమియమ్‌ను వేరు చేసిన తర్వాత, Pr6O11 ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి స్వచ్ఛమైన PrCl3 ద్రావణాన్ని సేకరించి రసాయన చికిత్సకు గురిచేస్తారు: ముడి పదార్థాలు → ఫీడ్ ద్రావణం తయారీ శోషణ కాలమ్‌పై అరుదైన భూమి యొక్క శోషణం → విభజన కాలమ్ యొక్క కనెక్షన్ → లీచింగ్ వేరుచేయడం → స్వచ్ఛమైన ప్రాసోడైమియం ద్రావణం సేకరణ → ఆక్సాలిక్ యాసిడ్ అవక్షేపణ → గుర్తింపు → ప్యాకేజింగ్.

2) P-204 వెలికితీత పద్ధతిని ఉపయోగించి ప్రాసోడైమియమ్ ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తి: లాంతనమ్ సిరియం ప్రసోడైమియం క్లోరైడ్ (La, Ce, Pr) Cl3ని ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించడం. ముడి పదార్ధాలను ఒక ద్రవంలో కలపండి, సాపోనిఫై P-204, మరియు ఒక సంగ్రహణ ద్రావణాన్ని తయారు చేయడానికి కిరోసిన్ జోడించండి. మిక్స్డ్ క్లారిఫికేషన్ ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ ట్యాంక్‌లో వెలికితీసిన ప్రాసోడైమియం నుండి ఫీడ్ లిక్విడ్‌ను వేరు చేయండి. తర్వాత సేంద్రీయ దశలో మలినాలను కడగాలి మరియు స్వచ్ఛమైన PrCl3 ద్రావణాన్ని పొందేందుకు ప్రసోడైమియంను సంగ్రహించడానికి HCl ఉపయోగించండి. ప్రాసోడైమియం ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తిని పొందేందుకు ఆక్సాలిక్ యాసిడ్, కాల్సిన్ మరియు ప్యాకేజీతో అవక్షేపించండి. ప్రధాన ప్రక్రియ క్రింది విధంగా ఉంది: ముడి పదార్థాలు → ఫీడ్ సొల్యూషన్ తయారీ → P-204 ప్రాసోడైమియం యొక్క వెలికితీత → వాషింగ్ → ప్రాసోడైమియం యొక్క దిగువ యాసిడ్ స్ట్రిప్పింగ్ → స్వచ్ఛమైన PrCl3 ద్రావణం → ఆక్సాలిక్ యాసిడ్ అవక్షేపణ → కాల్సినేషన్ → ఆక్స్ ప్యాకింగ్ ఉత్పత్తులు

3) P507 వెలికితీత పద్ధతిని ఉపయోగించి ప్రాసియోడైమియం ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తి: దక్షిణ అయానిక్ అరుదైన భూమి సాంద్రత నుండి పొందిన సిరియం ప్రాసోడైమియం క్లోరైడ్ (Ce, Pr) Cl3ని ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించడం (REO ≥ 45%, ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్ ≥75%). సంగ్రహణ ట్యాంక్‌లో తయారుచేసిన ఫీడ్ ద్రావణం మరియు P507 ఎక్స్‌ట్రాక్ట్‌తో ప్రాసోడైమియంను సంగ్రహించిన తర్వాత, సేంద్రీయ దశలోని మలినాలను HClతో కడుగుతారు. చివరగా, స్వచ్ఛమైన PrCl3 ద్రావణాన్ని పొందేందుకు HClతో ప్రాసోడైమియం తిరిగి సంగ్రహించబడుతుంది. ఆక్సాలిక్ యాసిడ్, కాల్సినేషన్ మరియు ప్యాకేజింగ్‌తో ప్రాసియోడైమియం యొక్క అవపాతం ప్రాసియోడైమియం ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తులను అందిస్తుంది. ప్రధాన ప్రక్రియ క్రింది విధంగా ఉంది: ముడి పదార్థాలు → ఫీడ్ ద్రావణం తయారీ → P-507తో ప్రాసియోడైమియం వెలికితీత → అపరిశుభ్రత వాషింగ్ → ప్రసోడైమియం యొక్క రివర్స్ వెలికితీత → స్వచ్ఛమైన PrCl3 ద్రావణం → ఆక్సాలిక్ యాసిడ్ అవక్షేపణ → ఆక్సిమియం ప్యాకేజింగ్ → కాల్సినేషన్ ఉత్పత్తులు).

4) P507 వెలికితీత పద్ధతిని ఉపయోగించి ప్రాసియోడైమియం ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తి: సిచువాన్ అరుదైన ఎర్త్ గాఢతను ప్రాసెస్ చేయడం ద్వారా పొందిన లాంతనమ్ ప్రాసోడైమియం క్లోరైడ్ (Cl, Pr) Cl3 ముడి పదార్థంగా ఉపయోగించబడుతుంది (REO ≥ 45%, ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్ 8.05%), మరియు ఇది ఫీడ్ ద్రవంగా తయారు చేయబడింది. ప్రేసోడైమియం తర్వాత సాపోనిఫైడ్ P507 ఎక్స్‌ట్రాక్షన్ ఏజెంట్‌తో వెలికితీత ట్యాంక్‌లో సంగ్రహించబడుతుంది మరియు సేంద్రీయ దశలో ఉన్న మలినాలు HCl వాషింగ్ ద్వారా తొలగించబడతాయి. అప్పుడు, స్వచ్ఛమైన PrCl3 ద్రావణాన్ని పొందేందుకు ప్రసోడైమియం యొక్క రివర్స్ వెలికితీత కోసం HCl ఉపయోగించబడింది. ఆక్సాలిక్ యాసిడ్, కాల్సినింగ్ మరియు ప్యాకేజింగ్‌తో ప్రాసోడైమియమ్‌ను అవక్షేపించడం ద్వారా ప్రాసోడైమియం ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తులు పొందబడతాయి. ప్రధాన ప్రక్రియ: ముడి పదార్థాలు → పదార్ధాల పరిష్కారం → P-507 ప్రాసియోడైమియం వెలికితీత → మలినం కడగడం → ప్రసోడైమియం యొక్క రివర్స్ వెలికితీత → స్వచ్ఛమైన PrCl3 ద్రావణం → ఆక్సాలిక్ యాసిడ్ అవక్షేపణ → కాల్సినేషన్ → పరీక్షా ఉత్పత్తులు.

ప్రస్తుతం, చైనాలో ప్రాసోడైమియం ఆక్సైడ్ ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రధాన ప్రక్రియ సాంకేతికత హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ వ్యవస్థను ఉపయోగించి P507 వెలికితీత పద్ధతి, ఇది వివిధ వ్యక్తిగత అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్‌ల పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు అదే విధంగా అధునాతన ఉత్పత్తి ప్రక్రియ సాంకేతికతగా మారింది. ప్రపంచవ్యాప్తంగా పరిశ్రమ, అగ్రస్థానంలో ఉంది.

అప్లికేషన్

1. అరుదైన భూమి గాజులో అప్లికేషన్

గ్లాస్‌లోని వివిధ భాగాలకు అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌లను జోడించిన తర్వాత, గ్రీన్ గ్లాస్, లేజర్ గ్లాస్, మాగ్నెటో ఆప్టికల్ మరియు ఫైబర్ ఆప్టిక్ గ్లాస్ వంటి వివిధ రంగుల అరుదైన ఎర్త్ గ్లాసులను తయారు చేయవచ్చు మరియు వాటి అప్లికేషన్‌లు రోజురోజుకు విస్తరిస్తున్నాయి. గాజుకు ప్రాసోడైమియం ఆక్సైడ్ జోడించిన తర్వాత, ఆకుపచ్చ రంగు గాజును తయారు చేయవచ్చు, ఇది అధిక-నాణ్యత కళాత్మక విలువను కలిగి ఉంటుంది మరియు రత్నాలను కూడా అనుకరించగలదు. ఈ రకమైన గాజు సాధారణ సూర్యరశ్మికి గురైనప్పుడు ఆకుపచ్చగా కనిపిస్తుంది, కొవ్వొత్తి వెలుగులో దాదాపు రంగులేనిది. అందువల్ల, ఆకర్షణీయమైన రంగులు మరియు పూజ్యమైన లక్షణాలతో నకిలీ రత్నాలు మరియు విలువైన అలంకరణలను తయారు చేయడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.

2. అరుదైన భూమి సిరామిక్స్‌లో అప్లికేషన్

అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌లను సిరామిక్స్‌లో సంకలనాలుగా ఉపయోగించడం ద్వారా మెరుగైన పనితీరుతో అరుదైన ఎర్త్ సిరామిక్‌లను తయారు చేయవచ్చు. వాటిలో అరుదైన ఎర్త్ ఫైన్ సెరామిక్స్ ప్రతినిధి. ఇది అత్యంత ఎంపిక చేయబడిన ముడి పదార్థాలను ఉపయోగిస్తుంది మరియు సిరామిక్స్ యొక్క కూర్పును ఖచ్చితంగా నియంత్రించగల ప్రక్రియలు మరియు ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులను సులభంగా నియంత్రించవచ్చు. దీనిని రెండు రకాలుగా విభజించవచ్చు: ఫంక్షనల్ సెరామిక్స్ మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిర్మాణ సిరామిక్స్. అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌లను జోడించిన తర్వాత, అవి వివిధ అప్లికేషన్‌ల అవసరాలను తీర్చడానికి సిరమిక్స్ యొక్క సింటరింగ్, సాంద్రత, మైక్రోస్ట్రక్చర్ మరియు దశల కూర్పును మెరుగుపరుస్తాయి. ప్రాసోడైమియం ఆక్సైడ్‌తో తయారు చేయబడిన సిరామిక్ గ్లేజ్ బట్టీ లోపల వాతావరణం ద్వారా ప్రభావితం కాదు, స్థిరమైన రంగు రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ప్రకాశవంతమైన మెరుపు ఉపరితలం, భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తుంది, సిరామిక్స్ యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు నాణ్యతను మెరుగుపరుస్తుంది, వివిధ రంగులను పెంచుతుంది, మరియు ఖర్చులను తగ్గించండి. సిరామిక్ పిగ్మెంట్లు మరియు గ్లేజ్‌లకు ప్రాసియోడైమియం ఆక్సైడ్ జోడించిన తర్వాత, అరుదైన ఎర్త్ ప్రసోడైమియం పసుపు, ప్రాసోడైమియమ్ గ్రీన్, అండర్ గ్లేజ్ రెడ్ పిగ్మెంట్స్ మరియు వైట్ ఘోస్ట్ గ్లేజ్, ఐవరీ ఎల్లో గ్లేజ్, యాపిల్ గ్రీన్ పింగాణీ మొదలైన వాటిని ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. ఈ రకమైన కళాత్మక పింగాణీ అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు బాగా ఎగుమతి చేయబడుతుంది, ఇది విదేశాలలో ప్రసిద్ధి చెందింది. సంబంధిత గణాంకాల ప్రకారం, సెరామిక్స్‌లో ప్రసోడైమియం నియోడైమియం యొక్క గ్లోబల్ అప్లికేషన్ వెయ్యి టన్నులకు పైగా ఉంది మరియు ఇది ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్ యొక్క ప్రధాన వినియోగదారు. భవిష్యత్తులో మరింత అభివృద్ధి జరుగుతుందని భావిస్తున్నారు.

3. అరుదైన భూమి శాశ్వత అయస్కాంతాలలో అప్లికేషన్

గరిష్ట అయస్కాంత శక్తి ఉత్పత్తి (BH) (Pr, Sm) Co5 శాశ్వత అయస్కాంతం m=27MG θ e (216K J/m3)。 మరియు PrFeB యొక్క (BH) m 40MG θ E (320K J/m3). అందువల్ల, Pr ఉత్పత్తి చేయబడిన శాశ్వత అయస్కాంతాల ఉపయోగం ఇప్పటికీ పారిశ్రామిక మరియు పౌర పరిశ్రమలలో సంభావ్య అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది.

4. కొరండం గ్రౌండింగ్ వీల్స్ తయారీకి ఇతర రంగాలలో అప్లికేషన్.

తెల్లని కొరండం ఆధారంగా, 0.25% ప్రసోడైమియం నియోడైమియం ఆక్సైడ్‌ని జోడించడం వల్ల అరుదైన ఎర్త్ కొరండం గ్రౌండింగ్ వీల్స్‌ను తయారు చేయవచ్చు, వాటి గ్రౌండింగ్ పనితీరును బాగా మెరుగుపరుస్తుంది. గ్రౌండింగ్ రేటును 30% నుండి 100% వరకు పెంచండి మరియు సేవా జీవితాన్ని రెట్టింపు చేయండి. ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్ కొన్ని పదార్థాలకు మంచి పాలిషింగ్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి దీనిని పాలిషింగ్ కార్యకలాపాలకు పాలిషింగ్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. ఇది సిరియం ఆధారిత పాలిషింగ్ పౌడర్‌లో 7.5% ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్‌ను కలిగి ఉంటుంది మరియు ప్రధానంగా ఆప్టికల్ గ్లాసెస్, మెటల్ ఉత్పత్తులు, ఫ్లాట్ గ్లాస్ మరియు టెలివిజన్ ట్యూబ్‌లను పాలిష్ చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. పాలిషింగ్ ప్రభావం మంచిది మరియు అప్లికేషన్ వాల్యూమ్ పెద్దది, ఇది ప్రస్తుతం చైనాలో ప్రధాన పాలిషింగ్ పౌడర్‌గా మారింది. అదనంగా, పెట్రోలియం క్రాకింగ్ ఉత్ప్రేరకాలు యొక్క అప్లికేషన్ ఉత్ప్రేరక చర్యను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు ఉక్కు తయారీ, కరిగిన ఉక్కును శుద్ధి చేయడం మొదలైన వాటికి సంకలనాలుగా ఉపయోగించవచ్చు. సంక్షిప్తంగా, ప్రాసోడైమియం ఆక్సైడ్ యొక్క అప్లికేషన్ నిరంతరం విస్తరిస్తుంది, అదనంగా మిశ్రమ స్థితిలో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రసోడైమియం ఆక్సైడ్ యొక్క ఒకే రూపం. భవిష్యత్తులోనూ ఇదే ట్రెండ్ కొనసాగుతుందని అంచనా.