พราซีโอดิเมียมออกไซด์สูตรโมเลกุลPr6O11,น้ำหนักโมเลกุล 1,021.44.
สามารถใช้ในแก้ว โลหะวิทยา และเป็นสารเติมแต่งสำหรับผงเรืองแสง Praseodymium ออกไซด์เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่สำคัญในด้านแสงผลิตภัณฑ์ของโลกที่หายาก.
เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น เซรามิก แก้ว แม่เหล็กถาวรของธาตุหายาก ตัวเร่งปฏิกิริยาแตกตัวของธาตุหายาก ผงขัดเงาของธาตุหายาก วัสดุบด และสารเติมแต่ง ซึ่งมีแนวโน้มที่ดี
ตั้งแต่ปี 1990 เทคโนโลยีและอุปกรณ์การผลิตของจีนสำหรับ praseodymium ออกไซด์ได้ทำการปรับปรุงและปรับปรุงที่สำคัญ โดยมีการเติบโตของผลิตภัณฑ์และผลผลิตอย่างรวดเร็ว ไม่เพียงแต่สามารถตอบสนองปริมาณการใช้งานในประเทศและความต้องการของตลาดเท่านั้น แต่ยังมีการส่งออกจำนวนมากอีกด้วย ดังนั้นเทคโนโลยีการผลิต ผลิตภัณฑ์ และผลผลิตของปราซีโอดิเมียมออกไซด์ในปัจจุบันของจีน ตลอดจนความต้องการจัดหาสู่ตลาดในประเทศและต่างประเทศ จึงอยู่ในอันดับต้นๆ ในอุตสาหกรรมเดียวกันในโลก
คุณสมบัติ
ผงสีดำ ความหนาแน่น 6.88g/cm3 จุดหลอมเหลว 2042 ℃ จุดเดือด 3760 ℃ ไม่ละลายในน้ำ ละลายได้ในกรดจนเกิดเป็นเกลือไตรวาเลนท์ การนำไฟฟ้าได้ดี
สังเคราะห์
1. วิธีการแยกสารเคมี ประกอบด้วยวิธีการตกผลึกแบบเศษส่วน วิธีการตกตะกอนแบบเศษส่วน และวิธีการออกซิเดชัน แบบแรกจะถูกแยกออกตามความแตกต่างในความสามารถในการละลายของผลึกของไนเตรตของธาตุหายาก การแยกจะขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาตรการตกตะกอนที่แตกต่างกันของเกลือเชิงซ้อนของแรร์เอิร์ธซัลเฟต อย่างหลังถูกแยกออกตามออกซิเดชันของไตรวาเลนต์ Pr3+ ถึง Pr4+ แบบเตตระวาเลนต์ วิธีการทั้งสามนี้ไม่ได้ถูกนำมาใช้ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม เนื่องจากมีอัตราการฟื้นตัวของธาตุหายากที่ต่ำ กระบวนการที่ซับซ้อน การดำเนินงานที่ยากลำบาก ผลผลิตต่ำ และต้นทุนสูง
2. วิธีการแยก รวมถึงวิธีการแยกแบบสกัดเชิงซ้อนและวิธีการแยกแบบสะพอนิฟิเคชัน P-507 แบบแรกใช้สารสกัด DYPA และ N-263 ที่มีการอัดขึ้นรูปที่ซับซ้อนเพื่อสกัดและแยกพราซีโอดิเมียมออกจากระบบกรดไนตริกของการเสริมสมรรถนะเพรซีโอดิเมียมนีโอไดเมียม ส่งผลให้ได้ผลผลิต Pr6O11 99% ที่ 98% อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกระบวนการที่ซับซ้อน การใช้สารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนสูง และต้นทุนผลิตภัณฑ์ที่สูง จึงไม่ได้ถูกนำมาใช้ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม สองอย่างหลังมีการสกัดและแยกพราซีโอดิเมียมได้ดีด้วย P-507 ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ถูกนำไปใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากประสิทธิภาพสูงในการสกัด P-507 ของ praseodymium และอัตราการสูญเสีย P-204 สูง วิธีการสกัดและแยก P-507 จึงเป็นที่นิยมใช้ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม
3. วิธีแลกเปลี่ยนไอออนไม่ค่อยได้ใช้ในการผลิตเนื่องจากกระบวนการที่ยาวนาน การทำงานที่ลำบาก และผลผลิตต่ำ แต่ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ Pr6O11 ≥ 99 5% ให้ผลผลิต ≥ 85% และผลผลิตต่อหน่วยของอุปกรณ์ค่อนข้างต่ำ
1) การผลิตผลิตภัณฑ์พราซีโอดิเมียมออกไซด์โดยใช้วิธีแลกเปลี่ยนไอออน: ใช้สารประกอบที่เสริมสมรรถนะเพรซีโอดิเมียมนีโอไดเมียม (Pr, Nd) 2Cl3 เป็นวัตถุดิบ มันถูกเตรียมเป็นสารละลายป้อน (Pr, Nd) Cl3 และบรรจุลงในคอลัมน์ดูดซับเพื่อดูดซับธาตุหายากที่อิ่มตัว เมื่อความเข้มข้นของสารละลายป้อนเข้ามาเท่ากับความเข้มข้นของการไหลออก การดูดซับของธาตุหายากจะเสร็จสมบูรณ์และรอกระบวนการต่อไปที่จะใช้ หลังจากโหลดคอลัมน์ลงในเรซินประจุบวกแล้ว สารละลาย CuSO4-H2SO4 จะถูกใช้เพื่อไหลลงในคอลัมน์เพื่อเตรียมคอลัมน์แยก Cu H+ธาตุหายากสำหรับการใช้งาน หลังจากเชื่อมต่อคอลัมน์ดูดซับหนึ่งคอลัมน์และคอลัมน์แยกสามคอลัมน์แบบอนุกรมแล้ว ให้ใช้ EDT A (0 015M) ไหลเข้ามาจากทางเข้าของคอลัมน์ดูดซับแรกเพื่อการแยกตัวชะ (อัตราการชะล้าง 1 2ซม./นาที)。 เมื่อนีโอไดเมียมไหลออกมาครั้งแรกที่ทางออกของ คอลัมน์การแยกที่สามในระหว่างการแยกสารชะล้างสามารถรวบรวมได้โดยตัวรับและบำบัดทางเคมีเพื่อให้ได้ผลพลอยได้จาก Nd2O3 หลังจากที่นีโอไดเมียมในคอลัมน์การแยกถูกแยกออกให้บริสุทธิ์ สารละลาย PrCl3 จะถูกเก็บรวบรวมที่ทางออกของคอลัมน์การแยกและผ่านการบำบัดทางเคมีเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ Pr6O11 กระบวนการหลักมีดังนี้: วัตถุดิบ → การเตรียมสารละลายป้อน → การดูดซับธาตุหายากบนคอลัมน์ดูดซับ → การเชื่อมต่อของคอลัมน์การแยก → การชะล้าง การแยก → การรวบรวมสารละลายเพรซีโอดิเมียมบริสุทธิ์ → การตกตะกอนของกรดออกซาลิก → การตรวจจับ → บรรจุภัณฑ์
2) การผลิตผลิตภัณฑ์พราซีโอดิเมียมออกไซด์โดยใช้วิธีสกัด P-204 โดยใช้แลนทานัมซีเรียมพราซีโอดิเมียมคลอไรด์ (La, Ce, Pr) Cl3 เป็นวัตถุดิบ ผสมวัตถุดิบลงในของเหลว สะโปนิฟาย P-204 และเติมน้ำมันก๊าดเพื่อทำสารละลายสำหรับสกัด แยกของเหลวป้อนออกจากพราซีโอดิเมียมที่สกัดแล้วในถังสกัดเพื่อความกระจ่างแบบผสม จากนั้นล้างสิ่งเจือปนในเฟสอินทรีย์ และใช้ HCl เพื่อสกัด praseodymium เพื่อให้ได้สารละลาย PrCl3 บริสุทธิ์ ตกตะกอนด้วยกรดออกซาลิก แคลซีน และบรรจุภัณฑ์เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เพรซีโอดิเมียมออกไซด์ กระบวนการหลักมีดังนี้: วัตถุดิบ → การเตรียมสารละลายอาหารสัตว์ → การสกัด P-204 ของ praseodymium → การล้าง → การลอกกรดด้านล่างของ praseodymium → สารละลาย PrCl3 บริสุทธิ์ → การตกตะกอนของกรดออกซาลิก → การเผา → การทดสอบ → บรรจุภัณฑ์ (ผลิตภัณฑ์ praseodymium ออกไซด์)
3) การผลิตผลิตภัณฑ์พราซีโอดิเมียมออกไซด์โดยใช้วิธีการสกัดแบบ P507: ใช้ซีเรียมเพราซีโอดิเมียมคลอไรด์ (Ce, Pr) Cl3 ที่ได้จากแร่หายากไอออนิกตอนใต้เป็นวัตถุดิบ (REO ≥ 45%, เพราซีโอดิเมียมออกไซด์ ≥ 75%) หลังจากการสกัดเพราโอดิเมียมด้วยสารละลายอาหารสัตว์ที่เตรียมไว้และสารสกัด P507 ในถังสกัดแล้ว สิ่งเจือปนในเฟสอินทรีย์จะถูกล้างด้วย HCl ในที่สุด พราซีโอดิเมียมจะถูกสกัดกลับด้วย HCl เพื่อให้ได้สารละลาย PrCl3 บริสุทธิ์ การตกตะกอนของเพราซีโอดิเมียมด้วยกรดออกซาลิก การเผา และบรรจุภัณฑ์ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์เพรซีโอดิเมียมออกไซด์ กระบวนการหลักมีดังนี้: วัตถุดิบ → การเตรียมสารละลายอาหารสัตว์ → การสกัดพราซีโอดิเมียมด้วย P-507 → การล้างสิ่งเจือปน → การสกัดแบบย้อนกลับของเพราโอดิเมียม → สารละลาย PrCl3 บริสุทธิ์ → การตกตะกอนของกรดออกซาลิก → การเผา → การตรวจจับ → บรรจุภัณฑ์ (ผลิตภัณฑ์ปราซีโอดิเมียมออกไซด์)
4) การผลิตผลิตภัณฑ์ praseodymium ออกไซด์โดยใช้วิธีการสกัด P507: แลนทานัม praseodymium คลอไรด์ (Cl, Pr) Cl3 ที่ได้จากการแปรรูปแร่หายากเสฉวนถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบ (REO ≥ 45%, praseodymium ออกไซด์ 8.05%) และเป็น เตรียมเป็นของเหลวป้อน จากนั้นปราซีโอดิเมียมจะถูกสกัดด้วยสารสกัด P507 แบบซาโปนิไฟด์ในถังสกัด และสิ่งสกปรกในเฟสอินทรีย์จะถูกกำจัดออกโดยการล้างด้วย HCl จากนั้น HCl ถูกนำมาใช้ในการสกัด praseodymium แบบย้อนกลับเพื่อให้ได้สารละลาย PrCl3 บริสุทธิ์ ผลิตภัณฑ์เพรซีโอดิเมียมออกไซด์ได้มาจากการตกตะกอนเพราซีโอดิเมียมด้วยกรดออกซาลิก การเผา และบรรจุภัณฑ์ กระบวนการหลักคือ: วัตถุดิบ → สารละลายส่วนผสม → การสกัด P-507 ของ praseodymium → การล้างสิ่งเจือปน → การสกัดแบบย้อนกลับของ praseodymium → สารละลาย PrCl3 บริสุทธิ์ → การตกตะกอนของกรดออกซาลิก → การเผา → การทดสอบ → บรรจุภัณฑ์ (ผลิตภัณฑ์ praseodymium ออกไซด์)
ปัจจุบันเทคโนโลยีกระบวนการหลักในการผลิตผลิตภัณฑ์พราซีโอดิเมียมออกไซด์ในประเทศจีนคือวิธีการสกัด P507 โดยใช้ระบบกรดไฮโดรคลอริกซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิตออกไซด์ของธาตุหายากแต่ละชนิดและได้กลายเป็นเทคโนโลยีกระบวนการผลิตขั้นสูงไปในตัวเดียวกัน อุตสาหกรรมทั่วโลกติดอันดับหนึ่งในอันดับต้น ๆ
แอปพลิเคชัน
1. การใช้งานกับแก้วแรร์เอิร์ธ
หลังจากเติมแรร์เอิร์ธออกไซด์ลงในส่วนประกอบต่างๆ ของแก้วแล้ว ก็สามารถสร้างแก้วแรร์เอิร์ธที่มีสีต่างๆ ได้ เช่น แก้วสีเขียว แก้วเลเซอร์ แก้วแมกนีโตออปติคอล และแก้วไฟเบอร์ออปติก และการใช้งานของแก้วเหล่านี้ก็ขยายตัวเพิ่มขึ้นทุกวัน หลังจากเติม praseodymium ออกไซด์ลงในแก้วแล้ว ก็จะสามารถทำแก้วสีเขียวได้ ซึ่งมีคุณค่าทางศิลปะคุณภาพสูงและยังสามารถเลียนแบบอัญมณีได้อีกด้วย กระจกประเภทนี้จะดูเป็นสีเขียวเมื่อโดนแสงแดดธรรมดา ในขณะที่แสงเทียนจะแทบไม่มีสีเลย จึงสามารถนำไปใช้ทำอัญมณีปลอมและของประดับตกแต่งอันล้ำค่าได้ โดยมีสีสันสวยงามและคุณสมบัติน่ารัก
2. การใช้งานกับเซรามิกดินหายาก
ออกไซด์ของธาตุหายากสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งในเซรามิกเพื่อผลิตเซรามิกของธาตุหายากที่มีประสิทธิภาพดีกว่า เซรามิกชั้นดีของธาตุหายากในหมู่พวกเขาเป็นตัวแทน ใช้วัตถุดิบที่คัดสรรมาอย่างดีและใช้กระบวนการและเทคนิคการประมวลผลที่ง่ายต่อการควบคุม ซึ่งสามารถควบคุมองค์ประกอบของเซรามิกได้อย่างแม่นยำ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่ เซรามิกเชิงฟังก์ชันและเซรามิกโครงสร้างอุณหภูมิสูง หลังจากเติมแรร์เอิร์ธออกไซด์แล้ว พวกเขาสามารถปรับปรุงการเผาผนึก ความหนาแน่น โครงสร้างจุลภาค และองค์ประกอบเฟสของเซรามิก เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดในการใช้งานที่แตกต่างกัน เคลือบเซรามิกที่ทำจาก praseodymium ออกไซด์เป็นสารสีไม่ได้รับผลกระทบจากบรรยากาศภายในเตาเผา มีลักษณะสีที่มั่นคง พื้นผิวเคลือบสดใส สามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี ปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนและคุณภาพของเซรามิก เพิ่มความหลากหลายของสี และลดต้นทุน หลังจากเติม praseodymium ออกไซด์ลงในเม็ดสีและเคลือบเซรามิกแล้ว สามารถผลิตสีเหลือง praseodymium ที่หายาก, สีเขียว praseodymium, เม็ดสีแดงด้านล่างและเคลือบผีสีขาว, เคลือบสีเหลืองงาช้าง, เครื่องลายครามสีเขียวแอปเปิ้ล ฯลฯ เครื่องลายครามเชิงศิลปะประเภทนี้มีประสิทธิภาพสูงกว่าและส่งออกได้ดีซึ่งเป็นที่นิยมในต่างประเทศ ตามสถิติที่เกี่ยวข้อง การใช้งานทั่วโลกของ praseodymium neodymium ในเซรามิกมีมากกว่าหนึ่งพันตัน และยังเป็นผู้ใช้หลักของ praseodymium ออกไซด์อีกด้วย คาดว่าจะมีการพัฒนาเพิ่มมากขึ้นในอนาคต
3. การประยุกต์ใช้แม่เหล็กถาวรที่หายาก
ผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงสุด (BH) ของ (Pr, Sm) แม่เหล็กถาวร Co5 m=27MG θ e (216K J/m3)。 และ (BH) m ของ PrFeB คือ 40MG θ E (320K J/m3) ดังนั้นการใช้แม่เหล็กถาวรที่ผลิตโดย Pr ยังคงมีศักยภาพในการใช้งานทั้งในอุตสาหกรรมอุตสาหกรรมและอุตสาหกรรมโยธา
4. การใช้งานในด้านอื่น ๆ เพื่อผลิตล้อเจียรคอรันดัม
บนพื้นฐานของคอรันดัมสีขาว การเติม praseodymium neodymium ออกไซด์ประมาณ 0.25% สามารถสร้างล้อเจียรคอรันดัมธาตุหายาก ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการเจียรได้อย่างมาก เพิ่มอัตราการบด 30% ถึง 100% และเพิ่มอายุการใช้งานเป็นสองเท่า พราซีโอดิเมียมออกไซด์มีคุณสมบัติการขัดเงาที่ดีสำหรับวัสดุบางชนิด ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นวัสดุขัดเงาสำหรับการขัดเงาได้ ประกอบด้วยเพรซีโอดิเมียมออกไซด์ประมาณ 7.5% ในผงขัดเงาที่มีซีเรียม และส่วนใหญ่ใช้สำหรับการขัดแว่นตา ผลิตภัณฑ์โลหะ กระจกแบน และหลอดโทรทัศน์ ผลการขัดเงานั้นดีและมีปริมาณการใช้งานมากซึ่งกลายเป็นผงขัดหลักในประเทศจีนในปัจจุบัน นอกจากนี้ การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาการแตกตัวของปิโตรเลียมสามารถปรับปรุงกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาได้ และสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับการผลิตเหล็ก การทำเหล็กหลอมให้บริสุทธิ์ เป็นต้น กล่าวโดยสรุป การใช้เพรซีโอดิเมียมออกไซด์มีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง โดยมีการใช้มากขึ้นในสถานะผสมนอกเหนือจาก praseodymium ออกไซด์รูปแบบเดียว คาดว่าแนวโน้มนี้จะดำเนินต่อไปในอนาคต
เวลาโพสต์: May-26-2023