6

Cérium-karbonát

Az utóbbi években a lantanida reagensek alkalmazása a szerves szintézisben ugrásszerűen fejlődött. Számos lantanida reagensről kimutatták, hogy nyilvánvaló szelektív katalízist mutat a szén-szén kötésképződési reakciókban; ugyanakkor számos lantanida reagensről kimutatták, hogy kiváló tulajdonságokkal rendelkezik a szerves oxidációs reakciókban és a szerves redukciós reakciókban a funkciós csoportok átalakítása érdekében. A ritkaföldfémek mezőgazdasági felhasználása egy kínai jellemzőkkel rendelkező tudományos kutatási eredmény, amelyet kínai tudományos és technológiai munkások évekig tartó kemény munkája után értek el, és amelyet erőteljesen népszerűsítettek, mint fontos intézkedést a kínai mezőgazdasági termelés növelésére. A ritkaföldfém-karbonát könnyen oldódik savban, megfelelő sókat és szén-dioxidot képezve, amelyek kényelmesen felhasználhatók különféle ritkaföldfém-sók és komplexek szintézisében anionos szennyeződések bevezetése nélkül. Például erős savakkal, például salétromsavval, sósavval, salétromsavval, perklórsavval és kénsavval reagálhat, vízben oldódó sókat képezve. Foszforsavval és hidrogén-fluoriddal reagálva oldhatatlan ritkaföldfém-foszfátokká és fluoridokká alakul. Számos szerves savval reagálva megfelelő ritkaföldfém szerves vegyületeket képez. Lehetnek oldható komplex kationok vagy komplex anionok, vagy az oldódási értéktől függően kevésbé oldható semleges vegyületek is kicsapódhatnak. Másrészt a ritkaföldfém-karbonát kalcinálással megfelelő oxidokká bontható, amelyek közvetlenül felhasználhatók számos új ritkaföldfém-anyag előállításában. Jelenleg a ritkaföldfém-karbonát éves termelése Kínában meghaladja a 10 000 tonnát, ami az összes ritkaföldfém-termék több mint egynegyedét teszi ki, ami azt jelzi, hogy a ritkaföldfém-karbonát ipari termelése és alkalmazása nagyon fontos szerepet játszik a ritkaföldfém-ipar fejlődésében.

A cérium-karbonát egy szervetlen vegyület, amelynek kémiai képlete C3Ce2O9, molekulatömege 460, logP értéke -7,40530, PSA értéke 198,80000, forráspontja 333,6ºC 760 Hgmm nyomáson, lobbanáspontja pedig 169,8ºC. A ritkaföldfémek ipari előállításában a cérium-karbonát köztes alapanyag különféle cériumtermékek, például különféle cériumsók és cérium-oxid előállításához. Széles körben felhasználható, és fontos könnyű ritkaföldfém termék. A hidratált cérium-karbonát kristály lantanit típusú szerkezettel rendelkezik, és az SEM-felvétele azt mutatja, hogy a hidratált cérium-karbonát kristály alapformája pehelyszerű, a pehely gyenge kölcsönhatásokkal összefonódik, sziromszerű szerkezetet alkotva, a szerkezet laza, így mechanikai erő hatására könnyen apró darabokra hasad. Az iparban hagyományosan előállított cérium-karbonát jelenleg a szárítás utáni összes ritkaföldfém-tartalomnak mindössze 42-46%-át tartalmazza, ami korlátozza a cérium-karbonát termelési hatékonyságát.

Alacsony vízfogyasztású, stabil minőségű, az előállított cérium-karbonátot nem kell szárítani vagy centrifugális szárítás után szárítani, és a ritkaföldfémek teljes mennyisége elérheti a 72% és 74% közötti értéket, az eljárás egyszerű és egylépéses eljárás a nagy mennyiségű ritkaföldfémű cérium-karbonát előállítására. A következő technikai sémát alkalmazzák: egylépéses módszert alkalmaznak a nagy mennyiségű ritkaföldfémű cérium-karbonát előállítására, azaz a CeO240-90g/l tömegkoncentrációjú cérium tápoldatot 95°C és 105°C között melegítik, és folyamatos keverés közben ammónium-hidrogén-karbonátot adnak hozzá a cérium-karbonát kicsapásához. Az ammónium-hidrogén-karbonát mennyiségét úgy állítják be, hogy a tápfolyadék pH-értéke végül 6,3 és 6,5 között legyen, és az adagolási sebességet úgy választják meg, hogy a tápfolyadék ne folyjon ki a vályúból. A cérium tápoldat legalább a következők egyike: cérium-klorid vizes oldat, cérium-szulfát vizes oldat vagy cérium-nitrát vizes oldat. Az UrbanMines Tech K+F csapata. Co., Ltd. új szintézismódszert alkalmaz szilárd ammónium-hidrogén-karbonát vagy vizes ammónium-hidrogén-karbonát oldat hozzáadásával.

A cérium-karbonát felhasználható cérium-oxid, cérium-dioxid és más nanorészecskék előállítására. Az alkalmazások és példák a következők:

1. Tükröződésmentes ibolya üveg, amely erősen elnyeli az ultraibolya sugarakat és a látható fény sárga részét. A hagyományos szóda-mész-szilícium-dioxid úsztatott üveg összetételéhez képest a következő nyersanyagokat tartalmazza tömegszázalékban: szilícium-dioxid 72~82%, nátrium-oxid 6~15%, kalcium-oxid 4~13%, magnézium-oxid 2~8%, alumínium-oxid 0~3%, vas-oxid 0,05~0,3%, cérium-karbonát 0,1~3%, neodímium-karbonát 0,4~1,2%, mangán-dioxid 0,5~3%. A 4 mm vastag üveg látható fényáteresztő képessége nagyobb, mint 80%, ultraibolya áteresztő képessége kisebb, mint 15%, és az 568-590 nm hullámhosszon az áteresztőképessége kisebb, mint 15%.

2. Endoterm energiatakarékos festék, azzal jellemezve, hogy töltőanyag és filmképző anyag összekeverésével állítják elő, a töltőanyagot pedig a következő nyersanyagok tömegarányos összekeverésével állítják elő: 20-35 rész szilícium-dioxid és 8-20 rész alumínium-oxid, 4-10 rész titán-oxid, 4-10 rész cirkónium-dioxid, 1-5 rész cink-oxid, 1-5 rész magnézium-oxid, 0,8-5 rész szilícium-karbid, 0,02-0,5 rész ittrium-oxid és 0,01-1,5 rész króm-oxid, 0,01-1,5 rész kaolin, 0,01-1,5 rész ritkaföldfém, 0,8-5 rész korom, az egyes nyersanyagok szemcsemérete 1-5 μm; ahol a ritkaföldfém-anyagok 0,01-1,5 rész lantán-karbonátot, 0,01-1,5 rész cérium-karbonátot, 1,5 rész prazeodímium-karbonátot, 0,01-1,5 rész prazeodímium-karbonátot, 0,01-1,5 rész neodímium-karbonátot és 0,01-1,5 rész promécium-nitrátot tartalmaznak; a filmképző anyag kálium-nátrium-karbonát; a kálium-nátrium-karbonátot azonos tömegű kálium-karbonáttal és nátrium-karbonáttal keverik össze. A töltőanyag és a filmképző anyag tömegaránya 2,5:7,5, 3,8:6,2 vagy 4,8:5,2. Továbbá az endoterm energiatakarékos festék előállítási eljárásának jellemzője, hogy a következő lépéseket tartalmazza:

1. lépés, a töltőanyag előkészítése, először mérjünk ki 20-35 tömegrész szilícium-dioxidot, 8-20 tömegrész alumínium-oxidot, 4-10 tömegrész titán-oxidot, 4-10 tömegrész cirkónium-dioxidot és 1-5 tömegrész cink-oxidot, 1-5 tömegrész magnézium-oxidot, 0,8-5 tömegrész szilícium-karbidot, 0,02-0,5 tömegrész ittrium-oxidot, 0,01-1,5 tömegrész króm-trioxidot, 0,01-1,5 tömegrész kaolint, 0,01-1,5 tömegrész ritkaföldfémeket és 0,8-5 tömegrész kormot, majd keverőben egyenletesen keverjük össze töltőanyag előállításához. ahol a ritkaföldfém anyag 0,01-1,5 rész lantán-karbonátot, 0,01-1,5 rész cérium-karbonátot, 0,01-1,5 rész prazeodímium-karbonátot, 0,01-1,5 rész neodímium-karbonátot és 0,01~1,5 rész promécium-nitrátot tartalmaz;

2. lépés, a filmképző anyag előkészítése, a filmképző anyag nátrium-kálium-karbonát; először mérjük le a kálium-karbonátot és a nátrium-karbonátot tömeg szerint, majd egyenletesen keverjük össze a filmképző anyag előállításához; a nátrium-kálium-karbonát azonos tömegű kálium-karbonátot és nátrium-karbonátot keverünk össze;

3. lépés: a töltőanyag és a filmanyag keverési aránya tömegarányban 2,5:7,5, 3,8:6,2 vagy 4,8:5,2, és a keveréket egyenletesen összekeverik és diszpergálják, hogy keveréket kapjanak;

A 4. lépésben a keveréket 6-8 órán át golyósmalomban őrlik, majd egy szitán átengedve nyerik a készterméket, a szita hálószeme 1-5 μm.

3. Ultrafinom cérium-oxid előállítása: Hidratált cérium-karbonát prekurzor felhasználásával, közvetlen golyósőrléssel és kalcinálással ultrafinom cérium-oxidot állítottak elő, amelynek átlagos részecskemérete kisebb, mint 3 μm. A kapott termékek mindegyike köbös fluorit szerkezetű. A kalcinálási hőmérséklet növekedésével a termékek részecskemérete csökken, a részecskeméret-eloszlás szűkül, és a kristályosság növekszik. Három különböző üveg polírozóképessége azonban 900℃ és 1000℃ között mutatott maximális értéket. Ezért úgy vélik, hogy az üvegfelületi anyagok polírozási folyamat során történő eltávolításának sebességét nagymértékben befolyásolja a polírozó por részecskemérete, kristályossága és felületi aktivitása.