O carbonato de cério é um composto inorgânico produzido pela reação do óxido de cério com carbonato. Possui excelente estabilidade e inércia química, sendo amplamente utilizado em diversos setores, como energia nuclear, catalisadores, pigmentos, vidro, etc. De acordo com dados de instituições de pesquisa de mercado, o mercado global de carbonato de cério atingiu US$ 2,4 bilhões em 2019 e a projeção é de que alcance US$ 3,4 bilhões até 2024. Existem três métodos principais de produção de carbonato de cério: químico, físico e biológico. Dentre esses métodos, o químico é predominantemente empregado devido aos seus custos de produção relativamente baixos; no entanto, também apresenta desafios significativos em relação à poluição ambiental. A indústria do carbonato de cério apresenta vastas perspectivas e potencial de desenvolvimento, mas também precisa enfrentar os avanços tecnológicos e os desafios da proteção ambiental. A UrbanMines Tech. Co., Ltd., empresa líder na China especializada em pesquisa e desenvolvimento, bem como na produção e venda de produtos de carbonato de cério, visa promover o crescimento sustentável da indústria por meio da priorização inteligente de práticas de proteção ambiental, implementando medidas de alta eficiência de forma inteligente. A equipe de P&D da UrbanMines compilou este artigo para responder às perguntas e preocupações de nossos clientes.
1. Para que serve o carbonato de cério? Quais são as aplicações do carbonato de cério?
O carbonato de cério é um composto formado por cério e carbonato, utilizado principalmente em materiais catalíticos, materiais luminescentes, materiais de polimento e reagentes químicos. Suas áreas de aplicação específicas incluem:
(1) Materiais luminescentes de terras raras: O carbonato de cério de alta pureza serve como matéria-prima crucial para a preparação de materiais luminescentes de terras raras. Esses materiais luminescentes encontram ampla aplicação em iluminação, displays e outros campos, fornecendo suporte essencial para o avanço da indústria eletrônica moderna.
(2) Purificadores de gases de escape de motores de automóveis: O carbonato de cério é empregado na fabricação de catalisadores de purificação de gases de escape de automóveis que reduzem eficazmente as emissões de poluentes dos gases de escape dos veículos e desempenham um papel significativo na melhoria da qualidade do ar.
(3) Materiais de polimento: Ao atuar como aditivo em compostos de polimento, o carbonato de cério aumenta o brilho e a suavidade de várias substâncias.
(4) Plásticos de engenharia coloridos: Quando usado como agente corante, o carbonato de cério confere cores e propriedades específicas aos plásticos de engenharia.
(5) Catalisadores Químicos: O carbonato de cério encontra amplas aplicações como catalisador químico, aumentando a atividade e a seletividade do catalisador, ao mesmo tempo que promove reações químicas.
(6) Reagentes químicos e aplicações médicas: Além de seu uso como reagente químico, o carbonato de cério demonstrou seu valor em áreas médicas, como o tratamento de queimaduras.
(7) Aditivos de carboneto cimentado: A adição de carbonato de cério às ligas de carboneto cimentado melhora sua dureza e resistência ao desgaste.
(8) Indústria cerâmica: A indústria cerâmica utiliza carbonato de cério como aditivo para melhorar as características de desempenho e as qualidades de aparência das cerâmicas.
Em resumo, devido às suas propriedades únicas e à ampla gama de aplicações em diversos setores, os carbonatos de cério desempenham um papel indispensável.
2. Qual é a cor do carbonato de cério?
A cor do carbonato de cério é branca, mas sua pureza pode afetar ligeiramente a cor específica, resultando em um leve tom amarelado.
3. Quais são 3 usos comuns do cério?
O cério tem três aplicações comuns:
(1) É utilizado como co-catalisador em catalisadores de purificação de gases de escape de automóveis para manter a função de armazenamento de oxigênio, melhorar o desempenho do catalisador e reduzir o uso de metais preciosos. Este catalisador tem sido amplamente adotado em automóveis, mitigando eficazmente a poluição dos gases de escape dos veículos para o ambiente.
(2) Ele serve como aditivo em vidros ópticos para absorver raios ultravioleta e infravermelhos. É amplamente utilizado em vidros automotivos, proporcionando proteção contra raios UV e reduzindo a temperatura interna do carro, economizando assim energia elétrica para fins de ar condicionado. Desde 1997, o óxido de cério é incorporado em todos os vidros automotivos japoneses e também é amplamente empregado nos Estados Unidos.
(3) O cério pode ser adicionado como aditivo aos materiais de ímã permanente NdFeB para melhorar suas propriedades magnéticas e estabilidade. Esses materiais são amplamente aplicados em eletrônica e máquinas elétricas, como motores e geradores, melhorando a eficiência e o desempenho dos equipamentos.
4. O que o cério faz ao corpo?
Os efeitos do cério no organismo envolvem principalmente hepatotoxicidade e osteotoxicidade, além de potenciais impactos no sistema nervoso óptico. O cério e seus compostos são prejudiciais à epiderme e ao sistema nervoso óptico humanos, sendo que mesmo a inalação em quantidades mínimas representa risco de incapacidade ou condições potencialmente fatais. O óxido de cério é tóxico para o corpo humano, causando danos ao fígado e aos ossos. No dia a dia, é crucial tomar as devidas precauções e evitar a inalação de substâncias químicas.
Especificamente, o óxido de cério pode reduzir o teor de protrombina, tornando-a inativa; inibir a geração de trombina; precipitar o fibrinogênio; e catalisar a decomposição de compostos fosfatados. A exposição prolongada a substâncias com teor excessivo de terras raras pode resultar em danos hepáticos e esqueléticos.
Além disso, o pó de polimento contendo óxido de cério ou outras substâncias pode entrar diretamente nos pulmões por inalação respiratória, levando à deposição pulmonar e potencialmente resultando em silicose. Embora o cério radioativo tenha uma baixa taxa de absorção geral no organismo, os bebês apresentam uma fração relativamente alta de absorção de 144Ce em seus tratos gastrointestinais. O cério radioativo se acumula principalmente no fígado e nos ossos ao longo do tempo.
5. Écarbonato de cérioSolúvel em água?
O carbonato de cério é insolúvel em água, mas solúvel em soluções ácidas. É um composto estável que não se altera quando exposto ao ar, mas escurece sob luz ultravioleta.
6. O cério é duro ou macio?
O cério é um metal de terras raras macio, de cor branco-prateada, com alta reatividade química e textura maleável que permite seu corte com uma faca.
As propriedades físicas do cério também corroboram sua natureza macia. O cério possui um ponto de fusão de 795 °C, um ponto de ebulição de 3443 °C e uma densidade de 6,67 g/mL. Além disso, sofre alterações de cor quando exposto ao ar. Essas propriedades indicam que o cério é, de fato, um metal macio e dúctil.
7. O cério pode oxidar a água?
O cério é capaz de oxidar a água devido à sua reatividade química. Ele reage lentamente com água fria e rapidamente com água quente, resultando na formação de hidróxido de cério e gás hidrogênio. A velocidade dessa reação aumenta em água quente em comparação com água fria.
8. O cério é raro?
Sim, o cério é considerado um elemento raro, pois constitui aproximadamente 0,0046% da crosta terrestre, sendo um dos mais abundantes entre os elementos de terras raras.
9. O cério é sólido, líquido ou gasoso?
O cério existe no estado sólido à temperatura e pressão ambientes. Apresenta-se como um metal reativo cinza-prateado, que possui ductilidade e é mais macio que o ferro. Embora possa se transformar em líquido sob aquecimento, em condições normais (temperatura e pressão ambientes), permanece no estado sólido devido ao seu ponto de fusão de 795 °C e ponto de ebulição de 3443 °C.
10. Qual é a aparência do cério?
O cério apresenta a aparência de um metal reativo cinza-prateado, pertencente ao grupo dos elementos de terras raras (ETR). Seu símbolo químico é Ce e seu número atômico é 58. Ele se destaca por ser um dos ETR mais abundantes. O pó de cério possui alta reatividade com o ar, causando combustão espontânea, e também se dissolve facilmente em ácidos. É um excelente agente redutor, utilizado principalmente na produção de ligas metálicas.
As propriedades físicas incluem: densidade que varia de 6,7 a 6,9, dependendo da estrutura cristalina; ponto de fusão de 799 °C e ponto de ebulição de 3426 °C. O nome "cério" tem origem no termo inglês "Ceres", que se refere a um asteroide. A porcentagem de cério na crosta terrestre é de aproximadamente 0,0046%, o que o torna altamente prevalente entre os elementos de terras raras.
O cério ocorre principalmente na monazita, bastnasita e em produtos de fissão derivados de urânio-tório-plutônio. Na indústria, encontra ampla aplicação, como na fabricação de ligas metálicas e como catalisador.