6

Carbonad Ceriwm

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae cymhwyso adweithyddion lanthanid mewn synthesis organig wedi datblygu'n aruthrol. Yn eu plith, canfuwyd bod gan lawer o adweithyddion lanthanid gatalysis dethol amlwg yn yr adwaith ffurfio bondiau carbon-carbon; ar yr un pryd, canfuwyd bod gan lawer o adweithyddion lanthanid nodweddion rhagorol mewn adweithiau ocsideiddio organig ac adweithiau lleihau organig i drosi grwpiau swyddogaethol. Mae defnydd amaethyddol o bridd prin yn gyflawniad ymchwil wyddonol gyda nodweddion Tsieineaidd a gafwyd gan weithwyr gwyddonol a thechnolegol Tsieineaidd ar ôl blynyddoedd o waith caled, ac mae wedi'i hyrwyddo'n egnïol fel mesur pwysig i gynyddu cynhyrchiant amaethyddol yn Tsieina. Mae carbonad bridd prin yn hawdd ei hydawdd mewn asid i ffurfio halwynau a charbon deuocsid cyfatebol, y gellir ei ddefnyddio'n gyfleus wrth synthesis amrywiol halwynau a chymhlygion bridd prin heb gyflwyno amhureddau anionig. Er enghraifft, gall adweithio ag asidau cryf fel asid nitrig, asid hydroclorig, asid nitrig, asid perclorig, ac asid sylffwrig i ffurfio halwynau hydawdd mewn dŵr. Adweithio ag asid ffosfforig ac asid hydrofflworig i drosi'n ffosffadau a fflworidau bridd prin anhydawdd. Adweithio â llawer o asidau organig i ffurfio cyfansoddion organig bridd prin cyfatebol. Gallant fod yn gatïonau cymhleth hydawdd neu'n anionau cymhleth, neu mae cyfansoddion niwtral llai hydawdd yn cael eu gwaddodi yn dibynnu ar werth y toddiant. Ar y llaw arall, gellir dadelfennu carbonad daear prin yn ocsidau cyfatebol trwy galchynnu, y gellir eu defnyddio'n uniongyrchol wrth baratoi llawer o ddeunyddiau daear prin newydd. Ar hyn o bryd, mae allbwn blynyddol carbonad daear prin yn Tsieina yn fwy na 10,000 tunnell, sy'n cyfrif am fwy na chwarter o'r holl nwyddau daear prin, sy'n dangos bod cynhyrchu a chymhwyso diwydiannol carbonad daear prin yn chwarae rhan bwysig iawn yn natblygiad y diwydiant daear prin.

Mae ceriwm carbonad yn gyfansoddyn anorganig gyda fformiwla gemegol o C3Ce2O9, pwysau moleciwlaidd o 460, logP o -7.40530, PSA o 198.80000, berwbwynt o 333.6ºC ar 760 mmHg, a phwynt fflach o 169.8ºC. Yn y cynhyrchiad diwydiannol o briddoedd prin, mae ceriwm carbonad yn ddeunydd crai canolradd ar gyfer paratoi amrywiol gynhyrchion ceriwm fel amrywiol halwynau ceriwm ac ocsid ceriwm. Mae ganddo ystod eang o ddefnyddiau ac mae'n gynnyrch priddoedd prin ysgafn pwysig. Mae gan y grisial ceriwm carbonad hydradol strwythur tebyg i lanthanit, ac mae ei lun SEM yn dangos bod siâp sylfaenol y grisial ceriwm carbonad hydradol yn debyg i naddion, ac mae'r naddion wedi'u rhwymo at ei gilydd gan ryngweithiadau gwan i ffurfio strwythur tebyg i betal, ac mae'r strwythur yn rhydd, felly o dan weithred grym mecanyddol mae'n hawdd ei hollti'n ddarnau bach. Ar hyn o bryd dim ond 42-46% o gyfanswm y ddaear brin sydd gan y ceriwm carbonad a gynhyrchir yn gonfensiynol yn y diwydiant ar ôl sychu, sy'n cyfyngu ar effeithlonrwydd cynhyrchu ceriwm carbonad.

Math o ddefnydd dŵr isel, ansawdd sefydlog, nid oes angen sychu'r carbonad ceriwm a gynhyrchir na'i sychu ar ôl sychu allgyrchol, a gall cyfanswm y ddaear brin gyrraedd 72% i 74%, ac mae'r broses yn syml ac yn broses un cam ar gyfer paratoi carbonad ceriwm gyda chyfanswm uchel o ddaear brin. Mabwysiadir y cynllun technegol canlynol: defnyddir dull un cam i baratoi carbonad ceriwm gyda chyfanswm uchel o ddaear brin, hynny yw, caiff y toddiant porthiant ceriwm gyda chrynodiad màs o CeO240-90g/L ei gynhesu ar 95°C i 105°C, ac ychwanegir bicarbonad amoniwm o dan droi cyson i waddodi carbonad ceriwm. Addasir faint o ficarbonad amoniwm fel bod gwerth pH yr hylif porthiant yn cael ei addasu o'r diwedd i 6.3 i 6.5, ac mae'r gyfradd ychwanegu yn addas fel nad yw'r hylif porthiant yn rhedeg allan o'r cafn. Mae'r toddiant porthiant ceriwm yn o leiaf un o doddiant dyfrllyd clorid ceriwm, toddiant dyfrllyd sylffad ceriwm neu doddiant dyfrllyd nitrad ceriwm. Tîm Ymchwil a Datblygu UrbanMines Tech. Mae Co., Ltd. yn mabwysiadu dull synthesis newydd trwy ychwanegu bicarbonad amoniwm solet neu doddiant bicarbonad amoniwm dyfrllyd.

Gellir defnyddio ceriwm carbonad i baratoi ceriwm ocsid, ceriwm deuocsid a nanoddeunyddiau eraill. Dyma'r cymwysiadau a'r enghreifftiau:

1. Gwydr fioled gwrth-lacharedd sy'n amsugno pelydrau uwchfioled a rhan felyn golau gweladwy yn gryf. Yn seiliedig ar gyfansoddiad gwydr arnofio soda-leim-silica cyffredin, mae'n cynnwys y deunyddiau crai canlynol mewn canrannau pwysau: silica 72~82%, sodiwm ocsid 6~15%, calsiwm ocsid 4~13%, magnesiwm ocsid 2~8%, alwmina 0~3%, haearn ocsid 0.05~0.3%, ceriwm carbonad 0.1~3%, neodymiwm carbonad 0.4~1.2%, manganîs deuocsid 0.5~3%. Mae gan y gwydr 4mm o drwch drosglwyddiad golau gweladwy sy'n fwy nag 80%, trosglwyddiad uwchfioled llai na 15%, a throsglwyddiad ar donfeddi o 568-590 nm llai na 15%.

2. Paent endothermig sy'n arbed ynni, a nodweddir gan ei fod yn cael ei ffurfio trwy gymysgu llenwr a deunydd sy'n ffurfio ffilm, a bod y llenwr yn cael ei ffurfio trwy gymysgu'r deunyddiau crai canlynol mewn rhannau yn ôl pwysau: 20 i 35 rhan o silicon deuocsid, ac 8 i 20 rhan o alwminiwm ocsid, 4 i 10 rhan o titaniwm ocsid, 4 i 10 rhan o zirconia, 1 i 5 rhan o sinc ocsid, 1 i 5 rhan o magnesiwm ocsid, 0.8 i 5 rhan o silicon carbide, 0.02 i 0.5 rhan o yttriwm ocsid, a 0.01 i 1.5 rhan o gromiwm ocsid, 0.01-1.5 rhan o gaolin, 0.01-1.5 rhan o ddeunyddiau daear prin, 0.8-5 rhan o garbon du, maint gronynnau pob deunydd crai yw 1-5 μm; lle mae'r deunyddiau daear prin yn cynnwys 0.01-1.5 rhan o garbonad lantanwm, 0.01-1.5 rhan o garbonad seriwm, 1.5 rhan o garbonad praseodymiwm, 0.01 i 1.5 rhan o garbonad praseodymiwm, 0.01 i 1.5 rhan o garbonad neodymiwm a 0.01 i 1.5 rhan o nitrad promethiwm; y deunydd sy'n ffurfio ffilm yw carbonad sodiwm potasiwm; mae'r carbonad sodiwm potasiwm wedi'i gymysgu â'r un pwysau o garbonad potasiwm a charbonad sodiwm. Cymhareb cymysgu pwysau'r llenwr a'r deunydd sy'n ffurfio ffilm yw 2.5:7.5, 3.8:6.2 neu 4.8:5.2. Ymhellach, nodweddir math o ddull paratoi ar gyfer paent arbed ynni endothermig gan ei fod yn cynnwys y camau canlynol:

Cam 1, paratoi'r llenwr, yn gyntaf pwyswch 20-35 rhan o silica, 8-20 rhan o alwmina, 4-10 rhan o ocsid titaniwm, 4-10 rhan o zirconia, ac 1-5 rhan o ocsid sinc yn ôl pwysau., 1 i 5 rhan o ocsid magnesiwm, 0.8 i 5 rhan o garbid silicon, 0.02 i 0.5 rhan o ocsid ytriwm, 0.01 i 1.5 rhan o gromiwm triocsid, 0.01 i 1.5 rhan o gaolin, 0.01 i 1.5 rhan o ddeunyddiau daear prin, a 0.8 i 5 rhan o garbon du, ac yna cymysgwch yn unffurf mewn cymysgydd i gael llenwr; lle mae'r deunydd daear prin yn cynnwys 0.01-1.5 rhan o garbonad lanthanwm, 0.01-1.5 rhan o garbonad seriwm, 0.01-1.5 rhan o garbonad praseodymiwm, 0.01-1.5 rhan o garbonad neodymiwm a 0.01 ~ 1.5 rhan o nitrad promethiwm;

Cam 2, paratoi'r deunydd sy'n ffurfio ffilm, y deunydd sy'n ffurfio ffilm yw sodiwm carbonad potasiwm; yn gyntaf pwyswch y potasiwm carbonad a'r sodiwm carbonad yn ôl pwysau, ac yna cymysgwch nhw'n gyfartal i gael y deunydd sy'n ffurfio ffilm; cymysgwch y sodiwm carbonad potasiwm a'r sodiwm carbonad o'r un pwysau;

Cam 3, y gymhareb gymysgu o lenwad a deunydd ffilm yn ôl pwysau yw 2.5: 7.5, 3.8: 6.2 neu 4.8: 5.2, ac mae'r cymysgedd yn cael ei gymysgu a'i wasgaru'n unffurf i gael cymysgedd;

Yng ngham 4, mae'r cymysgedd yn cael ei felino â phêl am 6-8 awr, ac yna ceir y cynnyrch gorffenedig trwy ei basio trwy rîn, ac mae rhwyll y rîn yn 1-5 μm.

3. Paratoi ocsid ceriwm mân iawn: Gan ddefnyddio carbonad ceriwm hydradol fel y rhagflaenydd, paratowyd ocsid ceriwm mân iawn gyda maint gronynnau canolrifol o lai na 3 μm trwy felino pêl uniongyrchol a chalcineiddio. Mae gan y cynhyrchion a gafwyd strwythur fflworit ciwbig. Wrth i'r tymheredd calcineiddio gynyddu, mae maint gronynnau'r cynhyrchion yn lleihau, mae dosbarthiad maint y gronynnau'n mynd yn gulach ac mae'r crisialedd yn cynyddu. Fodd bynnag, dangosodd gallu caboli tri gwydr gwahanol werth uchaf rhwng 900 ℃ a 1000 ℃. Felly, credir bod cyfradd tynnu sylweddau arwyneb gwydr yn ystod y broses caboli yn cael ei heffeithio'n fawr gan faint y gronynnau, crisialedd a gweithgaredd arwyneb y powdr caboli.