En los últimos años, la aplicación de reactivos de lantánidos en la síntesis orgánica ha experimentado un desarrollo vertiginoso. Muchos de estos reactivos presentan una catálisis selectiva evidente en la formación de enlaces carbono-carbono; asimismo, demuestran excelentes características en reacciones de oxidación y reducción orgánicas para la conversión de grupos funcionales. El uso agrícola de tierras raras es un logro de la investigación científica con características chinas, obtenido por científicos y tecnólogos chinos tras años de arduo trabajo, y se ha promovido activamente como una medida importante para incrementar la producción agrícola en China. El carbonato de tierras raras es fácilmente soluble en ácido para formar las sales correspondientes y dióxido de carbono, lo que permite su uso conveniente en la síntesis de diversas sales y complejos de tierras raras sin introducir impurezas aniónicas. Por ejemplo, reacciona con ácidos fuertes como el ácido nítrico, el ácido clorhídrico, el ácido perclórico y el ácido sulfúrico para formar sales solubles en agua. Reacciona con ácido fosfórico y ácido fluorhídrico para convertirse en fosfatos y fluoruros de tierras raras insolubles. Reaccionan con muchos ácidos orgánicos para formar los correspondientes compuestos orgánicos de tierras raras. Estos pueden ser cationes o aniones complejos solubles, o bien, según la concentración de la solución, precipitan compuestos neutros menos solubles. Por otro lado, el carbonato de tierras raras puede descomponerse en los óxidos correspondientes mediante calcinación, los cuales pueden utilizarse directamente en la preparación de numerosos materiales nuevos de tierras raras. Actualmente, la producción anual de carbonato de tierras raras en China supera las 10 000 toneladas, lo que representa más de una cuarta parte del total de materias primas de tierras raras, lo que indica que la producción y aplicación industrial del carbonato de tierras raras desempeña un papel fundamental en el desarrollo de la industria de las tierras raras.
El carbonato de cerio es un compuesto inorgánico con una fórmula química de C3Ce2O9, un peso molecular de 460, un logP de -7,40530, un PSA de 198,80000, un punto de ebullición de 333,6ºC a 760 mmHg y un punto de inflamación de 169,8ºC. En la producción industrial de tierras raras, el carbonato de cerio es una materia prima intermedia para la preparación de diversos productos de cerio, como varias sales de cerio y óxido de cerio. Tiene una amplia gama de usos y es un importante producto de tierras raras ligeras. El cristal de carbonato de cerio hidratado tiene una estructura tipo lantanita, y su foto SEM muestra que la forma básica del cristal de carbonato de cerio hidratado es laminar, y las láminas están unidas por interacciones débiles para formar una estructura similar a pétalos, y la estructura es suelta, por lo que bajo la acción de una fuerza mecánica es fácil de fracturar en pequeños fragmentos. El carbonato de cerio que se produce convencionalmente en la industria actualmente solo contiene entre el 42 % y el 46 % del total de tierras raras después del secado, lo que limita la eficiencia de producción del carbonato de cerio.
Un tipo de bajo consumo de agua, calidad estable, el carbonato de cerio producido no necesita secado o secado después del secado centrífugo, y la cantidad total de tierras raras puede alcanzar 72% a 74%, y el proceso es simple y un proceso de un solo paso para preparar carbonato de cerio con una cantidad total de tierras raras. Se adopta el siguiente esquema técnico se adopta un método de un solo paso se utiliza para preparar carbonato de cerio con una cantidad total de tierras raras, es decir, la solución de alimentación de cerio con una concentración másica de CeO240-90g/L se calienta a 95°C a 105°C, y se agrega bicarbonato de amonio bajo agitación constante para precipitar carbonato de cerio. El valor de bicarbonato de amonio se ajusta de manera que el valor de pH del líquido de alimentación se ajuste finalmente a 6.3 a 6.5, y la tasa de adición es adecuada para que el líquido de alimentación esté en el tanque. La solución de alimentación de cerio es al menos una de las siguientes: solución acuosa de cloruro de cerio, solución acuosa de sulfato de cerio o solución acuosa de nitrato de cerio. El equipo de I+D de UrbanMines Tech. Co., Ltd. adopta un nuevo método de síntesis mediante la adición de bicarbonato de amonio sólido o solución acuosa de bicarbonato de amonio.
El carbonato de cerio se puede utilizar para preparar óxido de cerio, dióxido de cerio y otros nanomateriales. Las aplicaciones y ejemplos son los siguientes:
1. Un vidrio violeta antirreflejo que absorbe fuertemente los rayos ultravioleta y la parte amarilla de la luz visible. Basado en la composición del vidrio flotado de sílice-soda-cálcica común, incluye las siguientes materias primas en porcentajes en peso: sílice 72~82%, óxido de sodio 6~15%, óxido de calcio 4~13%, óxido de magnesio 2~8%, alúmina 0~3%, óxido de hierro 0.05~0.3%, carbonato de cerio 0.1~3%, carbonato de neodimio 0.4~1.2%, dióxido de manganeso 0.5~3%. El vidrio de 4 mm de espesor tiene una transmitancia de luz visible mayor del 80%, una transmitancia ultravioleta menor del 15% y una transmitancia en longitudes de onda de 568-590 nm menor del 15%.
2. Una pintura endotérmica de ahorro de energía, caracterizada porque se forma mezclando un relleno y un material formador de película, y el relleno se forma mezclando las siguientes materias primas en partes por peso: 20 a 35 partes de dióxido de silicio, y 8 a 20 partes de óxido de aluminio, 4 a 10 partes de óxido de titanio, 4 a 10 partes de zirconia, 1 a 5 partes de óxido de zinc, 1 a 5 partes de óxido de magnesio, 0,8 a 5 partes de carburo de silicio, 0,02 a 0,5 partes de óxido de itrio, y 0,01 a 1,5 partes de óxido de cromo, 0,01-1,5 partes de caolín, 0,01-1,5 partes de materiales de tierras raras, 0,8-5 partes de negro de humo, el tamaño de partícula de cada materia prima es de 1-5 μm; donde los materiales de tierras raras incluyen 0,01-1,5 partes de carbonato de lantano, 0,01-1,5 partes de carbonato de cerio, 1,5 partes de carbonato de praseodimio, 0,01 a 1,5 partes de carbonato de praseodimio, 0,01 a 1,5 partes de carbonato de neodimio y 0,01 a 1,5 partes de nitrato de prometio; el material formador de película es carbonato de potasio y sodio; el carbonato de potasio y sodio se mezcla con el mismo peso de carbonato de potasio y carbonato de sodio. La relación de mezcla en peso del relleno y el material formador de película es 2,5:7,5, 3,8:6,2 o 4,8:5,2. Además, un tipo de método de preparación de pintura endotérmica de ahorro de energía se caracteriza por comprender los siguientes pasos:
Paso 1, la preparación del relleno, primero pesar 20-35 partes de sílice, 8-20 partes de alúmina, 4-10 partes de óxido de titanio, 4-10 partes de zirconia y 1-5 partes de óxido de zinc en peso, 1 a 5 partes de óxido de magnesio, 0,8 a 5 partes de carburo de silicio, 0,02 a 0,5 partes de óxido de itrio, 0,01 a 1,5 partes de trióxido de cromo, 0,01 a 1,5 partes de caolín, 0,01 a 1,5 partes de materiales de tierras raras y 0,8 a 5 partes de negro de humo, y luego mezclar uniformemente en una mezcladora para obtener un relleno; en el que el material de tierras raras incluye 0,01-1,5 partes de carbonato de lantano, 0,01-1,5 partes de carbonato de cerio, 0,01-1,5 partes de carbonato de praseodimio, 0,01-1,5 partes de carbonato de neodimio y 0,01-1,5 partes de nitrato de prometio;
Paso 2, la preparación del material formador de película, el material formador de película es carbonato de potasio y sodio; primero pesar el carbonato de potasio y el carbonato de sodio respectivamente por peso, y luego mezclarlos uniformemente para obtener el material formador de película; el carbonato de potasio y sodio es el mismo peso de carbonato de potasio y carbonato de sodio que se mezclan;
Paso 3, la proporción de mezcla de relleno y material de película en peso es 2,5: 7,5, 3,8: 6,2 o 4,8: 5,2, y la mezcla se mezcla y dispersa uniformemente para obtener una mezcla;
En el paso 4, la mezcla se muele en un molino de bolas durante 6-8 horas, y luego se obtiene el producto final haciéndolo pasar a través de un tamiz, cuya malla tiene un tamaño de 1-5 μm.
3. Preparación de óxido de cerio ultrafino: Utilizando carbonato de cerio hidratado como precursor, se preparó óxido de cerio ultrafino con un tamaño de partícula medio inferior a 3 μm mediante molienda directa con bolas y calcinación. Todos los productos obtenidos presentan una estructura cúbica de fluorita. A medida que aumenta la temperatura de calcinación, el tamaño de partícula disminuye, la distribución del tamaño de partícula se estrecha y la cristalinidad aumenta. Sin embargo, la capacidad de pulido de tres vidrios diferentes mostró un valor máximo entre 900 ℃ y 1000 ℃. Por lo tanto, se cree que la tasa de eliminación de sustancias de la superficie del vidrio durante el proceso de pulido se ve muy afectada por el tamaño de partícula, la cristalinidad y la actividad superficial del polvo de pulido.