Ցերիումի կարբոնատը անօրգանական միացություն է, որն առաջանում է ցերիումի օքսիդը կարբոնատի հետ փոխազդելու արդյունքում։ Այն ունի գերազանց կայունություն և քիմիական իներտություն և լայնորեն օգտագործվում է տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են միջուկային էներգիան, կատալիզատորները, պիգմենտները, ապակին և այլն: 3,4 միլիարդ դոլար մինչև 2024 թվականը: Ցերիումի կարբոնատի արտադրության երեք հիմնական եղանակ կա՝ քիմիական, ֆիզիկական և կենսաբանական: Այս մեթոդների շարքում հիմնականում կիրառվում է քիմիական մեթոդը՝ դրա արտադրության համեմատաբար ցածր ծախսերի պատճառով. սակայն, այն նաև առաջ է բերում շրջակա միջավայրի աղտոտման զգալի մարտահրավերներ: Ցերիումի կարբոնատի արդյունաբերությունը ցուցադրում է զարգացման հսկայական հեռանկարներ և ներուժ, բայց պետք է նաև դիմակայել տեխնոլոգիական առաջընթացին և շրջակա միջավայրի պաշտպանության մարտահրավերներին: UrbanMines Tech. Co., Ltd., առաջատար ձեռնարկություն Չինաստանում, որը մասնագիտանում է հետազոտությունների և մշակումների, ինչպես նաև ցերիումի կարբոնատի արտադրանքի արտադրության և վաճառքի մեջ, նպատակ ունի խթանել արդյունաբերության կայուն աճը շրջակա միջավայրի պահպանության պրակտիկայի խելամիտ առաջնահերթությունների միջոցով՝ միաժամանակ խելամտորեն իրականացնելով բարձր արդյունավետ միջոցներ: UrbanMines-ի R&D թիմը կազմել է այս հոդվածը՝ պատասխանելու մեր հաճախորդների հարցերին և մտահոգություններին:
1. Ինչի՞ համար է օգտագործվում ցերիումի կարբոնատը: Որո՞նք են ցերիումի կարբոնատի կիրառությունները:
Ցերիումի կարբոնատը ցերիումի և կարբոնատից կազմված միացություն է, որը հիմնականում օգտագործվում է կատալիտիկ նյութերի, լյումինեսցենտ նյութերի, փայլեցնող նյութերի և քիմիական ռեակտիվների մեջ: Դրա հատուկ կիրառման ոլորտները ներառում են.
(1) Հազվագյուտ հողային լյումինեսցենտ նյութեր. բարձր մաքրության ցերիումի կարբոնատը ծառայում է որպես կարևոր հումք հազվագյուտ հողային լյումինեսցենտ նյութերի պատրաստման համար: Այս լյումինեսցենտ նյութերը լայնորեն օգտագործվում են լուսավորության, ցուցադրման և այլ ոլորտներում՝ ապահովելով էական աջակցություն ժամանակակից էլեկտրոնային արդյունաբերության առաջխաղացման համար:
(2) Ավտոմոբիլային շարժիչների արտանետման մաքրիչներ. ցերիումի կարբոնատն օգտագործվում է ավտոմեքենաների արտանետումների մաքրման կատալիզատորների արտադրության մեջ, որոնք արդյունավետորեն նվազեցնում են ավտոմեքենաների արտանետումների արտանետումները և զգալի դեր են խաղում օդի որակի բարելավման գործում:
(3) Փայլեցնող նյութեր. ցերիումի կարբոնատը փայլեցնող միացություններում հանդես գալով որպես հավելում` բարձրացնում է տարբեր նյութերի պայծառությունն ու հարթությունը:
(4) Գունավոր ինժեներական պլաստմասսա. Երբ օգտագործվում է որպես ներկանյութ, ցերիումի կարբոնատը հատուկ գույներ և հատկություններ է հաղորդում ինժեներական պլաստմասսաներին:
(5) Քիմիական կատալիզատորներ. ցերիումի կարբոնատը լայն կիրառություն է գտնում որպես քիմիական կատալիզատոր՝ ուժեղացնելով կատալիզատորի ակտիվությունը և ընտրողականությունը՝ միաժամանակ խթանելով քիմիական ռեակցիաները:
(6) Քիմիական ռեակտիվներ և բժշկական կիրառություններ. Ի լրումն որպես քիմիական ռեագենտ օգտագործելու, ցերիումի կարբոնատը ցույց է տվել իր արժեքը բժշկական ոլորտներում, ինչպիսիք են այրվածքների վերքերի բուժումը:
(7) Ցեմենտացված կարբիդային հավելումներ. ցերիումի կարբոնատի ավելացումը ցեմենտացված կարբիդային համաձուլվածքներին բարելավում է դրանց կարծրությունը և մաշվածության դիմադրողականությունը:
(8) Կերամիկական արդյունաբերություն. Կերամիկական արդյունաբերությունը օգտագործում է ցերիումի կարբոնատը որպես հավելում` կերամիկայի կատարողական բնութագրերն ու արտաքին տեսքը բարձրացնելու համար:
Ամփոփելով, ցերիումի կարբոնատներն իրենց եզակի հատկությունների և տարբեր ոլորտներում կիրառությունների լայն շրջանակի շնորհիվ ինդիսպ են խաղում:
2. Ո՞րն է ցերիումի կարբոնատի գույնը:
Ցերիումի կարբոնատի գույնը սպիտակ է, բայց դրա մաքրությունը կարող է փոքր-ինչ ազդել կոնկրետ գույնի վրա, ինչի արդյունքում ձեռք է բերվում մի փոքր դեղնավուն երանգ:
3. Որո՞նք են ցերիումի 3 տարածված օգտագործումը:
Ցերիումը ունի երեք ընդհանուր կիրառություն.
(1) Այն օգտագործվում է որպես ավտոմոբիլային արտանետումների մաքրման կատալիզատորներ՝ թթվածնի պահպանման գործառույթը պահպանելու, կատալիզատորի արդյունավետությունը բարձրացնելու և թանկարժեք մետաղների օգտագործումը նվազեցնելու համար: Այս կատալիզատորը լայնորեն կիրառվել է ավտոմեքենաների մեջ՝ արդյունավետորեն մեղմելով ավտոմեքենաների արտանետվող արտանետումների աղտոտումը շրջակա միջավայր:
(2) Այն ծառայում է որպես հավելում օպտիկական ապակու մեջ՝ ուլտրամանուշակագույն և ինֆրակարմիր ճառագայթները կլանելու համար: Այն լայնորեն օգտագործվում է ավտոմոբիլային ապակու մեջ՝ ապահովելով պաշտպանություն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից և նվազեցնելով մեքենայի սրահի ջերմաստիճանը՝ դրանով իսկ խնայելով էլեկտրաէներգիան օդորակման նպատակով: 1997 թվականից ցերիումի օքսիդը ներառված է ճապոնական ավտոմոբիլային բոլոր ապակիների մեջ և լայնորեն օգտագործվում է նաև Միացյալ Նահանգներում:
(3) Ցերիումը կարող է ավելացվել որպես NdFeB մշտական մագնիսական նյութերի հավելում` դրանց մագնիսական հատկությունները և կայունությունը բարձրացնելու համար: Այս նյութերը լայնորեն կիրառվում են էլեկտրոնիկայի և էլեկտրական մեքենաների մեջ, ինչպիսիք են շարժիչները և գեներատորները՝ բարելավելով սարքավորումների արդյունավետությունն ու կատարումը:
4. Ի՞նչ է անում ցերիումը օրգանիզմի հետ:
Ցերիումի ազդեցությունը մարմնի վրա հիմնականում ներառում է հեպատոտոքսիկություն և օստեոտոքսիկություն, ինչպես նաև հնարավոր ազդեցություն օպտիկական նյարդային համակարգի վրա: Ցերիումը և նրա միացությունները վնասակար են մարդու էպիդերմիսի և օպտիկական նյարդային համակարգի համար, ընդ որում նույնիսկ նվազագույն ինհալացիաները հաշմանդամության կամ կյանքին սպառնացող պայմանների վտանգ են ներկայացնում: Ցերիումի օքսիդը թունավոր է մարդու մարմնի համար՝ վնասելով լյարդին և ոսկորներին։ Առօրյա կյանքում կարևոր է պատշաճ նախազգուշական միջոցներ ձեռնարկել և խուսափել քիմիական նյութեր ներշնչելուց:
Մասնավորապես, ցերիումի օքսիդը կարող է նվազեցնել պրոտոմբինի պարունակությունը՝ դարձնելով այն ոչ ակտիվ; արգելակել թրոմբինի առաջացումը; նստվածք ֆիբրինոգեն; և կատալիզացնում են ֆոսֆատային միացությունների քայքայումը։ Հազվագյուտ հողերի ավելցուկ պարունակությամբ իրերի երկարատև ազդեցությունը կարող է հանգեցնել լյարդի և կմախքի վնասմանը:
Բացի այդ, ցերիումի օքսիդ կամ այլ նյութեր պարունակող փայլեցնող փոշին կարող է ուղղակիորեն ներթափանցել թոքեր շնչառական տրակտի ինհալացիայի միջոցով՝ հանգեցնելով թոքերի նստվածքի, որը կարող է հանգեցնել սիլիկոզի: Չնայած ռադիոակտիվ ցերիումն ունի օրգանիզմում ներծծման ցածր մակարդակ, նորածիններն ունեն 144Ce կլանման համեմատաբար բարձր բաժին իրենց ստամոքս-աղիքային տրակտում: Ռադիոակտիվ ցերիումը ժամանակի ընթացքում հիմնականում կուտակվում է լյարդում և ոսկորներում:
5. Էցերիումի կարբոնատլուծելի է ջրում?
Ցերիումի կարբոնատը ջրի մեջ անլուծելի է, բայց լուծելի է թթվային լուծույթներում։ Այն կայուն միացություն է, որը չի փոխվում օդի ազդեցության տակ, բայց սևանում է ուլտրամանուշակագույն լույսի ներքո:
6. Ցերիումը կոշտ է, թե փափուկ:
Ցերիումը փափուկ, արծաթափայլ հազվագյուտ հողային մետաղ է՝ բարձր քիմիական ռեակտիվությամբ և ճկուն հյուսվածքով, որը կարելի է կտրել դանակով:
Ցերիումի ֆիզիկական հատկությունները նույնպես նպաստում են նրա փափուկ բնույթին: Ցերիումի հալման կետը 795°C է, եռմանը՝ 3443°C, խտությունը՝ 6,67 գ/մլ։ Բացի այդ, այն ենթարկվում է գունային փոփոխությունների, երբ ենթարկվում է օդի: Այս հատկությունները ցույց են տալիս, որ ցերիումը իսկապես փափուկ և ճկուն մետաղ է:
7. Կարո՞ղ է ցերիումը օքսիդացնել ջուրը:
Ցերիումը ունակ է օքսիդացնել ջուրը իր քիմիական ռեակտիվության շնորհիվ: Այն դանդաղ արձագանքում է սառը ջրով և արագ՝ տաք ջրի հետ, որի արդյունքում առաջանում է ցերիումի հիդրօքսիդ և ջրածնի գազ։ Այս ռեակցիայի արագությունը տաք ջրում ավելանում է սառը ջրի համեմատ:
8. Հազվադեպ է արդյոք ցերիումը:
Այո, ցերիումը համարվում է հազվագյուտ տարր, քանի որ այն կազմում է երկրակեղևի մոտավորապես 0,0046%-ը, ինչը նրան դարձնում է հազվագյուտ երկրային տարրերի մեջ ամենաառատներից մեկը:
9. Ցերիումը պինդ հեղուկ է, թե գազ:
Ցերիումը գոյություն ունի որպես պինդ նյութ սենյակային ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններում: Այն երևում է որպես արծաթամոխրագույն ռեակտիվ մետաղ, որն ունի ճկունություն և ավելի փափուկ է, քան երկաթը: Թեև տաքացման պայմաններում այն կարող է վերածվել հեղուկի, նորմալ պայմաններում (սենյակային ջերմաստիճան և ճնշում), այն մնում է իր պինդ վիճակում՝ հալման 795°C և եռման 3443°C ջերմաստիճանի պատճառով։
10. Ինչպիսի՞ն է ցերիումը:
Ցերիումը ցուցադրում է հազվագյուտ հողային տարրերի խմբին պատկանող արծաթամոխրագույն ռեակտիվ մետաղի տեսք։ Նրա քիմիական խորհրդանիշը Ce է, իսկ ատոմային թիվը՝ 58: Այն առանձնանում է որպես ամենառատ REE-ներից մեկը: Ceriu փոշին ունի բարձր ռեակտիվություն օդի նկատմամբ՝ առաջացնելով ինքնաբուխ այրում, ինչպես նաև հեշտությամբ լուծվում է թթուներում: Այն ծառայում է որպես գերազանց նվազեցնող միջոց, որն օգտագործվում է հիմնականում համաձուլվածքների արտադրության համար:
Ֆիզիկական հատկությունները ներառում են. խտությունը տատանվում է 6,7-6,9 միջակայքում՝ կախված բյուրեղային կառուցվածքից; հալման կետը կազմում է 799℃, իսկ եռման կետը հասնում է 3426℃: «Ցերիում» անվանումը ծագել է անգլերեն «Ceres» տերմինից, որը վերաբերում է աստերոիդին: Երկրի ընդերքում պարունակության տոկոսը կազմում է մոտավորապես 0,0046%, ինչը այն դարձնում է շատ տարածված REE-ների շրջանում:
Ցերիուն հիմնականում հանդիպում է մոնազիտի, բաստնեզիտի և ուրան-թորիումային պլուտոնիումից ստացված տրոհման արտադրանքներում։ Արդյունաբերության մեջ այն գտնում է լայն կիրառություններ, ինչպիսիք են համաձուլվածքների արտադրության կատալիզատորների օգտագործումը: