Dalam beberapa tahun terakhir, penerapan reagen lantanida dalam sintesis organik telah berkembang pesat. Di antaranya, banyak reagen lantanida ditemukan memiliki katalisis selektif yang jelas dalam reaksi pembentukan ikatan karbon-karbon; pada saat yang sama, banyak reagen lantanida ditemukan memiliki karakteristik yang sangat baik dalam reaksi oksidasi organik dan reaksi reduksi organik untuk mengubah gugus fungsional. Penggunaan unsur tanah jarang dalam pertanian merupakan prestasi penelitian ilmiah dengan karakteristik Tiongkok yang diperoleh oleh para pekerja ilmiah dan teknologi Tiongkok setelah bertahun-tahun kerja keras, dan telah dipromosikan secara gencar sebagai langkah penting untuk meningkatkan produksi pertanian di Tiongkok. Karbonat tanah jarang mudah larut dalam asam untuk membentuk garam dan karbon dioksida yang sesuai, yang dapat dengan mudah digunakan dalam sintesis berbagai garam dan kompleks tanah jarang tanpa memperkenalkan pengotor anionik. Misalnya, ia dapat bereaksi dengan asam kuat seperti asam nitrat, asam klorida, asam nitrat, asam perklorat, dan asam sulfat untuk membentuk garam yang larut dalam air. Bereaksi dengan asam fosfat dan asam fluorida untuk mengubahnya menjadi fosfat dan fluorida tanah jarang yang tidak larut. Bereaksi dengan banyak asam organik untuk membentuk senyawa organik tanah jarang yang sesuai. Senyawa tersebut dapat berupa kation kompleks atau anion kompleks yang larut, atau senyawa netral yang kurang larut yang mengendap tergantung pada nilai larutan. Di sisi lain, karbonat tanah jarang dapat diuraikan menjadi oksida yang sesuai melalui kalsinasi, yang dapat langsung digunakan dalam pembuatan banyak material tanah jarang baru. Saat ini, produksi tahunan karbonat tanah jarang di Tiongkok lebih dari 10.000 ton, yang mencakup lebih dari seperempat dari seluruh komoditas tanah jarang, menunjukkan bahwa produksi dan aplikasi industri karbonat tanah jarang memainkan peran yang sangat penting dalam pengembangan industri tanah jarang.
Serium karbonat adalah senyawa anorganik dengan rumus kimia C3Ce2O9, berat molekul 460, logP -7,40530, PSA 198,80000, titik didih 333,6ºC pada 760 mmHg, dan titik nyala 169,8ºC. Dalam produksi industri unsur tanah jarang, serium karbonat merupakan bahan baku perantara untuk pembuatan berbagai produk serium seperti berbagai garam serium dan oksida serium. Senyawa ini memiliki berbagai kegunaan dan merupakan produk unsur tanah jarang ringan yang penting. Kristal serium karbonat terhidrasi memiliki struktur tipe lantanit, dan foto SEM menunjukkan bahwa bentuk dasar kristal serium karbonat terhidrasi adalah seperti serpihan, dan serpihan-serpihan tersebut terikat bersama oleh interaksi lemah untuk membentuk struktur seperti kelopak, dan strukturnya longgar, sehingga di bawah pengaruh gaya mekanik mudah terbelah menjadi fragmen-fragmen kecil. Serium karbonat yang diproduksi secara konvensional di industri saat ini hanya memiliki 42-46% dari total unsur tanah jarang setelah pengeringan, yang membatasi efisiensi produksi serium karbonat.
Cerium karbonat yang dihasilkan memiliki konsumsi air rendah, kualitas stabil, tidak perlu dikeringkan atau dikeringkan setelah pengeringan sentrifugal, dan jumlah total unsur tanah jarang dapat mencapai 72% hingga 74%, serta prosesnya sederhana dan merupakan proses satu langkah untuk menyiapkan cerium karbonat dengan jumlah total unsur tanah jarang yang tinggi. Skema teknis berikut diadopsi: metode satu langkah digunakan untuk menyiapkan cerium karbonat dengan jumlah total unsur tanah jarang yang tinggi, yaitu, larutan umpan cerium dengan konsentrasi massa CeO240-90 g/L dipanaskan pada suhu 95°C hingga 105°C, dan amonium bikarbonat ditambahkan sambil diaduk terus menerus untuk mengendapkan cerium karbonat. Jumlah amonium bikarbonat disesuaikan sehingga nilai pH cairan umpan akhirnya disesuaikan menjadi 6,3 hingga 6,5, dan laju penambahannya sesuai sehingga cairan umpan tidak keluar dari wadah. Larutan umpan serium setidaknya berupa larutan serium klorida, larutan serium sulfat, atau larutan serium nitrat. Tim R&D UrbanMines Tech. Co., Ltd. mengadopsi metode sintesis baru dengan menambahkan amonium bikarbonat padat atau larutan amonium bikarbonat.
Serium karbonat dapat digunakan untuk menyiapkan serium oksida, serium dioksida, dan nanomaterial lainnya. Aplikasi dan contohnya adalah sebagai berikut:
1. Kaca ungu anti-silau yang sangat menyerap sinar ultraviolet dan bagian kuning dari cahaya tampak. Berdasarkan komposisi kaca apung soda-kapur-silika biasa, kaca ini mengandung bahan baku berikut dalam persentase berat: silika 72~82%, natrium oksida 6~15%, kalsium oksida 4~13%, magnesium oksida 2~8%, alumina 0~3%, besi oksida 0,05~0,3%, serium karbonat 0,1~3%, neodymium karbonat 0,4~1,2%, mangan dioksida 0,5~3%. Kaca setebal 4 mm ini memiliki transmitansi cahaya tampak lebih dari 80%, transmitansi ultraviolet kurang dari 15%, dan transmitansi pada panjang gelombang 568-590 nm kurang dari 15%.
2. Cat hemat energi endotermik, yang dicirikan dengan dibentuk dengan mencampur bahan pengisi dan bahan pembentuk film, dan bahan pengisi dibentuk dengan mencampur bahan baku berikut dalam bagian berat: 20 hingga 35 bagian silikon dioksida, dan 8 hingga 20 bagian aluminium oksida, 4 hingga 10 bagian titanium oksida, 4 hingga 10 bagian zirkonia, 1 hingga 5 bagian seng oksida, 1 hingga 5 bagian magnesium oksida, 0,8 hingga 5 bagian silikon karbida, 0,02 hingga 0,5 bagian yttrium oksida, dan 0,01 hingga 1,5 bagian kromium oksida, 0,01-1,5 bagian kaolin, 0,01-1,5 bagian bahan tanah jarang, 0,8-5 bagian karbon hitam, ukuran partikel masing-masing bahan baku adalah 1-5 μm; Di mana, bahan tanah jarang meliputi 0,01-1,5 bagian lantanum karbonat, 0,01-1,5 bagian serium karbonat, 1,5 bagian praseodimium karbonat, 0,01 hingga 1,5 bagian praseodimium karbonat, 0,01 hingga 1,5 bagian neodimium karbonat dan 0,01 hingga 1,5 bagian prometium nitrat; bahan pembentuk film adalah kalium natrium karbonat; kalium natrium karbonat dicampur dengan berat yang sama dari kalium karbonat dan natrium karbonat. Rasio pencampuran berat pengisi dan bahan pembentuk film adalah 2,5:7,5, 3,8:6,2 atau 4,8:5,2. Lebih lanjut, suatu metode pembuatan cat hemat energi endotermik dicirikan dengan meliputi langkah-langkah berikut:
Langkah 1, persiapan pengisi, pertama-tama timbang 20-35 bagian silika, 8-20 bagian alumina, 4-10 bagian titanium oksida, 4-10 bagian zirkonia, dan 1-5 bagian seng oksida berdasarkan berat, 1 hingga 5 bagian magnesium oksida, 0,8 hingga 5 bagian silikon karbida, 0,02 hingga 0,5 bagian yttrium oksida, 0,01 hingga 1,5 bagian kromium trioksida, 0,01 hingga 1,5 bagian kaolin, 0,01 hingga 1,5 bagian bahan tanah jarang, dan 0,8 hingga 5 bagian karbon hitam, lalu campur secara merata dalam mixer untuk mendapatkan pengisi; di mana, bahan tanah jarang tersebut meliputi 0,01-1,5 bagian lantanum karbonat, 0,01-1,5 bagian serium karbonat, 0,01-1,5 bagian praseodimium karbonat, 0,01-1,5 bagian neodimium karbonat dan 0,01-1,5 bagian prometium nitrat;
Langkah 2, persiapan bahan pembentuk film, bahan pembentuk film tersebut adalah natrium kalium karbonat; pertama-tama timbang kalium karbonat dan natrium karbonat masing-masing berdasarkan beratnya, lalu campurkan keduanya secara merata untuk mendapatkan bahan pembentuk film; natrium kalium karbonat adalah campuran dengan berat yang sama antara kalium karbonat dan natrium karbonat;
Langkah 3, rasio pencampuran bahan pengisi dan bahan film berdasarkan berat adalah 2,5: 7,5, 3,8: 6,2 atau 4,8: 5,2, dan campuran tersebut dicampur dan didispersikan secara merata untuk mendapatkan campuran;
Pada langkah ke-4, campuran digiling menggunakan ball mill selama 6-8 jam, kemudian produk jadi diperoleh dengan cara dilewatkan melalui saringan, dengan ukuran mesh saringan 1-5 μm.
3. Preparasi cerium oksida ultrahalus: Dengan menggunakan cerium karbonat terhidrat sebagai prekursor, cerium oksida ultrahalus dengan ukuran partikel median kurang dari 3 μm disiapkan melalui penggilingan bola langsung dan kalsinasi. Produk yang diperoleh semuanya memiliki struktur fluorit kubik. Seiring peningkatan suhu kalsinasi, ukuran partikel produk menurun, distribusi ukuran partikel menjadi lebih sempit, dan kristalinitas meningkat. Namun, kemampuan pemolesan dari tiga jenis kaca yang berbeda menunjukkan nilai maksimum antara 900℃ dan 1000℃. Oleh karena itu, diyakini bahwa laju penghilangan zat permukaan kaca selama proses pemolesan sangat dipengaruhi oleh ukuran partikel, kristalinitas, dan aktivitas permukaan bubuk pemoles.