Il carbonato di cerio è un composto inorganico prodotto facendo reagire l'ossido di cerio con il carbonato. Possiede un'eccellente stabilità e inerzia chimica ed è ampiamente utilizzato in vari settori come l'energia nucleare, i catalizzatori, i pigmenti, il vetro, ecc. Secondo i dati degli istituti di ricerca di mercato, il mercato globale del carbonato di cerio ha raggiunto i 2,4 miliardi di dollari nel 2019 e si prevede che raggiunga 3,4 miliardi di dollari entro il 2024. Esistono tre metodi di produzione primari per il carbonato di cerio: chimico, fisico e biologico. Tra questi metodi viene utilizzato prevalentemente il metodo chimico per i suoi costi di produzione relativamente bassi; tuttavia, pone anche sfide significative in termini di inquinamento ambientale. L’industria del carbonato di cerio presenta ampie prospettive e potenzialità di sviluppo, ma deve anche affrontare progressi tecnologici e sfide in materia di protezione ambientale. Tecnologia UrbanMines. Co., Ltd., un'impresa leader in Cina specializzata nella ricerca e sviluppo nonché nella produzione e vendita di prodotti a base di carbonato di cerio, mira a promuovere la crescita sostenibile del settore attraverso la definizione intelligente delle priorità delle pratiche di protezione ambientale e l'implementazione intelligente di misure ad alta efficienza. Il team di ricerca e sviluppo di UrbanMines ha compilato questo articolo per rispondere alle domande e alle preoccupazioni dei nostri clienti.
1.A cosa serve il carbonato di cerio? Quali sono le applicazioni del carbonato di cerio?
Il carbonato di cerio è un composto composto da cerio e carbonato, utilizzato principalmente in materiali catalitici, materiali luminescenti, materiali lucidanti e reagenti chimici. Le sue aree di applicazione specifiche includono:
(1) Materiali luminescenti delle terre rare: il carbonato di cerio ad elevata purezza funge da materia prima fondamentale per la preparazione di materiali luminescenti delle terre rare. Questi materiali luminescenti trovano ampio utilizzo nell'illuminazione, nei display e in altri campi, fornendo un supporto essenziale per il progresso della moderna industria elettronica.
(2) Depuratori di scarico dei motori di automobili: il carbonato di cerio viene impiegato nella produzione di catalizzatori per la purificazione degli scarichi di automobili che riducono efficacemente le emissioni inquinanti dagli scarichi dei veicoli e svolgono un ruolo significativo nel miglioramento della qualità dell'aria.
(3) Materiali lucidanti: agendo come additivo nei composti lucidanti, il carbonato di cerio migliora la brillantezza e la levigatezza di varie sostanze.
(4) Tecnopolimeri colorati: se utilizzato come agente colorante, il carbonato di cerio conferisce colori e proprietà specifici ai tecnopolimeri.
(5) Catalizzatori chimici: il carbonato di cerio trova applicazioni ad ampio raggio come catalizzatore chimico migliorando l'attività e la selettività del catalizzatore e promuovendo al contempo le reazioni chimiche.
(6) Reagenti chimici e applicazioni mediche: oltre al suo utilizzo come reagente chimico, il carbonato di cerio ha dimostrato il suo valore in campi medici come il trattamento delle ferite da ustione.
(7) Additivi al carburo cementato: l'aggiunta di carbonato di cerio alle leghe di carburo cementato ne migliora la durezza e le capacità di resistenza all'usura.
(8) Industria della ceramica: l'industria della ceramica utilizza il carbonato di cerio come additivo per migliorare le caratteristiche prestazionali e le qualità estetiche della ceramica.
In sintesi, grazie alle sue proprietà uniche e all’ampia gamma di applicazioni in vari settori, i carbonati di cerio svolgono un ruolo indiscusso.
2. Qual è il colore del carbonato di cerio?
Il colore del carbonato di cerio è bianco, ma la sua purezza può influenzare leggermente il colore specifico, risultando in una leggera sfumatura giallastra.
3. Quali sono i 3 usi comuni del cerio?
Il cerio ha tre applicazioni comuni:
(1) Viene utilizzato come co-catalizzatore nei catalizzatori per la purificazione dei gas di scarico delle automobili per mantenere la funzione di stoccaggio dell'ossigeno, migliorare le prestazioni del catalizzatore e ridurre l'utilizzo di metalli preziosi. Questo catalizzatore è stato ampiamente adottato nelle automobili, mitigando efficacemente l’inquinamento derivante dalle emissioni di scarico dei veicoli nell’ambiente.
(2) Serve come additivo nel vetro ottico per assorbire i raggi ultravioletti e infrarossi. Trova ampio utilizzo nel vetro delle automobili, fornendo protezione contro i raggi UV e riducendo la temperatura interna dell'auto, risparmiando così elettricità per il condizionamento dell'aria. Dal 1997, l'ossido di cerio è stato incorporato in tutto il vetro automobilistico giapponese ed è ampiamente utilizzato anche negli Stati Uniti.
(3) Il cerio può essere aggiunto come additivo ai materiali a magneti permanenti NdFeB per migliorarne le proprietà magnetiche e la stabilità. Questi materiali sono ampiamente applicati nei macchinari elettronici ed elettrici come motori e generatori, migliorando l'efficienza e le prestazioni delle apparecchiature.
4. Cosa fa il cerio al corpo?
Gli effetti del cerio sull’organismo riguardano principalmente l’epatotossicità e l’osteotossicità, nonché potenziali impatti sul sistema nervoso ottico. Il cerio e i suoi composti sono dannosi per l’epidermide umana e il sistema nervoso ottico, e anche un’inalazione minima comporta un rischio di disabilità o condizioni potenzialmente letali. L'ossido di cerio è tossico per il corpo umano, causando danni al fegato e alle ossa. Nella vita quotidiana, è fondamentale prendere le dovute precauzioni ed evitare di inalare sostanze chimiche.
Nello specifico, l'ossido di cerio può ridurre il contenuto di protrombina rendendola inattiva; inibire la generazione di trombina; fibrinogeno precipitato; e catalizzare la decomposizione del composto fosfato. L'esposizione prolungata a oggetti con un contenuto eccessivo di terre rare può provocare danni epatici e scheletrici.
Inoltre, la polvere lucidante contenente ossido di cerio o altre sostanze può entrare direttamente nei polmoni attraverso l'inalazione nel tratto respiratorio, provocando depositi polmonari che potrebbero provocare silicosi. Sebbene il cerio radioattivo abbia un basso tasso di assorbimento complessivo nel corpo, i neonati hanno una frazione relativamente elevata di assorbimento di 144Ce nei loro tratti gastrointestinali. Il cerio radioattivo si accumula principalmente nel fegato e nelle ossa nel tempo.
5. Ècarbonato di ceriosolubile in acqua?
Il carbonato di cerio è insolubile in acqua ma solubile in soluzioni acide. È un composto stabile che non cambia se esposto all'aria ma diventa nero sotto la luce ultravioletta.
6.Il cerio è duro o morbido?
Il cerio è un metallo tenero delle terre rare bianco-argenteo con elevata reattività chimica e una struttura malleabile che può essere tagliata con un coltello.
Le proprietà fisiche del cerio supportano anche la sua natura morbida. Il cerio ha un punto di fusione di 795°C, un punto di ebollizione di 3443°C e una densità di 6,67 g/mL. Inoltre, subisce cambiamenti di colore se esposto all'aria. Queste proprietà indicano che il cerio è effettivamente un metallo morbido e duttile.
7. Il cerio può ossidare l’acqua?
Il cerio è in grado di ossidare l'acqua a causa della sua reattività chimica. Reagisce lentamente con l'acqua fredda e rapidamente con l'acqua calda, provocando la formazione di idrossido di cerio e gas idrogeno. La velocità di questa reazione aumenta nell'acqua calda rispetto all'acqua fredda.
8. Il cerio è raro?
Sì, il cerio è considerato un elemento raro in quanto costituisce circa lo 0,0046% della crosta terrestre, rendendolo uno dei più abbondanti tra gli elementi delle terre rare.
9. Il cerio è un liquido solido o un gas?
Il cerio esiste come solido a temperatura ambiente e condizioni di pressione. Appare come un metallo reattivo grigio-argento che possiede duttilità ed è più morbido del ferro. Sebbene possa essere trasformato in liquido in condizioni di riscaldamento, in circostanze normali (temperatura e pressione ambiente), rimane allo stato solido grazie al suo punto di fusione di 795°C e di ebollizione di 3443°C.
10. Che aspetto ha il cerio?
Il cerio presenta l'aspetto di un metallo reattivo grigio-argento appartenente al gruppo degli elementi delle terre rare (REE). Il suo simbolo chimico è Ce mentre il suo numero atomico è 58. Detiene la particolarità di essere uno dei REE più abbondanti. La polvere di Ceriu ha un'elevata reattività verso l'aria causando combustione spontanea e si dissolve facilmente anche negli acidi. Serve come eccellente agente riducente utilizzato principalmente per la produzione di leghe.
Le proprietà fisiche includono: la densità varia da 6,7 a 6,9 a seconda della struttura cristallina; il punto di fusione è pari a 799 ℃ mentre il punto di ebollizione raggiunge 3426 ℃. Il nome “cerio” deriva dal termine inglese “Ceres”, che si riferisce ad un asteroide. La percentuale del contenuto all'interno della crosta terrestre ammonta a circa lo 0,0046%, rendendola altamente prevalente tra le terre rare.
Ceriu si trova principalmente nella monazite, nella bastnaesite e nei prodotti di fissione derivati dal plutonio uranio-torio. Nell'industria trova ampie applicazioni come l'utilizzo di catalizzatori per la produzione di leghe.