ცერიუმის კარბონატი

ბოლო წლებში, ლანთანოიდური რეაგენტების გამოყენება ორგანულ სინთეზში ძალიან განვითარდა. მათ შორის, ბევრ ლანთანოიდურ რეაგენტს აღმოაჩნდა აშკარა შერჩევითი კატალიზი ნახშირბად-ნახშირბადის ბმის წარმოქმნის რეაქციაში; ამავდროულად, ბევრ ლანთანოიდურ რეაგენტს აღმოაჩნდა შესანიშნავი მახასიათებლები ორგანული დაჟანგვის რეაქციებსა და ორგანული აღდგენის რეაქციებში ფუნქციური ჯგუფების გარდაქმნის მიზნით. იშვიათმიწა ნივთიერებების გამოყენება სოფლის მეურნეობაში სამეცნიერო კვლევის მიღწევაა ჩინური მახასიათებლებით, რომელიც ჩინელმა სამეცნიერო და ტექნოლოგიურმა მუშაკებმა მრავალწლიანი შრომის შემდეგ მიიღეს და აქტიურად არის პოპულარიზებული, როგორც მნიშვნელოვანი ღონისძიება ჩინეთში სოფლის მეურნეობის წარმოების გაზრდისთვის. იშვიათმიწა ნივთიერებების კარბონატი ადვილად ხსნადია მჟავაში შესაბამისი მარილებისა და ნახშირორჟანგის წარმოქმნით, რომლის გამოყენებაც მოხერხებულად შეიძლება სხვადასხვა იშვიათმიწა ნივთიერებების მარილებისა და კომპლექსების სინთეზში ანიონური მინარევების შეყვანის გარეშე. მაგალითად, მას შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ძლიერ მჟავებთან, როგორიცაა აზოტის მჟავა, მარილმჟავა, აზოტის მჟავა, პერქლორმჟავა და გოგირდმჟავა, წყალში ხსნადი მარილების წარმოქმნით. რეაგირებს ფოსფორმჟავასთან და ფტორწყალბადმჟავასთან, რათა გარდაიქმნას უხსნად იშვიათმიწა ნივთიერებების ფოსფატებად და ფტორიდებად. რეაგირებს მრავალ ორგანულ მჟავასთან შესაბამისი იშვიათმიწა ნივთიერებების ორგანული ნაერთების წარმოქმნით. ისინი შეიძლება იყოს ხსნადი რთული კათიონები ან რთული ანიონები, ან ნაკლებად ხსნადი ნეიტრალური ნაერთები, რომლებიც ხსნარის რაოდენობის მიხედვით ილექება. მეორეს მხრივ, იშვიათმიწა კარბონატი შეიძლება დაიშალოს შესაბამის ოქსიდებად კალცინაციით, რომელთა პირდაპირ გამოყენება შესაძლებელია მრავალი ახალი იშვიათმიწა მასალის მომზადებაში. ამჟამად, ჩინეთში იშვიათმიწა კარბონატის წლიური წარმოება 10 000 ტონაზე მეტია, რაც იშვიათმიწა პროდუქტების ყველა პროდუქციის მეოთხედზე მეტს შეადგენს, რაც მიუთითებს, რომ იშვიათმიწა კარბონატის სამრეწველო წარმოება და გამოყენება ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს იშვიათმიწა ლითონების ინდუსტრიის განვითარებაში.

ცერიუმის კარბონატი არაორგანული ნაერთია, რომლის ქიმიური ფორმულაა C3Ce2O9, მოლეკულური წონაა 460, logP -7.40530, PSA-ა 198.80000, დუღილის წერტილია 333.6ºC 760 mmHg-ზე და აალების წერტილია 169.8ºC. იშვიათმიწა ლითონების სამრეწველო წარმოებაში ცერიუმის კარბონატი წარმოადგენს შუალედურ ნედლეულს სხვადასხვა ცერიუმის პროდუქტების, როგორიცაა სხვადასხვა ცერიუმის მარილები და ცერიუმის ოქსიდი, მოსამზადებლად. მას აქვს ფართო გამოყენების სპექტრი და წარმოადგენს მნიშვნელოვან მსუბუქ იშვიათმიწა პროდუქტს. ჰიდრატირებული ცერიუმის კარბონატის კრისტალს აქვს ლანთანიტის ტიპის სტრუქტურა და მისი SEM ფოტო აჩვენებს, რომ ჰიდრატირებული ცერიუმის კარბონატის კრისტალის ძირითადი ფორმა ფანტელის მსგავსია, ფანტელები ერთმანეთთან სუსტი ურთიერთქმედებით არის შეკავშირებული ფურცლისებრი სტრუქტურის შესაქმნელად და სტრუქტურა ფხვიერია, ამიტომ მექანიკური ძალის ზემოქმედებით ის ადვილად იშლება პატარა ფრაგმენტებად. ინდუსტრიაში ტრადიციულად წარმოებული ცერიუმის კარბონატი ამჟამად გაშრობის შემდეგ იშვიათმიწა ლითონის მთლიანი შემცველობის მხოლოდ 42-46%-ს შეიცავს, რაც ზღუდავს ცერიუმის კარბონატის წარმოების ეფექტურობას.

დაბალი წყლის მოხმარება, სტაბილური ხარისხი, წარმოებული ცერიუმის კარბონატი არ საჭიროებს გაშრობას ან ცენტრიდანული გაშრობის შემდეგ გაშრობას, ხოლო იშვიათმიწა ელემენტების საერთო რაოდენობამ შეიძლება მიაღწიოს 72%-დან 74%-მდე, ხოლო პროცესი მარტივია და წარმოადგენს ერთსაფეხურიან პროცესს იშვიათმიწა ელემენტების მაღალი საერთო რაოდენობით ცერიუმის კარბონატის მოსამზადებლად. გამოყენებულია შემდეგი ტექნიკური სქემა: იშვიათმიწა ელემენტების მაღალი საერთო რაოდენობით ცერიუმის კარბონატის მოსამზადებლად გამოიყენება ერთსაფეხურიანი მეთოდი, ანუ ცერიუმის ხსნარი CeO240-90 გ/ლ მასის კონცენტრაციით თბება 95°C-დან 105°C-მდე და მუდმივი მორევით ემატება ამონიუმის ბიკარბონატი ცერიუმის კარბონატის დასალექად. ამონიუმის ბიკარბონატის რაოდენობა რეგულირდება ისე, რომ მიწოდების სითხის pH მნიშვნელობა საბოლოოდ დაყენდეს 6.3-დან 6.5-მდე და დამატების სიჩქარე იყოს შესაფერისი ისე, რომ მიწოდების სითხე არ გადმოიღვაროს ჭურჭლიდან. ცერიუმის მიწოდების ხსნარი არის სულ მცირე ერთ-ერთი შემდეგი: ცერიუმის ქლორიდის წყალხსნარი, ცერიუმის სულფატის წყალხსნარი ან ცერიუმის ნიტრატის წყალხსნარი. UrbanMines Tech-ის კვლევისა და განვითარების გუნდი. კომპანია „კომპანია“ იყენებს სინთეზის ახალ მეთოდს მყარი ამონიუმის ბიკარბონატის ან ამონიუმის ბიკარბონატის წყალხსნარის დამატებით.

ცერიუმის კარბონატი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცერიუმის ოქსიდის, ცერიუმის დიოქსიდის და სხვა ნანომასალების დასამზადებლად. გამოყენება და მაგალითებია შემდეგი:

1. სიკაშკაშის საწინააღმდეგო იისფერი მინა, რომელიც ძლიერად შთანთქავს ულტრაიისფერ სხივებს და ხილული სინათლის ყვითელ ნაწილს. ჩვეულებრივი სოდა-კირის-სილიციუმის მცურავი მინის შემადგენლობის მიხედვით, იგი შეიცავს შემდეგ ნედლეულს წონითი პროცენტებით: სილიციუმი 72~82%, ნატრიუმის ოქსიდი 6~15%, კალციუმის ოქსიდი 4~13%, მაგნიუმის ოქსიდი 2~8%, ალუმინი 0~3%, რკინის ოქსიდი 0.05~0.3%, ცერიუმის კარბონატი 0.1~3%, ნეოდიმიუმის კარბონატი 0.4~1.2%, მანგანუმის დიოქსიდი 0.5~3%. 4 მმ სისქის მინას აქვს ხილული სინათლის გამტარობა 80%-ზე მეტი, ულტრაიისფერი გამტარობა 15%-ზე ნაკლები და 568-590 ნმ ტალღის სიგრძეებზე გამტარობა 15%-ზე ნაკლები.

2. ენდოთერმული ენერგიის დამზოგავი საღებავი, რომელიც ხასიათდება იმით, რომ იგი წარმოიქმნება შემავსებლისა და აპკის წარმომქმნელი მასალის შერევით, ხოლო შემავსებელი წარმოიქმნება შემდეგი ნედლეულის შერევით წონის მიხედვით ნაწილებად: სილიციუმის დიოქსიდის 20-დან 35 წილამდე და ალუმინის ოქსიდის 8-დან 20 წილამდე, ტიტანის ოქსიდის 4-დან 10 წილამდე, ცირკონიუმის ოქსიდის 4-დან 10 წილამდე, თუთიის ოქსიდის 1-დან 5 წილამდე, მაგნიუმის ოქსიდის 1-დან 5 წილამდე, სილიციუმის კარბიდის 0.8-დან 5 წილამდე, იტრიუმის ოქსიდის 0.02-დან 0.5 წილამდე და ქრომის ოქსიდის 0.01-დან 1.5 წილამდე, კაოლინის 0.01-1.5 წილამდე, იშვიათმიწა ელემენტების 0.01-1.5 წილამდე, ნახშირბადის შავი ფერის 0.8-5 წილამდე, თითოეული ნედლეულის ნაწილაკების ზომაა 1-5 მკმ; სადაც იშვიათმიწა მასალები მოიცავს ლანთანის კარბონატის 0.01-1.5 ნაწილს, ცერიუმის კარბონატის 0.01-1.5 ნაწილს, პრაზეოდიმიუმის კარბონატის 1.5 ნაწილს, პრაზეოდიმიუმის კარბონატის 0.01-დან 1.5 ნაწილს, ნეოდიმიუმის კარბონატის 0.01-დან 1.5 ნაწილს და პრომეთიუმის ნიტრატის 0.01-დან 1.5 ნაწილს; აპკის წარმომქმნელი მასალაა კალიუმის ნატრიუმის კარბონატი; კალიუმის ნატრიუმის კარბონატი შერეულია კალიუმის კარბონატისა და ნატრიუმის კარბონატის იმავე წონასთან. შემავსებლისა და აპკის წარმომქმნელი მასალის წონის შერევის თანაფარდობაა 2.5:7.5, 3.8:6.2 ან 4.8:5.2. გარდა ამისა, ენდოთერმული ენერგიის დამზოგავი საღებავის მომზადების ერთგვარი მეთოდი ხასიათდება შემდეგი ეტაპებით:

ნაბიჯი 1, შემავსებლის მომზადება, თავდაპირველად წონის მიხედვით აწონეთ სილიციუმის 20-35 ნაწილი, ალუმინის 8-20 ნაწილი, ტიტანის ოქსიდის 4-10 ნაწილი, ცირკონიუმის 4-10 ნაწილი და თუთიის ოქსიდის 1-5 ნაწილი, მაგნიუმის ოქსიდის 1-5 ნაწილი, სილიციუმის კარბიდის 0.8-5 ნაწილი, იტრიუმის ოქსიდის 0.02-0.5 ნაწილი, ქრომის ტრიოქსიდის 0.01-1.5 ნაწილი, კაოლინის 0.01-1.5 ნაწილი, იშვიათმიწა მასალების 0.01-1.5 ნაწილი და ნახშირბადის შავი ფერის 0.8-5 ნაწილი და შემდეგ ერთგვაროვნად აურიეთ მიქსერში შემავსებლის მისაღებად; სადაც იშვიათმიწა მასალა მოიცავს ლანთანის კარბონატის 0.01-1.5 ნაწილს, ცერიუმის კარბონატის 0.01-1.5 ნაწილს, პრაზეოდიმიუმის კარბონატის 0.01-1.5 ნაწილს, ნეოდიმიუმის კარბონატის 0.01-1.5 ნაწილს და პრომეთიუმის ნიტრატის 0.01-1.5 ნაწილს;

ნაბიჯი 2, აპკის წარმომქმნელი მასალის მომზადება, აპკის წარმომქმნელი მასალაა ნატრიუმის კალიუმის კარბონატი; ჯერ წონით აწონეთ შესაბამისად კალიუმის კარბონატი და ნატრიუმის კარბონატი და შემდეგ თანაბრად აურიეთ აპკის წარმომქმნელი მასალის მისაღებად; ნატრიუმის კალიუმის კარბონატი არის იგივე წონის კალიუმის კარბონატი და ნატრიუმის კარბონატი;

ნაბიჯი 3, შემავსებლისა და ფირის მასალის შერევის თანაფარდობა წონის მიხედვით არის 2.5: 7.5, 3.8: 6.2 ან 4.8: 5.2, და ნარევი ერთგვაროვნად არის შერეული და გაფანტული ნარევის მისაღებად;

მე-4 ეტაპზე, ნარევი იფქვაბა ბურთულებიანად 6-8 საათის განმავლობაში, შემდეგ კი მზა პროდუქტი მიიღება ბადეში გატარებით, რომლის ბადის დიამეტრი 1-5 მკმ-ია.

3. ულტრაწვრილი ცერიუმის ოქსიდის მომზადება: ჰიდრატირებული ცერიუმის კარბონატის, როგორც წინამორბედის გამოყენებით, პირდაპირი ბურთულიანი დაფქვისა და კალცინაციის მეთოდით მომზადდა ულტრაწვრილი ცერიუმის ოქსიდი, რომლის საშუალო ნაწილაკების ზომა 3 მკმ-ზე ნაკლები იყო. მიღებულ პროდუქტებს კუბური ფტორის სტრუქტურა აქვთ. კალცინაციის ტემპერატურის მატებასთან ერთად, პროდუქტების ნაწილაკების ზომა მცირდება, ნაწილაკების ზომის განაწილება ვიწროვდება და კრისტალურობა იზრდება. თუმცა, სამი განსხვავებული მინის გაპრიალების უნარმა მაქსიმალური მნიშვნელობა აჩვენა 900℃-დან 1000℃-მდე. ამიტომ, ითვლება, რომ გაპრიალების პროცესში მინის ზედაპირის ნივთიერებების მოცილების სიჩქარეზე დიდ გავლენას ახდენს ნაწილაკების ზომა, კრისტალურობა და გასაპრიალებელი ფხვნილის ზედაპირული აქტივობა.