สารประกอบแร่หายากที่มีมนต์ขลัง: ซีเรียมออกไซด์

ซีเรียมออกไซด์,สูตรโมเลกุลคือซีโอ2, นามแฝงภาษาจีน:ซีเรียม (IV) ออกไซด์, น้ำหนักโมเลกุล: 172.11500. สามารถใช้เป็นวัสดุขัดเงา, ตัวเร่งปฏิกิริยา, ตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยา (ผู้ช่วย), ตัวดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต, อิเล็กโทรไลต์เซลล์เชื้อเพลิง, ตัวดูดซับไอเสียรถยนต์, เซรามิกไฟฟ้า ฯลฯ

คุณสมบัติทางเคมี

ที่อุณหภูมิ 2,000 ℃และความดัน 15 MPa สามารถรับซีเรียม (III) ออกไซด์ได้โดยการลดไฮโดรเจนของซีเรียมออกไซด์ เมื่ออุณหภูมิว่างที่ 2000 ℃ และความดันว่างที่ 5 MPa ซีเรียมออกไซด์จะมีสีเหลืองเล็กน้อย สีแดงเล็กน้อย และสีชมพู

ทรัพย์สินทางกายภาพ

ผลิตภัณฑ์บริสุทธิ์คือผงหนักสีขาวหรือผลึกลูกบาศก์ ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ที่ไม่บริสุทธิ์จะมีสีเหลืองอ่อนหรือแม้แต่สีชมพูถึงสีน้ำตาลแดง (เนื่องจากมีแลนทานัม เพราซีโอดีเมียม ฯลฯ ในปริมาณเล็กน้อย)

ความหนาแน่น 7.13g/cm3 จุดหลอมเหลว 2397 ℃ จุดเดือด 3500 ℃..

ไม่ละลายในน้ำและด่าง ละลายได้ในกรดเล็กน้อย

เป็นพิษ ค่ามัธยฐานที่ทำให้ถึงตาย (หนู, ทางปาก) คือประมาณ 1 กรัม/กิโลกรัม

วิธีการผลิต

วิธีการผลิตซีเรียมออกไซด์ส่วนใหญ่เป็นการตกตะกอนของกรดออกซาลิก กล่าวคือ นำซีเรียมคลอไรด์หรือสารละลายซีเรียมไนเตรตเป็นวัตถุดิบ ปรับค่า Ph เป็น 2 ด้วยกรดออกซาลิก เติมแอมโมเนียเพื่อตกตะกอนซีเรียมออกซาเลต การทำความร้อน การสุก การแยก การซัก การอบแห้งที่ 110 ℃ และการเผาไหม้ที่ 900~1,000 ℃ เพื่อสร้างซีเรียมออกไซด์

CeCl2+H2C2O4+2NH4OH → CeC2O4+2H2O+2NH4Cl

แอปพลิเคชัน

สารออกซิไดซ์ ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาอินทรีย์ ใช้ตัวอย่างมาตรฐานโลหะหายากสำหรับการวิเคราะห์เหล็ก การวิเคราะห์การไตเตรทรีดอกซ์ กระจกเปลี่ยนสี ม่านบังแดดเคลือบแก้ว. โลหะผสมทนความร้อน

ใช้เป็นสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมแก้ว เป็นวัสดุบดสำหรับแผ่นกระจก และยังใช้เป็นสารต้านทานรังสียูวีในเครื่องสำอางอีกด้วย ปัจจุบันได้ขยายไปสู่การบดแว่นตา เลนส์สายตา และหลอดภาพ โดยมีบทบาทในการลดสี ความกระจ่าง การดูดซับรังสียูวีของกระจก และการดูดซับเส้นอิเล็กทรอนิกส์

ผลการขัดเงาของธาตุหายาก

ผงขัดเงาแรร์เอิร์ธมีข้อดีคือมีความเร็วในการขัดเงาที่รวดเร็ว ความเรียบเนียนสูง และอายุการใช้งานยาวนาน เมื่อเทียบกับผงขัดแบบดั้งเดิม – ผงเหล็กสีแดง มันไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม และง่ายต่อการเอาออกจากวัตถุที่เกาะติด การขัดเลนส์ด้วยผงขัดซีเรียมออกไซด์จะใช้เวลาหนึ่งนาทีในการขัดเงา ในขณะที่การใช้ผงขัดเงาไอรอนออกไซด์จะใช้เวลา 30-60 นาที ดังนั้นผงขัดโลหะหายากจึงมีข้อดีคือใช้ปริมาณน้อย ความเร็วในการขัดเงาเร็ว และประสิทธิภาพการขัดเงาสูง และสามารถเปลี่ยนคุณภาพการขัดเงาและสภาพแวดล้อมการทำงานได้ โดยทั่วไปผงขัดแก้วแรร์เอิร์ธส่วนใหญ่ใช้ออกไซด์ที่อุดมด้วยซีเรียม เหตุผลที่ซีเรียมออกไซด์เป็นสารขัดเงาที่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งก็เพราะสามารถขัดกระจกได้พร้อมๆ กันผ่านทั้งการสลายตัวทางเคมีและการเสียดสีทางกล ผงขัดซีเรียมธาตุหายากถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการขัดกล้อง เลนส์กล้อง หลอดโทรทัศน์ แว่นตา ฯลฯ ปัจจุบันมีโรงงานผลิตผงขัดธาตุหายากในจีนหลายสิบแห่ง โดยมีขนาดการผลิตมากกว่าสิบตัน Baotou Tianjiao Qingmei Rare Earth Polishing Powder Co., Ltd. ซึ่งเป็นบริษัทร่วมทุนในต่างประเทศของ Sino ปัจจุบันเป็นหนึ่งในโรงงานผงขัดโลหะหายากที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีน โดยมีกำลังการผลิต 1,200 ตันต่อปี และมีผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายในประเทศและต่างประเทศ

การลดสีของกระจก

แก้วทั้งหมดมีเหล็กออกไซด์ ซึ่งสามารถนำเข้าไปในแก้วผ่านวัตถุดิบ ทราย หินปูน และเศษแก้วที่เป็นส่วนผสมของแก้ว การดำรงอยู่ของมันมีสองรูปแบบ: รูปแบบหนึ่งคือเหล็กไดวาเลนต์ซึ่งเปลี่ยนสีแก้วให้เป็นสีน้ำเงินเข้ม และอีกรูปแบบคือเหล็กไตรวาเลนต์ซึ่งเปลี่ยนสีแก้วให้เป็นสีเหลือง การเปลี่ยนสีคือการออกซิเดชันของไอออนของเหล็กไดวาเลนต์เป็นเหล็กไตรวาเลนต์ เนื่องจากความเข้มของสีของเหล็กไตรวาเลนต์มีค่าเพียงหนึ่งในสิบของความเข้มของสีของเหล็กไดวาเลนต์ จากนั้นเติมโทนเนอร์เพื่อทำให้สีเป็นกลางเป็นสีเขียวอ่อน

ธาตุหายากที่ใช้ในการลดสีของแก้วส่วนใหญ่เป็นซีเรียมออกไซด์และนีโอไดเมียมออกไซด์ การแทนที่สารกำจัดสีสารหนูสีขาวแบบดั้งเดิมด้วยสารกำจัดสีแก้วธาตุหายากไม่เพียงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ แต่ยังหลีกเลี่ยงมลภาวะของสารหนูสีขาวอีกด้วย ซีเรียมออกไซด์ที่ใช้ในการกำจัดสีของกระจกมีข้อดี เช่น ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงอย่างเสถียร ราคาต่ำ และไม่ดูดซับแสงที่มองเห็นได้

ระบายสีแก้ว

ไอออนของธาตุหายากมีสีที่คงที่และสว่างที่อุณหภูมิสูง และใช้ในการผสมลงในวัสดุเพื่อผลิตแก้วสีต่างๆ ออกไซด์ของธาตุหายาก เช่น นีโอดิเมียม พราซีโอดิเมียม เออร์เบียม และซีเรียม เป็นสารแต่งสีแก้วที่ดีเยี่ยม เมื่อกระจกใสที่มีสีแรร์เอิร์ธดูดซับแสงที่มองเห็นได้ซึ่งมีความยาวคลื่นตั้งแต่ 400 ถึง 700 นาโนเมตร ก็จะได้แสดงสีที่สวยงาม กระจกสีเหล่านี้สามารถนำมาใช้ทำโป๊ะโคมไฟสำหรับการบินและการนำทาง ยานพาหนะขนส่งต่างๆ และการตกแต่งงานศิลปะระดับไฮเอนด์ต่างๆ

เมื่อเติมนีโอไดเมียมออกไซด์ลงในแก้วโซเดียมแคลเซียมและแก้วตะกั่ว สีของแก้วจะขึ้นอยู่กับความหนาของแก้ว ปริมาณของนีโอไดเมียม และความเข้มของแหล่งกำเนิดแสง กระจกบางเป็นสีชมพูอ่อน และกระจกหนาเป็นสีฟ้าม่วง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่านีโอดิเมียมไดโครอิซึม Praseodymium ออกไซด์ให้สีเขียวคล้ายกับโครเมียม เออร์เบียม (III) ออกไซด์เป็นสีชมพูเมื่อใช้กับแก้วโฟโตโครมิซึมและแก้วคริสตัล การรวมกันของซีเรียมออกไซด์และไทเทเนียมไดออกไซด์ทำให้แก้วมีสีเหลือง สามารถใช้ Praseodymium ออกไซด์และนีโอดิเมียมออกไซด์สำหรับกระจกสีดำ Praseodymium Neodymium

บ่อพักดินที่หายาก

การใช้ซีเรียมออกไซด์แทนสารหนูออกไซด์แบบดั้งเดิมเป็นสารเพิ่มความกระจ่างให้กับแก้วเพื่อขจัดฟองอากาศและติดตามองค์ประกอบสีต่างๆ มีผลอย่างมากต่อการเตรียมขวดแก้วไม่มีสี ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีคริสตัลเรืองแสงสีขาว มีความโปร่งใสดี และปรับปรุงความแข็งแรงของกระจกและทนความร้อน ขณะเดียวกันยังช่วยขจัดมลพิษจากสารหนูที่มีต่อสิ่งแวดล้อมและกระจกอีกด้วย

นอกจากนี้ การเติมซีเรียมออกไซด์ลงในกระจกรายวัน เช่น กระจกอาคารและกระจกรถยนต์ แก้วคริสตัล สามารถลดการส่องผ่านของแสงอัลตราไวโอเลตได้ และการใช้นี้ได้รับการส่งเสริมในญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา ด้วยคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้นในประเทศจีนก็จะมีตลาดที่ดีด้วย การเติมนีโอไดเมียมออกไซด์ลงในเปลือกแก้วของหลอดภาพสามารถกำจัดการกระจายตัวของแสงสีแดงและเพิ่มความชัดเจนได้ แว่นตาชนิดพิเศษที่มีการเติมธาตุแรร์เอิร์ธ ได้แก่ แก้วแลนทานัม ซึ่งมีดัชนีการหักเหของแสงสูงและมีลักษณะการกระจายตัวต่ำ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเลนส์ต่างๆ กล้องขั้นสูง และเลนส์กล้อง โดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ถ่ายภาพในระดับความสูง กระจกกันรังสี Ce ใช้สำหรับกระจกรถยนต์และเปลือกแก้วทีวี แก้วนีโอไดเมียมถูกใช้เป็นวัสดุเลเซอร์และเป็นวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเลเซอร์ขนาดยักษ์ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับอุปกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันที่ควบคุม