Metal ceriu: proprietăți, aplicații, tehnologie de producție

Cea mai mare cerere de ceriu metalic a fost sub formă de dioxid. Cea mai mare parte a acestuia este utilizată pentru producerea de pulberi de lustruire. Aceștia se ocupă de decolorarea și lustruirea oglinzilor, lentilelor minerale, ochelarilor rezistenți chimic - au proprietăți bune de suspensie, eficiență ridicată și prelucrare curată.

Suprafețele după terminarea lucrului nu conțin zgârieturi și deteriorări. Materia primă din Rusia pentru producerea pulberilor este concentratul loparit, care este furnizat din Peninsula Kola.

Istoric istoric

Numele său a fost dobândit de elementul de ceriu în onoarea planetei Ceres. Am deschis aproape în același timp, un chimist german, M. Klaproth și doi colegi suedezi Hisinger B. și J. Berzelius în secolul al XIX-lea. Mineritul era numit celită, iar elementul chimic era numit ceriu. Structura atomului este prezentată în fotografie.

Chemistul K. G. Mosander a izolat pământul de ceriu pur în 1839 și ceriu în formă de metal cu ajutorul electrolizei a fost primit de către chimistul american WF Gillebrand. Ceriul este un metal de energie atomică. Este folosit ca material de zonă fierbinte.

Proprietățile metalelor lantanide

Elementul chimic al ceriului este un element ușor de pământuri rare, aparține celui de-al treilea grup din periodic sistemul Mendeleev. Are o culoare gri deschis, cu o masă atomică de 140,12 și un punct de topire de aproximativ 1000 de grade Celsius. Metalul are o activitate mare, iar compușii prezintă două valențe de 3+ și 4+. Reacționează activ cu azot, hidrogen și oxigen. Interacțiunea cu hidrogenul începe la temperatura camerei și este însoțită de eliberarea căldurii. Cu cât reacția este mai activă, cu atât este mai mare temperatura.

Metalul este capabil să se dizolve în acizi diluanți cu evoluția hidrogenului. Una dintre proprietățile speciale ale ceriului este reacția sa violentă cu zinc, care se desfășoară instantaneu și se termină cu o explozie. În aer, metalul formează o acoperire cu un film foarte subțire de oxid. Elementul se aprinde la o temperatură mai mare de 300 de grade Celsius, transformându-se într-un dioxid. Această substanță pulverulentă este galbenă. Când este calcinat în hidrogen, produce oxid de ceriu trivalent, care devine tetravalent la reacția cu alcaline. Ceriul este un metal ductil și vâscos. Este ușor de laminat și încălzit prin întinderea în fir. Depinde de presiune. În timpul compresiei, are loc o scădere semnificativă a volumului și rezistivitatea electrică scade. Acest fenomen excepțional se explică prin apariția în norul de electroni a ionilor tetravalenți.

Depozite de minereuri care conțin ceriu

Minele de ceriu pur nu există în natură. Mai presus de toate, acesta conține:

• bastnesite. Minerele constau în cristale de culoare galbenă, roșie sau maro. Depozitele din SUA și China conțin majoritatea rezervelor de ceriu din lume. Depozitele cunoscute de minereu de bastnezi se găsesc și în Vietnam și Afganistan;
• monazitul. Este un mineral strălucitor de nuanță galben-brună. Depozitele sale sunt concentrate în Brazilia, Austria, Malaezia, Thailanda, SUA și Africa de Sud. Placuții de nisip monazit se găsesc de-a lungul țărmurilor mărilor, lacurilor și râurilor din multe țări;
• lopate de minereuri. Ele sunt principala sursă de ceriu metalic în Rusia. Depozitul principal se află pe Peninsula Kola.

Pulberi pentru lustruire

Baza pentru ele este dioxidul de ceriu. Acestea sunt emise în Rusia în două mărci:

1. "Optipol" este o pulbere semi-universală. Compoziția prezintă proprietăți excelente atunci când lucrează cu cristale, ceramică, părți plate ale oglinzilor din sticlă de coroană, cutii de vitrină, automobile, borlananți și sticlă rezistentă chimic.
2. "Fluoropol" este o pulbere universală. Se compune din particule cristaline fin divizate având o tentă brună.
   
   Acestea sunt din sticlă șlefuită optică (telemetre lentile, periscop, binoclu), diverse oglinzi, lentile pentru ochelari, photomasks, napolitana pentru semiconductori, pietre pentru bijuterii și ornamente. Baza pulberii este un amestec de oxifluoruri și oxizi de pământuri rare.

Prețurile mondiale pentru ceriu

Produsele importante de ceriu de pe piața vânzărilor constau în aliaje, oxizi, carbonați, acetați și alți compuși. Prețul metalului de ceriu este determinat de tipul de produs și de puritatea sa. Costul de dioxid de ceriu cu o puritate de 99,99%, pe kilogram este egal cu 29,5 dolari SUA.

Pulberile utilizate pentru lustruire, marca "Ftoropol" costa aproximativ 8, și "Optopol" aproximativ 6 dolari pe kilogram. Prețul mischmetalului de ceriu este de la 14 la 18 dolari pe kilogram. Pe piața rusă, oxidul de ceriu costă aproximativ 17.000, iar electrolitul de ceriu costă 90 $ pe kilogram.

Aplicarea ceriului în industria internă

Pentru prima dată în 1884, a fost obținut un brevet pentru utilizarea ceriului. Metal din oțel Utilizați lămpile cu arzător de gaz pentru a crește luminozitatea lămpilor. În prezent, este utilizat pe scară largă:

• cu aditivi mici la aliajele care crăpăresc, forjarea mai bună, laminarea, foile, țevile și tijele sunt ușor de obținut. Metalul promovează modificarea aliajelor din fier, magneziu, aluminiu, oțeluri structurale, mărind rezistența lor și rezistența la coroziune;
• ca aditiv la fontă. Acest lucru crește fluiditatea, îmbunătățește prelucrabilitatea pieselor turnate și proprietățile fizice și mecanice;
• în industria petrolieră și chimică sunt utilizate ca un catalizator pentru a accelera timpul de reacție;
• în termometre magnetice;
• în tehnologia nucleară se folosesc ochelari care conțin ceriu. Sub influența radiațiilor, ele nu se estompează și nu protejează personalul;
• este inclusă în cea mai eficientă pudră "Polyrite" pentru lustruirea oglinzii și sticlei optice;

• un aliaj de ceriu cu fier este folosit ca piatră artificială pentru brichete;
• Se utilizează pentru gătit sticla colorată, având o nuanță de la galben la portocaliu;
• una dintre cele mai importante sfere de aplicare a ceriului la nivel mondial se manifestă în verificarea gazelor de eșapament ale autovehiculelor. Acest element promovează eliminarea dioxidului de sulf din ele. Ceriul introdus în compoziția catalizatorilor îmbunătățește substanțial și stabilizează lucrul cu o schimbare a structurii amestecurilor de evacuare;
• adaugă pentru fabricarea de foarte întărite materiale refractare;
• sunt utilizate pentru producția de baterii de stocare de mare capacitate, destinate vehiculelor electrice, calculatoarelor, telefoanelor mobile, cinematografelor și camerelor de luat vederi;
• în medicină, tratează și previne simptomele malariei. În stomatologie se utilizează oțel de cer și ceramică.

Tehnologia producerii de ceriu

La prelucrarea concentratelor care conțin metale de pământuri rare, la etapa inițială elementele de lumină sunt separate de elementele grele și numai atunci extrag metalul necesar. Obțineți ceriu din minereuri, mai des, de la monaziți conform următoarei tehnologii:

• hidroxidul de ceriu este precipitat din soluția de azotat;
• filtrați pulpa;
• uscarea precipitatului;
• oxidul obținut este calcinat.

Cu această tehnologie, dioxidul de ceriu pulbere este recuperat. În pur formă de metal se obține prin electroliza topiturii. Apoi se topește și se formează în lingouri.

În loc să încheiem

Lentilele minerale sunt înlocuite cu lentile de plastic. Ele sunt mult mai ușoare și mai rezistente, iar la fabricarea de costuri reduse. Pe piețele mondiale, cererea de sticlă minerală sa schimbat. Producătorul rus nu a rămas în rezervă. Acest lucru a contribuit la scăderea cererii pentru produsele fabricate din ceriu metalic. Producătorii interni trebuie să se concentreze pe o altă piață.

Au trecut la producția de pulberi pentru lustruirea ecranelor de televiziune cu cristale lichide și a monitoarelor. Consumatorul principal era Asia de Sud-Est. În plus, produsele rusești intră și pe piața internă, satisfăcând cererea de pulberi de ceriu. Acestea sunt folosite pentru tehnicile de navigație ale aviației, marinei și apărării. În plus, ceriul metalic este utilizat pentru producerea de acoperiri optice, precum și pentru producerea lămpilor fluorescente și a ceramicii.