Хлорид празеодима PrClxHO — технические характеристики и применение
Хлорид празеодима PrClxHO — гидратированная соль празеодима(III) соляной кислоты, выпускаемая в виде кристаллического порошка зелёного цвета. Соединение относится к группе редкоземельных хлоридов лёгкой подгруппы лантаноидов и характеризуется переменным содержанием кристаллизационной воды (x = 6–7 в зависимости от условий кристаллизации). Продукт хорошо растворим в воде и полярных органических растворителях, гигроскопичен, требует герметичной упаковки при хранении.
В промышленных партиях массовая доля основного вещества PrClxHO составляет не менее 99,0 % (в пересчёте на безводную соль). Содержание примесей других редкоземельных элементов (La, Ce, Nd, Sm) регламентируется и не превышает 0,1–0,5 % в зависимости от марки — «Пра» (препаративная) или «Ч» (чистая). Суммарное содержание оксидов редкоземельных элементов (TRO) в пересчёте на прокалённый продукт — 45–48 %.
Физико-химические параметры
| Параметр | Значение | Метод контроля | Примечание | Марка |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля PrClxHO, % | 99,0 | Комплексонометрия | В пересчёте на безводную соль | Пра |
| Содержание TRO, % | 45–48 | Гравиметрия | После прокаливания | Пра |
| Примеси La, Ce, Nd, Sm, % | 0,1 | ICP-MS | Суммарно | Ч |
| Нерастворимый остаток, % | 0,01 | Гравиметрия | В воде | Ч |
| Потеря массы при прокаливании, % | 30–35 | Термогравиметрия | Удаление HO и HCl | Пра |
Температура плавления безводного PrCl — 786 C, температура кипения — 1710 C. При нагревании гидрата выше 120 C начинается частичный гидролиз с образованием оксохлорида PrOCl. Полное обезвоживание проводят в токе хлористого водорода при 300–400 C для предотвращения образования оксидных фаз.
Технология получения
Промышленный хлорид празеодима PrClxHO получают растворением оксида празеодима PrO (или карбоната) в соляной кислоте с последующей кристаллизацией из водного раствора. Процесс включает стадии фильтрации, упаривания и сушки при температуре не выше 60–70 C. Для получения марки «Ч» применяют дополнительную очистку от соседних лантаноидов методами ионообменной хроматографии или экстракции трибутилфосфатом.
Применение в промышленности
Хлорид празеодима PrClxHO используется как промежуточный продукт в производстве соединений празеодима высокой чистоты и металлического празеодима. Основные направления применения:
- электролиз расплавов хлоридов для получения металлического празеодима и его сплавов с неодимом (NdPr) для магнитов NdFeB;
- синтез катализаторов полимеризации диенов (совместно с алюминийорганическими соединениями) в производстве синтетического каучука;
- получение оксида празеодима PrO осаждением щавелевой кислотой с последующим прокаливанием;
- производство керамических пигментов жёлтого и зелёного цветов для глазурей и эмалей;
- легирующая добавка в составы оптических стёкол и люминофоров;
- исходное сырьё для синтеза фторида празеодима PrF, применяемого в фторидной технологии получения редкоземельных металлов.
Условия хранения и меры безопасности
PrClxHO гигроскопичен, поэтому хранение осуществляется в герметично закрытой таре — полиэтиленовых мешках с внутренним вкладышем или в барабанах с полиэтиленовым лайнером. Срок хранения — 12 месяцев с даты изготовления при температуре не выше 30 C и относительной влажности не более 70 %. Соединение относится к веществам 3-го класса опасности (умеренно опасным), при работе необходимо использовать СИЗ органов дыхания и защитные очки. При попадании на кожу — смыть большим количеством воды.
Вопросы и ответы
Чем отличается PrClxHO от безводного PrCl?
Гидрат содержит 6–7 молекул кристаллизационной воды и используется преимущественно для растворения и синтеза в водных средах. Безводный хлорид получают обезвоживанием гидрата в токе HCl и применяют в расплавных электролитах и неводных синтезах.
Как контролируется содержание кристаллизационной воды?
Методом термогравиметрического анализа (ТГА) с нагревом до 1000 C. Потеря массы в интервале 100–400 C соответствует удалению воды, дальнейшая потеря — гидролизу с выделением HCl.
В каких отраслях востребован хлорид празеодима?
Основные потребители — предприятия редкоземельной отрасли, производители катализаторов полимеризации, керамической промышленности и производители магнитных материалов на основе NdFeB.
Какая фасовка используется для промышленных поставок?
Стандартная фасовка — полиэтиленовые мешки по 25 кг, вкладыши в металлические барабаны по 50 кг, а также вакуумная упаковка для малых партий от 1 кг для лабораторных нужд.
