碳酸钕

【背景及概况】^[1][2]

稀土元素包括镧系元素15种和钪、钇，共17种。我国是世界上稀土储量最多的国家，分布达18个省市。稀土农用是我国科技工作者经过多年努力取得的具有中国特色的科研成果，现已作为我国农业增产的一项重要措施大力推广。碳酸稀土易溶于酸，形成相应的盐和二氧化碳，可方便地用于各种稀土盐和配合物的合成，且不引入阴离子杂质。例如与硝酸、盐酸、硝酸、高氯酸、硫酸等强酸反应可形成水溶性盐与磷酸、氢氟酸反应可转变为难溶性稀土磷酸盐和氟化物与许多有机酸反应可形成相应的稀土有机配位化合物，它们随溶液值的不同可以是可溶性的络阳离子或络阴离子，或溶解度较小的中性化合物沉淀。另一方面，碳酸稀土经锻烧可分解为相应的氧化物，直接用于许多稀土新材料的制备。目前，我国的碳酸稀土年产量有万多吨，占所有稀土商品量中的四分之一以上，表明碳酸稀土的工业化生产与应用在稀土产业的发展中占有相当重要的地位。

碳酸钕化学式C₃H₂Nd₂O₁₀。分子量486.52200。在轻稀土碳酸盐中，碳酸钦是最难结晶的。用碳酸氢钱与可溶性钦盐反应形成的无定型沉淀难以在较短的时间内实现结晶转化。因此，在碳酸钦的工业生产上存在的主要问题是结晶困难，生产周期长，产品物理性能如粒度和比重还不够理想。要解决这些问题，需要对碳酸钦的结晶性能有全面的认识和掌握。

【生产工艺】^[2][3]

1. 溶剂萃取法：原料为用甲基膦酸二甲庚酯(P350)提镧后的稀土反萃液，浓缩成含总RexOy150/L、FINO30.3 mol/L的稀土溶液。步用二(2-乙基己基)磷酸(P2O4)-煤油溶液进行钕钐分组，第二步用氯化三烷基甲胺(N263)-煤油溶液萃取钕，得到酸性硝酸钕溶液。用氨水中和，在较低温度下加入碳酸氢铵沉淀出碳酸钕，过滤、洗涤、离心、干燥即为产品。

2. 用碳酸氢铵作沉淀剂制取碳酸钕：农用碳酸氢铵作稀土沉淀剂，制得了易沉降、过滤的晶型碳酸钕，这种碳酸钕灼烧成氧化钕，各项质量指标均优于氧化钕产品国家标准，反应过程如下：

【应用】^[3][4]

碳酸钕可用作玻璃的脱色剂和着色剂，还可用于制备其他纳米材料等，应用及举例如下：

1. 一种能够强烈地吸收紫外线和可见光的黄光部分的强吸收紫外线的防眩目紫色玻璃。以普通钠钙硅浮法玻璃的组成作为基础，包括下列原料的 重量百分比组分；氧化硅 72~82％，氧化钠 6~15％，氧化钙 4~13％，氧化镁 2~8％，氧化铝 0~3％、氧化铁 0.05~0.3％，碳酸铈0.1~3％，碳酸钕 0.4~1.2％，二氧化锰0.5~3％。该种4mm厚玻璃具有大于80％的可见光透过率，小于15％的紫外线透过率，568~590nm波长的透过率小于15％。

2. 一种吸热节能涂料，其特征是由填料和成膜料混合而成，所述填料按以下重量份数的原料混合而成：二氧化硅20～35份，氧化铝8～20份，氧化钛4～10份，氧化锆4～10份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，碳化硅0.8～5份，氧化钇0.02～0.5份，三氧化二铬0.01～1.5份，高岭土 0.01～1.5份，稀土材料0.01～1.5份，炭黑0.8～5份，各原料的粒径为1～5μm；其中，所述稀土材料包括碳酸镧0.01～1.5份、碳酸铈0.01～1.5份、碳酸镨0.01～1.5 份、碳酸钕0.01～1.5份和硝酸钷0.01～1.5份；所述成膜料为碳酸钾钠；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；所述填料与成膜料的重量混合比为2.5：7.5、3.8：6.2或者4.8：5.2。进一步，一种吸热节能涂料的制备方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一，填料的制备，首先按重量份数分别称取二氧化硅20～35份，氧化铝8～20份，氧 化钛4～10份，氧化锆4～10份，氧化锌1～5份，氧化镁1～5份，碳化硅0.8～5份，氧化钇0.02 ～0.5份，三氧化二铬0.01～1.5份，高岭土0.01～1.5份，稀土材料0.01～1.5份，炭黑0.8～5份，然后在混料机中将其混合均匀后得到填料；其中，所述稀土材料包括碳酸镧0.01～1.5份、碳酸铈0.01～1.5份、碳酸镨0.01～1.5 份、碳酸钕0.01～1.5份和硝酸钷0.01～1.5份；

步骤二，成膜料的制备，所述成膜料为碳酸钾钠；首先按重量份数分别称取碳酸钾与碳酸钠，然后将其混合均匀后得到成膜料；所述碳酸钾钠为相同重量的碳酸钾与碳酸钠混合而成；

步骤三，将填料和膜料按重量混合比为2.5：7.5、3.8：6.2或者4.8：5.2进行混合分散均 匀后得到混合料；

步骤四，将混合料进行球磨6～8小时，然后过筛网得到成品，所述筛网的目数为1～5μm。

【参考文献】

[1] 黄婷. 碳酸钇, 碳酸钕的结晶及相关技术研究[D]. 南昌大学, 2005.

[2] 冷忠义, 马莹. 用碳酸氢铵作沉淀剂制取碳酸钕和氧化钕[J]. 稀土, 2000, 21(6): 26-29.

[3] 李梅：柳召刚：张晓伟：胡艳宏：王觅堂：张永强.强吸收紫外线的防眩目紫色玻璃. CN200910258727.9，申请日2009-12-11

[4] 张积喜.一种吸热节能涂料及其制备方法. CN201710930983.2，申请日2017-10-09