Редкоземельный элемент церий занимает 58 позицию в Периодической таблице Менделеева и относится к группе металлов-лантаноидов. В земной коре в чистом «металлическом» виде не встречается, находится в связанном состоянии в составе оксидов, фосфатов, сульфидов и галогенидов. В горных породах эти химические соединения составляют сложную смесь.
Месторождения с большим содержанием цериевых минералов разведаны в России, США, ЮАР, Бразилии и Индии. Свыше 54% запасов, пригодных для промышленной разработки, находятся в Китае. Самым распространенным сырьем является бастнезит и монацитовый песок, содержащие до 70% оксидов церия, в лопаритовых рудах Кольского полуострова содержится до 5%.
Переработка сырья
При окислении церий образует два вида химических соединений:
- Оксид церия-IV (диоксид церия) с четырехвалентным церием, химическая формула CeO2
- Оксид церия-III (триоксид дицерия) с трехвалентным церием, химическая формула Ce2O3.
Оксид церия-IV получают путем переработки минерального сырья, это сложный многоэтапный процесс, включающий измельчение, обогащение, обработку кислотой и щелочью, флотацию и экстракцию. Полученную массу подвергают обжигу и очистке до получения диоксида церия высокой концентрации. Конечный продукт – нерастворимое в воде устойчивое химическое соединение.
Триоксид является продуктом восстановления диоксида водородом, образуется при температуре 1400 градусов в виде светло-серого порошка. Соединение неустойчиво, активно взаимодействует с находящимися в атмосфере химическими элементами, преобразуясь в диоксид. В чистом виде используется в качестве лабораторного реактива.
Область применения
Оксид церия-III имеет специфическую сферу применения:
- В составе каталитических фильтров систем очистки выхлопных газов,
- Как источник УФ-излучения в специальных светильниках,
- Используется в люминесцентных осветительных приборах.
Получены положительные результаты использования триоксида дицерия для выделения водорода при термохимическом расщеплении воды, такой опыт расширяет перспективы по обеспечению топливом перспективных водородных двигателей для автомобилей.
Оксид церия-IV широко используется в хозяйственной деятельности, область применения:
- Изготовления специального стекла,
- Катализатор в химической промышленности,
- Краситель для стекла, керамики и эмали,
- Легирующие добавки в металлургии,
- Производство солнцезащитной косметики,
- Твердый электролит в источниках питания для девайсов,
- Высокоэффективное полирующее средство.
Массовому потребителю доступен оксид церия-IV в виде мелкозернистого песка.
