Учёные НИТУ МИСИС запатентовали два способа более эффективного получения соединений редкоземельных металлов (РЗМ): карбоната неодима и диоксида церия. Внедрение технологий в производство позволит упростить технологические процессы, снизить энергозатраты и экологическую нагрузку.

Соединения РЗМ применяются для разработки новых материалов и устройств с уникальными свойствами, включая катализаторы, керамические материалы, пигменты, электронные устройства, фармацевтику и др. При этом традиционные методы получения их соединений, как правило, основаны на работе с разбавленными растворами, требуют повышенных температур и длительных стадий обработки, что снижает производительность и увеличивает объём солевых стоков.

Учёные НИТУ МИСИС предложили получать карбонат неодима осаждением из концентрированных азотнокислых растворов неодима насыщенными растворами углеаммонийных солей. Новая технология позволяет формировать однородные по форме и размеру частицы со структурой типа тангерита без длительной перекристаллизации и нагрева.

«Использование концентрированного раствора неодима позволило увеличить производительность процесса в 10 раз и сократить объём отходов как минимум в пять раз по сравнению с известными аналогами. Открывается возможность управлять морфологией частиц, что важно для производства катализаторов, керамики, пигментов и электронных компонентов», — сказала автор патента, д.т.н. Елена Богатырева, профессор кафедры цветных металлов и золота НИТУ МИСИС.

Второй патент описывает способ получения порошков диоксида церия — материала, востребованного, в частности, в автомобильных катализаторах и полирующих составах. В отличие от традиционных методов, основанных на длительном прокаливании, разработка учёных МИСИС использует СВЧ-нагрев суспензии карбоната церия.

«Метод позволяет сократить продолжительность термической обработки с нескольких часов до 1-2 минут, исключить стадии промывки и сушки осадка и снизить затраты на реагенты. В результате формируется порошок диоксида церия со сфероидальной формой частиц и высокой долей мелкодисперсных фракций, что повышает его эффективность для дальнейшего использования», — добавила Елена Богатырева.

Запатентованные способы ориентированы на создание технологических решений, пригодных для масштабирования и промышленного внедрения. Они расширяют возможности получения материалов на основе РЗМ и могут быть использованы при формировании современных ресурсосберегающих производственных процессов.