ಸೀರಿಯಮ್ನ ಏರ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆ

ಏರ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ವಿಧಾನವು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ವಿಧಾನವಾಗಿದ್ದು ಅದು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕೆ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆಸೀರಿಯಮ್ಕೆಲವು ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಟೆಟ್ರಾವಲೆಂಟ್ಗೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಫ್ಲೋರೋಕಾರ್ಬನ್ ಸೀರಿಯಮ್ ಅದಿರು ಸಾಂದ್ರೀಕರಣ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸಲೇಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್‌ಗಳನ್ನು (ರೋಸ್ಟಿಂಗ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಅಥವಾ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳನ್ನು (ಶುಷ್ಕ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ) ಹುರಿಯುವುದು ಅಥವಾ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಸ್ಲರಿ (ಆರ್ದ್ರ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ) ಗೆ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.

1, ಹುರಿದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ

ಫ್ಲೋರೋಕಾರ್ಬನ್ ಸೀರಿಯಮ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ 500 ℃ ನಲ್ಲಿ ಹುರಿಯುವುದು ಅಥವಾ ಬೈಯುನೆಬೋ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸೋಡಿಯಂ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ 600-700 ℃ ನಲ್ಲಿ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಹುರಿಯುವುದು. ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಖನಿಜಗಳ ವಿಭಜನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಖನಿಜಗಳಲ್ಲಿನ ಸಿರಿಯಮ್ ಟೆಟ್ರಾವೆಲೆಂಟ್ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಬೇರ್ಪಡಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳುಸೀರಿಯಮ್ಕ್ಯಾಲ್ಸಿನ್ಡ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಂದ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಡಬಲ್ ಉಪ್ಪು ವಿಧಾನ, ದ್ರಾವಕ ಹೊರತೆಗೆಯುವ ವಿಧಾನ, ಇತ್ಯಾದಿ.

ಆಫ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಹುರಿದ ಜೊತೆಗೆಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸಿ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸಲೇಟ್ ಮತ್ತು ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ನಂತಹ ಲವಣಗಳು ಗಾಳಿಯ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಹುರಿಯುವ ವಿಭಜನೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಿರಿಯಮ್ CeO2 ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹುರಿಯುವ ಮೂಲಕ ಪಡೆದ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮಿಶ್ರಣದ ಉತ್ತಮ ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 700 ಮತ್ತು 800 ℃ ನಡುವೆ ಹುರಿಯುವ ತಾಪಮಾನವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಿರಬಾರದು. ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳನ್ನು 1-1.5mol/L ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಅಥವಾ 4-5mol/L ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸಬಹುದು. ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದೊಂದಿಗೆ ಹುರಿದ ಅದಿರನ್ನು ಸೋರಿಕೆ ಮಾಡುವಾಗ, ಸೀರಿಯಮ್ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಟೆಟ್ರಾವಲೆಂಟ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ. ಮೊದಲನೆಯದು 45 ℃ ನಲ್ಲಿ 50g/L REO ಹೊಂದಿರುವ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಲ್ಫೇಟ್ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಪಡೆಯುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ P204 ಹೊರತೆಗೆಯುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಿರಿಯಮ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ; ಎರಡನೆಯದು 80-85 ℃ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ 150-200g/L ನ REO ಹೊಂದಿರುವ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ನೈಟ್ರೇಟ್ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ತಯಾರಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಸೀರಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು TBP ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ದುರ್ಬಲ ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದೊಂದಿಗೆ ಕರಗಿಸಿದಾಗ, CeO2 ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕರಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, CeO2 ನ ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ವಿಸರ್ಜನೆಯ ನಂತರದ ಹಂತದಲ್ಲಿ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿ ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಹೈಡ್ರೋಫ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

2, ಒಣ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ

ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಒಣಗಿಸುವ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿ ಮತ್ತು 16-24 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ 100-120 ℃ ನಲ್ಲಿ ಗಾಳಿಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಿ. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿರುತ್ತದೆ:

4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4

ಸೀರಿಯಮ್ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 97% ತಲುಪಬಹುದು. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 140 ℃ ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದರೆ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯವನ್ನು 4-6 ಗಂಟೆಗಳವರೆಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಸೀರಿಯಮ್ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ದರವು 97% ~ 98% ತಲುಪಬಹುದು. ಶುಷ್ಕ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಧೂಳು ಮತ್ತು ಕಳಪೆ ಕಾರ್ಮಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

3, ವಾತಾವರಣದ ಆರ್ದ್ರ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ

ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಿ ಸ್ಲರಿಯನ್ನು ರೂಪಿಸಿ, REO ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು 50-70g/L ಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಿ, ಸ್ಲರಿಯ ಕ್ಷಾರೀಯತೆಯನ್ನು 0.15-0.30mol/L ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು NaOH ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ಮತ್ತು 85 ℃ ಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದಾಗ ನೇರವಾಗಿ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿ. ಸ್ಲರಿಯಲ್ಲಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಟ್ರಿವಲೆಂಟ್ ಸಿರಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಟೆಟ್ರಾವಲೆಂಟ್ ಸೀರಿಯಮ್‌ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಿ. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ನೀರಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಯಾವುದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ನೀರನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕು. ಪ್ರತಿ ಬ್ಯಾಚ್‌ನಲ್ಲಿ 40L ಸ್ಲರಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಂಡಾಗ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯವು 4-5 ಗಂಟೆಗಳು ಮತ್ತು ಸೀರಿಯಮ್‌ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 98% ತಲುಪಬಹುದು. ಪ್ರತಿ ಬಾರಿ 8m3 ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಸ್ಲರಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಂಡಾಗ, ಗಾಳಿಯ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣವು 8-12m3/min ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯವನ್ನು 15h ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದರೆ, ಸಿರಿಯಮ್ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 97% ~ 98% ತಲುಪಬಹುದು.

ವಾತಾವರಣದ ಆರ್ದ್ರ ಗಾಳಿಯ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ವಿಧಾನದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೆಂದರೆ: ಸೀರಿಯಮ್ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರ, ದೊಡ್ಡ ಉತ್ಪಾದನೆ, ಉತ್ತಮ ಕೆಲಸದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು, ಸರಳ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆ, ಮತ್ತು ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಚ್ಚಾ ಸೀರಿಯಮ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

4, ಒತ್ತಡದ ಆರ್ದ್ರ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ

ಸಾಮಾನ್ಯ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಹೆಚ್ಚು ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಜನರು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಸಮಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡದ ಹೆಚ್ಚಳ, ಅಂದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಆಂಶಿಕ ಒತ್ತಡದ ಹೆಚ್ಚಳ, ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ವಿಸರ್ಜನೆ ಮತ್ತು ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಕಣಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ ಸುಮಾರು 60g/L ಗೆ ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಿ, ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ನೊಂದಿಗೆ pH ಅನ್ನು 13 ಗೆ ಹೊಂದಿಸಿ, ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸುಮಾರು 80 ℃ ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿ, 0.4MPa ನಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಿ ಮತ್ತು 1 ಗಂಟೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಿ. ಸೀರಿಯಮ್ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 95% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ತಲುಪಬಹುದು. ನಿಜವಾದ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸೋಡಿಯಂ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣ ಉಪ್ಪಿನ ಮಳೆಯ ಮೂಲಕ ಕ್ಷಾರ ಪರಿವರ್ತನೆಯಿಂದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತು ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸೋಡಿಯಂ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣ ಉಪ್ಪು ಮತ್ತು ಕ್ಷಾರೀಯ ದ್ರಾವಣದ ಮಳೆಯನ್ನು ಒತ್ತಡದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಟ್ಯಾಂಕ್‌ಗೆ ಸೇರಿಸಬಹುದು, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು. ಸಂಕೀರ್ಣ ಉಪ್ಪಿನಲ್ಲಿರುವ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯನ್ನು ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಗಾಳಿ ಅಥವಾ ಸಮೃದ್ಧ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, Ce (OH) 3 ಅನ್ನು Ce (OH) 4 ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಬಹುದು.

ಒತ್ತಡದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಕೀರ್ಣ ಉಪ್ಪಿನ ಕ್ಷಾರ ಪರಿವರ್ತನೆ ದರ, ಸೀರಿಯಮ್‌ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರ ಮತ್ತು ಸೀರಿಯಮ್‌ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರ ಎಲ್ಲವೂ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. 45 ನಿಮಿಷಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ನಂತರ, ಡಬಲ್ ಉಪ್ಪು ಕ್ಷಾರದ ಪರಿವರ್ತನೆ ದರ ಮತ್ತು ಸೀರಿಯಮ್‌ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 96% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ತಲುಪಿತು.