ಸೀರಿಯಂನ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ

ವಾಯು ಉತ್ಕರ್ಷಣ ವಿಧಾನವು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿರುವ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳಿಸಲು ಬಳಸುವ ಒಂದು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.ಸೀರಿಯಮ್ಕೆಲವು ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಟೆಟ್ರಾವೇಲೆಂಟ್‌ಗೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಫ್ಲೋರೋಕಾರ್ಬನ್ ಸೀರಿಯಮ್ ಅದಿರು ಸಾರ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸಲೇಟ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬೊನೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಹುರಿಯುವುದು (ಹುರಿಯುವ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಅಥವಾ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ಹುರಿಯುವುದು (ಒಣ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ) ಅಥವಾ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳ ಸ್ಲರಿ (ಆರ್ದ್ರ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ) ಗೆ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.

1、 ಹುರಿಯುವ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ

ಫ್ಲೋರೋಕಾರ್ಬನ್ ಸೀರಿಯಮ್ ಸಾರವನ್ನು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ 500 ℃ ನಲ್ಲಿ ಹುರಿಯುವುದು ಅಥವಾ ಬೈಯುನೆಬೊ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಾರವನ್ನು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಸೋಡಿಯಂ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ನೊಂದಿಗೆ 600-700 ℃ ನಲ್ಲಿ ಹುರಿಯುವುದು. ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಖನಿಜಗಳ ವಿಭಜನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಖನಿಜಗಳಲ್ಲಿರುವ ಸೀರಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಟೆಟ್ರಾವೇಲೆಂಟ್ ಆಗಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೇರ್ಪಡಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳುಸೀರಿಯಮ್ಕ್ಯಾಲ್ಸಿನ್ ಮಾಡಿದ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಲ್ಲಿ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಡಬಲ್ ಉಪ್ಪು ವಿಧಾನ, ದ್ರಾವಕ ಹೊರತೆಗೆಯುವ ವಿಧಾನ ಇತ್ಯಾದಿ ಸೇರಿವೆ.

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

ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸಿದ ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲದೊಂದಿಗೆ ಕರಗಿಸಿದಾಗ, CeO2 ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕರಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, CeO2 ನ ಕರಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಕರಗುವಿಕೆಯ ನಂತರದ ಹಂತದಲ್ಲಿ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ಹೈಡ್ರೋಫ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

2、 ಒಣ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ

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

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

ಸೀರಿಯಂನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 97% ತಲುಪಬಹುದು. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 140 ℃ ಗೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದರೆ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಮಯವನ್ನು 4-6 ಗಂಟೆಗಳವರೆಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಸೀರಿಯಂನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 97%~98% ತಲುಪಬಹುದು. ಶುಷ್ಕ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ 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, ಸ್ಲರಿಯಲ್ಲಿರುವ ಎಲ್ಲಾ ಟ್ರಿವೇಲೆಂಟ್ ಸೀರಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಟೆಟ್ರಾವೇಲೆಂಟ್ ಸೀರಿಯಮ್‌ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲು ಗಾಳಿಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಚಯಿಸಿ. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ನೀರಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಯಾವುದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ನೀರನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕು. ಪ್ರತಿ ಬ್ಯಾಚ್‌ನಲ್ಲಿ 40L ಸ್ಲರಿಯನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಿದಾಗ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಮಯ 4-5 ಗಂಟೆಗಳು ಮತ್ತು ಸೀರಿಯಮ್‌ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 98% ತಲುಪಬಹುದು. 8m3 ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಸ್ಲರಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿ ಬಾರಿಯೂ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಿದಾಗ, ಗಾಳಿಯ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣ 8-12m3/ನಿಮಿಷ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಮಯವನ್ನು 15h ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಾಗ, ಸೀರಿಯಮ್‌ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 97%~98% ತಲುಪಬಹುದು.

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

4、 ಒತ್ತಡಕ್ಕೊಳಗಾದ ಆರ್ದ್ರ ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ

ಸಾಮಾನ್ಯ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ಗಾಳಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವು ಹೆಚ್ಚು ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಜನರು ಒತ್ತಡವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಸಮಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡದ ಹೆಚ್ಚಳ, ಅಂದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡದ ಹೆಚ್ಚಳವು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕರಗುವಿಕೆಗೆ 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 ಗಂಟೆಯವರೆಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಿ. ಸೀರಿಯಂನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ದರವು 95% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ತಲುಪಬಹುದು. ನಿಜವಾದ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸೋಡಿಯಂ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣ ಉಪ್ಪಿನ ಅವಕ್ಷೇಪನದ ಮೂಲಕ ಕ್ಷಾರ ಪರಿವರ್ತನೆಯಿಂದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತು ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಸೋಡಿಯಂ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣ ಉಪ್ಪು ಮತ್ತು ಕ್ಷಾರೀಯ ದ್ರಾವಣದ ಅವಕ್ಷೇಪನವನ್ನು 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, ಅದರಲ್ಲಿರುವ Ce (OH) 3 ಅನ್ನು Ce (OH) 4 ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಬಹುದು.

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