സീറിയത്തിൻ്റെ എയർ ഓക്സിഡേഷൻ വേർതിരിക്കൽ

വായുവിലെ ഓക്‌സിജനെ ഓക്‌സിഡൈസ് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ഓക്‌സിഡേഷൻ രീതിയാണ് എയർ ഓക്‌സിഡേഷൻ രീതി.സെറിയംചില വ്യവസ്ഥകൾ പ്രകാരം ടെട്രാവാലൻ്റ് വരെ. ഫ്ലൂറോകാർബൺ സെറിയം അയിര് കോൺസെൻട്രേറ്റ്, അപൂർവ എർത്ത് ഓക്‌സലേറ്റുകൾ, വായുവിലെ കാർബണേറ്റുകൾ (റോസ്റ്റിംഗ് ഓക്‌സിഡേഷൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു) അല്ലെങ്കിൽ അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്‌സൈഡുകൾ (ഡ്രൈ എയർ ഓക്‌സിഡേഷൻ) വറുക്കുക അല്ലെങ്കിൽ ഓക്‌സിഡേഷനായി വായു അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്‌സൈഡ് സ്ലറി (ആർദ്ര വായു ഓക്‌സിഡേഷൻ) എന്നിവയിൽ അവതരിപ്പിക്കുന്നത് ഈ രീതിയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

1, വറുത്ത ഓക്സിഡേഷൻ

ഫ്ലൂറോകാർബൺ സെറിയം കോൺസെൻട്രേറ്റ് വായുവിൽ 500 ℃ വറുക്കുക അല്ലെങ്കിൽ 600-700 ℃ ൽ സോഡിയം കാർബണേറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് ബൈയുനെബോ അപൂർവ എർത്ത് കോൺസൺട്രേറ്റ് വറുക്കുക. അപൂർവ ഭൂമിയിലെ ധാതുക്കളുടെ വിഘടന സമയത്ത്, ധാതുക്കളിലെ സെറിയം ടെട്രാവാലൻ്റായി ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. വേർതിരിക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾസെറിയംഅപൂർവ എർത്ത് സൾഫേറ്റ് ഇരട്ട ഉപ്പ് രീതി, ലായക വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ രീതി മുതലായവ കാൽസിൻ ചെയ്ത ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

എന്ന ഓക്സിഡേഷൻ വറുത്ത പുറമേഅപൂർവ ഭൂമിസാന്ദ്രീകരിക്കുക, അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സലേറ്റ്, അപൂർവ എർത്ത് കാർബണേറ്റ് തുടങ്ങിയ ലവണങ്ങൾ വായു അന്തരീക്ഷത്തിൽ വറുത്ത വിഘടനത്തിന് വിധേയമാകുന്നു, കൂടാതെ സെറിയം CeO2 ആയി ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. വറുക്കുന്നതിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡ് മിശ്രിതത്തിൻ്റെ നല്ല ലായകത ഉറപ്പാക്കാൻ, വറുത്ത താപനില വളരെ ഉയർന്നതായിരിക്കരുത്, സാധാരണയായി 700 നും 800 നും ഇടയിൽ. ഓക്സൈഡുകൾ 1-1.5mol/L സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ് ലായനിയിലോ 4-5mol/L നൈട്രിക് ആസിഡ് ലായനിയിലോ ലയിപ്പിക്കാം. വറുത്ത അയിര് സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡും നൈട്രിക് ആസിഡും ഉപയോഗിച്ച് ഒഴിക്കുമ്പോൾ, സെറിയം പ്രധാനമായും ടെട്രാവാലൻ്റ് രൂപത്തിൽ ലായനിയിൽ പ്രവേശിക്കുന്നു. ആദ്യത്തേത് 45 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 50g/L REO അടങ്ങിയ അപൂർവ എർത്ത് സൾഫേറ്റ് ലായനി നേടുകയും തുടർന്ന് P204 വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ രീതി ഉപയോഗിച്ച് സെറിയം ഡയോക്സൈഡ് നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു; രണ്ടാമത്തേത് 80-85 ℃ താപനിലയിൽ 150-200g/L REO അടങ്ങിയ അപൂർവ എർത്ത് നൈട്രേറ്റ് ലായനി തയ്യാറാക്കുകയും തുടർന്ന് സെറിയം വേർതിരിക്കാൻ TBP എക്സ്ട്രാക്ഷൻ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡുകൾ നേർപ്പിച്ച സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡ് അല്ലെങ്കിൽ നൈട്രിക് ആസിഡ് ഉപയോഗിച്ച് ലയിപ്പിക്കുമ്പോൾ, CeO2 താരതമ്യേന ലയിക്കില്ല. അതിനാൽ, CeO2 ൻ്റെ ലായകത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് പിരിച്ചുവിടലിൻ്റെ പിന്നീടുള്ള ഘട്ടത്തിൽ ഒരു ഉത്തേജകമായി ലായനിയിൽ ഒരു ചെറിയ അളവിൽ ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് ആസിഡ് ചേർക്കേണ്ടതുണ്ട്.

2, ഡ്രൈ എയർ ഓക്സീകരണം

അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ഉണങ്ങുന്ന ചൂളയിൽ വയ്ക്കുക, വായുസഞ്ചാരമുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിൽ 100-120 ℃ 16-24 മണിക്കൂർ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുക. ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതികരണം ഇപ്രകാരമാണ്:

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

സെറിയത്തിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക് 97% വരെ എത്താം. ഓക്സിഡേഷൻ താപനില 140 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസായി വർദ്ധിപ്പിച്ചാൽ, ഓക്സിഡേഷൻ സമയം 4-6 മണിക്കൂറായി ചുരുക്കാം, കൂടാതെ സെറിയത്തിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക് 97% ~ 98% വരെ എത്താം. ഡ്രൈ എയർ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയ വലിയ അളവിൽ പൊടിയും മോശം തൊഴിൽ സാഹചര്യങ്ങളും ഉണ്ടാക്കുന്നു, അവ നിലവിൽ ലബോറട്ടറിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

3, അന്തരീക്ഷ ആർദ്ര വായു ഓക്സീകരണം

അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് വെള്ളത്തിൽ കലർത്തി ഒരു സ്ലറി ഉണ്ടാക്കുക, REO കോൺസൺട്രേഷൻ 50-70g/L ആയി നിയന്ത്രിക്കുക, സ്ലറിയുടെ ക്ഷാരത 0.15-0.30mol/L ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ NaOH ചേർക്കുക, 85 ℃ വരെ ചൂടാക്കിയാൽ വായു നേരിട്ട് എത്തിക്കുക. സ്ലറിയിലെ എല്ലാ ട്രൈവാലൻ്റ് സെറിയവും ടെട്രാവാലൻ്റ് സീറിയത്തിലേക്ക് ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുക. ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ, ജലത്തിൻ്റെ ബാഷ്പീകരണം താരതമ്യേന വലുതാണ്, അതിനാൽ അപൂർവ ഭൂമിയുടെ കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ള സാന്ദ്രത നിലനിർത്താൻ ഏത് സമയത്തും ഒരു നിശ്ചിത അളവ് വെള്ളം അനുബന്ധമായി നൽകണം. ഓരോ ബാച്ചിലും 40L സ്ലറി ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഓക്സിഡേഷൻ സമയം 4-5 മണിക്കൂറാണ്, സെറിയത്തിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക് 98% വരെ എത്താം. ഓരോ തവണയും 8m3 അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് സ്ലറി ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ, എയർ ഫ്ലോ റേറ്റ് 8-12m3/min ആണ്, ഓക്സിഡേഷൻ സമയം 15h ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, സെറിയത്തിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക് 97%~98% വരെ എത്താം.

അന്തരീക്ഷ ആർദ്ര വായു ഓക്സിഡേഷൻ രീതിയുടെ സവിശേഷതകൾ ഇവയാണ്: ഉയർന്ന ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക്, വലിയ ഉൽപ്പാദനം, നല്ല ജോലി സാഹചര്യങ്ങൾ, ലളിതമായ പ്രവർത്തനം, ക്രൂഡ് സെറിയം ഡയോക്സൈഡ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ഈ രീതി സാധാരണയായി വ്യവസായത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

4, പ്രഷറൈസ്ഡ് ആർദ്ര വായു ഓക്സീകരണം

സാധാരണ മർദ്ദത്തിൽ, വായു ഓക്‌സിഡേഷൻ കൂടുതൽ സമയമെടുക്കും, മർദ്ദം ഉപയോഗിച്ച് ആളുകൾ ഓക്‌സിഡേഷൻ സമയം കുറയ്ക്കുന്നു. വായു മർദ്ദത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവ്, അതായത്, സിസ്റ്റത്തിലെ ഓക്സിജൻ ഭാഗിക മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുന്നത്, ലായനിയിൽ ഓക്സിജൻ്റെ ലയനത്തിനും ഓക്സിജൻ്റെ അപൂർവ ഭൂമിയിലെ ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് കണങ്ങളുടെ ഉപരിതല വ്യാപനത്തിനും കാരണമാകുന്നു, അങ്ങനെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു.

അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് വെള്ളത്തിൽ 60g/L ആയി കലർത്തുക, സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ഉപയോഗിച്ച് pH 13 ആയി ക്രമീകരിക്കുക, താപനില ഏകദേശം 80 ℃ ആയി ഉയർത്തുക, ഓക്സിഡേഷനായി വായു അവതരിപ്പിക്കുക, 0.4MPa-ൽ മർദ്ദം നിയന്ത്രിക്കുക, 1 മണിക്കൂർ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുക. സെറിയത്തിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക് 95% വരെ എത്താം. യഥാർത്ഥ ഉൽപ്പാദനത്തിൽ, അപൂർവ എർത്ത് സോഡിയം സൾഫേറ്റ് കോംപ്ലക്‌സ് ഉപ്പിൻ്റെ മഴയിലൂടെ ആൽക്കലി പരിവർത്തനം വഴി ഓക്‌സിഡേഷൻ അസംസ്‌കൃത വസ്തുവായ അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്‌സൈഡ് ലഭിക്കും. പ്രക്രിയ ചെറുതാക്കാൻ, അപൂർവ എർത്ത് സോഡിയം സൾഫേറ്റ് കോംപ്ലക്സ് ഉപ്പും ആൽക്കലൈൻ ലായനിയും ഒരു നിശ്ചിത മർദ്ദവും താപനിലയും നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് സമ്മർദ്ദമുള്ള ഓക്സിഡേഷൻ ടാങ്കിലേക്ക് ചേർക്കാം. സങ്കീർണ്ണമായ ലവണത്തിലെ അപൂർവ ഭൂമിയെ അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകളാക്കി മാറ്റാൻ വായു അല്ലെങ്കിൽ സമ്പുഷ്ടമായ ഓക്സിജൻ അവതരിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതേ സമയം, അതിലെ Ce (OH) 3 Ce (OH) 4 ആയി ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യാവുന്നതാണ്.

സമ്മർദ്ദമുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിൽ, സങ്കീർണ്ണമായ ഉപ്പിൻ്റെ ക്ഷാര പരിവർത്തന നിരക്ക്, സെറിയത്തിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക്, സെറിയത്തിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക് എന്നിവയെല്ലാം മെച്ചപ്പെടുന്നു. 45 മിനിറ്റ് പ്രതികരണത്തിന് ശേഷം, ഇരട്ട ഉപ്പ് ക്ഷാരത്തിൻ്റെ പരിവർത്തന നിരക്കും സെറിയത്തിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്കും 96% ൽ എത്തി.