സീറിയത്തിന്റെ വായു ഓക്സീകരണ വേർതിരിക്കൽ

വായുവിലെ ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിച്ച് ഓക്സീകരിക്കുന്ന ഒരു ഓക്സീകരണ രീതിയാണ് എയർ ഓക്സീകരണ രീതി.സീറിയംചില വ്യവസ്ഥകളിൽ ടെട്രാവാലന്റിലേക്ക്. ഈ രീതിയിൽ സാധാരണയായി ഫ്ലൂറോകാർബൺ സീരിയം അയിര് സാന്ദ്രത, അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സലേറ്റുകൾ, കാർബണേറ്റുകൾ എന്നിവ വായുവിൽ വറുക്കുക (റോസ്റ്റിംഗ് ഓക്സിഡേഷൻ എന്നറിയപ്പെടുന്നു) അല്ലെങ്കിൽ അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകൾ വറുക്കുക (ഡ്രൈ എയർ ഓക്സിഡേഷൻ) അല്ലെങ്കിൽ ഓക്സീകരണത്തിനായി അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് സ്ലറിയിലേക്ക് വായുവിനെ അവതരിപ്പിക്കുക (ആർദ്ര എയർ ഓക്സിഡേഷൻ) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

1、 വറുത്ത ഓക്സീകരണം

ഫ്ലൂറോകാർബൺ സീരിയം സാന്ദ്രത 500 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ വായുവിൽ വറുക്കുക അല്ലെങ്കിൽ ബായുനെബോ അപൂർവ എർത്ത് സാന്ദ്രത 600-700 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ വായുവിൽ സോഡിയം കാർബണേറ്റുമായി വറുക്കുക. അപൂർവ എർത്ത് ധാതുക്കളുടെ വിഘടന സമയത്ത്, ധാതുക്കളിലുള്ള സീരിയം ടെട്രാവാലന്റായി ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുന്നു. വേർതിരിക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾസീറിയംകാൽസിൻ ചെയ്ത ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ അപൂർവ എർത്ത് സൾഫേറ്റ് ഇരട്ട ഉപ്പ് രീതി, ലായക വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ രീതി മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഓക്സിഡേഷൻ റോസ്റ്റിംഗിന് പുറമേഅപൂർവ ഭൂമിസാന്ദ്രീകൃത ലവണങ്ങൾ, അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സലേറ്റ്, അപൂർവ എർത്ത് കാർബണേറ്റ് എന്നിവ വായു അന്തരീക്ഷത്തിൽ വറുത്ത് വിഘടിപ്പിക്കുകയും സീരിയം CeO2 ആയി ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. വറുത്തുകൊണ്ട് ലഭിക്കുന്ന അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡ് മിശ്രിതത്തിന്റെ നല്ല ലയനം 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. സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡും നൈട്രിക് ആസിഡും ഉപയോഗിച്ച് വറുത്ത അയിര് ലീച്ച് ചെയ്യുമ്പോൾ, സീരിയം പ്രധാനമായും ടെട്രാവാലന്റ് രൂപത്തിലാണ് ലായനിയിൽ പ്രവേശിക്കുന്നത്. ആദ്യത്തേതിൽ ഏകദേശം 45 ℃ താപനിലയിൽ 50g/L REO അടങ്ങിയ ഒരു അപൂർവ എർത്ത് സൾഫേറ്റ് ലായനി നേടുകയും തുടർന്ന് P204 എക്സ്ട്രാക്ഷൻ രീതി ഉപയോഗിച്ച് സീരിയം ഡയോക്സൈഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു; രണ്ടാമത്തേതിൽ 80-85 ℃ താപനിലയിൽ 150-200g/L REO അടങ്ങിയ ഒരു അപൂർവ എർത്ത് നൈട്രേറ്റ് ലായനി തയ്യാറാക്കുകയും തുടർന്ന് സീരിയം വേർതിരിക്കാൻ TBP എക്സ്ട്രാക്ഷൻ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

അപൂർവ എർത്ത് ഓക്സൈഡുകൾ നേർപ്പിച്ച സൾഫ്യൂറിക് ആസിഡിലോ നൈട്രിക് ആസിഡിലോ ലയിപ്പിക്കുമ്പോൾ, CeO2 താരതമ്യേന ലയിക്കില്ല. അതിനാൽ, ലയിക്കുന്നതിന്റെ പിന്നീടുള്ള ഘട്ടത്തിൽ CeO2 ന്റെ ലയിക്കുന്നത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഒരു ഉത്തേജകമായി ലായനിയിൽ ചെറിയ അളവിൽ ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് ആസിഡ് ചേർക്കേണ്ടതുണ്ട്.

2、 വരണ്ട വായു ഓക്സീകരണം

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

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

സീരിയത്തിന്റെ ഓക്സീകരണ നിരക്ക് 97% വരെ എത്താം. ഓക്സിഡേഷൻ താപനില 140 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസായി വർദ്ധിപ്പിച്ചാൽ, ഓക്സിഡേഷൻ സമയം 4-6 മണിക്കൂറായി കുറയ്ക്കാം, കൂടാതെ സീരിയത്തിന്റെ ഓക്സീകരണ നിരക്ക് 97%~98% വരെ എത്താം. വരണ്ട വായു ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയ വലിയ അളവിൽ പൊടിയും മോശം തൊഴിൽ സാഹചര്യങ്ങളും ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഇവ നിലവിൽ പ്രധാനമായും ലബോറട്ടറിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

3、 അന്തരീക്ഷ ആർദ്ര വായു ഓക്സീകരണം

സ്ലറി രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് വെള്ളവുമായി അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് കലർത്തുക, REO സാന്ദ്രത 50-70g/L ആയി നിയന്ത്രിക്കുക, സ്ലറിയുടെ ക്ഷാരത്വം 0.15-0.30mol/L ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ NaOH ചേർക്കുക, 85 ℃ വരെ ചൂടാക്കുമ്പോൾ, സ്ലറിയിലെ എല്ലാ ട്രൈവാലന്റ് സീരിയത്തെയും ടെട്രാവാലന്റ് സീരിയത്തിലേക്ക് ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യാൻ വായു നേരിട്ട് നൽകുക. ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ, ജലത്തിന്റെ ബാഷ്പീകരണം താരതമ്യേന വലുതാണ്, അതിനാൽ കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ള അപൂർവ എർത്ത് സാന്ദ്രത നിലനിർത്താൻ ഏത് സമയത്തും ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ വെള്ളം നൽകണം. ഓരോ ബാച്ചിലും 40L സ്ലറി ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഓക്സിഡേഷൻ സമയം 4-5 മണിക്കൂറാണ്, സീരിയത്തിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക് 98% വരെ എത്താം. 8m3 അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് സ്ലറി ഓരോ തവണയും ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുമ്പോൾ, വായുപ്രവാഹ നിരക്ക് 8-12m3/മിനിറ്റ് ആണ്, ഓക്സിഡേഷൻ സമയം 15 മണിക്കൂർ ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, സീരിയത്തിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ നിരക്ക് 97%~98% വരെ എത്താം.

അന്തരീക്ഷത്തിലെ ആർദ്ര വായു ഓക്‌സിഡേഷൻ രീതിയുടെ സവിശേഷതകൾ ഇവയാണ്: സീരിയത്തിന്റെ ഉയർന്ന ഓക്‌സിഡേഷൻ നിരക്ക്, വലിയ ഉൽപ്പാദനം, നല്ല ജോലി സാഹചര്യങ്ങൾ, ലളിതമായ പ്രവർത്തനം, കൂടാതെ അസംസ്‌കൃത സീരിയം ഡയോക്‌സൈഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ വ്യവസായത്തിൽ ഈ രീതി സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

4、 സമ്മർദ്ദത്തിലുള്ള ആർദ്ര വായു ഓക്സീകരണം

സാധാരണ മർദ്ദത്തിൽ, വായു ഓക്സീകരണം കൂടുതൽ സമയമെടുക്കും, ആളുകൾ മർദ്ദം ഉപയോഗിച്ച് ഓക്സീകരണ സമയം കുറയ്ക്കുന്നു. വായു മർദ്ദത്തിന്റെ വർദ്ധനവ്, അതായത്, സിസ്റ്റത്തിലെ ഓക്സിജന്റെ ഭാഗിക മർദ്ദത്തിന്റെ വർദ്ധനവ്, ലായനിയിൽ ഓക്സിജൻ ലയിക്കുന്നതിനും അപൂർവ ഭൂമി ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ഓക്സിജൻ വ്യാപിക്കുന്നതിനും അനുകൂലമാണ്, അങ്ങനെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയയെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു.

അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് വെള്ളവുമായി ഏകദേശം 60 ഗ്രാം/ലിറ്റർ വരെ കലർത്തുക, സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായി pH 13 ആയി ക്രമീകരിക്കുക, താപനില ഏകദേശം 80 ℃ ആയി ഉയർത്തുക, ഓക്സീകരണത്തിനായി വായു അവതരിപ്പിക്കുക, 0.4MPa-ൽ മർദ്ദം നിയന്ത്രിക്കുക, 1 മണിക്കൂർ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുക. സീറിയത്തിന്റെ ഓക്സീകരണ നിരക്ക് 95%-ൽ കൂടുതലാകാം. യഥാർത്ഥ ഉൽപാദനത്തിൽ, അപൂർവ എർത്ത് സോഡിയം സൾഫേറ്റ് സങ്കീർണ്ണ ഉപ്പിന്റെ അവശിഷ്ടത്തിലൂടെ ക്ഷാര പരിവർത്തനത്തിലൂടെയാണ് ഓക്സിഡേഷൻ അസംസ്കൃത വസ്തു അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലഭിക്കുന്നത്. പ്രക്രിയ കുറയ്ക്കുന്നതിന്, ഒരു നിശ്ചിത മർദ്ദവും താപനിലയും നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് ഒരു പ്രഷറൈസ്ഡ് ഓക്സിഡേഷൻ ടാങ്കിലേക്ക് അപൂർവ എർത്ത് സോഡിയം സൾഫേറ്റ് സങ്കീർണ്ണ ഉപ്പിന്റെയും ക്ഷാര ലായനിയുടെയും അവശിഷ്ടം ചേർക്കാം. സങ്കീർണ്ണമായ ഉപ്പിലെ അപൂർവ എർത്തിനെ അപൂർവ എർത്ത് ഹൈഡ്രോക്സൈഡുകളാക്കി മാറ്റാൻ വായു അല്ലെങ്കിൽ സമ്പുഷ്ടമായ ഓക്സിജൻ അവതരിപ്പിക്കാം, അതേ സമയം, അതിലെ Ce (OH) 3 Ce (OH) 4 ആയി ഓക്സീകരിക്കാനും കഴിയും.

സമ്മർദ്ദ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, സങ്കീർണ്ണ ലവണത്തിന്റെ ആൽക്കലി പരിവർത്തന നിരക്ക്, സീരിയത്തിന്റെ ഓക്സീകരണ നിരക്ക്, സീരിയത്തിന്റെ ഓക്സീകരണ നിരക്ക് എന്നിവയെല്ലാം മെച്ചപ്പെടുന്നു. 45 മിനിറ്റ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനുശേഷം, ഇരട്ട ഉപ്പ് ആൽക്കലിയുടെയും സീരിയത്തിന്റെ ഓക്സീകരണ നിരക്കിന്റെയും പരിവർത്തന നിരക്ക് 96% ത്തിൽ കൂടുതലായി.