சீரியத்தின் காற்று ஆக்சிஜனேற்றப் பிரிப்பு

காற்று ஆக்ஸிஜனேற்ற முறை என்பது காற்றில் உள்ள ஆக்ஸிஜனைப் பயன்படுத்தி ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்யும் ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்ற முறையாகும்.சீரியம்சில நிபந்தனைகளின் கீழ் நான்முகத்தன்மை கொண்டதாக மாற்றுதல். இந்த முறை பொதுவாக ஃப்ளோரோகார்பன் சீரியம் தாது செறிவு, அரிய மண் ஆக்சலேட்டுகள் மற்றும் கார்பனேட்டுகளை காற்றில் வறுத்தல் (வறுக்கும் ஆக்ஸிஜனேற்றம் என அழைக்கப்படுகிறது) அல்லது அரிய மண் ஹைட்ராக்சைடுகளை வறுத்தல் (உலர்ந்த காற்று ஆக்ஸிஜனேற்றம்) அல்லது ஆக்ஸிஜனேற்றத்திற்காக அரிய மண் ஹைட்ராக்சைடு குழம்பு (ஈரமான காற்று ஆக்ஸிஜனேற்றம்) ஆகியவற்றில் காற்றை அறிமுகப்படுத்துதல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது.

1、 வறுத்தல் ஆக்சிஜனேற்றம்

காற்றில் ஃப்ளோரோகார்பன் சீரியம் செறிவை 500 ℃ வெப்பநிலையில் வறுத்தல் அல்லது பையுனெபோ அரிய மண் செறிவை 600-700 ℃ வெப்பநிலையில் காற்றில் சோடியம் கார்பனேட்டுடன் சேர்த்து வறுத்தல். அரிய மண் தாதுக்களின் சிதைவின் போது, ​​தாதுக்களில் உள்ள சீரியம் நான்முக சேர்மமாக ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது. பிரித்தெடுக்கும் முறைகள்சீரியம்கால்சின் செய்யப்பட்ட பொருட்களில் அரிதான பூமி சல்பேட் இரட்டை உப்பு முறை, கரைப்பான் பிரித்தெடுக்கும் முறை போன்றவை அடங்கும்.

ஆக்சிஜனேற்றம் வறுத்தலுடன் கூடுதலாகஅரிய பூமிஅரிதான மண் ஆக்சலேட் மற்றும் அரிதான மண் கார்பனேட் போன்ற உப்புகள் காற்று வளிமண்டலத்தில் வறுத்து சிதைவடைகின்றன, மேலும் சீரியம் CeO2 ஆக ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது. வறுத்ததன் மூலம் பெறப்பட்ட அரிய மண் ஆக்சைடு கலவையின் நல்ல கரைதிறனை உறுதி செய்ய, வறுத்த வெப்பநிலை மிக அதிகமாக இருக்கக்கூடாது, பொதுவாக 700 முதல் 800 ℃ வரை. ஆக்சைடுகளை 1-1.5mol/L சல்பூரிக் அமிலக் கரைசல் அல்லது 4-5mol/L நைட்ரிக் அமிலக் கரைசலில் கரைக்கலாம். வறுத்த தாதுவை சல்பூரிக் அமிலம் மற்றும் நைட்ரிக் அமிலத்துடன் கசியும் போது, ​​சீரியம் முக்கியமாக டெட்ராவலன்ட் வடிவத்தில் கரைசலில் நுழைகிறது. முந்தையது சுமார் 45 ℃ இல் 50g/L REO கொண்ட அரிய மண் சல்பேட் கரைசலைப் பெறுவதையும், பின்னர் P204 பிரித்தெடுக்கும் முறையைப் பயன்படுத்தி சீரியம் டை ஆக்சைடை உற்பத்தி செய்வதையும் உள்ளடக்கியது; பிந்தையது 80-85 ℃ வெப்பநிலையில் 150-200g/L REO கொண்ட அரிய மண் நைட்ரேட் கரைசலைத் தயாரிப்பதையும், பின்னர் சீரியத்தைப் பிரிக்க TBP பிரித்தெடுப்பையும் உள்ளடக்கியது.

அரிதான மண் ஆக்சைடுகள் நீர்த்த சல்பூரிக் அமிலம் அல்லது நைட்ரிக் அமிலத்துடன் கரைக்கப்படும்போது, ​​CeO2 ஒப்பீட்டளவில் கரையாதது. எனவே, CeO2 இன் கரைதிறனை மேம்படுத்த கரைசலின் பிந்தைய கட்டத்தில் ஒரு வினையூக்கியாக ஒரு சிறிய அளவு ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலத்தை கரைசலில் சேர்க்க வேண்டும்.

2、 உலர் காற்று ஆக்சிஜனேற்றம்

அரிய பூமி ஹைட்ராக்சைடை உலர்த்தும் உலையில் வைத்து, காற்றோட்டமான சூழ்நிலையில் 100-120 ℃ வெப்பநிலையில் 16-24 மணி நேரம் ஆக்ஸிஜனேற்றவும். ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினை பின்வருமாறு:

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

சீரியத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் 97% ஐ எட்டும். ஆக்சிஜனேற்ற வெப்பநிலையை மேலும் 140 ℃ ஆக அதிகரித்தால், ஆக்சிஜனேற்ற நேரத்தை 4-6 மணிநேரமாகக் குறைக்கலாம், மேலும் சீரியத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதமும் 97%~98% ஐ எட்டும். வறண்ட காற்று ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறை அதிக அளவு தூசி மற்றும் மோசமான தொழிலாளர் நிலைமைகளை உருவாக்குகிறது, அவை தற்போது முக்கியமாக ஆய்வகத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

3、 வளிமண்டல ஈரமான காற்று ஆக்சிஜனேற்றம்

அரிதான பூமி ஹைட்ராக்சைடை தண்ணீருடன் கலந்து ஒரு குழம்பை உருவாக்கவும், REO செறிவை 50-70 கிராம்/லி ஆகக் கட்டுப்படுத்தவும், குழம்பின் காரத்தன்மையை 0.15-0.30mol/L ஆக அதிகரிக்க NaOH ஐ சேர்க்கவும், மேலும் 85 ℃ க்கு சூடாக்கும்போது, ​​குழம்பில் உள்ள அனைத்து ட்ரிவலன்ட் சீரியத்தையும் டெட்ராவலன்ட் சீரியமாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய காற்றை நேரடியாக அறிமுகப்படுத்தவும். ஆக்சிஜனேற்ற செயல்பாட்டின் போது, ​​நீரின் ஆவியாதல் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது, எனவே அரிதான பூமியின் மிகவும் நிலையான செறிவைப் பராமரிக்க எந்த நேரத்திலும் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு தண்ணீரை கூடுதலாக வழங்க வேண்டும். ஒவ்வொரு தொகுப்பிலும் 40 லிட்டர் குழம்பு ஆக்ஸிஜனேற்றப்படும்போது, ​​ஆக்சிஜனேற்ற நேரம் 4-5 மணிநேரம் ஆகும், மேலும் சீரியத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் 98% ஐ எட்டும். 8 மீ3 அரிய பூமி ஹைட்ராக்சைடு குழம்பு ஒவ்வொரு முறையும் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படும்போது, ​​காற்று ஓட்ட விகிதம் 8-12 மீ3/நிமிடமாகவும், ஆக்சிஜனேற்ற நேரம் 15 மணிநேரமாகவும் அதிகரிக்கப்பட்டால், சீரியத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் 97%~98% ஐ அடையலாம்.

வளிமண்டல ஈரமான காற்று ஆக்சிஜனேற்ற முறையின் பண்புகள்: சீரியத்தின் அதிக ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம், அதிக வெளியீடு, நல்ல வேலை நிலைமைகள், எளிமையான செயல்பாடு, மேலும் இந்த முறை பொதுவாக கச்சா சீரியம் டை ஆக்சைடை உற்பத்தி செய்ய தொழில்துறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

4、 அழுத்தப்பட்ட ஈரமான காற்று ஆக்சிஜனேற்றம்

சாதாரண அழுத்தத்தின் கீழ், காற்று ஆக்சிஜனேற்றம் அதிக நேரம் எடுக்கும், மேலும் மக்கள் அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் ஆக்சிஜனேற்ற நேரத்தைக் குறைக்கிறார்கள். காற்றழுத்தத்தின் அதிகரிப்பு, அதாவது, அமைப்பில் ஆக்ஸிஜன் பகுதி அழுத்தத்தின் அதிகரிப்பு, கரைசலில் ஆக்ஸிஜனைக் கரைப்பதற்கும், அரிதான பூமி ஹைட்ராக்சைடு துகள்களின் மேற்பரப்பு பரவலுக்கும் ஆக்ஸிஜன் பரவுவதற்கும் உகந்ததாகும், இதனால் ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறை துரிதப்படுத்தப்படுகிறது.

அரிதான மண் ஹைட்ராக்சைடை தண்ணீருடன் சுமார் 60 கிராம்/லி வரை கலந்து, சோடியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் pH ஐ 13 ஆக சரிசெய்து, வெப்பநிலையை சுமார் 80 ℃ ஆக உயர்த்தி, ஆக்சிஜனேற்றத்திற்காக காற்றை அறிமுகப்படுத்தி, 0.4MPa இல் அழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்தி, 1 மணி நேரம் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யவும். சீரியத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் 95% ஐ அடையலாம். உண்மையான உற்பத்தியில், ஆக்சிஜனேற்ற மூலப்பொருள் அரிதான மண் ஹைட்ராக்சைடு அரிதான மண் சோடியம் சல்பேட் சிக்கலான உப்பின் மழைப்பொழிவு மூலம் கார மாற்றத்தால் பெறப்படுகிறது. செயல்முறையைக் குறைக்க, அரிதான மண் சோடியம் சல்பேட் சிக்கலான உப்பு மற்றும் காரக் கரைசலின் மழைப்பொழிவை அழுத்தப்பட்ட ஆக்சிஜனேற்ற தொட்டியில் சேர்க்கலாம், ஒரு குறிப்பிட்ட அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையை பராமரிக்கலாம். சிக்கலான உப்பில் உள்ள அரிய பூமியை அரிதான மண் ஹைட்ராக்சைடுகளாக மாற்ற காற்று அல்லது வளமான ஆக்ஸிஜனை அறிமுகப்படுத்தலாம், அதே நேரத்தில், அதில் உள்ள Ce (OH) 3 ஐ Ce (OH) 4 ஆக ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்யலாம்.

அழுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ், சிக்கலான உப்பின் கார மாற்ற விகிதம், சீரியத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் மற்றும் சீரியத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் அனைத்தும் மேம்படுத்தப்படுகின்றன. 45 நிமிட எதிர்வினைக்குப் பிறகு, இரட்டை உப்பு காரத்தின் மாற்ற விகிதம் மற்றும் சீரியத்தின் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் 96% க்கும் அதிகமாக எட்டியது.