సిరియం యొక్క గాలి ఆక్సీకరణ విభజన

గాలి ఆక్సీకరణ పద్ధతి అనేది ఆక్సీకరణ పద్ధతి, ఇది గాలిలోని ఆక్సిజన్‌ను ఆక్సీకరణం చేయడానికి ఉపయోగించుకుంటుంది.సిరియంకొన్ని షరతులలో టెట్రావాలెంట్‌కి. ఈ పద్ధతిలో సాధారణంగా ఫ్లోరోకార్బన్ సిరియం ధాతువు గాఢత, అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సలేట్లు మరియు గాలిలో కార్బోనేట్‌లను కాల్చడం (రోస్టింగ్ ఆక్సీకరణ అని పిలుస్తారు) లేదా అరుదైన ఎర్త్ హైడ్రాక్సైడ్‌లను (డ్రై ఎయిర్ ఆక్సీకరణం) కాల్చడం లేదా ఆక్సీకరణ కోసం అరుదైన ఎర్త్ హైడ్రాక్సైడ్ స్లర్రీ (తడి గాలి ఆక్సీకరణ) లోకి గాలిని ప్రవేశపెట్టడం వంటివి ఉంటాయి.

1, వేయించు ఆక్సీకరణ

ఫ్లోరోకార్బన్ సిరియం గాఢతను 500 ℃ వద్ద కాల్చడం లేదా 600-700 ℃ వద్ద సోడియం కార్బోనేట్‌తో బైయునెబో అరుదైన ఎర్త్ గాఢతను గాలిలో కాల్చడం. అరుదైన భూమి ఖనిజాల కుళ్ళిపోయే సమయంలో, ఖనిజాలలోని సిరియం టెట్రావాలెంట్‌గా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. వేరు చేసే పద్ధతులుసిరియంcalcined ఉత్పత్తుల నుండి అరుదైన భూమి సల్ఫేట్ డబుల్ ఉప్పు పద్ధతి, ద్రావకం వెలికితీత పద్ధతి, మొదలైనవి ఉన్నాయి.

యొక్క ఆక్సీకరణ వేయించడానికి అదనంగాఅరుదైన భూమిగాఢత, అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సలేట్ మరియు అరుదైన ఎర్త్ కార్బోనేట్ వంటి లవణాలు గాలి వాతావరణంలో వేయించు కుళ్ళిపోతాయి మరియు సిరియం CeO2కి ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. వేయించడం ద్వారా లభించే అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్ మిశ్రమం యొక్క మంచి ద్రావణీయతను నిర్ధారించడానికి, వేయించు ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉండకూడదు, సాధారణంగా 700 మరియు 800 ℃ మధ్య. ఆక్సైడ్లను 1-1.5mol/L సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ ద్రావణంలో లేదా 4-5mol/L నైట్రిక్ యాసిడ్ ద్రావణంలో కరిగించవచ్చు. కాల్చిన ధాతువును సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ మరియు నైట్రిక్ యాసిడ్‌తో కలిపినప్పుడు, సెరియం ప్రధానంగా టెట్రావాలెంట్ రూపంలో ద్రావణంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. మునుపటిది 45 ℃ వద్ద 50g/L REO కలిగిన అరుదైన ఎర్త్ సల్ఫేట్ ద్రావణాన్ని పొందడం, ఆపై P204 వెలికితీత పద్ధతిని ఉపయోగించి సిరియం డయాక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం; రెండోది 80-85 ℃ ఉష్ణోగ్రత వద్ద 150-200g/L REO కలిగిన అరుదైన ఎర్త్ నైట్రేట్ ద్రావణాన్ని తయారు చేయడం, ఆపై సిరియంను వేరు చేయడానికి TBP సంగ్రహణను ఉపయోగించడం.

అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌లను పలుచన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం లేదా నైట్రిక్ యాసిడ్‌తో కరిగించినప్పుడు, CeO2 సాపేక్షంగా కరగదు. అందువల్ల, CeO2 యొక్క ద్రావణీయతను మెరుగుపరచడానికి కరిగిన తరువాతి దశలో హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లం యొక్క చిన్న మొత్తాన్ని ద్రావణంలో ఉత్ప్రేరకం వలె జోడించాలి.

2, పొడి గాలి ఆక్సీకరణ

అరుదైన ఎర్త్ హైడ్రాక్సైడ్‌ను ఎండబెట్టే కొలిమిలో ఉంచండి మరియు 16-24 గంటల పాటు 100-120 ℃ వద్ద వెంటిలేషన్ పరిస్థితులలో ఆక్సీకరణం చేయండి. ఆక్సీకరణ ప్రతిచర్య క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

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

సిరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు 97% కి చేరుకుంటుంది. ఆక్సీకరణ ఉష్ణోగ్రత 140 ℃కి మరింత పెరిగితే, ఆక్సీకరణ సమయాన్ని 4-6 గంటలకు తగ్గించవచ్చు మరియు సిరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు కూడా 97%~98%కి చేరుకుంటుంది. పొడి గాలి ఆక్సీకరణ ప్రక్రియ పెద్ద మొత్తంలో దుమ్ము మరియు పేలవమైన కార్మిక పరిస్థితులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇవి ప్రస్తుతం ప్రధానంగా ప్రయోగశాలలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

3, వాతావరణ తడి గాలి ఆక్సీకరణ

అరుదైన ఎర్త్ హైడ్రాక్సైడ్‌ను నీటితో కలిపి స్లర్రీని ఏర్పరుచుకోండి, REO గాఢతను 50-70g/Lకి నియంత్రించండి, స్లర్రీ యొక్క ఆల్కలీనిటీని 0.15-0.30mol/Lకి పెంచడానికి NaOHని జోడించండి మరియు 85 ℃ వరకు వేడి చేసినప్పుడు నేరుగా గాలిని ప్రవేశపెట్టండి. స్లర్రీలోని అన్ని త్రివాలెంట్ సిరియమ్‌ను టెట్రావాలెంట్ సిరియమ్‌గా ఆక్సీకరణం చేస్తుంది. ఆక్సీకరణ ప్రక్రియలో, నీటి బాష్పీభవనం సాపేక్షంగా పెద్దది, కాబట్టి అరుదైన భూమి యొక్క మరింత స్థిరమైన సాంద్రతను నిర్వహించడానికి ఏ సమయంలోనైనా కొంత మొత్తంలో నీటిని భర్తీ చేయాలి. ప్రతి బ్యాచ్‌లో 40L స్లర్రీ ఆక్సీకరణం చేయబడినప్పుడు, ఆక్సీకరణ సమయం 4-5 గంటలు, మరియు సిరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు 98%కి చేరుకుంటుంది. ప్రతిసారీ 8m3 అరుదైన ఎర్త్ హైడ్రాక్సైడ్ స్లర్రీ ఆక్సీకరణం చేయబడినప్పుడు, గాలి ప్రవాహం రేటు 8-12m3/నిమి, మరియు ఆక్సీకరణ సమయం 15hకి పెంచబడినప్పుడు, సిరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు 97%~98%కి చేరుకుంటుంది.

వాతావరణ తడి గాలి ఆక్సీకరణ పద్ధతి యొక్క లక్షణాలు: సిరియం యొక్క అధిక ఆక్సీకరణ రేటు, పెద్ద అవుట్‌పుట్, మంచి పని పరిస్థితులు, సాధారణ ఆపరేషన్, మరియు ఈ పద్ధతి సాధారణంగా పరిశ్రమలో ముడి సిరియం డయాక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

4, ఒత్తిడితో కూడిన తడి గాలి ఆక్సీకరణ

సాధారణ ఒత్తిడిలో, గాలి ఆక్సీకరణ ఎక్కువ సమయం పడుతుంది, మరియు ప్రజలు ఒత్తిడిని ఉపయోగించి ఆక్సీకరణ సమయాన్ని తగ్గిస్తారు. గాలి పీడనం పెరుగుదల, అంటే, వ్యవస్థలో ఆక్సిజన్ పాక్షిక పీడనం పెరగడం, ద్రావణంలో ఆక్సిజన్ కరిగిపోవడానికి మరియు అరుదైన భూమి హైడ్రాక్సైడ్ కణాల ఉపరితల వ్యాప్తికి ఆక్సిజన్ వ్యాప్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది, తద్వారా ఆక్సీకరణ ప్రక్రియను వేగవంతం చేస్తుంది.

అరుదైన ఎర్త్ హైడ్రాక్సైడ్‌ను నీటితో దాదాపు 60g/Lకి కలపండి, సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌తో pHని 13కి సర్దుబాటు చేయండి, ఉష్ణోగ్రతను సుమారు 80 ℃కి పెంచండి, ఆక్సీకరణ కోసం గాలిని ప్రవేశపెట్టండి, ఒత్తిడిని 0.4MPa వద్ద నియంత్రించండి మరియు 1 గంట పాటు ఆక్సీకరణం చేయండి. సిరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు 95% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. వాస్తవ ఉత్పత్తిలో, అరుదైన భూమి సోడియం సల్ఫేట్ కాంప్లెక్స్ సాల్ట్ అవపాతం ద్వారా క్షార మార్పిడి ద్వారా ఆక్సీకరణ ముడి పదార్థం అరుదైన భూమి హైడ్రాక్సైడ్ పొందబడుతుంది. ప్రక్రియను తగ్గించడానికి, అరుదైన ఎర్త్ సోడియం సల్ఫేట్ కాంప్లెక్స్ ఉప్పు మరియు ఆల్కలీన్ ద్రావణం యొక్క అవపాతం ఒత్తిడితో కూడిన ఆక్సీకరణ ట్యాంక్‌కు జోడించబడుతుంది, ఇది ఒక నిర్దిష్ట పీడనం మరియు ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహిస్తుంది. సంక్లిష్ట ఉప్పులోని అరుదైన భూమిని అరుదైన భూమి హైడ్రాక్సైడ్‌లుగా మార్చడానికి గాలి లేదా రిచ్ ఆక్సిజన్‌ను ప్రవేశపెట్టవచ్చు మరియు అదే సమయంలో, Ce (OH) 3ని Ce (OH) 4కి ఆక్సీకరణం చేయవచ్చు.

ఒత్తిడితో కూడిన పరిస్థితులలో, సంక్లిష్ట ఉప్పు యొక్క క్షార మార్పిడి రేటు, సిరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు మరియు సిరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు అన్నీ మెరుగుపడతాయి. 45 నిమిషాల ప్రతిచర్య తర్వాత, డబుల్ సాల్ట్ క్షారాల మార్పిడి రేటు మరియు సిరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు 96%కి చేరుకుంది.