సీరియం యొక్క గాలి ఆక్సీకరణ విభజన

గాలి ఆక్సీకరణ పద్ధతి అనేది గాలిలోని ఆక్సిజన్‌ను ఆక్సీకరణం చేయడానికి ఉపయోగించే ఆక్సీకరణ పద్ధతి.సీరియంకొన్ని పరిస్థితులలో టెట్రావాలెంట్‌కు. ఈ పద్ధతిలో సాధారణంగా ఫ్లోరోకార్బన్ సీరియం ధాతువు గాఢత, అరుదైన మృత్తిక ఆక్సలేట్లు మరియు కార్బోనేట్‌లను గాలిలో వేయించడం (రోస్టింగ్ ఆక్సీకరణ అని పిలుస్తారు) లేదా అరుదైన మృత్తిక హైడ్రాక్సైడ్‌లను కాల్చడం (పొడి గాలి ఆక్సీకరణ) లేదా ఆక్సీకరణ కోసం అరుదైన మృత్తిక హైడ్రాక్సైడ్‌ల స్లర్రీ (తడి గాలి ఆక్సీకరణ)లోకి గాలిని ప్రవేశపెట్టడం జరుగుతుంది.

1、 వేయించడం ఆక్సీకరణ

ఫ్లోరోకార్బన్ సీరియం గాఢతను గాలిలో 500 ℃ వద్ద వేయించడం లేదా బైయునెబో అరుదైన భూమి గాఢతను గాలిలో సోడియం కార్బోనేట్‌తో 600-700 ℃ వద్ద వేయించడం. అరుదైన భూమి ఖనిజాల కుళ్ళిపోయే సమయంలో, ఖనిజాలలోని సీరియం టెట్రావాలెంట్‌గా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. వేరు చేయడానికి పద్ధతులుసీరియంకాల్సిన్డ్ ఉత్పత్తుల నుండి అరుదైన భూమి సల్ఫేట్ డబుల్ సాల్ట్ పద్ధతి, ద్రావణి వెలికితీత పద్ధతి మొదలైనవి ఉన్నాయి.

ఆక్సీకరణ వేయించడంతో పాటుఅరుదైన భూమిగాఢత, అరుదైన భూమి ఆక్సలేట్ మరియు అరుదైన భూమి కార్బోనేట్ వంటి లవణాలు గాలి వాతావరణంలో వేయించడం ద్వారా కుళ్ళిపోతాయి మరియు సీరియం CeO2 కు ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. వేయించడం ద్వారా పొందిన అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్ మిశ్రమం యొక్క మంచి ద్రావణీయతను నిర్ధారించడానికి, వేయించే ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉండకూడదు, సాధారణంగా 700 మరియు 800 ℃ మధ్య ఉంటుంది. ఆక్సైడ్‌లను 1-1.5mol/L సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్ల ద్రావణంలో లేదా 4-5mol/L నైట్రిక్ ఆమ్ల ద్రావణంలో కరిగించవచ్చు. సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం మరియు నైట్రిక్ ఆమ్లంతో కాల్చిన ఖనిజాన్ని లీచ్ చేసినప్పుడు, సీరియం ప్రధానంగా టెట్రావాలెంట్ రూపంలో ద్రావణంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. మునుపటిది 45 ℃ వద్ద 50g/L REO కలిగిన అరుదైన భూమి సల్ఫేట్ ద్రావణాన్ని పొందడం మరియు తరువాత P204 వెలికితీత పద్ధతిని ఉపయోగించి సీరియం డయాక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం; రెండోది 80-85 ℃ ఉష్ణోగ్రత వద్ద 150-200g/L REO కలిగిన అరుదైన భూమి నైట్రేట్ ద్రావణాన్ని తయారు చేయడం, ఆపై సీరియంను వేరు చేయడానికి TBP వెలికితీతను ఉపయోగించడం.

అరుదైన మృత్తిక ఆక్సైడ్లను పలుచన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం లేదా నైట్రిక్ ఆమ్లంతో కరిగించినప్పుడు, CeO2 సాపేక్షంగా కరగదు. అందువల్ల, CeO2 యొక్క ద్రావణీయతను మెరుగుపరచడానికి కరిగే తరువాతి దశలో ఉత్ప్రేరకంగా కొద్ది మొత్తంలో హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లాన్ని ద్రావణానికి జోడించాలి.

2、 పొడి గాలి ఆక్సీకరణ

అరుదైన భూమి హైడ్రాక్సైడ్‌ను ఎండబెట్టే కొలిమిలో ఉంచి, వెంటిలేషన్ పరిస్థితుల్లో 100-120 ℃ వద్ద 16-24 గంటలు ఆక్సీకరణం చేయండి. ఆక్సీకరణ చర్య ఈ క్రింది విధంగా ఉంటుంది:

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

సిరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు 97% కి చేరుకుంటుంది. ఆక్సీకరణ ఉష్ణోగ్రతను 140 ℃ కి మరింత పెంచితే, 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, వీటిని ప్రస్తుతం ప్రధానంగా ప్రయోగశాలలో ఉపయోగిస్తున్నారు.

3、 వాతావరణ తడి గాలి ఆక్సీకరణ

అరుదైన భూమి హైడ్రాక్సైడ్‌ను నీటితో కలిపి స్లర్రీని ఏర్పరచండి, REO సాంద్రతను 50-70g/Lకి నియంత్రించండి, స్లర్రీ యొక్క క్షారతను 0.15-0.30mol/Lకి పెంచడానికి NaOHని జోడించండి మరియు 85 ℃కి వేడి చేసినప్పుడు, స్లర్రీలోని అన్ని ట్రివాలెంట్ సీరియంను టెట్రావాలెంట్ సీరియంకు ఆక్సీకరణం చేయడానికి గాలిని నేరుగా ప్రవేశపెట్టండి. ఆక్సీకరణ ప్రక్రియలో, నీటి బాష్పీభవనం సాపేక్షంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి అరుదైన భూమి యొక్క మరింత స్థిరమైన సాంద్రతను నిర్వహించడానికి ఎప్పుడైనా కొంత మొత్తంలో నీటిని జోడించాలి. ప్రతి బ్యాచ్‌లో 40L స్లర్రీ ఆక్సీకరణం చెందినప్పుడు, ఆక్సీకరణ సమయం 4-5 గంటలు మరియు సీరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు 98%కి చేరుకుంటుంది. 8m3 అరుదైన భూమి హైడ్రాక్సైడ్ స్లర్రీ ప్రతిసారీ ఆక్సీకరణం చెందినప్పుడు, గాలి ప్రవాహం రేటు 8-12m3/నిమిషానికి మరియు ఆక్సీకరణ సమయం 15hకి పెరిగినప్పుడు, సీరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు 97%~98%కి చేరుకుంటుంది.

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

4、 ఒత్తిడితో కూడిన తడి గాలి ఆక్సీకరణ

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

అరుదైన భూమి హైడ్రాక్సైడ్‌ను నీటితో దాదాపు 60g/L వరకు కలపండి, సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌తో pHని 13కి సర్దుబాటు చేయండి, ఉష్ణోగ్రతను దాదాపు 80 ℃కి పెంచండి, ఆక్సీకరణ కోసం గాలిని ప్రవేశపెట్టండి, 0.4MPa వద్ద ఒత్తిడిని నియంత్రించండి మరియు 1 గంట పాటు ఆక్సీకరణం చేయండి. సీరియం యొక్క ఆక్సీకరణ రేటు 95% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. వాస్తవ ఉత్పత్తిలో, ఆక్సీకరణ ముడి పదార్థం అరుదైన భూమి హైడ్రాక్సైడ్‌ను అరుదైన భూమి సోడియం సల్ఫేట్ కాంప్లెక్స్ ఉప్పు అవక్షేపణం ద్వారా క్షార మార్పిడి ద్వారా పొందవచ్చు. ప్రక్రియను తగ్గించడానికి, అరుదైన భూమి సోడియం సల్ఫేట్ కాంప్లెక్స్ ఉప్పు మరియు ఆల్కలీన్ ద్రావణం యొక్క అవక్షేపణను ప్రెషరైజ్డ్ ఆక్సీకరణ ట్యాంక్‌కు జోడించవచ్చు, ఒక నిర్దిష్ట ఒత్తిడి మరియు ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహిస్తుంది. సంక్లిష్ట ఉప్పులోని అరుదైన భూమిని అరుదైన భూమి హైడ్రాక్సైడ్‌లుగా మార్చడానికి గాలి లేదా సమృద్ధిగా ఉండే ఆక్సిజన్‌ను ప్రవేశపెట్టవచ్చు మరియు అదే సమయంలో, దానిలోని Ce (OH) 3ని Ce (OH) 4గా ఆక్సీకరణం చేయవచ్చు.

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