అల్ట్రాఫైన్ అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్ల తయారీ

తయారీఅల్ట్రాఫైన్ అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్లు

సాధారణ కణ పరిమాణాలు కలిగిన అరుదైన భూమి సమ్మేళనాలతో పోలిస్తే అల్ట్రాఫైన్ అరుదైన భూమి సమ్మేళనాలు విస్తృత శ్రేణి ఉపయోగాలను కలిగి ఉన్నాయి మరియు ప్రస్తుతం వాటిపై ఎక్కువ పరిశోధనలు జరుగుతున్నాయి. తయారీ పద్ధతులను పదార్ధం యొక్క అగ్రిగేషన్ స్థితి ప్రకారం ఘన దశ పద్ధతి, ద్రవ దశ పద్ధతి మరియు వాయు దశ పద్ధతిగా విభజించారు. ప్రస్తుతం, అరుదైన భూమి సమ్మేళనాల అల్ట్రాఫైన్ పౌడర్‌లను తయారు చేయడానికి ప్రయోగశాలలు మరియు పరిశ్రమలలో ద్రవ దశ పద్ధతిని విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. ఇందులో ప్రధానంగా అవపాత పద్ధతి, సోల్ జెల్ పద్ధతి, హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతి, టెంప్లేట్ పద్ధతి, మైక్రోఎమల్షన్ పద్ధతి మరియు ఆల్కైడ్ జలవిశ్లేషణ పద్ధతి ఉన్నాయి, వీటిలో అవపాత పద్ధతి పారిశ్రామిక ఉత్పత్తికి అత్యంత అనుకూలమైనది.

అవక్షేపణ పద్ధతి అంటే అవక్షేపణ కోసం లోహ ఉప్పు ద్రావణంలో అవక్షేపణ కారకాన్ని జోడించి, ఆపై పొడి ఉత్పత్తులను పొందడానికి ఫిల్టర్, కడిగి, పొడి చేసి వేడి చేయడం. ఇందులో ప్రత్యక్ష అవక్షేపణ పద్ధతి, ఏకరీతి అవక్షేపణ పద్ధతి మరియు సహ అవక్షేపణ పద్ధతి ఉన్నాయి. సాధారణ అవక్షేపణ పద్ధతిలో, అస్థిర ఆమ్ల రాడికల్స్ కలిగిన అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్లు మరియు అరుదైన భూమి లవణాలను అవక్షేపణను కాల్చడం ద్వారా పొందవచ్చు, కణ పరిమాణం 3-5 μm. నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం 10 ㎡/g కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ప్రత్యేక భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉండదు. అమ్మోనియం కార్బోనేట్ అవక్షేపణ పద్ధతి మరియు ఆక్సాలిక్ ఆమ్ల అవక్షేపణ పద్ధతి ప్రస్తుతం సాధారణ ఆక్సైడ్ పౌడర్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి సాధారణంగా ఉపయోగించే పద్ధతులు మరియు అవక్షేపణ పద్ధతి యొక్క ప్రక్రియ పరిస్థితులు మారినంత వరకు, వాటిని అల్ట్రాఫైన్ అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్ పౌడర్‌లను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.

అమ్మోనియం బైకార్బోనేట్ అవక్షేపణ పద్ధతిలో అరుదైన భూమి అల్ట్రాఫైన్ పౌడర్ల కణ పరిమాణం మరియు పదనిర్మాణాన్ని ప్రభావితం చేసే ప్రధాన కారకాలు ద్రావణంలో అరుదైన భూమి సాంద్రత, అవపాత ఉష్ణోగ్రత, అవపాత ఏజెంట్ సాంద్రత మొదలైనవి అని పరిశోధనలో తేలింది. ద్రావణంలో అరుదైన భూమి సాంద్రత ఏకరీతిలో చెదరగొట్టబడిన అల్ట్రాఫైన్ పౌడర్‌లను ఏర్పరచడానికి కీలకం. ఉదాహరణకు, Y2O3ని తయారు చేయడానికి Y3+అవపాతం యొక్క ప్రయోగంలో, అరుదైన భూమి యొక్క ద్రవ్యరాశి సాంద్రత 20~30g/L (Y2O3 ద్వారా లెక్కించబడుతుంది) ఉన్నప్పుడు, అవపాతం ప్రక్రియ సజావుగా ఉంటుంది మరియు ఎండబెట్టడం మరియు కాల్చడం ద్వారా కార్బోనేట్ అవపాతం నుండి పొందిన యట్రియం ఆక్సైడ్ అల్ట్రాఫైన్ పౌడర్ చిన్నది, ఏకరీతిగా ఉంటుంది మరియు వ్యాప్తి మంచిది.

రసాయన ప్రతిచర్యలలో, ఉష్ణోగ్రత నిర్ణయాత్మక అంశం. పైన పేర్కొన్న ప్రయోగాలలో, ఉష్ణోగ్రత 60-70 ℃ ఉన్నప్పుడు, అవపాతం నెమ్మదిగా ఉంటుంది, వడపోత వేగంగా ఉంటుంది, కణాలు వదులుగా మరియు ఏకరీతిగా ఉంటాయి మరియు అవి ప్రాథమికంగా గోళాకారంగా ఉంటాయి; ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత 50 ℃ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అవపాతం వేగంగా ఏర్పడుతుంది, ఎక్కువ ధాన్యాలు మరియు చిన్న కణ పరిమాణాలతో ఉంటుంది. ప్రతిచర్య సమయంలో, CO2 మరియు NH3 మొత్తం ఓవర్‌ఫ్లో అవుతుంది మరియు అవపాతం జిగట రూపంలో ఉంటుంది, ఇది వడపోత మరియు వాషింగ్‌కు తగినది కాదు. యట్రియం ఆక్సైడ్‌లో కాల్చిన తర్వాత, తీవ్రంగా సముదాయించే మరియు పెద్ద కణ పరిమాణాలను కలిగి ఉన్న బ్లాక్ పదార్థాలు ఇప్పటికీ ఉన్నాయి. అమ్మోనియం బైకార్బోనేట్ యొక్క సాంద్రత యట్రియం ఆక్సైడ్ యొక్క కణ పరిమాణాన్ని కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది. అమ్మోనియం బైకార్బోనేట్ యొక్క సాంద్రత 1mol/L కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, పొందిన యట్రియం ఆక్సైడ్ కణ పరిమాణం చిన్నది మరియు ఏకరీతిగా ఉంటుంది; అమ్మోనియం బైకార్బోనేట్ యొక్క సాంద్రత 1mol/L కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, స్థానిక అవపాతం సంభవిస్తుంది, సముదాయం మరియు పెద్ద కణాలకు కారణమవుతుంది. తగిన పరిస్థితులలో, 0.01-0.5 కణ పరిమాణం μM అల్ట్రాఫైన్ యిట్రియం ఆక్సైడ్ పౌడర్‌ను పొందవచ్చు.

ఆక్సలేట్ అవక్షేపణ పద్ధతిలో, ఆక్సాలిక్ ఆమ్ల ద్రావణాన్ని డ్రాప్‌వైస్‌గా జోడిస్తారు, అయితే అమ్మోనియాను జోడించి ప్రతిచర్య ప్రక్రియలో స్థిరమైన pH విలువను నిర్ధారించడానికి, ఫలితంగా 1 μM కంటే తక్కువ కణ పరిమాణంలో యిట్రియం ఆక్సైడ్ పౌడర్ వస్తుంది. ముందుగా, యిట్రియం హైడ్రాక్సైడ్ కొల్లాయిడ్‌ను పొందడానికి యిట్రియం నైట్రేట్ ద్రావణాన్ని అమ్మోనియా నీటితో అవక్షేపించండి, ఆపై దానిని ఆక్సాలిక్ ఆమ్ల ద్రావణంతో మార్చి 1 μY2O3 పౌడర్ కంటే తక్కువ కణ పరిమాణంలో m పొందాలి. 0.25-0.5mol/L సాంద్రత కలిగిన యిట్రియం నైట్రేట్ యొక్క Y3+ ద్రావణానికి EDTAని జోడించండి, అమ్మోనియా నీటితో pHని 9కి సర్దుబాటు చేయండి, అమ్మోనియం ఆక్సలేట్‌ను జోడించండి మరియు pH=2 వద్ద అవక్షేపణం పూర్తయ్యే వరకు 50 ℃ వద్ద 1-8mL/min చొప్పున 3mol/L HNO3 ద్రావణాన్ని బిందు చేయండి. 40-100nm కణ పరిమాణంలో యిట్రియం ఆక్సైడ్ పౌడర్‌ను పొందవచ్చు.

తయారీ ప్రక్రియ సమయంలోఅల్ట్రాఫైన్ అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్లుఅవపాత పద్ధతి ద్వారా, వివిధ స్థాయిల సముదాయం సంభవించే అవకాశం ఉంది. అందువల్ల, తయారీ ప్రక్రియలో, pH విలువను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, వేర్వేరు అవక్షేపకాలను ఉపయోగించడం ద్వారా, డిస్పర్సెంట్‌లను జోడించడం ద్వారా మరియు ఇంటర్మీడియట్ ఉత్పత్తులను పూర్తిగా చెదరగొట్టడానికి ఇతర పద్ధతుల ద్వారా సంశ్లేషణ పరిస్థితులను ఖచ్చితంగా నియంత్రించడం అవసరం. అప్పుడు, తగిన ఎండబెట్టడం పద్ధతులు ఎంపిక చేయబడతాయి మరియు చివరకు, బాగా చెదరగొట్టబడిన అరుదైన భూమి సమ్మేళనం అల్ట్రాఫైన్ పౌడర్‌లను కాల్సినేషన్ ద్వారా పొందవచ్చు.