वायु अक्सीकरण विधि एक अक्सीकरण विधि हो जसले हावामा अक्सिजनलाई अक्सिडाइज गर्न प्रयोग गर्दछ।सेरियमनिश्चित परिस्थितिहरूमा tetravalent गर्न। यो विधिमा सामान्यतया फ्लोरोकार्बन सेरियम अयस्क कन्सेन्ट्रेट, रेयर अर्थ अक्सालेट्स, र हावामा कार्बोनेटहरू (रोस्टिङ अक्सिडेसन भनेर चिनिन्छ) रोस्ट गर्ने वा दुर्लभ अर्थ हाइड्रोक्साइडहरू (सुक्खा हावा अक्सिडेशन) रोस्ट गर्ने वा दुर्लभ अर्थ हाइड्रोक्साइड स्लरी (वेट एयर अक्सिडेसन) को लागि हावाको परिचय समावेश हुन्छ।
1, रोस्टिङ ओक्सीकरण
फ्लोरोकार्बन सेरियम कन्सेन्ट्रेटलाई ५०० डिग्री सेल्सियसमा हावामा रोस्ट गर्ने वा बेयुनेबो रेयर अर्थ कन्सेन्ट्रेटलाई सोडियम कार्बोनेटले हावामा ६००-७०० डिग्री सेल्सियसमा रोस्ट गर्ने। दुर्लभ पृथ्वी खनिज को विघटन को समयमा, खनिज मा cerium tetravalent मा अक्सिडाइज गरिएको छ। अलग गर्ने तरिकाहरूसेरियमक्याल्साइन उत्पादनहरूबाट दुर्लभ पृथ्वी सल्फेट डबल नुन विधि, विलायक निकासी विधि, आदि समावेश छन्।
को ओक्सीकरण रोस्टिंग को अतिरिक्तदुर्लभ पृथ्वीध्यान केन्द्रित गर्नुहोस्, दुर्लभ अर्थ अक्सालेट र दुर्लभ अर्थ कार्बोनेट जस्ता लवणहरू वायुमण्डलमा रोस्टिङ विघटनबाट गुज्र्छन्, र सेरियमलाई CeO2 मा अक्सिडाइज गरिन्छ। रोस्टिङद्वारा प्राप्त दुर्लभ अर्थ अक्साइड मिश्रणको राम्रो घुलनशीलता सुनिश्चित गर्न, रोस्टिङ तापमान धेरै उच्च हुनु हुँदैन, सामान्यतया 700 र 800 ℃ बीच। अक्साइड 1-1.5mol/L सल्फ्यूरिक एसिड घोल वा 4-5mol/L नाइट्रिक एसिड घोलमा भंग गर्न सकिन्छ। भुटेको अयस्कलाई सल्फ्यूरिक एसिड र नाइट्रिक एसिडले लिच गर्दा, सेरियम मुख्यतया टेट्राभ्यालेन्ट रूपमा घोलमा प्रवेश गर्छ। पहिलोमा लगभग ४५ ℃ मा ५०g/L REO भएको दुर्लभ अर्थ सल्फेट समाधान प्राप्त गर्ने, र त्यसपछि P204 निकासी विधि प्रयोग गरेर सेरियम डाइअक्साइड उत्पादन गर्ने समावेश छ; पछिल्लोमा 80-85 डिग्री सेल्सियसको तापक्रममा 150-200g/L को REO समावेश भएको दुर्लभ अर्थ नाइट्रेट समाधान तयार गर्ने, र त्यसपछि सेरियम अलग गर्न TBP निकासी प्रयोग गर्ने समावेश छ।
जब दुर्लभ अर्थ अक्साइडहरू पतला सल्फ्यूरिक एसिड वा नाइट्रिक एसिडसँग भंग गरिन्छ, CeO2 अपेक्षाकृत अघुलनशील हुन्छ। त्यसकारण, CeO2 को घुलनशीलता सुधार गर्न विघटनको पछिल्लो चरणमा उत्प्रेरकको रूपमा समाधानमा थोरै मात्रामा हाइड्रोफ्लोरिक एसिड थप्न आवश्यक छ।
2, सुख्खा हावा ओक्सीकरण
दुर्लभ अर्थ हाइड्रोक्साइडलाई सुकाउने भट्टीमा राख्नुहोस् र यसलाई 16-24 घण्टाको लागि 100-120 डिग्री सेल्सियसमा हावायुक्त अवस्थामा अक्सिडाइज गर्नुहोस्। ओक्सीकरण प्रतिक्रिया निम्नानुसार छ:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
सेरियम को ओक्सीकरण दर 97% पुग्न सक्छ। यदि अक्सीकरण तापमान 140 ℃ मा थप बढाइयो भने, अक्सीकरण समय 4-6 घण्टामा छोटो गर्न सकिन्छ, र cerium को अक्सीकरण दर पनि 97% ~ 98% पुग्न सक्छ। सुख्खा हावा अक्सीकरण प्रक्रियाले ठूलो मात्रामा धुलो र खराब श्रम अवस्थाहरू उत्पादन गर्दछ, जुन हाल प्रयोगशालामा मुख्य रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
3, वायुमण्डलीय भिजेको हावा ओक्सीकरण
दुर्लभ अर्थ हाइड्रोक्साइडलाई पानीमा मिसाएर स्लरी बनाउनुहोस्, REO सांद्रतालाई 50-70g/L मा नियन्त्रण गर्नुहोस्, स्लरीको क्षारीयता 0.15-0.30mol/L मा बढाउन NaOH थप्नुहोस्, र 85 ℃ मा तताउँदा सिधै हावामा प्रवेश गर्नुहोस्। सबै त्रिभ्यालेन्ट सेरियमलाई स्लरीमा टेट्राभ्यालेन्ट सेरियममा अक्सिडाइज गर्नुहोस्। ओक्सीकरण प्रक्रियाको क्रममा, पानीको वाष्पीकरण अपेक्षाकृत ठूलो हुन्छ, त्यसैले दुर्लभ पृथ्वीको अधिक स्थिर एकाग्रता कायम राख्न कुनै पनि समयमा पानीको निश्चित मात्रामा पूरक हुनुपर्छ। जब प्रत्येक ब्याचमा 40L स्लरी अक्सिडाइज हुन्छ, ओक्सीकरण समय 4-5 घण्टा हुन्छ, र सेरियमको ओक्सीकरण दर 98% पुग्न सक्छ। जब दुर्लभ पृथ्वी हाइड्रोक्साइड स्लरीको 8m3 प्रत्येक पटक अक्सिडाइज हुन्छ, हावा प्रवाह दर 8-12m3/मिनेट हुन्छ, र अक्सीकरण समय 15 घण्टामा बढाइन्छ, सेरियमको अक्सीकरण दर 97% ~ 98% पुग्न सक्छ।
वायुमण्डलीय भिजेको हावा अक्सीकरण विधिका विशेषताहरू हुन्: सेरियमको उच्च अक्सीकरण दर, ठूलो उत्पादन, राम्रो काम गर्ने अवस्था, सरल सञ्चालन, र यो विधि सामान्यतया उद्योगमा कच्चा सेरियम डाइअक्साइड उत्पादन गर्न प्रयोग गरिन्छ।
4, दबाब गीला हावा ओक्सीकरण
सामान्य दबाबमा, हावाको ओक्सीकरणले लामो समय लिन्छ, र मानिसहरूले दबाब प्रयोग गरेर अक्सीकरण समय छोटो पार्छन्। हावाको चापको बृद्धि, अर्थात् प्रणालीमा अक्सिजनको आंशिक चापको बृद्धि, समाधानमा अक्सिजनको विघटन र दुर्लभ पृथ्वी हाइड्रोक्साइड कणहरूको सतहमा अक्सिजनको फैलावटको लागि अनुकूल छ, यसरी अक्सीकरण प्रक्रियालाई गति दिन्छ।
रेयर अर्थ हाइड्रोक्साइडलाई पानीमा लगभग 60g/L सम्म मिलाउनुहोस्, pH लाई सोडियम हाइड्रोक्साइडसँग 13 मा समायोजन गर्नुहोस्, तापमान लगभग 80 ℃ मा बढाउनुहोस्, अक्सीकरणको लागि हावा परिचय गर्नुहोस्, 0.4MPa मा दबाब नियन्त्रण गर्नुहोस्, र 1 घण्टाको लागि अक्सिडाइज गर्नुहोस्। सेरियमको ओक्सीकरण दर 95% भन्दा बढी पुग्न सक्छ। वास्तविक उत्पादनमा, अक्सिडेशन कच्चा पदार्थ दुर्लभ पृथ्वी हाइड्रोक्साइड दुर्लभ पृथ्वी सोडियम सल्फेट जटिल नुन को वर्षा मार्फत क्षार रूपान्तरण द्वारा प्राप्त गरिन्छ। प्रक्रियालाई छोटो बनाउनको लागि, दुर्लभ पृथ्वी सोडियम सल्फेट जटिल नुन र क्षारीय घोलको वर्षालाई दबाबयुक्त ओक्सीकरण ट्याङ्कीमा थप्न सकिन्छ, निश्चित दबाब र तापमान कायम राख्दै। जटिल नुनमा रहेको दुर्लभ पृथ्वीलाई दुर्लभ पृथ्वी हाइड्रोक्साइडमा रूपान्तरण गर्न वायु वा रिच अक्सिजन ल्याउन सकिन्छ, र एकै समयमा, यसमा रहेको Ce (OH) 3 लाई Ce (OH) 4 मा अक्सिडाइज गर्न सकिन्छ।
दबाबयुक्त अवस्थाहरूमा, जटिल नुनको क्षार रूपान्तरण दर, सेरियमको अक्सीकरण दर, र सेरियमको अक्सीकरण दर सबै सुधारिएको छ। प्रतिक्रियाको 45 मिनेट पछि, डबल नुन क्षारको रूपान्तरण दर र सेरियमको अक्सीकरण दर 96% भन्दा बढि पुग्यो।
पोस्ट समय: मे-०९-२०२३