සීරියම් වායු ඔක්සිකරණ වෙන් කිරීම

වායු ඔක්සිකරණ ක්‍රමය යනු වාතයේ ඇති ඔක්සිජන් ඔක්සිකරණය කිරීමට යොදා ගන්නා ඔක්සිකරණ ක්‍රමයකි.සීරියම්ඇතැම් කොන්දේසි යටතේ ටෙට්‍රාවලෙන්ට් දක්වා. මෙම ක්‍රමයට සාමාන්‍යයෙන් ෆ්ලෝරෝකාබන් සීරියම් ලෝපස් සාන්ද්‍රණය, දුර්ලභ පස් ඔක්සලේට් සහ කාබනේට් වාතයේ බැදීම (බැදීම ඔක්සිකරණය ලෙස හැඳින්වේ) හෝ දුර්ලභ පස් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් (වියළි වායු ඔක්සිකරණය) බැදීම හෝ ඔක්සිකරණය සඳහා දුර්ලභ පස් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් පොහොර (තෙත් වායු ඔක්සිකරණය) තුළට වාතය හඳුන්වා දීම ඇතුළත් වේ.

1、 බැදීම ඔක්සිකරණය

ෆ්ලෝරෝකාබන් සීරියම් සාන්ද්‍රණය වාතයේ 500 ℃ දී බැදීම හෝ බයියුනේබෝ දුර්ලභ පස් සාන්ද්‍රණය වාතයේ සෝඩියම් කාබනේට් සමඟ 600-700 ℃ දී බැදීම. දුර්ලභ පස් ඛනිජ වියෝජනය කිරීමේදී, ඛනිජවල ඇති සීරියම් ටෙට්‍රාවැලෙන්ට් බවට ඔක්සිකරණය වේ. වෙන් කිරීමේ ක්‍රමසීරියම්කැල්සින් කරන ලද නිෂ්පාදන වලින් දුර්ලභ පෘථිවි සල්ෆේට් ද්විත්ව ලුණු ක්‍රමය, ද්‍රාවක නිස්සාරණ ක්‍රමය ආදිය ඇතුළත් වේ.

ඔක්සිකරණය බැදීමට අමතරවදුර්ලභ පෘථිවිසාන්ද්‍රණය, දුර්ලභ පස් ඔක්සලේට් සහ දුර්ලභ පස් කාබනේට් වැනි ලවණ වායු වායුගෝලයක බැදීමේ වියෝජනයට ලක් වන අතර සීරියම් CeO2 බවට ඔක්සිකරණය වේ. බැදීමෙන් ලබා ගන්නා දුර්ලභ පස් ඔක්සයිඩ් මිශ්‍රණයේ හොඳ ද්‍රාව්‍යතාව සහතික කිරීම සඳහා, බැදීමේ උෂ්ණත්වය ඉතා ඉහළ නොවිය යුතුය, සාමාන්‍යයෙන් 700 සහ 800 ℃ අතර. ඔක්සයිඩ් 1-1.5mol/L සල්ෆියුරික් අම්ල ද්‍රාවණයක හෝ 4-5mol/L නයිට්‍රික් අම්ල ද්‍රාවණයක දිය කළ හැක. සල්ෆියුරික් අම්ලය සහ නයිට්‍රික් අම්ලය සමඟ බැදපු ලෝපස් කාන්දු කරන විට, සීරියම් ප්‍රධාන වශයෙන් ටෙට්‍රාවැලන්ට් ආකාරයෙන් ද්‍රාවණයට ඇතුළු වේ. පළමුවැන්න 45 ℃ පමණ 50g/L REO අඩංගු දුර්ලභ පස් සල්ෆේට් ද්‍රාවණයක් ලබා ගැනීම සහ පසුව P204 නිස්සාරණ ක්‍රමය භාවිතයෙන් සීරියම් ඩයොක්සයිඩ් නිපදවීමයි; දෙවැන්න 80-85 ℃ උෂ්ණත්වයකදී 150-200g/L REO අඩංගු දුර්ලභ පස් නයිට්‍රේට් ද්‍රාවණයක් සකස් කිරීම සහ පසුව සීරියම් වෙන් කිරීම සඳහා TBP නිස්සාරණය භාවිතා කිරීමයි.

දුර්ලභ පාංශු ඔක්සයිඩ තනුක සල්ෆියුරික් අම්ලය හෝ නයිට්‍රික් අම්ලය සමඟ විසුරුවා හරින විට, CeO2 සාපේක්ෂව දිය නොවේ. එබැවින්, CeO2 හි ද්‍රාව්‍යතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ද්‍රාවණයේ පසුකාලීන අවධියේදී උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස ද්‍රාවණයට හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය කුඩා ප්‍රමාණයක් එකතු කළ යුතුය.

2、 වියළි වාතය ඔක්සිකරණය කිරීම

දුර්ලභ පාංශු හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් වියළන උදුනක තබා වාතාශ්‍රය ඇති තත්වයන් යටතේ 100-120 ℃ උෂ්ණත්වයකදී පැය 16-24 අතර කාලයක් ඔක්සිකරණය කරන්න. ඔක්සිකරණ ප්‍රතික්‍රියාව පහත පරිදි වේ:

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

සීරියම් ඔක්සිකරණ අනුපාතය 97% දක්වා ළඟා විය හැකිය. ඔක්සිකරණ උෂ්ණත්වය තවදුරටත් 140 ℃ දක්වා වැඩි කළහොත්, ඔක්සිකරණ කාලය පැය 4-6 දක්වා කෙටි කළ හැකි අතර, සීරියම් ඔක්සිකරණ අනුපාතය 97%~98% දක්වා ළඟා විය හැකිය. වියළි වාතය ඔක්සිකරණ ක්‍රියාවලිය දූවිලි විශාල ප්‍රමාණයක් සහ දුර්වල ශ්‍රම තත්වයන් ඇති කරන අතර ඒවා දැනට ප්‍රධාන වශයෙන් රසායනාගාරයේ භාවිතා වේ.

3、 වායුගෝලීය තෙත් වාතය ඔක්සිකරණය

දුර්ලභ පස් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ජලය සමඟ මිශ්‍ර කර පොහොරක් සාදන්න, REO සාන්ද්‍රණය 50-70g/L දක්වා පාලනය කරන්න, පොහොරෙහි ක්ෂාරීයතාව 0.15-0.30mol/L දක්වා වැඩි කිරීමට NaOH එකතු කරන්න, සහ 85 ℃ දක්වා රත් කළ විට, පොහොරෙහි ඇති සියලුම ත්‍රිසංයුජ සීරියම් ටෙට්‍රාසංයුජ සීරියම් බවට ඔක්සිකරණය කිරීමට වාතය කෙලින්ම හඳුන්වා දෙන්න. ඔක්සිකරණ ක්‍රියාවලියේදී, ජලයේ වාෂ්පීකරණය සාපේක්ෂව විශාල වේ, එබැවින් දුර්ලභ පස් වඩාත් ස්ථායී සාන්ද්‍රණයක් පවත්වා ගැනීම සඳහා ඕනෑම වේලාවක යම් ජල ප්‍රමාණයක් අතිරේක කළ යුතුය. සෑම කාණ්ඩයකම පොහොර ලීටර් 40 ක් ඔක්සිකරණය කළ විට, ඔක්සිකරණ කාලය පැය 4-5 ක් වන අතර, සීරියම් ඔක්සිකරණ අනුපාතය 98% දක්වා ළඟා විය හැකිය. දුර්ලභ පස් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් පොහොර 8m3 ක් සෑම අවස්ථාවකදීම ඔක්සිකරණය කළ විට, වායු ප්‍රවාහ අනුපාතය 8-12m3/min වන අතර, ඔක්සිකරණ කාලය පැය 15 දක්වා වැඩි කළ විට, සීරියම් ඔක්සිකරණ අනුපාතය 97%~98% දක්වා ළඟා විය හැකිය.

වායුගෝලීය තෙත් වායු ඔක්සිකරණ ක්‍රමයේ ලක්ෂණ වන්නේ: සීරියම් ඉහළ ඔක්සිකරණ අනුපාතය, විශාල ප්‍රතිදානය, හොඳ සේවා කොන්දේසි, සරල ක්‍රියාකාරිත්වය සහ මෙම ක්‍රමය කර්මාන්තයේ බහුලව භාවිතා වන්නේ බොරතෙල් සීරියම් ඩයොක්සයිඩ් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා ය.

4、 පීඩන තෙත් වායු ඔක්සිකරණය

සාමාන්‍ය පීඩනය යටතේ, වායු ඔක්සිකරණය වැඩි කාලයක් ගත වන අතර, මිනිසුන් පීඩනය භාවිතා කිරීමෙන් ඔක්සිකරණ කාලය කෙටි කරයි. වායු පීඩනය වැඩිවීම, එනම් පද්ධතියේ ඔක්සිජන් අර්ධ පීඩනය වැඩිවීම, ද්‍රාවණයේ ඔක්සිජන් දියවීමට සහ දුර්ලභ පෘථිවි හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් අංශු මතුපිටට ඔක්සිජන් විසරණය වීමට හිතකර වන අතර එමඟින් ඔක්සිකරණ ක්‍රියාවලිය වේගවත් කරයි.

දුර්ලභ පස් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ජලය සමඟ 60g/L පමණ මිශ්‍ර කරන්න, සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් සමඟ pH අගය 13 දක්වා සකසන්න, උෂ්ණත්වය ℃ 80 දක්වා ඉහළ නංවන්න, ඔක්සිකරණය සඳහා වාතය හඳුන්වා දෙන්න, 0.4MPa හි පීඩනය පාලනය කරන්න, සහ පැය 1 ක් ඔක්සිකරණය කරන්න. සීරියම් ඔක්සිකරණ අනුපාතය 95% ට වඩා ළඟා විය හැකිය. සත්‍ය නිෂ්පාදනයේදී, දුර්ලභ පස් සෝඩියම් සල්ෆේට් සංකීර්ණ ලුණු වර්ෂාපතනය හරහා ක්ෂාර පරිවර්තනය මගින් ඔක්සිකරණ අමුද්‍රව්‍ය දුර්ලභ පස් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ලබා ගනී. ක්‍රියාවලිය කෙටි කිරීම සඳහා, දුර්ලභ පස් සෝඩියම් සල්ෆේට් සංකීර්ණ ලුණු සහ ක්ෂාරීය ද්‍රාවණයේ වර්ෂාපතනය පීඩන ඔක්සිකරණ ටැංකියකට එකතු කළ හැකි අතර, යම් පීඩනයක් සහ උෂ්ණත්වයක් පවත්වා ගනී. සංකීර්ණ ලුණු වල ඇති දුර්ලභ පස් දුර්ලභ පස් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා වාතය හෝ පොහොසත් ඔක්සිජන් හඳුන්වා දිය හැකි අතර, ඒ සමඟම, එහි ඇති Ce (OH) 3 Ce (OH) 4 බවට ඔක්සිකරණය කළ හැකිය.

පීඩන තත්වයන් යටතේ, සංකීර්ණ ලුණු වල ක්ෂාර පරිවර්තන අනුපාතය, සීරියම් ඔක්සිකරණ අනුපාතය සහ සීරියම් ඔක්සිකරණ අනුපාතය යන සියල්ල වැඩිදියුණු වේ. ප්‍රතික්‍රියාවෙන් මිනිත්තු 45 කට පසු, ද්විත්ව ලුණු ක්ෂාර වල පරිවර්තන අනුපාතය සහ සීරියම් ඔක්සිකරණ අනුපාතය 96% ට වඩා වැඩි විය.