সিরিয়ামের বায়ু অক্সিডেশন বিচ্ছেদ

বায়ু জারণ পদ্ধতি হল একটি জারণ পদ্ধতি যা অক্সিজেনকে অক্সিজেন ব্যবহার করেসেরিয়ামনির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে টেট্রাভ্যালেন্ট করতে। এই পদ্ধতিতে সাধারণত ফ্লুরোকার্বন সেরিয়াম আকরিক ঘনীভূতকরণ, বিরল আর্থ অক্সালেট এবং কার্বনেটকে বাতাসে ভাজা (যা রোস্টিং অক্সিডেশন নামে পরিচিত) বা বিরল আর্থ হাইড্রোক্সাইড (শুষ্ক বায়ু জারণ) ভাজা বা বিরল আর্থ হাইড্রোক্সাইড স্লারি (ওয়েট এয়ার অক্সিডেশন) এর জন্য বায়ু প্রবর্তন করে।

1, রোস্টিং জারণ

ফ্লুরোকার্বন সেরিয়াম ঘনীভূত বাতাসে 500 ℃ তে ভাজা বা 600-700 ℃ এ বাতাসে সোডিয়াম কার্বনেটের সাথে Baiyunebo বিরল আর্থ ঘনীভূত ভাজা। বিরল পৃথিবীর খনিজগুলির পচনের সময়, খনিজগুলির মধ্যে সেরিয়াম টেট্রাভ্যালেন্টে জারিত হয়। আলাদা করার পদ্ধতিসেরিয়ামক্যালসাইন্ড পণ্য থেকে বিরল আর্থ সালফেট ডবল লবণ পদ্ধতি, দ্রাবক নিষ্কাশন পদ্ধতি, ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত।

এর অক্সিডেশন রোস্টিং ছাড়াওবিরল পৃথিবীঘনীভূত, বিরল আর্থ অক্সালেট এবং বিরল আর্থ কার্বনেটের মতো লবণগুলি বায়ুমণ্ডলে ভাজা পচনের মধ্য দিয়ে যায় এবং সেরিয়াম CeO2 তে জারিত হয়। রোস্টিং দ্বারা প্রাপ্ত বিরল আর্থ অক্সাইড মিশ্রণের ভাল দ্রবণীয়তা নিশ্চিত করতে, রোস্টিং তাপমাত্রা খুব বেশি হওয়া উচিত নয়, সাধারণত 700 এবং 800 ℃ এর মধ্যে। অক্সাইডগুলি 1-1.5mol/L সালফিউরিক অ্যাসিড দ্রবণ বা 4-5mol/L নাইট্রিক অ্যাসিড দ্রবণে দ্রবীভূত করা যেতে পারে। সালফিউরিক অ্যাসিড এবং নাইট্রিক অ্যাসিড দিয়ে ভাজা আকরিক লিচ করার সময়, সেরিয়াম প্রধানত টেট্রাভ্যালেন্ট আকারে দ্রবণে প্রবেশ করে। পূর্বে একটি বিরল আর্থ সালফেট দ্রবণ যা 50g/L REO সমন্বিত প্রায় 45 ℃ এ প্রাপ্ত করা এবং তারপর P204 নিষ্কাশন পদ্ধতি ব্যবহার করে সেরিয়াম ডাই অক্সাইড উৎপাদন করা জড়িত; পরবর্তীতে 80-85 ℃ তাপমাত্রায় 150-200g/L এর REO সমন্বিত একটি বিরল আর্থ নাইট্রেট দ্রবণ প্রস্তুত করা এবং তারপর আলাদা সেরিয়ামের জন্য TBP নিষ্কাশন ব্যবহার করা জড়িত।

যখন বিরল আর্থ অক্সাইডগুলিকে পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড বা নাইট্রিক অ্যাসিড দিয়ে দ্রবীভূত করা হয়, তখন CeO2 তুলনামূলকভাবে অদ্রবণীয়। তাই, CeO2 এর দ্রবণীয়তা উন্নত করার জন্য দ্রবীভূত হওয়ার পরবর্তী পর্যায়ে অনুঘটক হিসেবে দ্রবণে অল্প পরিমাণে হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড যোগ করতে হবে।

2, শুষ্ক বায়ু অক্সিডেশন

বিরল আর্থ হাইড্রোক্সাইডকে একটি শুকানোর চুল্লিতে রাখুন এবং 16-24 ঘন্টার জন্য 100-120 ℃ এ বায়ুচলাচল অবস্থায় অক্সিডাইজ করুন। অক্সিডেশন প্রতিক্রিয়া নিম্নরূপ:

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

সিরিয়ামের অক্সিডেশন হার 97% এ পৌঁছাতে পারে। যদি জারণ তাপমাত্রা আরও 140 ℃ পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়, অক্সিডেশন সময় 4-6 ঘন্টা সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে, এবং সেরিয়ামের অক্সিডেশন হারও 97% ~ 98% এ পৌঁছাতে পারে। শুষ্ক বায়ু অক্সিডেশন প্রক্রিয়া প্রচুর পরিমাণে ধুলো এবং দুর্বল শ্রম পরিস্থিতি তৈরি করে, যা বর্তমানে প্রধানত পরীক্ষাগারে ব্যবহৃত হয়।

3, বায়ুমণ্ডলীয় ভেজা বায়ু জারণ

একটি স্লারি তৈরি করতে জলের সাথে বিরল আর্থ হাইড্রক্সাইড মেশান, REO ঘনত্বকে 50-70g/L এ নিয়ন্ত্রণ করুন, স্লারির ক্ষারত্বকে 0.15-0.30mol/L-এ বাড়াতে NaOH যোগ করুন এবং 85 ℃ এ উত্তপ্ত হলে সরাসরি বায়ু প্রবেশ করান টেট্রাভ্যালেন্ট সেরিয়াম থেকে স্লারিতে সমস্ত ট্রাইভ্যালেন্ট সিরিয়ামের অক্সিডাইজ করুন। জারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, জলের বাষ্পীভবন তুলনামূলকভাবে বড়, তাই বিরল পৃথিবীর আরও স্থিতিশীল ঘনত্ব বজায় রাখার জন্য যে কোনও সময় একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ জলের পরিপূরক হওয়া উচিত। যখন প্রতিটি ব্যাচে 40L স্লারি অক্সিডাইজ করা হয়, তখন জারণ সময় 4-5 ঘন্টা হয় এবং সেরিয়ামের অক্সিডেশন হার 98% এ পৌঁছাতে পারে। যখন বিরল আর্থ হাইড্রক্সাইড স্লারির 8m3 প্রতিবার অক্সিডাইজ করা হয়, তখন বায়ু প্রবাহের হার 8-12m3/মিনিট হয়, এবং জারণ সময় 15h পর্যন্ত বৃদ্ধি করা হয়, সেরিয়ামের অক্সিডেশন হার 97%~98% এ পৌঁছাতে পারে।

বায়ুমণ্ডলীয় ভেজা বায়ু অক্সিডেশন পদ্ধতির বৈশিষ্ট্যগুলি হল: সেরিয়ামের উচ্চ জারণ হার, বড় আউটপুট, ভাল কাজের অবস্থা, সহজ অপারেশন এবং এই পদ্ধতিটি সাধারণত শিল্পে অশোধিত সেরিয়াম ডাই অক্সাইড উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয়।

4, চাপযুক্ত ভেজা বাতাস জারণ

স্বাভাবিক চাপের অধীনে, বায়ু অক্সিডেশন একটি দীর্ঘ সময় নেয়, এবং মানুষ চাপ ব্যবহার করে অক্সিডেশন সময় ছোট করে। বায়ুচাপের বৃদ্ধি, অর্থাৎ সিস্টেমে অক্সিজেনের আংশিক চাপ বৃদ্ধি, দ্রবণে অক্সিজেনের দ্রবীভূতকরণ এবং বিরল আর্থ হাইড্রক্সাইড কণার পৃষ্ঠে অক্সিজেনের প্রসারণের জন্য সহায়ক, এইভাবে অক্সিডেশন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে।

রেয়ার আর্থ হাইড্রোক্সাইডকে জলের সাথে প্রায় 60g/L মিশ্রিত করুন, সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের সাথে pH 13 এ সামঞ্জস্য করুন, তাপমাত্রা প্রায় 80 ℃ বাড়ান, অক্সিডেশনের জন্য বায়ু প্রবর্তন করুন, 0.4MPa এ চাপ নিয়ন্ত্রণ করুন এবং 1 ঘন্টার জন্য অক্সিডাইজ করুন৷ সেরিয়ামের অক্সিডেশন হার 95% এর বেশি পৌঁছাতে পারে। প্রকৃত উৎপাদনে, অক্সিডেশন কাঁচামাল বিরল আর্থ হাইড্রক্সাইড ক্ষার রূপান্তরের মাধ্যমে বিরল আর্থ সোডিয়াম সালফেট জটিল লবণের বৃষ্টিপাতের মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়। প্রক্রিয়াটি সংক্ষিপ্ত করার জন্য, বিরল আর্থ সোডিয়াম সালফেট জটিল লবণ এবং ক্ষারীয় দ্রবণের বৃষ্টিপাত একটি চাপযুক্ত অক্সিডেশন ট্যাঙ্কে যোগ করা যেতে পারে, একটি নির্দিষ্ট চাপ এবং তাপমাত্রা বজায় রেখে। জটিল লবণের বিরল পৃথিবীকে বিরল আর্থ হাইড্রোক্সাইডে রূপান্তর করতে বায়ু বা সমৃদ্ধ অক্সিজেন প্রবর্তন করা যেতে পারে এবং একই সময়ে, এর মধ্যে Ce (OH) 3 কে Ce (OH) 4 তে জারিত করা যেতে পারে।

চাপযুক্ত অবস্থার অধীনে, জটিল লবণের ক্ষার রূপান্তর হার, সেরিয়ামের জারণ হার এবং সেরিয়ামের অক্সিডেশন হার সবই উন্নত হয়। 45 মিনিটের প্রতিক্রিয়ার পরে, দ্বিগুণ লবণ ক্ষার রূপান্তর হার এবং সেরিয়ামের অক্সিডেশন হার 96% এর উপরে পৌঁছেছে।