সেরিয়ামের বায়ু জারণ বিচ্ছেদ

বায়ু জারণ পদ্ধতি হল একটি জারণ পদ্ধতি যা বাতাসের অক্সিজেন ব্যবহার করে জারণ করেসেরিয়ামনির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে টেট্রাভ্যালেন্টে রূপান্তরিত করা। এই পদ্ধতিতে সাধারণত ফ্লুরোকার্বন সেরিয়াম আকরিক ঘনীভূত, বিরল আর্থ অক্সালেট এবং কার্বনেট বাতাসে ভাজা (যা রোস্টিং অক্সিডেশন নামে পরিচিত) অথবা বিরল আর্থ হাইড্রোক্সাইড (শুষ্ক বায়ু জারণ) ভাজা বা জারণের জন্য বিরল আর্থ হাইড্রোক্সাইড স্লারিতে (ভেজা বায়ু জারণ) বায়ু প্রবেশ করানো জড়িত।

১, রোস্টিং জারণ

৫০০ ℃ তাপমাত্রায় বাতাসে ফ্লুরোকার্বন সেরিয়াম ঘনীভূত করে ভাজতে হবে অথবা ৬০০-৭০০ ℃ তাপমাত্রায় বাতাসে সোডিয়াম কার্বনেট দিয়ে বাইয়ুনেবো বিরল পৃথিবী ঘনীভূত করে ভাজতে হবে। বিরল পৃথিবী খনিজ পদার্থের পচনের সময়, খনিজ পদার্থের সেরিয়াম টেট্রাভ্যালেন্টে জারিত হয়। পৃথক করার পদ্ধতিসেরিয়ামক্যালসিনযুক্ত পণ্য থেকে বিরল আর্থ সালফেট ডাবল লবণ পদ্ধতি, দ্রাবক নিষ্কাশন পদ্ধতি ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত।

জারণ রোস্টিং ছাড়াওবিরল পৃথিবীঘনীভূত, বিরল আর্থ অক্সালেট এবং বিরল আর্থ কার্বনেটের মতো লবণগুলি বায়ুমণ্ডলে ভাজার মাধ্যমে পচে যায় এবং সেরিয়াম CeO2 তে জারিত হয়। রোস্টিং দ্বারা প্রাপ্ত বিরল আর্থ অক্সাইড মিশ্রণের ভাল দ্রাব্যতা নিশ্চিত করার জন্য, রোস্টিং তাপমাত্রা খুব বেশি হওয়া উচিত নয়, সাধারণত 700 থেকে 800 ℃ এর মধ্যে। অক্সাইডগুলি 1-1.5mol/L সালফিউরিক অ্যাসিড দ্রবণে বা 4-5mol/L নাইট্রিক অ্যাসিড দ্রবণে দ্রবীভূত করা যেতে পারে। সালফিউরিক অ্যাসিড এবং নাইট্রিক অ্যাসিড দিয়ে ভাজা আকরিক লিচ করার সময়, সেরিয়াম মূলত একটি টেট্রাভ্যালেন্ট আকারে দ্রবণে প্রবেশ করে। প্রথমটিতে প্রায় 45 ℃ তাপমাত্রায় 50g/L REO ধারণকারী একটি বিরল আর্থ সালফেট দ্রবণ পাওয়া এবং তারপর P204 নিষ্কাশন পদ্ধতি ব্যবহার করে সেরিয়াম ডাই অক্সাইড তৈরি করা জড়িত; দ্বিতীয়টিতে 80-85 ℃ তাপমাত্রায় 150-200g/L REO ধারণকারী একটি বিরল আর্থ নাইট্রেট দ্রবণ প্রস্তুত করা এবং তারপর সেরিয়াম পৃথক করার জন্য TBP নিষ্কাশন ব্যবহার করা জড়িত।

যখন বিরল আর্থ অক্সাইডগুলিকে পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড বা নাইট্রিক অ্যাসিড দিয়ে দ্রবীভূত করা হয়, তখন CeO2 তুলনামূলকভাবে অদ্রবণীয়। অতএব, CeO2 এর দ্রবণীয়তা উন্নত করার জন্য দ্রবণের পরবর্তী পর্যায়ে অনুঘটক হিসাবে দ্রবণে অল্প পরিমাণে হাইড্রোফ্লোরিক অ্যাসিড যোগ করা প্রয়োজন।

2, শুষ্ক বায়ু জারণ

একটি শুকানোর চুল্লিতে বিরল আর্থ হাইড্রোক্সাইড রাখুন এবং বায়ুচলাচল অবস্থায় 100-120 ℃ তাপমাত্রায় 16-24 ঘন্টার জন্য জারিত করুন। জারণ বিক্রিয়াটি নিম্নরূপ:

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

সেরিয়ামের জারণ হার ৯৭% এ পৌঁছাতে পারে। যদি জারণ তাপমাত্রা আরও ১৪০ ডিগ্রি সেলসিয়াসে বৃদ্ধি করা হয়, তাহলে জারণ সময় ৪-৬ ঘন্টা কমিয়ে আনা যেতে পারে এবং সেরিয়ামের জারণ হারও ৯৭%~৯৮% এ পৌঁছাতে পারে। শুষ্ক বায়ু জারণ প্রক্রিয়া প্রচুর পরিমাণে ধুলো এবং দুর্বল শ্রম পরিস্থিতি তৈরি করে, যা বর্তমানে প্রধানত পরীক্ষাগারে ব্যবহৃত হয়।

৩, বায়ুমণ্ডলীয় ভেজা বাতাসের জারণ

জলের সাথে রেয়ার আর্থ হাইড্রোক্সাইড মিশিয়ে স্লারি তৈরি করুন, REO ঘনত্ব 50-70g/L এ নিয়ন্ত্রণ করুন, NaOH যোগ করুন যাতে স্লারির ক্ষারত্ব 0.15-0.30mol/L এ বৃদ্ধি পায় এবং 85 ℃ এ উত্তপ্ত হলে, স্লারিতে থাকা সমস্ত ত্রিভ্যালেন্ট সেরিয়ামকে টেট্রাভ্যালেন্ট সেরিয়ামে জারিত করার জন্য সরাসরি বায়ু প্রবেশ করান। জারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, জলের বাষ্পীভবন তুলনামূলকভাবে বেশি হয়, তাই বিরল পৃথিবীর আরও স্থিতিশীল ঘনত্ব বজায় রাখার জন্য যে কোনও সময় একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ জল পরিপূরক করা উচিত। যখন প্রতিটি ব্যাচে 40L স্লারি জারিত করা হয়, তখন জারণ সময় 4-5 ঘন্টা হয় এবং সেরিয়ামের জারণ হার 98% এ পৌঁছাতে পারে। যখন প্রতিবার 8m3 বিরল আর্থ হাইড্রোক্সাইড স্লারি জারিত করা হয়, তখন বায়ু প্রবাহের হার 8-12m3/মিনিট হয় এবং জারণ সময় 15 ঘন্টা বৃদ্ধি করা হয়, তখন সেরিয়ামের জারণ হার 97% ~ 98% এ পৌঁছাতে পারে।

বায়ুমণ্ডলীয় ভেজা বায়ু জারণ পদ্ধতির বৈশিষ্ট্যগুলি হল: সেরিয়ামের উচ্চ জারণ হার, বৃহৎ আউটপুট, ভাল কাজের অবস্থা, সহজ অপারেশন, এবং এই পদ্ধতিটি সাধারণত শিল্পে অপরিশোধিত সেরিয়াম ডাই অক্সাইড উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়।

৪, চাপযুক্ত ভেজা বাতাসের জারণ

স্বাভাবিক চাপে, বায়ু জারণে বেশি সময় লাগে এবং মানুষ চাপ ব্যবহার করে জারণ সময় কমিয়ে দেয়। বায়ুচাপের বৃদ্ধি, অর্থাৎ, সিস্টেমে অক্সিজেনের আংশিক চাপ বৃদ্ধি, দ্রবণে অক্সিজেন দ্রবীভূত করার এবং বিরল পৃথিবী হাইড্রোক্সাইড কণার পৃষ্ঠের বিস্তারে অক্সিজেনের বিস্তারের জন্য সহায়ক, এইভাবে জারণ প্রক্রিয়া ত্বরান্বিত হয়।

পানির সাথে রেয়ার আর্থ হাইড্রোক্সাইড প্রায় 60 গ্রাম/লিটার মিশ্রিত করুন, pH 13 এ সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের সাথে সামঞ্জস্য করুন, তাপমাত্রা প্রায় 80 ℃ এ বাড়ান, জারণ জন্য বায়ু প্রবর্তন করুন, 0.4MPa এ চাপ নিয়ন্ত্রণ করুন এবং 1 ঘন্টার জন্য জারণ করুন। সেরিয়ামের জারণ হার 95% এরও বেশি হতে পারে। প্রকৃত উৎপাদনে, জারণ কাঁচামাল রেয়ার আর্থ হাইড্রোক্সাইড ক্ষারীয় রূপান্তরের মাধ্যমে বিরল আর্থ সোডিয়াম সালফেট জটিল লবণের বৃষ্টিপাতের মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়। প্রক্রিয়াটি সংক্ষিপ্ত করার জন্য, একটি নির্দিষ্ট চাপ এবং তাপমাত্রা বজায় রেখে একটি চাপযুক্ত জারণ ট্যাঙ্কে বিরল আর্থ সোডিয়াম সালফেট জটিল লবণ এবং ক্ষারীয় দ্রবণের বৃষ্টিপাত যোগ করা যেতে পারে। জটিল লবণে থাকা বিরল আর্থকে বিরল আর্থ হাইড্রোক্সাইডে রূপান্তর করার জন্য বায়ু বা সমৃদ্ধ অক্সিজেন প্রবর্তন করা যেতে পারে এবং একই সাথে, এতে থাকা Ce (OH) 3 কে Ce (OH) 4 এ জারণ করা যেতে পারে।

চাপযুক্ত পরিস্থিতিতে, জটিল লবণের ক্ষারীয় রূপান্তর হার, সেরিয়ামের জারণ হার এবং সেরিয়ামের জারণ হার উন্নত হয়। ৪৫ মিনিটের বিক্রিয়ার পর, দ্বিগুণ লবণ ক্ষারের রূপান্তর হার এবং সেরিয়ামের জারণ হার ৯৬% এর বেশি পৌঁছে যায়।