ცერიუმის ჰაერით დაჟანგვითი გამოყოფა

ჰაერში დაჟანგვის მეთოდი არის დაჟანგვის მეთოდი, რომელიც იყენებს ჰაერში არსებულ ჟანგბადს დაჟანგვისთვის.ცერიუმიგარკვეულ პირობებში ოთხვალენტიანამდე. ეს მეთოდი, როგორც წესი, გულისხმობს ფტორნახშირბადის ცერიუმის მადნის კონცენტრატის, იშვიათმიწა ოქსალატების და კარბონატების ჰაერში გამოწვას (ცნობილია, როგორც გამოწვის დაჟანგვა) ან იშვიათმიწა ჰიდროქსიდების გამოწვას (მშრალი ჰაერით დაჟანგვა) ან ჰაერის შეყვანას იშვიათმიწა ჰიდროქსიდების ნალექში (სველი ჰაერით დაჟანგვა) დაჟანგვის მიზნით.

1, შეწვის დაჟანგვა

ფტორნახშირბადის ცერიუმის კონცენტრატის გამოწვა ჰაერზე 500 ℃-ზე ან ბაიუნებოს იშვიათმიწა მინერალების კონცენტრატის გამოწვა ნატრიუმის კარბონატთან ერთად ჰაერზე 600-700 ℃-ზე. იშვიათმიწა მინერალების დაშლის დროს, მინერალებში არსებული ცერიუმი იჟანგება ოთხვალენტიან მინერალებამდე. გამოყოფის მეთოდებიცერიუმიკალცინირებული პროდუქტებიდან შედის იშვიათმიწა სულფატის ორმაგი მარილის მეთოდი, გამხსნელის ექსტრაქციის მეთოდი და ა.შ.

ჟანგვითი გამოწვის გარდა,იშვიათმიწაკონცენტრატის სახით, მარილები, როგორიცაა იშვიათმიწა ოქსილატი და იშვიათმიწა კარბონატი, განიცდიან გამოწვის დაშლას ჰაერის ატმოსფეროში და ცერიუმი იჟანგება CeO2-მდე. გამოწვის შედეგად მიღებული იშვიათმიწა ოქსიდების ნარევის კარგი ხსნადობის უზრუნველსაყოფად, გამოწვის ტემპერატურა არ უნდა იყოს ძალიან მაღალი, ჩვეულებრივ 700-დან 800 ℃-მდე. ოქსიდები შეიძლება გაიხსნას 1-1.5 მოლ/ლ გოგირდმჟავას ხსნარში ან 4-5 მოლ/ლ აზოტმჟავას ხსნარში. გოგირდმჟავით და აზოტმჟავით გამოწურვისას, ცერიუმი ხსნარში ძირითადად ოთხვალენტიანი ფორმით შედის. პირველი გულისხმობს 50 გ/ლ REO შემცველი იშვიათმიწა სულფატის ხსნარის მიღებას დაახლოებით 45 ℃ ტემპერატურაზე, შემდეგ კი ცერიუმის დიოქსიდის წარმოებას P204 ექსტრაქციის მეთოდით; ეს უკანასკნელი გულისხმობს 150-200 გ/ლ REO შემცველი იშვიათმიწა ნიტრატის ხსნარის მომზადებას 80-85 ℃ ტემპერატურაზე, შემდეგ კი TBP ექსტრაქციის გამოყენებას ცერიუმის გამოსაყოფად.

როდესაც იშვიათმიწა ოქსიდები იხსნება განზავებულ გოგირდმჟავასთან ან აზოტმჟავასთან, CeO2 შედარებით უხსნადია. ამიტომ, გახსნის გვიან ეტაპზე, CeO2-ის ხსნადობის გასაუმჯობესებლად, ხსნარს კატალიზატორის სახით მცირე რაოდენობით ფტორწყალბადმჟავა უნდა დაემატოს.

2, მშრალი ჰაერით დაჟანგვა

იშვიათმიწა ჰიდროქსიდი მოათავსეთ საშრობ ღუმელში და დაჟანგეთ ვენტილირებად პირობებში 100-120 ℃ ტემპერატურაზე 16-24 საათის განმავლობაში. დაჟანგვის რეაქცია შემდეგია:

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

ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ შეიძლება 97%-ს მიაღწიოს. თუ დაჟანგვის ტემპერატურას კიდევ უფრო გავზრდით 140 ℃-მდე, დაჟანგვის დრო შეიძლება შემცირდეს 4-6 საათამდე და ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ ასევე შეიძლება მიაღწიოს 97%-98%-ს. მშრალი ჰაერით დაჟანგვის პროცესი წარმოქმნის დიდი რაოდენობით მტვერს და არახელსაყრელ სამუშაო პირობებს, რომლებიც ამჟამად ძირითადად გამოიყენება ლაბორატორიაში.

3, ატმოსფერული სველი ჰაერის დაჟანგვა

იშვიათმიწა ლითონების ჰიდროქსიდი შეურიეთ წყალს სუსპენზიის მისაღებად, REO-ს კონცენტრაცია გააკონტროლეთ 50-70 გ/ლ-მდე, დაამატეთ NaOH სუსპენზიის ტუტეობის 0.15-0.30 მოლ/ლ-მდე გასაზრდელად და 85 ℃-მდე გაცხელებისას პირდაპირ შეიყვანეთ ჰაერი, რათა სუსპენზიაში არსებული სამვალენტიანი ცერიუმის შემცველობა ოთხვალენტიან ცერიუმად დაიჟანგოს. დაჟანგვის პროცესის დროს წყლის აორთქლება შედარებით დიდია, ამიტომ იშვიათმიწა ლითონების უფრო სტაბილური კონცენტრაციის შესანარჩუნებლად ნებისმიერ დროს უნდა დაემატოს გარკვეული რაოდენობის წყალი. როდესაც თითოეულ პარტიაში იჟანგება 40 ლიტრი სუსპენზია, დაჟანგვის დროა 4-5 საათი, ხოლო ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს 98%-ს. როდესაც იშვიათმიწა ლითონების ჰიდროქსიდის სუსპენზიის 8 მ3 ყოველ ჯერზე იჟანგება, ჰაერის ნაკადის სიჩქარეა 8-12 მ3/წთ, ხოლო დაჟანგვის დრო იზრდება 15 საათამდე, ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს 97%-98%-ს.

ატმოსფერული სველი ჰაერით დაჟანგვის მეთოდის მახასიათებლებია: ცერიუმის მაღალი დაჟანგვის სიჩქარე, დიდი გამომავალი, კარგი სამუშაო პირობები, მარტივი ექსპლუატაცია და ეს მეთოდი ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში ნედლი ცერიუმის დიოქსიდის მისაღებად.

4, წნევით სველი ჰაერის დაჟანგვა

ნორმალური წნევის ქვეშ ჰაერის დაჟანგვას უფრო მეტი დრო სჭირდება და ადამიანები წნევის გამოყენებით ამცირებენ დაჟანგვის დროს. ჰაერის წნევის მატება, ანუ სისტემაში ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევის მატება, ხელს უწყობს ხსნარში ჟანგბადის გახსნას და ჟანგბადის დიფუზიას იშვიათმიწა ჰიდროქსიდის ნაწილაკების ზედაპირზე, რითაც აჩქარებს დაჟანგვის პროცესს.

იშვიათმიწა ნივთიერებების ჰიდროქსიდი შეურიეთ წყალს დაახლოებით 60 გ/ლ-მდე, ნატრიუმის ჰიდროქსიდით pH დაარეგულირეთ 13-მდე, ტემპერატურა აწიეთ დაახლოებით 80 ℃-მდე, შეიყვანეთ ჰაერი დაჟანგვისთვის, აკონტროლეთ წნევა 0.4 მპა-ზე და დაჟანგეთ 1 საათის განმავლობაში. ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ შეიძლება 95%-ს მიაღწიოს. ფაქტობრივ წარმოებაში, დაჟანგვის ნედლეული იშვიათმიწა ნივთიერებების ჰიდროქსიდი მიიღება ტუტე გარდაქმნით იშვიათმიწა ნივთიერებების ნატრიუმის სულფატის კომპლექსური მარილის დალექვით. პროცესის შესამცირებლად, იშვიათმიწა ნივთიერებების ნატრიუმის სულფატის კომპლექსური მარილის და ტუტე ხსნარის დალექვა შეიძლება დაემატოს წნევით მომუშავე დაჟანგვის ავზს გარკვეული წნევისა და ტემპერატურის შენარჩუნებით. რთულ მარილში არსებული იშვიათმიწა ნივთიერებების იშვიათმიწა ნივთიერებების ჰიდროქსიდებად გარდასაქმნელად შესაძლებელია ჰაერის ან მდიდარი ჟანგბადის შეყვანა და ამავდროულად, მასში არსებული Ce(OH)3 შეიძლება დაიჟანგოს Ce(OH)4-მდე.

წნევის პირობებში, რთული მარილის ტუტედ გარდაქმნის სიჩქარე, ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარე და ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარე გაუმჯობესებულია. 45 წუთიანი რეაქციის შემდეგ, ორმაგი მარილის ტუტედ გარდაქმნის სიჩქარემ და ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ 96%-ს გადააჭარბა.