ცერიუმის ჰაერის დაჟანგვის გამოყოფა

ჰაერის დაჟანგვის მეთოდი არის დაჟანგვის მეთოდი, რომელიც იყენებს ჰაერში არსებულ ჟანგბადს დაჟანგვისთვისცერიუმიგარკვეულ პირობებში ოთხვალენტიანამდე. ეს მეთოდი, როგორც წესი, გულისხმობს ფტორნახშირბადის ცერიუმის მადნის კონცენტრატის, იშვიათი მიწების ოქსალატების და კარბონატების შეწვას ჰაერში (ცნობილია როგორც გამოწვის დაჟანგვა) ან იშვიათი მიწის ჰიდროქსიდების შეწვას (მშრალი ჰაერის დაჟანგვა) ან ჰაერის შეყვანა იშვიათი დედამიწის ჰიდროქსიდების ხსნარში (სველი ჰაერის დაჟანგვა) დაჟანგვისთვის.

1, გამოწვის დაჟანგვა

ფტორნახშირბადის ცერიუმის კონცენტრატის შეწვა ჰაერში 500 ℃ ან Baiyunebo იშვიათი მიწიერი კონცენტრატის შეწვა ნატრიუმის კარბონატით ჰაერში 600-700 ℃ ტემპერატურაზე. იშვიათი დედამიწის მინერალების დაშლის დროს, მინერალებში ცერიუმი იჟანგება ოთხვალენტიანად. განცალკევების მეთოდებიცერიუმიკალცინირებული პროდუქტებიდან მოიცავს იშვიათი დედამიწის სულფატის ორმაგი მარილის მეთოდს, გამხსნელების მოპოვების მეთოდს და ა.შ.

გარდა ჟანგვის გამოწვისაიშვიათი დედამიწაკონცენტრატი, მარილები, როგორიცაა იშვიათი დედამიწის ოქსალატი და იშვიათი დედამიწის კარბონატი, განიცდის გამოწვის დაშლას ჰაერის ატმოსფეროში და ცერიუმი იჟანგება CeO2-მდე. გამოწვით მიღებული იშვიათი მიწის ოქსიდის ნარევის კარგი ხსნადობის უზრუნველსაყოფად, გამოწვის ტემპერატურა არ უნდა იყოს ძალიან მაღალი, ჩვეულებრივ 700-დან 800 ℃-მდე. ოქსიდები შეიძლება გაიხსნას 1-1,5მოლ/ლ გოგირდმჟავას ხსნარში ან 4-5მოლ/ლ აზოტის მჟავას ხსნარში. შემწვარი მადნის გოგირდის და აზოტის მჟავით გამორეცხვისას ცერიუმი ძირითადად ხსნარში შედის ოთხვალენტიანი სახით. პირველი გულისხმობს იშვიათი დედამიწის სულფატის ხსნარის მიღებას, რომელიც შეიცავს 50 გ/ლ REO-ს დაახლოებით 45 ℃ ტემპერატურაზე, შემდეგ კი ცერიუმის დიოქსიდის წარმოებას P204 ექსტრაქციის მეთოდით; ეს უკანასკნელი გულისხმობს იშვიათი დედამიწის ნიტრატის ხსნარის მომზადებას, რომელიც შეიცავს REO 150-200 გ/ლ 80-85 ℃ ტემპერატურაზე და შემდეგ TBP ექსტრაქციის გამოყენებას ცერიუმის გამოსაყოფად.

როდესაც იშვიათი დედამიწის ოქსიდები იხსნება განზავებულ გოგირდმჟავასთან ან აზოტმჟავასთან, CeO2 შედარებით უხსნადია. ამიტომ, ხსნარში საჭიროა მცირე რაოდენობით ჰიდროფლუორმჟავას დამატება, როგორც კატალიზატორი დაშლის გვიან ეტაპზე CeO2-ის ხსნადობის გასაუმჯობესებლად.

2, მშრალი ჰაერის დაჟანგვა

მოათავსეთ იშვიათი მიწის ჰიდროქსიდი საშრობი ღუმელში და დაჟანგეთ იგი ვენტილაციის პირობებში 100-120 ℃ 16-24 საათის განმავლობაში. ჟანგვის რეაქცია შემდეგია:

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

ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს 97%-ს. თუ ჟანგვის ტემპერატურა კიდევ უფრო გაიზარდა 140 ℃-მდე, ჟანგვის დრო შეიძლება შემცირდეს 4-6 საათამდე, ხოლო ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ შეიძლება ასევე მიაღწიოს 97%-98%-ს. მშრალი ჰაერის დაჟანგვის პროცესი წარმოქმნის დიდი რაოდენობით მტვერს და ცუდ შრომით პირობებს, რომლებიც ამჟამად ძირითადად გამოიყენება ლაბორატორიაში.

3, ატმოსფერული სველი ჰაერის დაჟანგვა

შეურიეთ იშვიათი დედამიწის ჰიდროქსიდი წყალთან, რათა წარმოიქმნას შლამი, აკონტროლეთ REO კონცენტრაცია 50-70 გ/ლ-მდე, დაამატეთ NaOH, რათა გაიზარდოს ნალექის ტუტეობა 0,15-0,30 მოლ/ლ-მდე და როდესაც გაცხელდება 85 ℃-მდე, პირდაპირ შემოიტანეთ ჰაერი. ყველა სამვალენტიანი ცერიუმის დაჟანგვა ხსნარში ოთხვალენტიან ცერიუმამდე. დაჟანგვის პროცესში წყლის აორთქლება შედარებით დიდია, ამიტომ წყლის გარკვეული რაოდენობა ნებისმიერ დროს უნდა დაემატოს იშვიათი დედამიწის უფრო სტაბილური კონცენტრაციის შესანარჩუნებლად. როდესაც თითოეულ პარტიაში იჟანგება 40 ლ ხსნარი, ჟანგვის დრო შეადგენს 4-5 საათს, ხოლო ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს 98%-ს. როდესაც ყოველ ჯერზე იჟანგება იშვიათი დედამიწის ჰიდროქსიდის 8 მ3, ჰაერის ნაკადის სიჩქარეა 8-12 მ3/წთ, და დაჟანგვის დრო იზრდება 15 სთ-მდე, ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს 97%-98%-ს.

ატმოსფერული სველი ჰაერის დაჟანგვის მეთოდის მახასიათებლებია: ცერიუმის მაღალი დაჟანგვის სიჩქარე, დიდი გამომავალი, კარგი სამუშაო პირობები, მარტივი ოპერაცია და ეს მეთოდი ჩვეულებრივ გამოიყენება ინდუსტრიაში ნედლი ცერიუმის დიოქსიდის წარმოებისთვის.

4, წნევით სველი ჰაერის დაჟანგვა

ნორმალური წნევის პირობებში ჰაერის დაჟანგვას უფრო დიდი დრო სჭირდება და ადამიანები ამცირებენ ჟანგვის დროს წნევის გამოყენებით. ჰაერის წნევის მატება, ანუ სისტემაში ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევის მატება, ხელს უწყობს ხსნარში ჟანგბადის დაშლას და ჟანგბადის გავრცელებას იშვიათი დედამიწის ჰიდროქსიდის ნაწილაკების ზედაპირზე, რაც აჩქარებს ჟანგვის პროცესს.

იშვიათი დედამიწის ჰიდროქსიდი შეურიეთ წყალს დაახლოებით 60 გ/ლ-მდე, დაარეგულირეთ pH 13-მდე ნატრიუმის ჰიდროქსიდით, აწიეთ ტემპერატურა დაახლოებით 80 ℃-მდე, შემოიტანეთ ჰაერი დაჟანგვისთვის, აკონტროლეთ წნევა 0,4 მპა-ზე და დაჟანგეთ 1 საათის განმავლობაში. ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს 95% -ს. ფაქტობრივ წარმოებაში, დაჟანგვის ნედლეული იშვიათი დედამიწის ჰიდროქსიდი მიიღება ტუტე გარდაქმნით იშვიათი დედამიწის ნატრიუმის სულფატის კომპლექსური მარილის დალექვით. პროცესის შემცირების მიზნით, იშვიათი დედამიწის ნატრიუმის სულფატის კომპლექსური მარილისა და ტუტე ხსნარის ნალექი შეიძლება დაემატოს ზეწოლის ქვეშ დაჟანგვის ავზს, შეინარჩუნოს გარკვეული წნევა და ტემპერატურა. ჰაერი ან მდიდარი ჟანგბადი შეიძლება შევიდეს კომპლექსურ მარილში არსებული იშვიათი დედამიწის იშვიათ დედამიწის ჰიდროქსიდებად გადაქცევისთვის და ამავდროულად, მასში არსებული Ce (OH) 3 შეიძლება დაჟანგდეს Ce (OH) 4-მდე.

ზეწოლის პირობებში, კომპლექსური მარილის ტუტე კონვერტაციის სიჩქარე, ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარე და ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარე გაუმჯობესებულია. რეაქციის 45 წუთის შემდეგ, ორმაგი მარილის ტუტესა და ცერიუმის დაჟანგვის სიჩქარემ 96%-ზე მეტი მიაღწია.