અલ્ટ્રાફાઇન રેર અર્થ ઓક્સાઇડની તૈયારી

ની તૈયારીઅલ્ટ્રાફાઇન દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ

અલ્ટ્રાફાઇન દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનો સામાન્ય કણોના કદ સાથેના દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનોની તુલનામાં ઉપયોગની વિશાળ શ્રેણી ધરાવે છે, અને હાલમાં તેમના પર વધુ સંશોધન ચાલી રહ્યું છે. પદાર્થની એકત્રીકરણ સ્થિતિ અનુસાર તૈયારીની પદ્ધતિઓ ઘન તબક્કા પદ્ધતિ, પ્રવાહી તબક્કા પદ્ધતિ અને ગેસ તબક્કા પદ્ધતિમાં વહેંચાયેલી છે. હાલમાં, દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનોના અલ્ટ્રાફાઇન પાવડર તૈયાર કરવા માટે પ્રયોગશાળાઓ અને ઉદ્યોગોમાં પ્રવાહી તબક્કા પદ્ધતિનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. તેમાં મુખ્યત્વે વરસાદની પદ્ધતિ, સોલ જેલ પદ્ધતિ, હાઇડ્રોથર્મલ પદ્ધતિ, ટેમ્પલેટ પદ્ધતિ, માઇક્રોઇમ્યુલેશન પદ્ધતિ અને આલ્કિડ હાઇડ્રોલિસિસ પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે વરસાદની પદ્ધતિ સૌથી યોગ્ય છે.

અવક્ષેપની પદ્ધતિ એ છે કે વરસાદ માટે ધાતુના મીઠાના દ્રાવણમાં પ્રીસીપીટન્ટ ઉમેરવા અને પછી પાવડર ઉત્પાદનો મેળવવા માટે ફિલ્ટર, ધોવા, સૂકા અને ગરમીમાં વિઘટન કરવું. તેમાં પ્રત્યક્ષ વરસાદની પદ્ધતિ, એકસમાન વરસાદની પદ્ધતિ અને અવક્ષેપ પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે. સામાન્ય અવક્ષેપ પદ્ધતિમાં, 3-5 μm ના કણોના કદ સાથે, અવક્ષેપને બાળીને અસ્થિર એસિડ રેડિકલ ધરાવતા દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ અને દુર્લભ પૃથ્વી ક્ષાર મેળવી શકાય છે. ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર 10 ㎡/g કરતા ઓછો છે અને તેમાં વિશેષ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો નથી. એમોનિયમ કાર્બોનેટ રેસીપીટેશન મેથડ અને ઓક્સાલિક એસિડ રેસીપીટેશન મેથડ હાલમાં સામાન્ય ઓક્સાઈડ પાઉડર બનાવવા માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓ છે અને જ્યાં સુધી વરસાદની પ્રક્રિયાની શરતો બદલાય છે ત્યાં સુધી તેનો ઉપયોગ અલ્ટ્રાફાઈન રેર અર્થ ઓક્સાઈડ પાવડર તૈયાર કરવા માટે થઈ શકે છે.

સંશોધનોએ દર્શાવ્યું છે કે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ અવક્ષેપ પદ્ધતિમાં દુર્લભ પૃથ્વીના અલ્ટ્રાફાઈન પાવડરના કણોના કદ અને આકારવિજ્ઞાનને અસર કરતા મુખ્ય પરિબળોમાં દ્રાવણમાં દુર્લભ પૃથ્વીની સાંદ્રતા, વરસાદનું તાપમાન, અવક્ષેપ એજન્ટ સાંદ્રતા વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. દુર્લભ પૃથ્વીની સાંદ્રતા સોલ્યુશન એ એકસરખા વિખરાયેલા અલ્ટ્રાફાઇન પાવડર બનાવવાની ચાવી છે. ઉદાહરણ તરીકે, Y2O3 તૈયાર કરવા માટે Y3+અવક્ષેપના પ્રયોગમાં, જ્યારે દુર્લભ પૃથ્વીની સામૂહિક સાંદ્રતા 20~30g/L (Y2O3 દ્વારા ગણવામાં આવે છે) હોય છે, ત્યારે વરસાદની પ્રક્રિયા સરળ હોય છે, અને કાર્બોનેટ અવક્ષેપમાંથી પ્રાપ્ત થયેલો યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ અલ્ટ્રાફાઈન પાવડર સૂકવણી અને બર્નિંગ નાની, એકસરખી છે અને વિખરાઈ સારી છે.

રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં, તાપમાન નિર્ણાયક પરિબળ છે. ઉપરોક્ત પ્રયોગોમાં, જ્યારે તાપમાન 60-70 ℃ હોય છે, ત્યારે વરસાદ ધીમો હોય છે, ગાળણ ઝડપી હોય છે, કણો છૂટક અને સમાન હોય છે, અને તે મૂળભૂત રીતે ગોળાકાર હોય છે; જ્યારે પ્રતિક્રિયા તાપમાન 50 ℃ ની નીચે હોય છે, ત્યારે વધુ અનાજ અને નાના કણોના કદ સાથે, વરસાદ વધુ ઝડપથી રચાય છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન, CO2 અને NH3 ઓવરફ્લોનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે, અને વરસાદ એક ચીકણું સ્વરૂપમાં હોય છે, જે ગાળણ અને ધોવા માટે યોગ્ય નથી. યટ્રીયમ ઓક્સાઇડમાં બાળી નાખવામાં આવ્યા પછી, હજુ પણ એવા બ્લોકી પદાર્થો છે જે ગંભીર રીતે એકઠા થાય છે અને મોટા કણોનું કદ ધરાવે છે. એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટની સાંદ્રતા યટ્રીયમ ઓક્સાઇડના કણોના કદને પણ અસર કરે છે. જ્યારે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટની સાંદ્રતા 1mol/L કરતાં ઓછી હોય છે, ત્યારે પ્રાપ્ત યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ કણોનું કદ નાનું અને સમાન હોય છે; જ્યારે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટની સાંદ્રતા 1mol/L કરતાં વધી જાય છે, ત્યારે સ્થાનિક વરસાદ થશે, જેનાથી એકત્રીકરણ અને મોટા કણો થશે. યોગ્ય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, 0.01-0.5 નું કણોનું કદ μM અલ્ટ્રાફાઇન યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ પાવડર મેળવી શકાય છે.

ઓક્સાલેટ રેસીપીટેશન પદ્ધતિમાં, ઓક્સાલિક એસિડ સોલ્યુશનને ડ્રોપવાઇઝ ઉમેરવામાં આવે છે જ્યારે પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા દરમિયાન સતત pH મૂલ્યની ખાતરી કરવા માટે એમોનિયા ઉમેરવામાં આવે છે, પરિણામે કણોનું કદ યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ પાવડરના 1 μM કરતા ઓછું હોય છે. પ્રથમ, યટ્રીયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ કોલોઇડ મેળવવા માટે એમોનિયા પાણી સાથે યટ્રીયમ નાઈટ્રેટના દ્રાવણને અવક્ષેપિત કરો અને પછી તેને ઓક્સાલિક એસિડના દ્રાવણ સાથે રૂપાંતરિત કરો જેથી m ના 1 μY2O3 પાવડરથી ઓછા કણોનું કદ પ્રાપ્ત થાય. 0.25-0.5mol/L ની સાંદ્રતા સાથે ytrium નાઈટ્રેટના Y3+ સોલ્યુશનમાં EDTA ઉમેરો, એમોનિયા પાણી સાથે pH ને 9 પર સમાયોજિત કરો, એમોનિયમ ઓક્સાલેટ ઉમેરો અને 1-8mL/ ના દરે 3mol/L HNO3 સોલ્યુશન ટીપાં કરો. pH=2 પર વરસાદ પૂર્ણ ન થાય ત્યાં સુધી 50 ℃ પર મિનિટ. 40-100nmના કણના કદ સાથે યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ પાવડર મેળવી શકાય છે.

તૈયારીની પ્રક્રિયા દરમિયાનઅલ્ટ્રાફાઇન દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડવરસાદની પદ્ધતિ દ્વારા, વિવિધ ડિગ્રીઓનું એકત્રીકરણ થવાની સંભાવના છે. તેથી, તૈયારીની પ્રક્રિયા દરમિયાન, સંશ્લેષણની સ્થિતિને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવી જરૂરી છે, pH મૂલ્યને સમાયોજિત કરીને, વિવિધ પ્રક્ષેપકોનો ઉપયોગ કરીને, ડિસ્પર્સન્ટ્સ ઉમેરીને અને મધ્યવર્તી ઉત્પાદનોને સંપૂર્ણપણે વિખેરવા માટે અન્ય પદ્ધતિઓ. પછી, યોગ્ય સૂકવણી પદ્ધતિઓ પસંદ કરવામાં આવે છે, અને અંતે, સારી રીતે વિખેરાયેલા દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજન અલ્ટ્રાફાઇન પાવડરને કેલ્સિનેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.