ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି

ର ପ୍ରସ୍ତୁତିଅତିସୂକ୍ଷ୍ମ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଅକ୍ସାଇଡ୍

ସାଧାରଣ କଣିକା ଆକାର ସହିତ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଯୌଗିକ ତୁଳନାରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକର ବ୍ୟବହାରର ଏକ ବିସ୍ତୃତ ପରିସର ଅଛି, ଏବଂ ବର୍ତ୍ତମାନ ସେଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ ଅଧିକ ଗବେଷଣା ଚାଲିଛି। ପଦାର୍ଥର ଏକତ୍ରୀକରଣ ଅବସ୍ଥା ଅନୁସାରେ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକୁ କଠିନ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପଦ୍ଧତି, ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପଦ୍ଧତି ଏବଂ ଗ୍ୟାସ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପଦ୍ଧତିରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି। ବର୍ତ୍ତମାନ, ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଯୌଗିକଗୁଡ଼ିକର ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ପାଉଡର ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପଦ୍ଧତିକୁ ପ୍ରୟୋଗଶାଳା ଏବଂ ଶିଳ୍ପରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏଥିରେ ମୁଖ୍ୟତଃ ଅବପାତ ପଦ୍ଧତି, ସୋଲ୍ ଜେଲ୍ ପଦ୍ଧତି, ଜଳତାପ ପଦ୍ଧତି, ଟେମ୍ପଲେଟ୍ ପଦ୍ଧତି, ମାଇକ୍ରୋଏମଲସନ୍ ପଦ୍ଧତି ଏବଂ ଆଲକାଇଡ୍ ହାଇଡ୍ରୋଲିସିସ୍ ପଦ୍ଧତି ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ଯାହା ମଧ୍ୟରେ ଅବପାତ ପଦ୍ଧତି ଶିଳ୍ପ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ସବୁଠାରୁ ଉପଯୁକ୍ତ।

ବୃଷ୍ଟିପାତ ପଦ୍ଧତି ହେଉଛି ବୃଷ୍ଟିପାତ ପାଇଁ ଧାତୁ ଲୁଣ ଦ୍ରବଣରେ ବୃଷ୍ଟିପାତକୁ ଯୋଡିବା, ଏବଂ ତାପରେ ପାଉଡର ଉତ୍ପାଦ ପାଇବା ପାଇଁ ଛାଣିବା, ଧୋଇବା, ଶୁଖାଇବା ଏବଂ ଉତ୍ତାପ ଦେଇ ପଚିଯିବା। ଏଥିରେ ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ବୃଷ୍ଟିପାତ ପଦ୍ଧତି, ସମାନ ବୃଷ୍ଟିପାତ ପଦ୍ଧତି ଏବଂ ସହ-ବୃଷ୍ଟିପାତ ପଦ୍ଧତି ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ସାଧାରଣ ବୃଷ୍ଟିପାତ ପଦ୍ଧତିରେ, 3-5 μ m କଣିକା ଆକାର ସହିତ ବୃଷ୍ଟିପାତକୁ ଜାଳି ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଏବଂ ଅସ୍ଥିର ଏସିଡ୍ ରେଡିକାଲ୍ସ ଯୁକ୍ତ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଲବଣ ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇପାରିବ। ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ 10 ㎡/g ରୁ କମ୍ ଏବଂ ଏଥିରେ ବିଶେଷ ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ନାହିଁ। ସାଧାରଣ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପାଉଡର ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଆମୋନିୟମ୍ କାର୍ବୋନେଟ୍ ବୃଷ୍ଟିପାତ ପଦ୍ଧତି ଏବଂ ଅକ୍ସାଲିକ୍ ଏସିଡ୍ ବୃଷ୍ଟିପାତ ପଦ୍ଧତି ବର୍ତ୍ତମାନ ସର୍ବାଧିକ ବ୍ୟବହୃତ ପଦ୍ଧତି, ଏବଂ ଯେପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବୃଷ୍ଟିପାତ ପଦ୍ଧତିର ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅବସ୍ଥା ପରିବର୍ତ୍ତନ କରାଯାଏ, ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପାଉଡର ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ।

ଗବେଷଣାରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ ଆମୋନିୟମ୍ ବାଇକାର୍ବୋନେଟ୍ ଅବପାତ ପଦ୍ଧତିରେ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ପାଉଡରର କଣିକା ଆକାର ଏବଂ ଆକୃତିକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରୁଥିବା ମୁଖ୍ୟ କାରକଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଦ୍ରବଣରେ ବିରଳ ପୃଥିବୀର ଘନତା, ଅବପାତର ତାପମାତ୍ରା, ଅବପାତର ଏଜେଣ୍ଟ ଘନତା ଇତ୍ୟାଦି ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ଦ୍ରବଣରେ ବିରଳ ପୃଥିବୀର ଘନତା ସମାନ ଭାବରେ ବିସ୍ତାରିତ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ପାଉଡର ଗଠନ କରିବାର ଚାବିକାଠି। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, Y2O3 ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ Y3+ ଅବପାତର ପରୀକ୍ଷଣରେ, ଯେତେବେଳେ ବିରଳ ପୃଥିବୀର ଗଣ ସାନ୍ଦ୍ରତା 20~30g/L (Y2O3 ଦ୍ୱାରା ଗଣନା କରାଯାଇଛି), ଅବପାତର ପ୍ରକ୍ରିୟା ସୁଗମ ହୋଇଥାଏ, ଏବଂ ଶୁଖିବା ଏବଂ ଜାଳିବା ଦ୍ୱାରା କାର୍ବୋନେଟ୍ ଅବପାତରୁ ପ୍ରାପ୍ତ yttrium ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ପାଉଡର ଛୋଟ, ସମାନ ଏବଂ ବିଚ୍ଛିନ୍ନତା ଭଲ।

ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ, ତାପମାତ୍ରା ଏକ ନିର୍ଣ୍ଣାୟକ କାରଣ। ଉପରୋକ୍ତ ପରୀକ୍ଷଣରେ, ଯେତେବେଳେ ତାପମାତ୍ରା 60-70 ℃ ହୋଇଥାଏ, ସେତେବେଳେ ବୃଷ୍ଟିପାତ ଧୀର ହୋଇଥାଏ, ପରିଷ୍କାର ପ୍ରକ୍ରିୟା ଦ୍ରୁତ ହୋଇଥାଏ, କଣିକାଗୁଡ଼ିକ ଢିଲା ଏବଂ ସମାନ ହୋଇଥାଏ, ଏବଂ ସେଗୁଡ଼ିକ ମୂଳତଃ ଗୋଲାକାର ହୋଇଥାଏ; ଯେତେବେଳେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତାପମାତ୍ରା 50 ℃ ତଳେ ଥାଏ, ସେତେବେଳେ ବୃଷ୍ଟିପାତ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ଅଧିକ ଶସ୍ୟ ଏବଂ ଛୋଟ କଣିକା ଆକାର ସହିତ। ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟରେ, CO2 ଏବଂ NH3 ର ପରିମାଣ କମ୍ ହୋଇଥାଏ, ଏବଂ ବୃଷ୍ଟିପାତ ଏକ ଚିପିଚିପି ଆକାରରେ ଥାଏ, ଯାହା ପରିଷ୍କାର ଏବଂ ଧୋଇବା ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ନୁହେଁ। ୟିଟ୍ରିଅମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ରେ ପୋଡ଼ିବା ପରେ, ଏପରି କିଛି ଅବରୋଧିତ ପଦାର୍ଥ ରହିଥାଏ ଯାହା ଗମ୍ଭୀର ଭାବରେ ଜମା ହୋଇଯାଏ ଏବଂ ବଡ କଣିକା ଆକାର ଥାଏ। ଆମୋନିୟମ୍ ବାଇକାର୍ବୋନେଟର ସାନ୍ଦ୍ରତା ୟିଟ୍ରିଅମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ର କଣିକା ଆକାରକୁ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ଯେତେବେଳେ ଆମୋନିୟମ୍ ବାଇକାର୍ବୋନେଟର ସାନ୍ଦ୍ରତା 1mol/L ରୁ କମ୍ ହୋଇଥାଏ, ପ୍ରାପ୍ତ ୟିଟ୍ରିଅମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ କଣିକା ଆକାର ଛୋଟ ଏବଂ ସମାନ ହୋଇଥାଏ; ଯେତେବେଳେ ଆମୋନିୟମ୍ ବାଇକାର୍ବୋନେଟର ସାନ୍ଦ୍ରତା 1mol/L ଅତିକ୍ରମ କରେ, ସ୍ଥାନୀୟ ବୃଷ୍ଟିପାତ ଘଟିବ, ଯାହା ସମାଗମ ଏବଂ ବଡ କଣିକା ସୃଷ୍ଟି କରିବ। ଉପଯୁକ୍ତ ପରିସ୍ଥିତିରେ, 0.01-0.5 କଣିକା ଆକାର μ M ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ୟିଟ୍ରିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପାଉଡର ମିଳିପାରିବ।

ଅକ୍ସାଲେଟ୍ ବର୍ଷା ପଦ୍ଧତିରେ, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ସ୍ଥିର pH ମୂଲ୍ୟ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଅକ୍ସାଲିକ୍ ଏସିଡ୍ ଦ୍ରବଣକୁ ଡ୍ରପ୍ ୱାଇଜ୍ ଯୋଡାଯାଏ ଯେତେବେଳେ ଆମୋନିଆ ଯୋଡାଯାଏ, ଯାହା ଫଳରେ 1 μ M ରୁ କମ କଣିକା ଆକାର ୟିଟ୍ରିମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପାଉଡର ମିଳିଥାଏ। ପ୍ରଥମେ, ୟିଟ୍ରିମ୍ ହାଇଡ୍ରୋକ୍ସାଇଡ୍ କୋଲଏଡ୍ ପାଇବା ପାଇଁ ଆମୋନିଆ ପାଣି ସହିତ ୟିଟ୍ରିମ୍ ନାଇଟ୍ରେଟ୍ ଦ୍ରବଣକୁ ଅବକ୍ଷେପ କରନ୍ତୁ, ଏବଂ ତାପରେ 1 μ Y2O3 ପାଉଡର m ରୁ କମ କଣିକା ଆକାର ପାଇବା ପାଇଁ ଏହାକୁ ଅକ୍ସାଲିକ୍ ଏସିଡ୍ ଦ୍ରବଣ ସହିତ ରୂପାନ୍ତରିତ କରନ୍ତୁ। 0.25-0.5mol/L ସାନ୍ଦ୍ରତା ସହିତ ୟିଟ୍ରିମ୍ ନାଇଟ୍ରେଟ୍ ର Y3+ ଦ୍ରବଣରେ EDTA ଯୋଡନ୍ତୁ, ଆମୋନିଆ ପାଣି ସହିତ pH କୁ 9 ରେ ଆଡଜଷ୍ଟ କରନ୍ତୁ, ଆମୋନିଆନ୍ ଅକ୍ସାଲେଟ୍ ଯୋଡନ୍ତୁ, ଏବଂ pH=2 ରେ ବୃଷ୍ଟିପାତ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ନହେବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ 50 ℃ ରେ 1-8mL/ମିନିଟ୍ ହାରରେ 3mol/L HNO3 ଦ୍ରବଣ ବୁନ୍ଦାନ୍ତୁ। 40-100nm କଣିକା ଆକାର ୟିଟ୍ରିମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପାଉଡର ମିଳିପାରିବ।

ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେଅତିସୂକ୍ଷ୍ମ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଅକ୍ସାଇଡ୍ବୃଷ୍ଟିପାତ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା, ବିଭିନ୍ନ ଡିଗ୍ରୀର ସମଷ୍ଟି ଘଟିବାର ସମ୍ଭାବନା ଥାଏ। ତେଣୁ, ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ମଧ୍ୟବର୍ତ୍ତୀ ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବିସ୍ତାର କରିବା ପାଇଁ pH ମୂଲ୍ୟକୁ ସଜାଡ଼ି, ବିଭିନ୍ନ ଅବକ୍ଷେପକାରୀ ବ୍ୟବହାର, ବିସ୍ତାରକାରୀ ଯୋଡି ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ସଂଶ୍ଳେଷଣ ଅବସ୍ଥାକୁ କଡ଼ାକଡ଼ି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ। ତା'ପରେ, ଉପଯୁକ୍ତ ଶୁଖାଇବା ପଦ୍ଧତି ଚୟନ କରାଯାଏ, ଏବଂ ଶେଷରେ, କାଲସିନେସନ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ଭଲ ଭାବରେ ବିସ୍ତାରିତ ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଯୌଗିକ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଇନ୍ ପାଉଡର ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ।