Luftoxidationsmetode er en oxidationsmetode, der anvender ilt i luften til at oxidereceriumtil tetravalent under visse betingelser. Denne metode involverer typisk ristning af fluorcarbon -ceriummalmkoncentrat, sjældne jordoxalater og carbonater i luft (kendt som ristning af oxidation) eller ristning af sjældne jordhydroxider (tør luftoxidation) eller indførelse af luft i sjældne jordhydroxider -gylle (våd luftoxidation) til oxidation.
1 、 Ristning af oxidation
Ristning af fluorcarbon-ceriumkoncentratet i luft ved 500 ℃ eller ristning af Baiyunebo-sjældne jordkoncentrat med natriumcarbonat i luft ved 600-700 ℃. Under nedbrydningen af sjældne jordmineraler oxideres cerium i mineraler til tetravalente. Metoderne til adskillelseceriumFra calcinerede produkter inkluderer sjælden jordsulfat dobbelt saltmetode, opløsningsmiddelekstraktionsmetode osv.
Ud over oxidationsstegning afSjælden jordKoncentrat, salte såsom sjælden jordoxalat og sjælden jordcarbonat gennemgår ristning af ristning i en luftatmosfære, og cerium oxideres til CEO2. For at sikre god opløselighed af den sjældne jordoxidblanding opnået ved ristning, bør ristetemperaturen ikke være for høj, normalt mellem 700 og 800 ℃. Oxider kan opløses i 1-1,5 mol/L svovlsyreopløsning eller 4-5mol/L salpetersyreopløsning. Ved udvaskning af ristet malm med svovlsyre og salpetersyre kommer cerium hovedsageligt ind i opløsningen i en tetravalent form. Førstnævnte involverer opnåelse af en sjælden jordsulfatopløsning indeholdende 50 g/l REO ved omkring 45 ℃ og producerer derefter ceriumdioxid ved anvendelse af P204 -ekstraktionsmetoden; Sidstnævnte involverer fremstilling af en sjælden jordnitratopløsning indeholdende REO på 150-200G/L ved en temperatur på 80-85 ℃ og derefter anvendelse af TBP-ekstraktion til separate cerium.
Når sjældne jordoxider opløses med fortyndet svovlsyre eller salpetersyre, er CEO2 relativt uopløselig. Derfor skal en lille mængde hydrofluorinsyre tilsættes til opløsningen som en katalysator i det senere stadie af opløsning for at forbedre opløseligheden af CEO2.
2 、 Tør luftoxidation
Placer den sjældne jordhydroxid i en tørreovn og oxideres den under ventilerede forhold ved 100-120 ℃ i 16-24 timer. Oxidationsreaktionen er som følger:
4ce (OH) 3+O2+2H2O = 4ce (OH) 4
Oxidationshastigheden for cerium kan nå 97%. Hvis oxidationstemperaturen øges yderligere til 140 ℃, kan oxidationstiden forkortes til 4-6 timer, og oxidationshastigheden for cerium kan også nå 97%~ 98%. Den tørre luftoxidationsproces producerer en stor mængde støv og dårlige arbejdsvilkår, som i øjeblikket hovedsageligt bruges i laboratoriet.
3 、 Atmosfærisk vådluftoxidation
Bland sjælden jordhydroxid med vand til dannelse af en opslæmning, kontroller REO-koncentrationen til 50-70 g/l, tilsæt NaOH for at øge alkaliniteten af gyllen til 0,15-0,30 mol/L, og når de opvarmes til 85 ℃, introducerer det direkte luft for at oxidere alt trivalent cerium i den slurr til tetravalent cerium. Under oxidationsprocessen er fordampningen af vand relativt stor, så en vis mængde vand skal suppleres til enhver tid for at opretholde en mere stabil koncentration af sjælden jord. Når 40L opslæmning oxideres i hver batch, er oxidationstiden 4-5 timer, og oxidationshastigheden for cerium kan nå 98%. Når 8M3 af sjælden jordhydroxidopslæmning oxideres hver gang, er luftstrømningshastigheden 8-12m3/min, og oxidationstiden øges til 15 timer, kan oxidationshastigheden for cerium nå 97%~ 98%.
Egenskaberne ved den atmosfæriske vådluftsoxidationsmetode er: høj oxidationshastighed for cerium, stor output, gode arbejdsforhold, enkel drift og denne metode bruges ofte i industrien til at producere rå ceriumdioxid.
4 、 Tryk på våd luftoxidation
Under normalt tryk tager luftoxidation længere tid, og folk forkorter oxidationstiden ved at bruge tryk. Forøgelsen af lufttrykket, det vil sige stigningen i iltpartielt tryk i systemet, er befordrende for opløsningen af ilt i opløsningen og diffusionen af ilt til overfladediffusionen af sjældne jordhydroxidpartikler, hvilket således fremskynder oxidationsprocessen.
Bland sjælden jordhydroxid med vand til ca. 60 g/l, juster pH til 13 med natriumhydroxid, hæv temperaturen til ca. 80 ℃, introducer luft til oxidation, styr trykket ved 0,4MPa og oxiderer i 1 time. Oxidationshastigheden for cerium kan nå over 95%. I den faktiske produktion opnås oxidationsråmaterialet sjældent jordhydroxid ved alkali -omdannelse gennem nedbør af sjælden jordnatriumsulfatkompleks salt. For at forkorte processen kan udfældning af sjælden jordnatriumsulfatkompleks salt og alkalisk opløsning tilsættes til en oxidationstank under tryk, hvilket opretholder et bestemt tryk og temperatur. Luft eller rig ilt kan introduceres for at omdanne den sjældne jord i det komplekse salt til sjældne jordhydroxider, og på samme tid kan Ce (OH) 3 i den oxideres til CE (OH) 4.
Under trykforhold er alkali -konverteringshastigheden for det komplekse salt, oxidationshastigheden af cerium og oxidationshastigheden for cerium alle forbedret. Efter 45 minutters reaktion nåede omdannelseshastigheden for dobbelt saltalkali og oxidationshastigheden for cerium over 96%.
Posttid: Maj-09-2023