Metóda oxidácie vzduchom je metóda oxidácie, ktorá využíva na oxidáciu vzdušný kyslíkcéruna štvormocný za určitých podmienok. Táto metóda zvyčajne zahŕňa praženie koncentrátu fluórovaných uhľovodíkov cérovej rudy, šťavelanov a uhličitanov vzácnych zemín na vzduchu (známe ako oxidácia pražením) alebo praženie hydroxidov vzácnych zemín (oxidácia suchým vzduchom) alebo zavádzanie vzduchu do kaše hydroxidov vzácnych zemín (oxidácia mokrým vzduchom) na oxidáciu.
1、 Oxidácia pražením
Praženie koncentrátu fluorouhlíkového céru na vzduchu pri 500 °C alebo praženie koncentrátu vzácnych zemín Baiyunebo s uhličitanom sodným na vzduchu pri 600-700 °C. Pri rozklade minerálov vzácnych zemín sa cér v mineráloch oxiduje na štvormocný. Spôsoby oddeľovaniacéruz kalcinovaných produktov zahŕňajú metódu dvojitej soli síranu vzácnych zemín, metódu extrakcie rozpúšťadlom atď.
Okrem oxidačného praženiavzácnych zemínkoncentrátu, soli ako oxalát vzácnych zemín a uhličitan vzácnych zemín podliehajú praženiu rozkladu vo vzduchovej atmosfére a cér sa oxiduje na CeO2. Aby sa zabezpečila dobrá rozpustnosť zmesi oxidov vzácnych zemín získanej pražením, teplota praženia by nemala byť príliš vysoká, zvyčajne medzi 700 a 800 ℃. Oxidy môžu byť rozpustené v 1-1,5 mol/l roztoku kyseliny sírovej alebo 4-5 mol/l roztoku kyseliny dusičnej. Pri lúhovaní praženej rudy kyselinou sírovou a dusičnou sa cér dostáva do roztoku najmä v štvormocnej forme. Prvý z nich zahŕňa získanie roztoku síranu vzácnych zemín obsahujúceho 50 g/l REO pri teplote približne 45 °C a potom výrobu oxidu ceričitého pomocou extrakčnej metódy P204; Posledne uvedené zahŕňa prípravu roztoku dusičnanu vzácnych zemín obsahujúceho REO 150-200 g/l pri teplote 80-85 °C a potom použitie TBP extrakcie na oddelenie céru.
Keď sa oxidy vzácnych zemín rozpustia so zriedenou kyselinou sírovou alebo kyselinou dusičnou, CeO2 je relatívne nerozpustný. Preto je potrebné do roztoku pridať malé množstvo kyseliny fluorovodíkovej ako katalyzátora v neskoršom štádiu rozpúšťania, aby sa zlepšila rozpustnosť Ce02.
2、 Oxidácia suchým vzduchom
Umiestnite hydroxid vzácnych zemín do sušiacej pece a oxidujte ho vo vetraných podmienkach pri 100-120 ℃ počas 16-24 hodín. Oxidačná reakcia je nasledovná:
4Ce(OH)3+02+2H20=4Ce(OH)4
Rýchlosť oxidácie céru môže dosiahnuť 97%. Ak sa teplota oxidácie ďalej zvýši na 140 ℃, čas oxidácie sa môže skrátiť na 4-6 hodín a rýchlosť oxidácie céru môže tiež dosiahnuť 97% ~ 98%. Proces oxidácie suchým vzduchom produkuje veľké množstvo prachu a zlé pracovné podmienky, ktoré sa v súčasnosti využívajú najmä v laboratóriu.
3、 Atmosférická oxidácia mokrým vzduchom
Zmiešajte hydroxid vzácnych zemín s vodou, aby ste vytvorili kašu, upravte koncentráciu REO na 50-70 g/l, pridajte NaOH na zvýšenie alkality kaše na 0,15-0,30 mol/l a po zahriatí na 85 °C priamo priveďte vzduch do oxiduje všetok trojmocný cér v suspenzii na štvormocný cér. Počas oxidačného procesu je odparovanie vody pomerne veľké, preto treba určité množstvo vody kedykoľvek doplniť, aby sa udržala stabilnejšia koncentrácia vzácnych zemín. Keď sa v každej dávke zoxiduje 40 l suspenzie, doba oxidácie je 4 až 5 hodín a rýchlosť oxidácie céru môže dosiahnuť 98 %. Keď sa zakaždým zoxiduje 8 m3 suspenzie hydroxidu vzácnych zemín, rýchlosť prúdenia vzduchu je 8-12 m3/min a doba oxidácie sa zvýši na 15 hodín, rýchlosť oxidácie céru môže dosiahnuť 97 % ~ 98 %.
Charakteristika metódy atmosferickej oxidácie mokrým vzduchom sú: vysoká rýchlosť oxidácie céru, veľký výkon, dobré pracovné podmienky, jednoduchá obsluha a táto metóda sa bežne používa v priemysle na výrobu surového oxidu ceričitého.
4、 Oxidácia stlačeným mokrým vzduchom
Pri normálnom tlaku trvá oxidácia vzduchu dlhší čas a ľudia si pomocou tlaku skracujú čas oxidácie. Zvýšenie tlaku vzduchu, to znamená zvýšenie parciálneho tlaku kyslíka v systéme, vedie k rozpúšťaniu kyslíka v roztoku a difúzii kyslíka k povrchovej difúzii častíc hydroxidu vzácnych zemín, čím sa urýchľuje proces oxidácie.
Hydroxid vzácnych zemín zmiešajte s vodou na približne 60 g/l, upravte pH na 13 hydroxidom sodným, zvýšte teplotu na približne 80 °C, priveďte vzduch na oxidáciu, upravte tlak na 0,4 MPa a oxidujte 1 hodinu. Rýchlosť oxidácie céru môže dosiahnuť viac ako 95%. Pri skutočnej výrobe sa oxidačný surový materiál hydroxid vzácnych zemín získava alkalickou konverziou vyzrážaním komplexnej soli síranu sodného vzácnych zemín. Aby sa proces skrátil, zrážanie komplexnej soli síranu sodného vzácnych zemín a alkalický roztok sa môže pridať do tlakovej oxidačnej nádrže, pričom sa udržiava určitý tlak a teplota. Môže sa zaviesť vzduch alebo bohatý kyslík na premenu vzácnych zemín v komplexnej soli na hydroxidy vzácnych zemín a súčasne sa Ce (OH) 3 v nej môže oxidovať na Ce (OH) 4.
Za tlakových podmienok sa zlepší rýchlosť konverzie alkálií komplexnej soli, rýchlosť oxidácie céru a rýchlosť oxidácie céru. Po 45 minútach reakcie dosiahla rýchlosť konverzie podvojnej soli alkálie a rýchlosť oxidácie céru viac ako 96 %.
Čas odoslania: máj-09-2023