A levegős oxidációs módszer egy olyan oxidációs módszer, amely a levegő oxigénjét használja fel az oxidációhozcériumbizonyos körülmények között négyértékű.Ez a módszer jellemzően magában foglalja a fluor-szénhidrogén cériumérc-koncentrátum, ritkaföldfém-oxalátok és karbonátok levegőben történő pörkölését (pörkölési oxidációként ismert), vagy ritkaföldfém-hidroxidok pörkölését (száraz levegős oxidáció), vagy levegő bevezetését ritkaföldfém-hidroxid-szuszpenzióba (nedves levegős oxidáció) oxidáció céljából.
1、 Pörkölés oxidáció
A fluor-szénhidrogén cérium-koncentrátum pörkölése levegőn 500 ℃-on vagy a Baiyunebo ritkaföldfém-koncentrátum pörkölése nátrium-karbonáttal levegőn 600-700 ℃-on.A ritkaföldfém ásványok bomlása során az ásványokban lévő cérium négyértékűvé oxidálódik.Az elválasztás módszereicériuma kalcinált termékek közül a ritkaföldfém-szulfát kettős só módszer, az oldószeres extrakciós módszer stb.
Az oxidációs pörkölés mellettritkaföldfémkoncentrátum, a sók, például a ritkaföldfém-oxalát és a ritkaföldfém-karbonát pörkölési bomláson mennek keresztül légkörben, és a cérium CeO2-vé oxidálódik.A pörköléssel nyert ritkaföldfém-oxid keverék jó oldhatósága érdekében a pörkölési hőmérséklet nem lehet túl magas, általában 700 és 800 ℃ között.Az oxidok feloldhatók 1-1,5 mol/l kénsav oldatban vagy 4-5 mol/l salétromsav oldatban.A pörkölt érc kénsavval és salétromsavval történő kilúgozása során a cérium főleg négyvegyértékű formában kerül az oldatba.Az előbbi egy 50 g/l REO-t tartalmazó ritkaföldfém-szulfát oldat előállítása 45 ℃ körüli hőmérsékleten, majd cérium-dioxid előállítása a P204 extrakciós módszerrel;Ez utóbbi során 150-200 g/l REO-t tartalmazó ritkaföldfém-nitrát oldatot készítenek 80-85 ℃ hőmérsékleten, majd TBP extrakciót használnak a cérium elválasztására.
Ha ritkaföldfém-oxidokat híg kénsavban vagy salétromsavban oldunk, a CeO2 viszonylag oldhatatlan.Ezért az oldás későbbi szakaszában katalizátorként kis mennyiségű hidrogén-fluorsavat kell hozzáadni az oldathoz a CeO2 oldhatóságának javítása érdekében.
2、 Száraz levegő oxidációja
Helyezze a ritkaföldfém-hidroxidot egy szárítókemencébe, és szellőztetett körülmények között 100-120 ℃-on oxidálja 16-24 órán keresztül.Az oxidációs reakció a következő:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
A cérium oxidációs rátája elérheti a 97%-ot.Ha az oxidációs hőmérsékletet tovább növeljük 140 ℃-ra, az oxidációs idő 4-6 órára lerövidül, és a cérium oxidációs sebessége elérheti a 97-98%-ot is.A szárazlevegős oxidációs folyamat nagy mennyiségű port és rossz munkakörülményeket eredményez, amelyeket jelenleg elsősorban a laboratóriumban használnak.
3. Atmoszférikus nedves levegő oxidációja
Keverje össze a ritkaföldfém-hidroxidot vízzel, hogy zagyot képezzen, szabályozza a REO-koncentrációt 50-70 g/l-re, adjon hozzá NaOH-t, hogy a szuszpenzió lúgosságát 0,15-0,30 mol/l-re növelje, és ha 85 ℃-ra melegítjük, közvetlenül vezesse be a levegőt a szuszpenzióba. oxidálja az összes háromértékű cériumot a szuszpenzióban négy vegyértékű cériummá.Az oxidációs folyamat során a víz párolgása viszonylag nagy, ezért bizonyos mennyiségű vizet bármikor pótolni kell a ritkaföldfémek stabilabb koncentrációjának fenntartása érdekében.Ha minden tételben 40 liter zagyot oxidálunk, az oxidációs idő 4-5 óra, és a cérium oxidációs sebessége elérheti a 98%-ot.Ha minden alkalommal 8 m3 ritkaföldfém-hidroxid szuszpenziót oxidálunk, a levegő áramlási sebessége 8-12 m3/perc, és az oxidációs időt 15 órára növeljük, a cérium oxidációs sebessége elérheti a 97-98%-ot.
A légköri nedves levegős oxidációs módszer jellemzői: a cérium magas oxidációs sebessége, nagy teljesítmény, jó munkakörülmények, egyszerű működés, és ezt a módszert általában az iparban használják nyers cérium-dioxid előállítására.
4 、 Nyomás alatti nedves levegő oxidáció
Normál nyomáson a levegő oxidációja hosszabb ideig tart, és az emberek nyomás alkalmazásával lerövidítik az oxidációs időt.A légnyomás növekedése, vagyis az oxigén parciális nyomásának növekedése a rendszerben elősegíti az oxigén oldódását az oldatban, és az oxigén diffúzióját a ritkaföldfém-hidroxid részecskék felületi diffúziójához, ezáltal felgyorsítja az oxidációs folyamatot.
Keverje össze a ritkaföldfém-hidroxidot vízzel körülbelül 60 g/l-re, állítsa be a pH-t 13-ra nátrium-hidroxiddal, emelje fel a hőmérsékletet körülbelül 80 ℃-ra, engedjen be levegőt az oxidációhoz, szabályozza a nyomást 0,4 MPa-ra, és 1 órán át oxidálja.A cérium oxidációs rátája elérheti a 95%-ot.A tényleges gyártás során az oxidációs nyersanyagot, a ritkaföldfém-hidroxidot, a ritkaföldfém-nátrium-szulfát komplex só kicsapásával történő lúgosítással nyerik.A folyamat lerövidítése érdekében ritkaföldfém-nátrium-szulfát komplex só és lúgos oldat kicsapása hozzáadható egy túlnyomásos oxidációs tartályhoz, bizonyos nyomást és hőmérsékletet fenntartva.Levegő vagy gazdag oxigén bevezetésével a komplex sóban lévő ritkaföldfém ritkaföldfém-hidroxidokká alakul, és ezzel egyidejűleg a benne lévő Ce (OH) 3 Ce (OH) 4-vé oxidálható.
Nyomás alatti körülmények között a komplex só lúgos átalakulási sebessége, a cérium oxidációs sebessége és a cérium oxidációs sebessége mind javul.45 perces reakció után a kettős só alkáli konverziós sebessége és a cérium oxidációs rátája elérte a 96%-ot.
Feladás időpontja: 2023. május 09