Метод окислення повітрям — це метод окислення, який використовує для окислення кисень повітряцерійдо чотиривалентного за певних умов. Цей метод зазвичай передбачає випалювання концентрату фторуглецевої церієвої руди, рідкоземельних оксалатів і карбонатів на повітрі (відоме як випалювання окислення) або випалювання рідкоземельних гідроксидів (сухе повітряне окислення) або введення повітря в суспензію рідкоземельних гідроксидів (вологе повітряне окислення) для окислення.
1、 Окислення під час смаження
Випалення концентрату фторуглеродного церію на повітрі при 500 ℃ або випалювання рідкоземельного концентрату Baiyunebo з карбонатом натрію на повітрі при 600-700 ℃. Під час розкладання рідкоземельних мінералів церій у мінералах окислюється до чотиривалентного. Способи розділенняцерійз кальцинованих продуктів включають рідкоземельний сульфат подвійної солі, метод екстракції розчинником тощо.
Крім окислювального випалурідкоземельніконцентрату, солі, такі як рідкоземельний оксалат і рідкоземельний карбонат, піддаються розкладанню під час випалу в атмосфері повітря, а церій окислюється до CeO2. Щоб забезпечити хорошу розчинність суміші рідкоземельних оксидів, отриманої шляхом випалу, температура випалу не повинна бути занадто високою, зазвичай між 700 і 800 ℃. Оксиди можна розчинити в 1-1,5 моль/л розчині сірчаної кислоти або 4-5 моль/л розчині азотної кислоти. При вилуговуванні обпаленої руди сірчаною і азотною кислотами церій надходить в розчин переважно в чотиривалентному вигляді. Перший передбачає отримання розчину рідкоземельного сульфату, що містить 50 г/л REO при приблизно 45 ℃, а потім виробництво діоксиду церію за допомогою методу екстракції P204; Останній передбачає приготування розчину рідкоземельного нітрату, що містить REO 150-200 г/л при температурі 80-85 ℃, а потім використання екстракції TBP для відділення церію.
Коли рідкоземельні оксиди розчиняються розведеною сірчаною або азотною кислотою, CeO2 є відносно нерозчинним. Тому невелику кількість фтористоводневої кислоти необхідно додати до розчину як каталізатора на пізній стадії розчинення, щоб покращити розчинність CeO2.
2、 Окислення сухим повітрям
Помістіть рідкоземельний гідроксид у сушильну піч і окислюйте його в умовах вентиляції при 100-120 ℃ протягом 16-24 годин. Реакція окислення відбувається наступним чином:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Ступінь окислення церію може досягати 97%. Якщо температуру окислення додатково підвищити до 140 ℃, час окислення можна скоротити до 4-6 годин, а швидкість окислення церію також може досягати 97% ~ 98%. Процес окислення сухим повітрям створює велику кількість пилу та погані умови праці, які в даний час в основному використовуються в лабораторіях.
3、 Окислення атмосферного вологого повітря
Змішайте рідкоземельний гідроксид з водою, щоб утворити суспензію, контролюйте концентрацію REO до 50-70 г/л, додайте NaOH, щоб підвищити лужність суспензії до 0,15-0,30 моль/л, і при нагріванні до 85 ℃ безпосередньо введіть повітря в окислюють увесь тривалентний церій у суспензії до чотиривалентного церію. Під час процесу окислення випаровування води є відносно великим, тому певну кількість води слід додавати в будь-який час, щоб підтримувати більш стабільну концентрацію рідкоземельних елементів. Коли 40 л суспензії окислюється в кожній партії, час окислення становить 4-5 годин, а швидкість окислення церію може досягати 98%. Коли 8 м3 суспензії рідкоземельного гідроксиду окислюється щоразу, швидкість потоку повітря становить 8-12 м3/хв, а час окислення збільшується до 15 годин, швидкість окислення церію може досягати 97% ~ 98%.
Характеристиками методу окислення атмосферним вологим повітрям є: висока швидкість окислення церію, великий вихід, хороші робочі умови, проста робота, і цей метод зазвичай використовується в промисловості для виробництва неочищеного діоксиду церію.
4、 Окислення вологим повітрям під тиском
За нормального тиску окислення повітрям займає більше часу, і люди скорочують час окислення, використовуючи тиск. Підвищення тиску повітря, тобто збільшення парціального тиску кисню в системі, сприяє розчиненню кисню в розчині та дифузії кисню до поверхневої дифузії частинок рідкоземельного гідроксиду, таким чином прискорюючи процес окислення.
Змішайте рідкоземельний гідроксид з водою приблизно до 60 г/л, доведіть рН до 13 за допомогою гідроксиду натрію, підвищте температуру приблизно до 80 ℃, введіть повітря для окислення, контролюйте тиск на 0,4 МПа та окислюйте протягом 1 години. Швидкість окислення церію може досягати понад 95%. У реальному виробництві окислювальну сировину гідроксид рідкоземельних металів отримують шляхом перетворення лугу шляхом осадження комплексної солі рідкоземельного сульфату натрію. Для того, щоб скоротити процес, осадження комплексної солі рідкоземельного сульфату натрію та лужного розчину можна додати до резервуара для окислення під тиском, підтримуючи певний тиск і температуру. Повітря або збагачений киснем може бути введений для перетворення рідкоземельних елементів у складній солі на рідкоземельні гідроксиди, і в той же час Ce (OH) 3 у ньому може бути окислений до Ce (OH) 4.
В умовах підвищеного тиску швидкість перетворення лугу комплексної солі, швидкість окислення церію та швидкість окислення церію покращуються. Після 45 хвилин реакції швидкість перетворення подвійної солі лугу та швидкість окислення церію досягли понад 96%.
Час публікації: травень-09-2023