Luftoxidationsmetod är en oxidationsmetod som använder syre i luften för att oxideraceriumtill tetravalent under vissa förhållanden. Denna metod involverar vanligtvis rostning av fluorkolheriummalmkoncentrat, sällsynta jordartsoxalater och karbonater i luft (känd som rostning av oxidation) eller rostning av sällsynta jordarts hydroxider (torrluftsoxidation) eller införande av luft i sällsynta jordarhydroxider slamning (våt luftoxidation) för oxidation.
1 、 Rostning av oxidation
Rostning av fluorkol-ceriumkoncentratet i luften vid 500 ℃ eller stekning av Baiyunebo-sällsynta jordskoncentrat med natriumkarbonat i luft vid 600-700 ℃. Under nedbrytningen av sällsynta jordartsmineraler oxideras cerium i mineralerna till tetravalent. Metoderna för separeringceriumFrån kalcinerade produkter inkluderar sällsynta jordarts sulfat dubbel saltmetod, lösningsmedelsextraktionsmetod etc.
Förutom oxidationsstekningen avsällsynt jordKoncentrat, salter som sällsynta jordartsoxalat och sällsynta jordarts karbonat genomgår rostning av nedbrytning i en luftatmosfär, och cerium oxideras till VD2. För att säkerställa god löslighet för den sällsynta jordartsoxidblandningen som erhålls genom rostning, bör rostningstemperaturen inte vara för hög, vanligtvis mellan 700 och 800 ℃. Oxider kan lösas i 1-1,5 mol/L svavelsyralösning eller 4-5 mol/L salpetersyralösning. När lakande rostad malm med svavelsyra och salpetersyra, kommer cerium huvudsakligen in i lösningen i en tetravalent form. Den förstnämnda innebär att man erhåller en sällsynt jordarts sulfatlösning som innehåller 50 g/L REO vid cirka 45 ℃ och sedan producerar ceriumdioxid med användning av P204 -extraktionsmetoden; Det senare innebär att framställa en sällsynt jordnitratlösning som innehåller REO på 150-200g/L vid en temperatur av 80-85 ℃ och sedan använda TBP-extraktion för att separera cerium.
När sällsynta jordaroxider löses med utspädd svavelsyra eller salpetersyra, är CEO2 relativt olöslig. Därför måste en liten mängd hydrofluorinsyra läggas till lösningen som en katalysator i det senare stadiet av upplösning för att förbättra lösligheten för CEO2.
2 、 Oxidation av torr luft
Placera den sällsynta jordjordhydroxiden i en torkugn och oxidera den under ventilerade förhållanden vid 100-120 ℃ i 16-24 timmar. Oxidationsreaktionen är som följer:
4CE (OH) 3+O2+2H2O = 4CE (OH) 4
Oxidationshastigheten för cerium kan nå 97%. Om oxidationstemperaturen ökas ytterligare till 140 ℃ kan oxidationstiden förkortas till 4-6 timmar, och oxidationshastigheten för cerium kan också nå 97%~ 98%. Den torra luftoxidationsprocessen producerar en stor mängd damm och dåliga arbetsförhållanden, som för närvarande huvudsakligen används i laboratoriet.
3 、 Atmosfärisk våtluftsoxidation
Blanda sällsynta jordarhydroxid med vatten för att bilda en uppslamning, kontrollera REO-koncentrationen till 50-70 g/L, tillsätt NaOH för att öka alkaliniteten hos uppslamningen till 0,15-0,30 mol/L, och när den värms upp till 85 ℃, introducerar direkt luften för att oxidera all trivalent cerium i slam till tetravavalent. Under oxidationsprocessen är indunstningen av vatten relativt stor, så en viss mängd vatten bör när som helst kompletteras för att upprätthålla en mer stabil koncentration av sällsynt jord. När 40L uppslamning oxideras i varje sats är oxidationstiden 4-5 timmar och oxidationshastigheten för cerium kan nå 98%. När 8M3 av sällsynta jordarts hydroxiduppslamning oxideras varje gång, är luftflödeshastigheten 8-12m3/min och oxidationstiden ökas till 15 timmar kan oxidationshastigheten för cerium nå 97%~ 98%.
Egenskaperna hos den atmosfäriska våtluftsoxidationsmetoden är: hög oxidationsgrad för cerium, stor produktion, goda arbetsförhållanden, enkel drift och denna metod används vanligtvis i industrin för att producera rå ceriumdioxid.
4 、 Oxidation av våtluften
Under normalt tryck tar luftoxidation längre tid, och människor förkortar oxidationstiden genom att använda tryck. Ökningen av lufttrycket, det vill säga ökningen av syre -partiellt tryck i systemet, bidrar till upplösningen av syre i lösningen och diffusionen av syre till ytdiffusionen av sällsynta jordhydroxidpartiklar, vilket påskyndar oxidationsprocessen.
Blanda sällsynta jordarhydroxid med vatten till cirka 60 g/l, justera pH till 13 med natriumhydroxid, höja temperaturen till cirka 80 ℃, introducera luft för oxidation, kontrollera trycket vid 0,4MPa och oxidera i 1 timme. Oxidationshastigheten för cerium kan nå över 95%. I den faktiska produktionen erhålls oxidationens råmaterial sällsynt jordjordhydroxid genom alkaliomvandling genom utfällning av sällsynt jordarts natriumsulfatkomplex salt. För att förkorta processen kan nederbörden av sällsynta jordarts natriumsulfatkomplex salt och alkalisk lösning läggas till en trycksatt oxidationstank, vilket bibehåller ett visst tryck och temperatur. Luft eller rik syre kan introduceras för att omvandla den sällsynta jorden i det komplexa saltet till sällsynta jordjordhydroxider, och samtidigt kan Ce (OH) 3 i den oxideras till Ce (OH) 4.
Under trycksatta förhållanden förbättras alkali -omvandlingshastigheten för det komplexa saltet, oxidationshastigheten för cerium och oxidationshastigheten för cerium. Efter 45 minuters reaktion nådde omvandlingshastigheten för dubbel saltalkali och oxidationshastigheten för cerium över 96%.
Posttid: maj-09-2023