Luftoxidationsmetod är en oxidationsmetod som använder syre i luften för att oxideraceriumtill tetravalent under vissa förhållanden.Denna metod involverar vanligtvis rostning av fluorkolväteceriummalmkoncentrat, sällsynta jordartsmetalloxalater och karbonater i luft (känd som rostning oxidation) eller rostning av sällsynta jordartsmetallhydroxider (torr luft oxidation) eller införande av luft i sällsynta jordartsmetallhydroxidslurry (våt luft oxidation) för oxidation.
1、 Rostoxidation
Rosta fluorkolväteceriumkoncentratet i luft vid 500 ℃ eller rostning av Baiyunebo sällsynta jordartsmetallkoncentrat med natriumkarbonat i luft vid 600-700 ℃.Under nedbrytningen av sällsynta jordartsmetaller oxideras cerium i mineralerna till fyrvärt.Metoderna för att separeraceriumfrån kalcinerade produkter inkluderar sällsynta jordartsmetallsulfat dubbelsaltmetod, lösningsmedelsextraktionsmetod, etc.
Förutom oxidationsrostning avsällsynt jordkoncentrat, salter som sällsynt jordartsmetalloxalat och sällsynt jordartsmetallkarbonat genomgår rostning i en luftatmosfär och cerium oxideras till CeO2.För att säkerställa god löslighet av den sällsynta jordartsmetalloxidblandningen 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 4-5mol/L salpetersyralösning.Vid urlakning av rostad malm med svavelsyra och salpetersyra kommer cerium huvudsakligen in i lösningen i fyrvärd form.Den förra innebär att man skaffar en sulfatlösning av sällsynta jordartsmetaller som innehåller 50 g/L REO vid cirka 45 ℃ och sedan framställer ceriumdioxid med P204-extraktionsmetoden;Det senare innebär att man bereder en nitratlösning av sällsynta jordartsmetaller som innehåller REO på 150-200 g/L vid en temperatur på 80-85 ℃ och sedan använder TBP-extraktion för att separera cerium.
När sällsynta jordartsmetalloxider löses med utspädd svavelsyra eller salpetersyra är CeO2 relativt olösligt.Därför måste en liten mängd fluorvätesyra tillsättas lösningen som en katalysator i det senare upplösningsskedet för att förbättra lösligheten av CeO2.
2、 Torr luftoxidation
Placera den sällsynta jordartsmetallhydroxiden 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 höjs ytterligare till 140 ℃, kan oxidationstiden förkortas till 4-6 timmar, och oxidationshastigheten för cerium kan också nå 97% ~ 98%.Den torra luftoxidationsprocessen ger en stor mängd damm och dåliga arbetsförhållanden, som för närvarande huvudsakligen används i laboratoriet.
3、 Atmosfärisk våtluftoxidation
Blanda sällsynt jordartsmetallhydroxid med vatten för att bilda en slurry, kontrollera REO-koncentrationen till 50-70 g/L, tillsätt NaOH för att öka slurryns alkalinitet till 0,15-0,30 mol/L, och när den värms upp till 85 ℃, för in luft direkt till oxidera allt trevärt cerium i slammet till fyrvärt cerium.Under oxidationsprocessen är avdunstningen av vatten relativt stor, så en viss mängd vatten bör tillsättas när som helst för att upprätthålla en mer stabil koncentration av sällsynta jordartsmetaller.När 40L slurry oxideras i varje sats är oxidationstiden 4-5 timmar och oxidationshastigheten för cerium kan nå 98%.När 8 m3 slam av sällsynta jordartsmetaller oxideras varje gång, är luftflödet 8-12 m3/min och oxidationstiden ökas till 15 timmar, kan oxidationshastigheten för cerium nå 97% ~ 98%.
Egenskaperna för den atmosfäriska våtluftsoxidationsmetoden är: hög oxidationshastighet av cerium, stor produktion, bra arbetsförhållanden, enkel drift, och denna metod används ofta inom industrin för att producera rå ceriumdioxid.
4、 Trycksatt våtluftoxidation
Under normalt tryck tar luftoxidation längre tid och människor förkortar oxidationstiden genom att använda tryck.Ökningen av lufttrycket, det vill säga ökningen av syrepartialtrycket i systemet, bidrar till upplösningen av syre i lösningen och diffusionen av syre till ytdiffusionen av sällsynta jordartsmetallhydroxidpartiklar, vilket påskyndar oxidationsprocessen.
Blanda sällsynt jordartsmetallhydroxid med vatten till cirka 60 g/L, justera pH till 13 med natriumhydroxid, höj temperaturen till cirka 80 ℃, tillför luft för oxidation, kontrollera trycket till 0,4 MPa och oxidera i 1 timme.Oxidationshastigheten för cerium kan nå över 95%.I själva produktionen erhålls oxidationsråmaterialet sällsynt jordartsmetallhydroxid genom alkaliomvandling genom utfällning av sällsynt jordartsmetallsalt av natriumsulfat.För att förkorta processen kan utfällningen av sällsynt jordartsmetallsalt och alkalisk lösning tillsättas till en trycksatt oxidationstank, varvid ett visst tryck och temperatur bibehålls.Luft eller rikt syre kan införas för att omvandla den sällsynta jordartsmetallen i det komplexa saltet till sällsynta jordartsmetallhydroxider, och samtidigt kan Ce (OH) 3 i det oxideras till Ce (OH) 4.
Under trycksatta förhållanden förbättras alkaliomvandlingshastigheten för komplexsaltet, oxidationshastigheten för cerium och oxidationshastigheten för cerium.Efter 45 minuters reaktion nådde omvandlingshastigheten för dubbelsaltalkali och oxidationshastigheten för cerium över 96%.
Posttid: maj-09-2023