Oro oksidacijos metodas yra oksidacijos metodas, kurio metu oksidacijai naudojamas ore esantis deguonis.cerisiki tetravalentės tam tikromis sąlygomis. Šis metodas paprastai apima fluorokarboninio cerio rūdos koncentrato, retųjų žemių oksalatų ir karbonatų deginimą ore (žinomas kaip deginimo oksidacija) arba retųjų žemių hidroksidų deginimą (sauso oro oksidacija), arba oro įvedimą į retųjų žemių hidroksidų suspensiją (drėgno oro oksidacija) oksidacijai.
1. Skrudinimo oksidacija
Fluorangliavandenilio cerio koncentrato deginimas ore 500 ℃ temperatūroje arba Baiyunebo retųjų žemių koncentrato deginimas su natrio karbonatu ore 600–700 ℃ temperatūroje. Retųjų žemių mineralų skaidymosi metu mineraluose esantis ceris oksiduojamas iki tetravalentinio junginio. Atskyrimo metodaicerisIš kalcinuotų produktų naudojami retųjų žemių sulfato dvigubos druskos metodai, tirpiklio ekstrakcijos metodai ir kt.
Be oksidacinio skrudinimoretųjų žemiųKoncentrato druskos, tokios kaip retųjų žemių oksalatas ir retųjų žemių karbonatas, skrudinimo metu skyla oro atmosferoje, o ceris oksiduojamas į CeO2. Siekiant užtikrinti gerą retųjų žemių oksidų mišinio, gauto skrudinant, tirpumą, skrudinimo temperatūra neturėtų būti per aukšta, paprastai nuo 700 iki 800 ℃. Oksidai gali būti ištirpinti 1–1,5 mol/l sieros rūgšties tirpale arba 4–5 mol/l azoto rūgšties tirpale. Išplaunant skrudintą rūdą sieros ir azoto rūgštimis, ceris į tirpalą daugiausia patenka tetravalente forma. Pirmuoju atveju, esant maždaug 45 ℃ temperatūrai, gaunamas retųjų žemių sulfato tirpalas, kuriame yra 50 g/l REO, o tada, naudojant P204 ekstrakcijos metodą, gaminamas cerio dioksidas; antruoju atveju, 80–85 ℃ temperatūroje paruošiamas retųjų žemių nitrato tirpalas, kuriame yra 150–200 g/l REO, o tada ceris atskiriamas TBP ekstrakcijos būdu.
Kai retųjų žemių oksidai tirpinami praskiestoje sieros arba azoto rūgštyje, CeO2 yra santykinai netirpus. Todėl vėlesniame tirpimo etape į tirpalą reikia įpilti nedidelį kiekį vandenilio fluorido rūgšties kaip katalizatoriaus, kad pagerėtų CeO2 tirpumas.
2. Sauso oro oksidacija
Retųjų žemių hidroksidas įdedamas į džiovinimo krosnį ir oksiduojamas vėdinamoje aplinkoje 100–120 ℃ temperatūroje 16–24 valandas. Oksidacijos reakcija yra tokia:
4Ce(OH)3 + O2 + 2H2O = 4Ce(OH)4
Cerio oksidacijos greitis gali siekti 97 %. Jei oksidacijos temperatūra dar labiau padidinama iki 140 ℃, oksidacijos laikas gali sutrumpėti iki 4–6 valandų, o cerio oksidacijos greitis taip pat gali siekti 97–98 %. Sauso oro oksidacijos procesas sukelia didelį dulkių kiekį ir prastas darbo sąlygas, kurios šiuo metu daugiausia naudojamos laboratorijose.
3. Atmosferos drėgno oro oksidacija
Retųjų žemių hidroksidą sumaišykite su vandeniu, kad susidarytų suspensija, kontroliuokite REO koncentraciją iki 50–70 g/l, įpilkite NaOH, kad suspensijos šarmingumas padidėtų iki 0,15–0,30 mol/l, ir kaitinant iki 85 ℃, tiesiogiai įleiskite oro, kad visas suspensijoje esantis trivalentis ceris būtų oksiduotas iki keturvalentio cerio. Oksidacijos proceso metu vandens garavimas yra gana didelis, todėl bet kuriuo metu reikia papildyti tam tikrą vandens kiekį, kad būtų palaikoma stabilesnė retųjų žemių koncentracija. Kai kiekvienoje partijoje oksiduojama 40 l suspensijos, oksidacijos laikas yra 4–5 valandos, o cerio oksidacijos greitis gali siekti 98 %. Kai kiekvieną kartą oksiduojama 8 m3 retųjų žemių hidroksido suspensijos, oro srautas yra 8–12 m3/min., o oksidacijos laikas padidinamas iki 15 val., cerio oksidacijos greitis gali siekti 97–98 %.
Atmosferinio drėgno oro oksidacijos metodo charakteristikos yra šios: didelis cerio oksidacijos greitis, didelis našumas, geros darbo sąlygos, paprastas valdymas, ir šis metodas dažniausiai naudojamas pramonėje neapdorotam cerio dioksidui gaminti.
4. Slėginio drėgno oro oksidacija
Esant normaliam slėgiui, oro oksidacija trunka ilgiau, o žmonės, naudodami slėgį, sutrumpina oksidacijos laiką. Padidėjęs oro slėgis, t. y. padidėjęs deguonies dalinis slėgis sistemoje, skatina deguonies ištirpimą tirpale ir deguonies difuziją į retųjų žemių hidroksido dalelių paviršių, taip pagreitindamas oksidacijos procesą.
Retųjų žemių hidroksidą sumaišykite su vandeniu iki maždaug 60 g/l, natrio hidroksidu sureguliuokite pH iki 13, pakelkite temperatūrą iki maždaug 80 ℃, įleiskite orą oksidacijai, kontroliuokite slėgį ties 0,4 MPa ir oksiduokite 1 valandą. Cerio oksidacijos greitis gali siekti daugiau nei 95 %. Faktinėje gamyboje oksidacijos žaliava retųjų žemių hidroksidas gaunamas šarminės konversijos būdu nusodinant retųjų žemių natrio sulfato kompleksinę druską. Siekiant sutrumpinti procesą, retųjų žemių natrio sulfato kompleksinės druskos nusodinimas ir šarminis tirpalas gali būti pilamas į slėginį oksidacijos baką, palaikant tam tikrą slėgį ir temperatūrą. Galima įleisti oro arba prisotinto deguonies, kad kompleksinėje druskoje esančios retųjų žemių hidroksidai būtų paversti retųjų žemių hidroksidais, o tuo pačiu metu joje esantis Ce (OH) 3 gali būti oksiduotas iki Ce (OH) 4.
Slėgio sąlygomis pagerėja kompleksinės druskos šarmo konversijos greitis, cerio oksidacijos greitis ir cerio oksidacijos greitis. Po 45 minučių reakcijos dvigubos druskos šarmo konversijos greitis ir cerio oksidacijos greitis pasiekė daugiau nei 96 %.
Įrašo laikas: 2023 m. gegužės 9 d.