Oro oksidacijos metodas yra oksidacijos metodas, kurio metu oksidacijai naudojamas ore esantis deguoniscerisiki keturvalentės tam tikromis sąlygomis.Šis metodas paprastai apima fluorokarbonato cerio rūdos koncentrato, retųjų žemių oksalatų ir karbonatų skrudinimą ore (žinoma kaip skrudinimo oksidacija) arba retųjų žemių hidroksidų skrudinimą (sauso oro oksidaciją) arba oro įvedimą į retųjų žemių hidroksidų suspensiją (šlapio oro oksidacija) oksidacijai.
1、 Skrudinimo oksidacija
Fluorokarbonato cerio koncentrato skrudinimas ore 500 ℃ arba Baiyunebo retųjų žemių koncentrato skrudinimas su natrio karbonatu ore 600–700 ℃ temperatūroje.Skilimo metu retųjų žemių mineralams mineraluose esantis ceris oksiduojasi iki keturvalentės.Atskyrimo būdaicerisiš degtų produktų apima retųjų žemių sulfato dvigubos druskos metodą, tirpiklio ekstrahavimo metodą ir kt.
Be oksidacinio skrudinimoreta žemėkoncentratas, druskos, tokios kaip retųjų žemių oksalatas ir retųjų žemių karbonatas, skrudinant suyra oro atmosferoje, o ceris oksiduojamas iki CeO2.Norint užtikrinti gerą retųjų žemių oksido mišinio, gauto skrudinant, tirpumą, skrudinimo temperatūra neturi 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 rūgštimi, ceris daugiausia patenka į tirpalą keturvalentės formos.Pirmasis apima retųjų žemių sulfato tirpalo, kuriame yra 50 g/l REO, gavimą maždaug 45 ℃ temperatūroje, o vėliau cerio dioksido gamybą naudojant P204 ekstrahavimo metodą;Pastarasis apima retųjų žemių nitrato tirpalo, kurio REO yra 150–200 g/L, paruošimą 80–85 ℃ temperatūroje, o tada naudojant TBP ekstrakciją ceriui atskirti.
Kai retųjų žemių oksidai ištirpinami praskiesta sieros arba azoto rūgštimi, CeO2 yra santykinai netirpus.Todėl vėlesniame tirpinimo etape į tirpalą kaip katalizatorių reikia įpilti nedidelį kiekį vandenilio fluorido rūgšties, kad pagerėtų CeO2 tirpumas.
2 、 Sauso oro oksidacija
Retųjų žemių hidroksidą sudėkite į džiovinimo krosnį ir oksiduokite vėdinamomis sąlygomis 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 padidinama iki 140 ℃, oksidacijos laikas gali būti sutrumpintas iki 4–6 valandų, o cerio oksidacijos greitis taip pat gali siekti 97–98%.Sauso oro oksidacijos procese susidaro daug dulkių ir prastos darbo sąlygos, kurios šiuo metu daugiausia naudojamos laboratorijoje.
3 、 Atmosferos drėgno oro oksidacija
Sumaišykite retųjų žemių hidroksidą su vandeniu, kad susidarytų suspensija, reguliuokite REO koncentraciją iki 50–70 g/l, įpilkite NaOH, kad suspensijos šarmingumas padidėtų iki 0,15–0,30 mol/L, o kai kaitinama iki 85 ℃, tiesiogiai įpilkite oro į oksiduoti visą trivalentį cerį suspensijoje į keturiavalentį cerį.Oksidacijos proceso metu vandens išgaravimas yra gana didelis, todėl bet kuriuo metu reikia papildyti tam tikrą vandens kiekį, kad būtų išlaikyta stabilesnė retųjų žemių koncentracija.Kai kiekvienoje partijoje oksiduojama 40 l srutų, oksidacijos laikas yra 4-5 valandos, o cerio oksidacijos greitis gali siekti 98%.Kai kiekvieną kartą oksiduojama 8 m3 retųjų žemių hidroksido srutų, oro srautas yra 8–12 m3 / min, o oksidacijos laikas padidinamas iki 15 valandų, cerio oksidacijos greitis gali siekti 97–98%.
Atmosferos drėgno oro oksidacijos metodo charakteristikos yra šios: didelis cerio oksidacijos greitis, didelė našumas, geros darbo sąlygos, paprastas veikimas, o šis metodas dažniausiai naudojamas pramonėje neapdorotam cerio dioksidui gaminti.
4 、 Slėginė šlapio oro oksidacija
Esant normaliam slėgiui, oro oksidacija trunka ilgiau, o žmonės oksidacijos laiką sutrumpina naudodami slėgį.Oro slėgio padidėjimas, tai yra deguonies dalinio slėgio padidėjimas sistemoje, yra palankus deguonies tirpimui tirpale ir deguonies difuzijai į retųjų žemių hidroksido dalelių paviršiaus difuziją, taip pagreitinant oksidacijos procesą.
Sumaišykite retųjų žemių hidroksidą su vandeniu iki maždaug 60 g/l, sureguliuokite pH iki 13 natrio hidroksidu, pakelkite temperatūrą iki maždaug 80 ℃, įveskite orą oksidacijai, reguliuokite slėgį iki 0,4 MPa ir oksiduokite 1 valandą.Cerio oksidacijos greitis gali siekti daugiau nei 95%.Faktinėje gamyboje oksidacijos žaliava retųjų žemių hidroksidas gaunamas paverčiant šarmu, nusodinant retųjų žemių natrio sulfato kompleksinę druską.Siekiant sutrumpinti procesą, retųjų žemių natrio sulfato komplekso druskos ir šarminio tirpalo nusodinimas gali būti įpilamas į suslėgtą oksidacijos baką, išlaikant tam tikrą slėgį ir temperatūrą.Norint paversti retųjų žemių komplekso druskoje retųjų žemių hidroksidais, gali būti įvestas oras arba turtingas deguonis, o tuo pačiu metu joje esantis Ce (OH) 3 gali būti oksiduojamas į Ce (OH) 4.
Esant slėgiui, 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%.
Paskelbimo laikas: 2023-09-09