Metode oksidasi udara adalah metode oksidasi yang memanfaatkan oksigen di udara untuk mengoksidasiceriumuntuk tetravalent dalam kondisi tertentu. Metode ini biasanya melibatkan pemanggangan fluorocarbon cerium bijih konsentrat, tanah jarang oksalat, dan karbonat di udara (dikenal sebagai oksidasi pemanggangan) atau memanggang hidroksida tanah jarang (oksidasi udara kering) atau memperkenalkan udara ke dalam bubur hidroksida tanah jarang (oksidasi udara basah) untuk oksidasi.
1 、 oksidasi pemanggangan
Memanggang fluorocarbon cerium konsentrat di udara pada 500 ℃ atau memanggang konsentrat tanah jarang baiyunebo dengan natrium karbonat di udara pada 600-700 ℃. Selama dekomposisi mineral tanah jarang, cerium dalam mineral dioksidasi menjadi tetravalen. Metode untuk memisahkanceriumDari produk yang dikalsinasi termasuk metode garam ganda tanah sulfat jarang, metode ekstraksi pelarut, dll.
Selain pemanggangan oksidasitanah jarangKonsentrat, garam seperti langka bumi oksalat dan tanah jarang karbonat mengalami dekomposisi pemanggangan di atmosfer udara, dan cerium dioksidasi menjadi CEO2. Untuk memastikan kelarutan yang baik dari campuran oksida tanah jarang yang diperoleh dengan memanggang, suhu pemanggangan tidak boleh terlalu tinggi, biasanya antara 700 dan 800 ℃. Oksida dapat dilarutkan dalam larutan asam sulfat 1-1.5mol/L atau larutan asam nitrat 4-5mol/L. Saat pencucian bijih panggang dengan asam sulfat dan asam nitrat, cerium terutama memasuki larutan dalam bentuk tetravalen. Yang pertama melibatkan mendapatkan larutan sulfat tanah jarang yang mengandung 50g/L REO pada sekitar 45 ℃, dan kemudian memproduksi cerium dioksida menggunakan metode ekstraksi P204; Yang terakhir melibatkan persiapan larutan nitrat tanah jarang yang mengandung REO 150-200g/L pada suhu 80-85 ℃, dan kemudian menggunakan ekstraksi TBP untuk memisahkan cerium.
Ketika oksida tanah jarang dilarutkan dengan asam sulfat encer atau asam nitrat, CEO2 relatif tidak larut. Oleh karena itu, sejumlah kecil asam hidrofluorik perlu ditambahkan ke dalam larutan sebagai katalis pada tahap pembubaran selanjutnya untuk meningkatkan kelarutan CEO2.
2 、 oksidasi udara kering
Tempatkan hidroksida tanah jarang dalam tungku pengeringan dan mengoksidasinya dalam kondisi berventilasi pada 100-120 ℃ selama 16-24 jam. Reaksi oksidasi adalah sebagai berikut:
4CE (OH) 3+O2+2H2O = 4CE (OH) 4
Tingkat oksidasi cerium dapat mencapai 97%. Jika suhu oksidasi semakin meningkat menjadi 140 ℃, waktu oksidasi dapat dipersingkat menjadi 4-6 jam, dan laju oksidasi cerium juga dapat mencapai 97%~ 98%. Proses oksidasi udara kering menghasilkan sejumlah besar debu dan kondisi tenaga kerja yang buruk, yang saat ini terutama digunakan di laboratorium.
3 、 oksidasi udara basah atmosfer
Campurkan hydroxide tanah jarang dengan air untuk membentuk bubur, kendalikan konsentrasi REO menjadi 50-70g/L, tambahkan NaOH untuk meningkatkan alkalinitas bubur menjadi 0,15-0,30 mol/L, dan ketika dipanaskan hingga 85 ℃, langsung memperkenalkan udara untuk mengoksidasi semua serium trivalen dalam bubur ke tetrravent. Selama proses oksidasi, penguapan air relatif besar, sehingga sejumlah air harus dilengkapi setiap saat untuk mempertahankan konsentrasi tanah jarang yang lebih stabil. Ketika 40L bubur dioksidasi di setiap batch, waktu oksidasi adalah 4-5 jam, dan laju oksidasi cerium dapat mencapai 98%. Ketika 8m3 bubur hidroksida tanah jarang dioksidasi setiap kali, laju aliran udara adalah 8-12m3/menit, dan waktu oksidasi meningkat menjadi 15 jam, laju oksidasi cerium dapat mencapai 97%~ 98%.
Karakteristik metode oksidasi udara basah atmosfer adalah: laju oksidasi tinggi cerium, output besar, kondisi kerja yang baik, operasi sederhana, dan metode ini biasanya digunakan dalam industri untuk menghasilkan cerium dioksida kasar.
4 、 oksidasi udara basah bertekanan
Di bawah tekanan normal, oksidasi udara membutuhkan waktu lebih lama, dan orang memperpendek waktu oksidasi dengan menggunakan tekanan. Peningkatan tekanan udara, yaitu peningkatan tekanan parsial oksigen dalam sistem, kondusif untuk pembubaran oksigen dalam larutan dan difusi oksigen ke difusi permukaan partikel hidroksida tanah jarang, sehingga mempercepat proses oksidasi.
Campurkan hidroksida tanah jarang dengan air hingga sekitar 60g/L, sesuaikan pH ke 13 dengan natrium hidroksida, menaikkan suhu menjadi sekitar 80 ℃, memperkenalkan udara untuk oksidasi, mengontrol tekanan pada 0,4MPA, dan teroksidasi selama 1 jam. Tingkat oksidasi cerium dapat mencapai lebih dari 95%. Dalam produksi aktual, bahan baku oksidasi langka bumi hidroksida diperoleh dengan konversi alkali melalui presipitasi garam kompleks natrium sulfat tanah jarang. Untuk memperpendek proses, presipitasi garam kompleks natrium sulfat tanah jarang dan larutan alkali dapat ditambahkan ke tangki oksidasi bertekanan, mempertahankan tekanan dan suhu tertentu. Udara atau oksigen kaya dapat diperkenalkan untuk mengubah tanah jarang dalam garam kompleks menjadi hidroksida tanah jarang, dan pada saat yang sama, Ce (OH) 3 di dalamnya dapat dioksidasi menjadi Ce (OH) 4.
Dalam kondisi bertekanan, laju konversi alkali dari garam kompleks, laju oksidasi cerium, dan laju oksidasi cerium semuanya ditingkatkan. Setelah 45 menit reaksi, laju konversi alkali garam ganda dan laju oksidasi cerium mencapai lebih dari 96%.
Waktu posting: Mei-09-2023