Методот на оксидација во воздух е метод на оксидација кој користи кислород во воздухот за оксидација.цериумдо тетравалентна под одредени услови. Овој метод обично вклучува печење на концентрат од флуоројаглеродна цериумска руда, оксалати на ретки земни елементи и карбонати во воздух (познато како оксидација на печење) или печење на хидроксиди на ретки земни елементи (оксидација на сув воздух) или внесување воздух во кашеста маса од хидроксиди на ретки земни елементи (оксидација на влажен воздух) за оксидација.
1, оксидација при печење
Печење на концентратот од флуоројаглеродна цериум во воздух на 500 ℃ или печење на концентратот од ретки земни елементи Баијунебо со натриум карбонат во воздух на 600-700 ℃. За време на распаѓањето на минералите од ретки земни елементи, цериумот во минералите се оксидира до тетравалентен. Методите за одвојувањецериумод калцинирани производи вклучуваат метод на двојна сол со сулфат на ретки земјени материи, метод на екстракција со растворувач итн.
Покрај оксидациското печење наретки земјиконцентрат, солите како што се оксалат на ретки земни елементи и карбонат на ретки земни елементи се распаѓаат со печење во воздушна атмосфера, а цериумот се оксидира до CeO2. За да се обезбеди добра растворливост на мешавината од оксиди на ретки земни елементи добиена со печење, температурата на печење не треба да биде превисока, обично помеѓу 700 и 800 ℃. Оксидите може да се растворат во раствор од сулфурна киселина од 1-1,5 mol/L или раствор од азотна киселина од 4-5 mol/L. При лужење на печена руда со сулфурна киселина и азотна киселина, цериумот главно влегува во растворот во тетравалентна форма. Првиот вклучува добивање раствор од сулфат на ретки земни елементи што содржи 50 g/L REO на околу 45 ℃, а потоа производство на цериум диоксид со користење на методот на екстракција со P204; Вториот вклучува подготовка на раствор од нитрат на ретки земни елементи што содржи REO од 150-200 g/L на температура од 80-85 ℃, а потоа користење на екстракција со TBP за одвојување на цериумот.
Кога оксидите на ретки земни елементи се раствораат со разредена сулфурна киселина или азотна киселина, CeO2 е релативно нерастворлив. Затоа, мала количина на флуороводородна киселина треба да се додаде во растворот како катализатор во подоцнежната фаза на растворање за да се подобри растворливоста на CeO2.
2, оксидација на сув воздух
Ставете го хидроксидот од ретки земни елементи во сушалка и оксидирајте го под вентилирани услови на 100-120 ℃ во тек на 16-24 часа. Реакцијата на оксидација е следнава:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Стапката на оксидација на цериумот може да достигне 97%. Ако температурата на оксидација дополнително се зголеми на 140 ℃, времето на оксидација може да се скрати на 4-6 часа, а стапката на оксидација на цериумот може да достигне и 97%~98%. Процесот на оксидација со сув воздух произведува голема количина прашина и лоши услови за работа, кои во моментов главно се користат во лабораторија.
3, атмосферска оксидација на влажен воздух
Измешајте хидроксид од ретки земни елементи со вода за да формирате кашеста маса, контролирајте ја концентрацијата на REO на 50-70 g/L, додадете NaOH за да ја зголемите алкалноста на кашестата маса на 0,15-0,30 mol/L, и кога ќе се загрее на 85 ℃, директно внесете воздух за да го оксидирате целиот тривалентниот цериум во кашестата маса во тетравалентен цериум. За време на процесот на оксидација, испарувањето на водата е релативно големо, па затоа одредена количина вода треба да се дополни во секое време за да се одржи постабилна концентрација на ретки земни елементи. Кога 40 L кашеста маса се оксидира во секоја серија, времето на оксидација е 4-5 часа, а стапката на оксидација на цериумот може да достигне 98%. Кога 8 m3 кашеста маса од хидроксид од ретки земни елементи се оксидира секој пат, стапката на проток на воздух е 8-12 m3/мин, а времето на оксидација се зголемува на 15 часа, стапката на оксидација на цериумот може да достигне 97%~98%.
Карактеристиките на методот на оксидација со атмосферски влажен воздух се: висока стапка на оксидација на цериум, големо производство, добри услови за работа, едноставно работење, а овој метод најчесто се користи во индустријата за производство на суров цериум диоксид.
4, оксидација на влажен воздух под притисок
Под нормален притисок, оксидацијата на воздухот трае подолго време, а луѓето го скратуваат времето на оксидација со користење на притисок. Зголемувањето на воздушниот притисок, односно зголемувањето на парцијалниот притисок на кислородот во системот, е погодно за растворање на кислородот во растворот и дифузија на кислород на површината на честичките од ретки земни хидроксиди, со што се забрзува процесот на оксидација.
Измешајте го хидроксидот на ретки земни елементи со вода до околу 60 g/L, прилагодете ја pH вредноста на 13 со натриум хидроксид, зголемете ја температурата на околу 80 ℃, внесете воздух за оксидација, контролирајте го притисокот на 0,4 MPa и оксидирајте 1 час. Стапката на оксидација на цериумот може да достигне над 95%. Во вистинското производство, суровината за оксидација, хидроксидот на ретки земни елементи, се добива со алкална конверзија преку таложење на комплексна сол на натриум сулфат на ретки земни елементи. За да се скрати процесот, таложењето на комплексна сол на натриум сулфат на ретки земни елементи и алкалниот раствор може да се додадат во резервоар за оксидација под притисок, одржувајќи одреден притисок и температура. Може да се внесе воздух или богат кислород за да се претвори ретките земни елементи во комплексната сол во хидроксиди на ретки земни елементи, а во исто време, Ce(OH)3 во него може да се оксидира до Ce(OH)4.
Под услови на притисок, стапката на конверзија на комплексната сол во алкали, стапката на оксидација на цериумот и стапката на оксидација на цериумот се подобрени. По 45 минути реакција, стапката на конверзија на двојната сол во алкали и стапката на оксидација на цериумот достигнаа над 96%.
Време на објавување: 09.05.2023