O método de oxidación de aire é un método de oxidación que utiliza oxíxeno no aire para oxidarCERIUMa tetravalente en determinadas condicións. Este método normalmente implica asar o concentrado de mineral de cerio de fluorocarbono, oxalatos de terra rara e carbonatos no aire (coñecido como oxidación de asado) ou asar hidróxidos de terra rara (oxidación de aire seco) ou introducir aire en hidróxidos de terra rara (oxidación de aire húmido) para a oxidación.
1 、 Oxidación de asado
Asar o concentrado de cerio de fluorocarbono no aire a 500 ℃ ou asar o concentrado de terra rara de Baiyunebo con carbonato sódico no aire a 600-700 ℃. Durante a descomposición de minerais da Terra rara, o cerio nos minerais está oxidado a tetravalente. Os métodos para separarCERIUMA partir de produtos calcinados inclúen o método de sal de dobre sal de sulfato de terra rara, método de extracción de disolventes, etc.
Ademais do asado de oxidación deTerra raraConcentrado, sales como o oxalato de terra rara e o carbonato de terra rara sofren descomposición de asado nunha atmosfera de aire, e o cerio está oxidado ao CEO2. Para garantir unha boa solubilidade da mestura de óxido de terra rara obtida por asado, a temperatura de asado non debe ser demasiado alta, normalmente entre 700 e 800 ℃. Os óxidos pódense disolver en solución de ácido sulfúrico de 1-1,5mol/L ou solución de ácido nítrico de 4-5mol/L. Cando a lixiviación de mineral asado con ácido sulfúrico e ácido nítrico, o cerio entra principalmente na solución de forma tetravalente. O primeiro consiste en obter unha solución de sulfato de terra rara que conteña 50g/L REO en torno a 45 ℃ e, a continuación, producir dióxido de cerio mediante o método de extracción p204; Este último consiste en preparar unha solución de nitrato de terra rara que conteña REO de 150-200g/L a unha temperatura de 80-85 ℃, e despois usar a extracción de TBP para separar o cerio.
Cando os óxidos de terra rara se disolven con ácido sulfúrico diluído ou ácido nítrico, CEO2 é relativamente insoluble. Polo tanto, hai que engadir unha pequena cantidade de ácido hidrofluórico á solución como catalizador na etapa posterior de disolución para mellorar a solubilidade do CEO2.
2 、 Oxidación de aire seco
Coloque o hidróxido de terra rara nun forno de secado e oxídao en condicións ventiladas a 100-120 ℃ durante 16-24 horas. A reacción de oxidación é a seguinte:
4CE (OH) 3+O2+2H2O = 4CE (OH) 4
A taxa de oxidación do cerio pode alcanzar o 97%. Se a temperatura de oxidación aumenta aínda máis a 140 ℃, o tempo de oxidación pódese acurtar ata 4-6 horas, e a taxa de oxidación do cerio tamén pode alcanzar o 97%~ 98%. O proceso de oxidación do aire seco produce unha gran cantidade de po e malas condicións laborais, que se usan principalmente no laboratorio.
3 、 oxidación do aire húmido atmosférico
Mestura o hidróxido de terra rara con auga para formar unha suspensión, controle a concentración de REO a 50-70g/L, engade NaOH para aumentar a alcalinidade da suspensión a 0,15-0,30mol/L, e cando se quenta a 85 ℃, introduce directamente o aire para oxidación de todo o cerio trivalente no surry a tetravalente. Durante o proceso de oxidación, a evaporación da auga é relativamente grande, polo que unha certa cantidade de auga debe complementarse en calquera momento para manter unha concentración máis estable de terra rara. Cando se oxídase 40L de suspensión en cada lote, o tempo de oxidación é de 4-5 horas e a taxa de oxidación do cerio pode alcanzar o 98%. Cando 8m3 de luxo de hidróxido de terra rara se oxida cada vez, o caudal de aire é de 8-12m3/min, e o tempo de oxidación aumenta a 15 horas, a taxa de oxidación do cerio pode alcanzar o 97%~ 98%.
As características do método atmosférico de oxidación de aire húmido son: alta taxa de oxidación de cerio, gran produción, boas condicións de traballo, funcionamento sinxelo e este método úsase habitualmente na industria para producir dióxido de cerio bruto.
4 、 Oxidación de aire húmido a presión presurizada
A presión normal, a oxidación do aire leva máis tempo e as persoas acurtan o tempo de oxidación mediante a presión. O aumento da presión do aire, é dicir, o aumento da presión parcial de osíxeno no sistema, é propicio para a disolución do osíxeno na solución e a difusión de osíxeno á difusión superficial de partículas de hidróxido de terra rara, acelerando así o proceso de oxidación.
Mestura o hidróxido de terra rara con auga a aproximadamente 60g/L, axuste o pH a 13 con hidróxido de sodio, eleva a temperatura a aproximadamente 80 ℃, introduce o aire para a oxidación, controle a presión a 0,4MPA e oxida durante 1 hora. A taxa de oxidación do cerio pode alcanzar o 95%. Na produción real, o hidróxido de terras raras de materia prima de oxidación obtense mediante conversión alcalina mediante precipitación de sal complexo de sulfato de sodio de terra rara. Para acurtar o proceso, pódese engadir a precipitación de sal de sulfato sódico de terra rara e solución alcalina a un tanque de oxidación a presión, mantendo unha certa presión e temperatura. Pódese introducir aire ou rico osíxeno para converter a terra rara na sal complexa en hidróxidos de terra rara e, ao mesmo tempo, CE (OH) 3 nel pódese oxidarse a CE (OH) 4.
En condicións presurizadas, a taxa de conversión alcalina do sal complexo, a taxa de oxidación do cerio e a taxa de oxidación do cerio son melloradas. Despois de 45 minutos de reacción, a taxa de conversión de álcali de sal dobre e a taxa de oxidación do cerio alcanzou o 96%.
Tempo de publicación: maio-09-2023