Luchtoxidatiemethode is een oxidatiemethode die zuurstof in de lucht gebruikt om te oxiderenceriumtot tetravalentent onder bepaalde voorwaarden. Deze methode omvat meestal het roosteren van fluorocarbon ceriumertsconcentraat, zeldzame aardoxalaten en carbonaten in lucht (bekend als roosterende oxidatie) of het braden van zeldzame aardhydroxiden (droge luchtoxidatie) of het introduceren van lucht in zeldzame aardhydroxiden slurry (natte luchtoxidatie) voor oxidatie.
1 、 Roosterende oxidatie
Het ceriumconcentraat van de fluorocarbon in lucht braden bij 500 ℃ of het baiyunbo-zeldzame aardconcentraat roosteren met natriumcarbonaat in lucht bij 600-700 ℃. Tijdens de ontleding van zeldzame aardmineralen wordt cerium in de mineralen geoxideerd tot tetravalenten. De methoden voor het scheidenceriumVan gecalcineerde producten zijn onder meer zeldzame aardsulfaat dubbele zoutmethode, oplosmiddelextractiemethode, enz.
Naast het oxidatieroosteren vanzeldzame aardeConcentraat, zouten zoals zeldzame aardoxalaat en zeldzame aardcarbonaat ondergaan braadpositie in een luchtatmosfeer en cerium wordt geoxideerd tot CEO2. Om een goede oplosbaarheid van het zeldzame aardoxidiemengsel te waarborgen dat wordt verkregen door het braden, moet de braadtemperatuur niet te hoog zijn, meestal tussen 700 en 800 ℃. Oxiden kunnen worden opgelost in 1-1,5 mol/L zwavelzuuroplossing of 4-5 mol/L salpeterzuuroplossing. Bij het uitlogen van geroosterd erts met zwavelzuur en salpeterzuur komt cerium voornamelijk de oplossing in een tetravalente vorm in. De eerste omvat het verkrijgen van een zeldzame aardsulfaatoplossing die 50 g/L REO bevat op ongeveer 45 ℃ en vervolgens ceriumdioxide produceert met behulp van de p204 -extractiemethode; De laatste omvat het bereiden van een zeldzame aardnitraatoplossing die REO van 150-200 g/L bevat bij een temperatuur van 80-85 ℃, en vervolgens het gebruik van TBP-extractie om cerium te scheiden.
Wanneer zeldzame aardoxiden worden opgelost met verdunde zwavelzuur of salpeterzuur, is CEO2 relatief onoplosbaar. Daarom moet een kleine hoeveelheid hydrofluorzuur aan de oplossing worden toegevoegd als een katalysator in de latere oplossingstadia om de oplosbaarheid van CEO2 te verbeteren.
2 、 Droge luchtoxidatie
Plaats de zeldzame aardhydroxide in een droogoven en oxideer deze onder geventileerde omstandigheden op 100-120 ℃ gedurende 16-24 uur. De oxidatiereactie is als volgt:
4ce (OH) 3+O2+2H2O = 4CE (OH) 4
Het oxidatiepercentage van cerium kan 97%bereiken. Als de oxidatietemperatuur verder wordt verhoogd tot 140 ℃, kan de oxidatietijd worden ingekort tot 4-6 uur en kan de oxidatiesnelheid van cerium ook 97%~ 98%bereiken. Het droge luchtoxidatieproces produceert een grote hoeveelheid stof en slechte arbeidsomstandigheden, die momenteel voornamelijk in het laboratorium worden gebruikt.
3 、 Atmosferische natte luchtoxidatie
Meng zeldzame aardhydroxide met water om een slurry te vormen, regelt de REO-concentratie tot 50-70 g/L, voeg NaOH toe om de alkaliteit van de slurry te vergroten tot 0,15-0,30 mol/L, en introduceer wanneer verwarmd tot 85 ℃, direct in de lucht in de lucht om alle trivalent cerium in de slurry in het tetravalent cerium te oxideren. Tijdens het oxidatieproces is de verdamping van water relatief groot, dus een bepaalde hoeveelheid water moet op elk moment worden aangevuld om een stabielere concentratie zeldzame aarde te behouden. Wanneer 40L slurry in elke batch wordt geoxideerd, is de oxidatietijd 4-5 uur en kan de oxidatiesnelheid van cerium 98%bereiken. Wanneer 8m3 van zeldzame aardhydroxidesnelry elke keer wordt geoxideerd, is de luchtdebiet 8-12m3/min en wordt de oxidatietijd verhoogd tot 15 uur, het oxidatiepercentage van cerium kan 97%~ 98%bereiken.
De kenmerken van de atmosferische natte luchtoxidatiemethode zijn: hoge oxidatiesnelheid van cerium, grote output, goede werkomstandigheden, eenvoudige werking en deze methode wordt vaak gebruikt in de industrie om ruw ceriumdioxide te produceren.
4 、 Directuriseerde natte luchtoxidatie
Onder normale druk duurt luchtoxidatie langere tijd en mensen verkorten de oxidatietijd door druk te gebruiken. De toename van de luchtdruk, dat wil zeggen de toename van de partiële zuurstofdruk in het systeem, is bevorderlijk voor het oplossen van zuurstof in de oplossing en de diffusie van zuurstof naar de oppervlaktediffusie van zeldzame aardhydroxidedeeltjes, waardoor het oxidatieproces wordt versneld.
Meng zeldzame aardhydroxide met water tot ongeveer 60 g/l, pas de pH aan tot 13 met natriumhydroxide, verhoog de temperatuur tot ongeveer 80 ℃, introduceer lucht voor oxidatie, regelt de druk op 0,4 MPa en oxideer gedurende 1 uur. Het oxidatiepercentage van cerium kan meer dan 95%bereiken. Bij de werkelijke productie wordt de oxidatie -grondstof zeldzame aardhydroxide verkregen door alkali -conversie door neerslag van zeldzame aardsulfaatcomplex zout. Om het proces te verkorten, kan de neerslag van zeldzame aardsulfaatsulfaatcomplex zout- en alkalische oplossing worden toegevoegd aan een onder druk staande oxidatietank, waardoor een bepaalde druk en temperatuur wordt gehandhaafd. Lucht of rijke zuurstof kan worden geïntroduceerd om de zeldzame aarde in het complexe zout om te zetten in zeldzame aardhydroxiden, en tegelijkertijd kan CE (OH) 3 erin worden geoxideerd tot CE (OH) 4.
Onder onder druk staande omstandigheden zijn de alkali -omzettingssnelheid van het complexe zout, de oxidatiesnelheid van cerium en de oxidatiesnelheid van cerium allemaal verbeterd. Na 45 minuten reactie bereikte de omzettingssnelheid van dubbele zout alkali en de oxidatiesnelheid van cerium meer dan 96%.
Posttijd: mei-09-2023