Metoda oksidacije zraka je metoda oksidacije koja koristi kisik iz zraka za oksidacijucerijumdo četvorovalentne pod određenim uslovima.Ova metoda obično uključuje prženje koncentrata rude fluorougljika cerijuma, oksalata rijetkih zemalja i karbonata na zraku (poznato kao oksidacija prženja) ili prženje hidroksida rijetkih zemalja (oksidacija suvog zraka) ili uvođenje zraka u kašu hidroksida rijetkih zemalja (oksidacija vlažnog zraka) radi oksidacije.
1、 Oksidacija pečenja
Pečenje koncentrata fluorougljika cerijuma na zraku na 500 ℃ ili pečenje Baiyunebo koncentrata rijetkih zemalja s natrijum karbonatom na zraku na 600-700 ℃.Tokom razgradnje rijetkih zemnih minerala, cerijum u mineralima se oksidira do četverovalentnog.Metode odvajanjacerijumod kalciniranih proizvoda uključuju metodu dvostruke soli sulfata rijetkih zemalja, metodu ekstrakcije rastvaračem itd.
Pored oksidacionog prženjaretke zemljekoncentrata, soli kao što su oksalat rijetkih zemalja i karbonat rijetkih zemalja podliježu razgradnji u zračnoj atmosferi, a cerij se oksidira do CeO2.Da bi se osigurala dobra rastvorljivost mešavine oksida retke zemlje dobijene prženjem, temperatura pečenja ne bi trebalo da bude previsoka, obično između 700 i 800 ℃.Oksidi se mogu rastvoriti u 1-1,5mol/L rastvoru sumporne kiseline ili 4-5mol/L rastvoru azotne kiseline.Prilikom luženja pržene rude sumpornom kiselinom i dušičnom kiselinom, cerij uglavnom ulazi u otopinu u četverovalentnom obliku.Prvi uključuje dobijanje rastvora retkozemnog sulfata koji sadrži 50 g/L REO na oko 45 ℃, a zatim proizvodnju cerij dioksida koristeći metodu ekstrakcije P204;Potonji uključuje pripremu rastvora nitrata rijetkih zemalja koji sadrži REO od 150-200 g/L na temperaturi od 80-85 ℃, a zatim korištenje TBP ekstrakcije za odvajanje cerijuma.
Kada se oksidi rijetkih zemalja otapaju razrijeđenom sumpornom kiselinom ili dušičnom kiselinom, CeO2 je relativno nerastvorljiv.Stoga je u otopinu potrebno dodati malu količinu fluorovodonične kiseline kao katalizator u kasnijoj fazi rastvaranja da bi se poboljšala rastvorljivost CeO2.
2、 Oksidacija suhog zraka
Stavite hidroksid retke zemlje u peć za sušenje i oksidirajte ga u ventiliranim uslovima na 100-120 ℃ tokom 16-24 sata.Reakcija oksidacije je sljedeća:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Stopa oksidacije cerijuma može doseći 97%.Ako se temperatura oksidacije dodatno poveća na 140 ℃, vrijeme oksidacije se može skratiti na 4-6 sati, a brzina oksidacije cerijuma također može doseći 97%~98%.Proces oksidacije suhim vazduhom proizvodi veliku količinu prašine i loše uslove rada, koji se trenutno uglavnom koriste u laboratoriji.
3、 Atmosferska oksidacija vlažnog zraka
Pomiješajte hidroksid rijetke zemlje sa vodom da formirate kašu, kontrolirajte koncentraciju REO na 50-70 g/L, dodajte NaOH da povećate alkalnost suspenzije na 0,15-0,30 mol/L, a kada se zagrije na 85 ℃, direktno uvedite zrak u oksidiraju sav trovalentni cerijum u suspenziji u tetravalentni cerijum.Tokom procesa oksidacije, isparavanje vode je relativno veliko, tako da bi u svakom trenutku trebalo dodati određenu količinu vode kako bi se održala stabilnija koncentracija rijetke zemlje.Kada se 40L suspenzije oksidira u svakoj šarži, vrijeme oksidacije je 4-5 sati, a stopa oksidacije cerijuma može doseći 98%.Kada se svaki put oksidira 8m3 hidroksida rijetkih zemalja, brzina protoka zraka je 8-12m3/min, a vrijeme oksidacije se poveća na 15h, stopa oksidacije cerijuma može doseći 97%~98%.
Karakteristike metode oksidacije atmosferskim vlažnim vazduhom su: visoka stopa oksidacije cerijuma, velika izlazna snaga, dobri radni uslovi, jednostavan rad, a ova metoda se obično koristi u industriji za proizvodnju sirovog cerij dioksida.
4、 Oksidacija vlažnog zraka pod pritiskom
Pod normalnim pritiskom, oksidacija zraka traje duže, a ljudi skraćuju vrijeme oksidacije upotrebom pritiska.Povećanje pritiska vazduha, odnosno povećanje parcijalnog pritiska kiseonika u sistemu, pogoduje rastvaranju kiseonika u rastvoru i difuziji kiseonika na površinsku difuziju čestica hidroksida retke zemlje, čime se ubrzava proces oksidacije.
Pomiješajte hidroksid rijetke zemlje sa vodom do oko 60 g/L, podesite pH na 13 natrijum hidroksidom, podignite temperaturu na oko 80 ℃, uvedite zrak za oksidaciju, kontrolirajte tlak na 0,4 MPa i oksidirajte 1 sat.Stopa oksidacije cerijuma može doseći preko 95%.U stvarnoj proizvodnji, oksidaciona sirovina hidroksid retke zemlje se dobija alkalnom konverzijom taloženjem kompleksne soli retke zemlje natrijum sulfata.Kako bi se skratio proces, taloženje kompleksne soli rijetke zemlje natrijum sulfata i alkalnog rastvora može se dodati u rezervoar za oksidaciju pod pritiskom, održavajući određeni pritisak i temperaturu.Može se uvesti zrak ili bogat kisik da bi se rijetka zemlja u kompleksnoj soli pretvorila u hidrokside rijetkih zemalja, a istovremeno se Ce (OH) 3 u njoj može oksidirati u Ce (OH) 4.
U uslovima pod pritiskom, alkalna konverzija kompleksne soli, brzina oksidacije cerijuma i brzina oksidacije cerijuma se poboljšavaju.Nakon 45 minuta reakcije, stopa konverzije alkalije dvostruke soli i stopa oksidacije cerijuma dostigli su preko 96%.
Vrijeme objave: 09.05.2023