Õhkoksüdatsioonimeetod on oksüdatsioonimeetod, mis kasutab oksüdeerimiseks õhus olevat hapnikkutseeriumteatud tingimustel neljavalentseks. See meetod hõlmab tavaliselt fluorosüsiniku tseeriumimaagi kontsentraadi, haruldaste muldmetallide oksalaatide ja karbonaatide röstimist õhus (tuntud kui röstimisoksüdatsiooni) või haruldaste muldmetallide hüdroksiidide röstimist (kuiva õhu oksüdatsioon) või õhu sisestamist haruldaste muldmetallide hüdroksiidide suspensiooni (märgõhu oksüdatsioon) oksüdeerimiseks.
1、 Röstimise oksüdatsioon
Fluorosüsiniku tseriumkontsentraadi röstimine õhus temperatuuril 500 ℃ või Baiyunebo haruldaste muldmetallide kontsentraadi röstimine naatriumkarbonaadiga õhu käes temperatuuril 600–700 ℃. Haruldaste muldmetallide mineraalide lagunemise käigus oksüdeerub mineraalides olev tseerium neljavalentseks. Eraldamise meetodidtseeriumkaltsineeritud toodete hulgas on haruldaste muldmetallide sulfaadi topeltsoola meetod, lahustiga ekstraheerimise meetod jne.
Lisaks oksüdatsiooniga röstimiseleharuldased muldmetallidkontsentraat, soolad, nagu haruldaste muldmetallide oksalaat ja haruldaste muldmetallide karbonaat, lagunevad õhus röstimisel ja tseerium oksüdeeritakse CeO2-ks. Röstimisel saadud haruldaste muldmetallide oksiidide segu hea lahustuvuse tagamiseks ei tohiks röstimistemperatuur olla liiga kõrge, tavaliselt vahemikus 700–800 ℃. Oksiide saab lahustada 1-1,5 mol/l väävelhappe lahuses või 4-5 mol/l lämmastikhappe lahuses. Röstitud maagi leostamisel väävelhappe ja lämmastikhappega satub tseerium lahusesse peamiselt neljavalentsel kujul. Esimene hõlmab haruldaste muldmetallide sulfaadi lahuse saamist, mis sisaldab 50 g/l REO-d umbes 45 ℃ juures, ja seejärel tseeriumdioksiidi tootmist P204 ekstraheerimismeetodil; Viimane hõlmab haruldaste muldmetallide nitraadilahuse valmistamist, mis sisaldab REO-d 150–200 g/l, temperatuuril 80–85 ℃ ja seejärel tseeriumi eraldamiseks TBP ekstraheerimist.
Kui haruldaste muldmetallide oksiidid lahustatakse lahjendatud väävelhappe või lämmastikhappega, on CeO2 suhteliselt lahustumatu. Seetõttu tuleb lahusele hilisemas lahustumisfaasis katalüsaatorina lisada väike kogus vesinikfluoriidhapet, et parandada CeO2 lahustuvust.
2 、 Kuiva õhu oksüdatsioon
Asetage haruldaste muldmetallide hüdroksiid kuivatusahju ja oksüdeerige seda ventileeritavates tingimustes temperatuuril 100-120 ℃ 16-24 tundi. Oksüdatsioonireaktsioon on järgmine:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Tseeriumi oksüdatsioonimäär võib ulatuda 97% -ni. Kui oksüdatsioonitemperatuuri tõstetakse veelgi 140 ℃-ni, saab oksüdatsiooniaega lühendada 4-6 tunnini ja tseeriumi oksüdatsioonikiirus võib samuti ulatuda 97–98%. Kuiva õhu oksüdatsiooniprotsess tekitab suures koguses tolmu ja halvad töötingimused, mida praegu kasutatakse peamiselt laboris.
3 、 Atmosfääri niiske õhu oksüdatsioon
Segage haruldaste muldmetallide hüdroksiid veega, et moodustada suspensioon, reguleerige REO kontsentratsiooni 50-70 g/L, lisage NaOH, et suurendada lobri leeliselisust 0,15-0,30 mol/L, ja kui kuumutatakse temperatuurini 85 ℃, sisestage otse õhk oksüdeerida kogu lägas olev kolmevalentne tseerium neljavalentseks tseeriumiks. Oksüdatsiooniprotsessi ajal on vee aurustumine suhteliselt suur, nii et haruldaste muldmetallide stabiilsema kontsentratsiooni säilitamiseks tuleks igal ajal lisada teatud kogus vett. Kui igas partiis oksüdeeritakse 40 liitrit läga, on oksüdatsiooniaeg 4-5 tundi ja tseeriumi oksüdatsioonimäär võib ulatuda 98% -ni. Kui iga kord oksüdeeritakse 8 m3 haruldaste muldmetallide hüdroksiidi suspensiooni, õhuvoolu kiirus on 8–12 m3 / min ja oksüdatsiooniaega suurendatakse 15 tunnini, võib tseeriumi oksüdatsioonimäär ulatuda 97–98%.
Atmosfääri märja õhu oksüdatsioonimeetodi omadused on järgmised: tseeriumi kõrge oksüdatsioonikiirus, suur väljund, head töötingimused, lihtne töö ja seda meetodit kasutatakse tavaliselt tööstuses toorkeeriumdioksiidi tootmiseks.
4 、 Surve all märja õhu oksüdatsioon
Normaalrõhul võtab õhu oksüdatsioon kauem aega ja inimesed lühendavad oksüdatsiooniaega rõhu abil. Õhurõhu tõus ehk hapniku osarõhu tõus süsteemis soodustab hapniku lahustumist lahuses ja hapniku difusiooni haruldaste muldmetallide hüdroksiidi osakeste pinna difusioonile, kiirendades seega oksüdatsiooniprotsessi.
Segage haruldaste muldmetallide hüdroksiid veega kuni umbes 60 g/l, reguleerige pH 13-ni naatriumhüdroksiidiga, tõstke temperatuur umbes 80 ℃-ni, sisestage oksüdatsiooniks õhk, reguleerige rõhku 0,4 MPa ja oksüdeerige 1 tund. Tseeriumi oksüdatsioonimäär võib ulatuda üle 95%. Tegelikus tootmises saadakse haruldaste muldmetallide hüdroksiid oksüdatsioonitoorainena leeliselise muundamise teel haruldaste muldmetallide naatriumsulfaadi komplekssoola sadestamisel. Protsessi lühendamiseks võib rõhu all olevasse oksüdatsioonipaaki lisada haruldaste muldmetallide naatriumsulfaadi komplekssoola ja leeliselise lahuse sadet, säilitades teatud rõhu ja temperatuuri. Keerulises soolas sisalduva haruldase muldmetalli muundamiseks haruldaste muldmetallide hüdroksiidideks võib lisada õhku või rikkalikku hapnikku ja samal ajal saab selles sisalduva Ce (OH) 3 oksüdeerida Ce (OH) 4-ks.
Survetingimustes paranevad komplekssoola leeliselise konversiooni kiirus, tseeriumi oksüdatsioonikiirus ja tseeriumi oksüdatsioonikiirus. Pärast 45-minutilist reaktsiooni jõudis topeltsoola leelise konversioonimäär ja tseeriumi oksüdatsioonimäär üle 96%.
Postitusaeg: mai-09-2023