Metoda de oxidare a aerului este o metodă de oxidare care utilizează oxigenul din aer pentru a se oxidaceriula tetravalent în anumite condiţii.Această metodă implică în mod obișnuit prăjirea concentratului de minereu de ceriu fluorocarbon, oxalați de pământuri rare și carbonați în aer (cunoscut sub numele de oxidare prin prăjire) sau prăjirea hidroxizilor de pământuri rare (oxidare cu aer uscat) sau introducerea de aer în suspensia de hidroxizi de pământuri rare (oxidare cu aer umed) pentru oxidare.
1、 Oxidare la prăjire
Prăjirea concentratului de ceriu fluorocarbon în aer la 500 ℃ sau prăjirea concentratului de pământ rar Baiyunebo cu carbonat de sodiu în aer la 600-700 ℃.În timpul descompunerii mineralelor pământurilor rare, ceriul din minerale este oxidat la tetravalent.Metodele de separareceriudin produsele calcinate includ metoda sării duble cu sulfat de pământ rare, metoda de extracție cu solvent etc.
Pe lângă prăjirea prin oxidare apamant rarconcentrat, sărurile precum oxalatul de pământuri rare și carbonatul de pământuri rare suferă descompunere prin prăjire în atmosferă de aer, iar ceriul este oxidat la CeO2.Pentru a asigura o solubilitate bună a amestecului de oxid de pământ rar obținut prin prăjire, temperatura de prăjire nu trebuie să fie prea mare, de obicei între 700 și 800 ℃.Oxizii pot fi dizolvați în soluție de acid sulfuric 1-1,5 mol/L sau soluție de acid azotic 4-5 mol/L.La levigarea minereului prăjit cu acid sulfuric și acid azotic, ceriul intră în principal în soluție sub formă tetravalentă.Primul implică obținerea unei soluții de sulfat de pământ rar care conține 50 g/L REO la aproximativ 45 ℃ și apoi producerea dioxidului de ceriu folosind metoda de extracție P204;Acesta din urmă implică prepararea unei soluții de nitrat de pământuri rare care conține REO de 150-200 g/L la o temperatură de 80-85 ℃ și apoi utilizarea extracției TBP pentru a separa ceriul.
Când oxizii de pământuri rare sunt dizolvați cu acid sulfuric diluat sau acid azotic, CeO2 este relativ insolubil.Prin urmare, o cantitate mică de acid fluorhidric trebuie adăugată la soluție ca catalizator în etapa ulterioară de dizolvare pentru a îmbunătăți solubilitatea CeO2.
2、 Oxidarea aerului uscat
Puneți hidroxidul de pământ rar într-un cuptor de uscare și oxidați-l în condiții de ventilație la 100-120 ℃ timp de 16-24 de ore.Reacția de oxidare este următoarea:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Rata de oxidare a ceriului poate ajunge la 97%.Dacă temperatura de oxidare crește în continuare la 140 ℃, timpul de oxidare poate fi scurtat la 4-6 ore, iar rata de oxidare a ceriului poate ajunge și la 97% ~ 98%.Procesul de oxidare a aerului uscat produce o cantitate mare de praf și condiții precare de muncă, care în prezent sunt utilizate în principal în laborator.
3、 Oxidarea aerului umed atmosferic
Se amestecă hidroxidul de pământuri rare cu apă pentru a forma o suspensie, se controlează concentrația REO la 50-70 g/L, se adaugă NaOH pentru a crește alcalinitatea suspensiei la 0,15-0,30 mol/L și, când este încălzită la 85 ℃, se introduce direct aer în se oxidează tot ceriul trivalent din suspensie la ceriu tetravalent.În timpul procesului de oxidare, evaporarea apei este relativ mare, așa că o anumită cantitate de apă trebuie suplimentată în orice moment pentru a menține o concentrație mai stabilă de pământuri rare.Când 40 L de suspensie sunt oxidate în fiecare lot, timpul de oxidare este de 4-5 ore, iar rata de oxidare a ceriului poate ajunge la 98%.Când 8 m3 de șlam de hidroxid de pământ rare sunt oxidați de fiecare dată, debitul de aer este de 8-12 m3/min, iar timpul de oxidare crește la 15 ore, rata de oxidare a ceriului poate ajunge la 97% ~ 98%.
Caracteristicile metodei de oxidare a aerului umed atmosferic sunt: rata mare de oxidare a ceriului, randament mare, condiții bune de lucru, funcționare simplă, iar această metodă este folosită în mod obișnuit în industrie pentru a produce dioxid de ceriu brut.
4、 Oxidarea aerului umed sub presiune
Sub presiune normală, oxidarea aerului durează mai mult timp, iar oamenii scurtează timpul de oxidare prin utilizarea presiunii.Creșterea presiunii aerului, adică creșterea presiunii parțiale a oxigenului în sistem, conduce la dizolvarea oxigenului în soluție și difuzarea oxigenului la difuzia la suprafață a particulelor de hidroxid de pământ rare, accelerând astfel procesul de oxidare.
Se amestecă hidroxidul de pământuri rare cu apă la aproximativ 60 g/L, se ajustează pH-ul la 13 cu hidroxid de sodiu, se ridică temperatura la aproximativ 80 ℃, se introduce aer pentru oxidare, se controlează presiunea la 0,4 MPa și se oxidează timp de 1 oră.Rata de oxidare a ceriului poate ajunge la peste 95%.În producția actuală, materia primă de oxidare hidroxidul de pământuri rare este obținută prin conversie alcalină prin precipitarea sării complexe de sulfat de sodiu de pământuri rare.Pentru a scurta procesul, precipitarea de sare complexă de sulfat de sodiu de pământuri rare și soluție alcalină poate fi adăugată într-un rezervor de oxidare sub presiune, menținând o anumită presiune și temperatură.Se poate introduce aer sau oxigen bogat pentru a transforma pământul rar din sarea complexă în hidroxizi de pământuri rare și, în același timp, Ce (OH) 3 din acesta poate fi oxidat în Ce (OH) 4.
În condiții de presiune, rata de conversie alcaline a sării complexe, rata de oxidare a ceriului și rata de oxidare a ceriului sunt toate îmbunătățite.După 45 de minute de reacție, rata de conversie a alcalinei de sare dublă și rata de oxidare a ceriului a ajuns la peste 96%.
Ora postării: mai-09-2023