Метода оксидације ваздуха је метода оксидације која користи кисеоник у ваздуху за оксидацијуцеријумдо четворовалентне под одређеним условима. Ова метода обично укључује печење концентрата руде флуороугљеника церијума, оксалата ретких земаља и карбоната на ваздуху (познато као оксидација печења) или печење хидроксида ретких земаља (оксидација сувог ваздуха) или увођење ваздуха у суспензију хидроксида ретких земаља (оксидација влажног ваздуха) ради оксидације.
1、 Оксидација печења
Печење концентрата флуороугљеника церијума на ваздуху на 500 ℃ или печење Баииунебо концентрата ретких земаља са натријум карбонатом на ваздуху на 600-700 ℃. Током разлагања минерала ретких земаља, церијум у минералима се оксидује до четворовалентног. Методе одвајањацеријумод калцинисаних производа укључују метод двоструке соли сулфата ретке земље, метод екстракције растварачем итд.
Поред оксидационог печења наретке земљеконцентрата, соли као што су оксалат ретких земаља и карбонат ретке земље подлежу разлагању у ваздушној атмосфери, а церијум се оксидује до ЦеО2. Да би се обезбедила добра растворљивост мешавине оксида ретке земље добијене печењем, температура печења не би требало да буде превисока, обично између 700 и 800 ℃. Оксиди се могу растворити у 1-1,5мол/Л раствору сумпорне киселине или 4-5мол/Л раствору азотне киселине. Приликом лужења пржене руде сумпорном киселином и азотном киселином, церијум углавном улази у раствор у тетравалентном облику. Први укључује добијање раствора сулфата ретких земаља који садржи 50 г/Л РЕО на око 45 ℃, а затим производњу церијум диоксида користећи метод екстракције П204; Ово последње укључује припрему раствора нитрата ретких земаља који садржи РЕО од 150-200 г/Л на температури од 80-85 ℃, а затим коришћење ТБП екстракције за одвајање церијума.
Када се оксиди ретких земаља растворе са разблаженом сумпорном киселином или азотном киселином, ЦеО2 је релативно нерастворљив. Због тога је у раствор потребно додати малу количину флуороводоничне киселине као катализатор у каснијој фази растварања да би се побољшала растворљивост ЦеО2.
2、 Оксидација сувог ваздуха
Ставите хидроксид ретке земље у пећ за сушење и оксидирајте га у вентилираним условима на 100-120 ℃ током 16-24 сата. Реакција оксидације је следећа:
4Це(ОХ)3+О2+2Х2О=4Це(ОХ)4
Стопа оксидације церијума може да достигне 97%. Ако се температура оксидације додатно повећа на 140 ℃, време оксидације се може скратити на 4-6 сати, а брзина оксидације церијума такође може да достигне 97% ~ 98%. Процес оксидације сувог ваздуха производи велику количину прашине и лоше услове рада, који се тренутно углавном користе у лабораторији.
3、 Атмосферска оксидација влажног ваздуха
Помешати хидроксид ретке земље са водом да би се формирала суспензија, контролисати концентрацију РЕО на 50-70г/Л, додати НаОХ да повећа алкалност суспензије на 0,15-0,30мол/Л, и када се загреје на 85 ℃, директно увести ваздух у оксидишу сав тровалентни церијум у суспензији у тетравалентни церијум. Током процеса оксидације, испаравање воде је релативно велико, тако да у сваком тренутку треба допунити одређену количину воде како би се одржала стабилнија концентрација ретких земаља. Када се 40Л суспензије оксидује у свакој серији, време оксидације је 4-5 сати, а брзина оксидације церијума може да достигне 98%. Када се сваки пут оксидира 8м3 хидроксида ретких земаља, брзина протока ваздуха је 8-12м3/мин, а време оксидације се повећава на 15х, стопа оксидације церијума може да достигне 97% ~ 98%.
Карактеристике методе атмосферске оксидације влажног ваздуха су: висока стопа оксидације церијума, велика излазна снага, добри радни услови, једноставан рад, а овај метод се обично користи у индустрији за производњу сировог церијум диоксида.
4、 Оксидација влажног ваздуха под притиском
Под нормалним притиском, оксидација ваздуха траје дуже, а људи скраћују време оксидације коришћењем притиска. Повећање ваздушног притиска, односно повећање парцијалног притиска кисеоника у систему, погодује растварању кисеоника у раствору и дифузији кисеоника на површинску дифузију честица хидроксида ретких земаља, чиме се убрзава процес оксидације.
Помешати хидроксид ретке земље са водом до око 60 г/Л, подесити пХ на 13 натријум хидроксидом, подићи температуру на око 80 ℃, увести ваздух за оксидацију, контролисати притисак на 0,4 МПа и оксидисати 1 сат. Стопа оксидације церијума може достићи преко 95%. У стварној производњи, оксидациона сировина хидроксид ретке земље се добија алкалном конверзијом кроз таложење комплексне соли ретке земље натријум сулфата. Да би се скратио процес, таложење комплексне соли натријум сулфата ретких земаља и алкалног раствора може се додати у резервоар за оксидацију под притиском, одржавајући одређени притисак и температуру. Може се увести ваздух или богат кисеоник да би се ретка земља у комплексној соли претворила у хидроксиде ретких земаља, а истовремено Це (ОХ) 3 у њој може да се оксидује у Це (ОХ) 4.
У условима под притиском, брзина алкалне конверзије комплексне соли, брзина оксидације церијума и брзина оксидације церијума се побољшавају. После 45 минута реакције, брзина конверзије алкалије двоструке соли и брзина оксидације церијума достигли су преко 96%.
Време поста: 09.05.2023