Hava oksidasyon yöntemi, havadaki oksijeni kullanarak oksitleme yapan bir oksidasyon yöntemidir.seryumbelirli koşullar altında tetravalent hale gelir. Bu yöntem tipik olarak florokarbon seryum cevheri konsantresini, nadir toprak oksalatlarını ve karbonatları havada kavurmayı (kavurma oksidasyonu olarak bilinir) veya nadir toprak hidroksitlerini kavurmayı (kuru hava oksidasyonu) veya oksidasyon için nadir toprak hidroksitleri bulamacına hava vermeyi (ıslak hava oksidasyonu) içerir.
1、 Kavurma oksidasyonu
Florokarbon seryum konsantresini 500 ℃'de havada kavurmak veya Baiyunebo nadir toprak konsantresini 600-700 ℃'de havada sodyum karbonatla kavurmak. Nadir toprak minerallerinin ayrışması sırasında, minerallerdeki seryum tetravalente oksitlenir. Ayırma yöntemleriseryumKalsine edilmiş ürünlerden elde edilenler arasında nadir toprak sülfat çift tuz yöntemi, solvent ekstraksiyon yöntemi vb. yer almaktadır.
Oksidasyon kavurmasının yanı sıranadir toprakKonsantre, nadir toprak oksalat ve nadir toprak karbonat gibi tuzlar hava atmosferinde kavurma ayrışmasına uğrar ve seryum CeO2'ye oksitlenir. Kavurma ile elde edilen nadir toprak oksit karışımının iyi çözünürlüğünü sağlamak için kavurma sıcaklığı çok yüksek olmamalı, genellikle 700 ila 800 ℃ arasında olmalıdır. Oksitler 1-1,5 mol/L sülfürik asit çözeltisinde veya 4-5 mol/L nitrik asit çözeltisinde çözülebilir. Kavrulmuş cevheri sülfürik asit ve nitrik asitle süzdürürken, seryum çoğunlukla çözeltiye tetravalent formda girer. Birincisi, yaklaşık 45 ℃'de 50 g/L REO içeren bir nadir toprak sülfat çözeltisi elde etmeyi ve ardından P204 ekstraksiyon yöntemini kullanarak seryum dioksit üretmeyi içerir; İkincisi, 80-85 ℃ sıcaklıkta 150-200 g/L REO içeren nadir toprak nitrat çözeltisinin hazırlanmasını ve daha sonra seryumu ayırmak için TBP ekstraksiyonunun kullanılmasını içerir.
Nadir toprak oksitleri seyreltik sülfürik asit veya nitrik asitle çözüldüğünde, CeO2 nispeten çözünmezdir. Bu nedenle, çözünmenin sonraki aşamasında CeO2'nin çözünürlüğünü iyileştirmek için çözeltiye katalizör olarak az miktarda hidroflorik asit eklenmesi gerekir.
2、 Kuru hava oksidasyonu
Nadir toprak hidroksitini bir kurutma fırınına yerleştirin ve havalandırılmış koşullar altında 100-120 ℃'de 16-24 saat boyunca oksitleyin. Oksidasyon reaksiyonu aşağıdaki gibidir:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Seryumun oksidasyon oranı %97'ye ulaşabilir. Oksidasyon sıcaklığı 140 ℃'ye daha fazla artırılırsa, oksidasyon süresi 4-6 saate kısaltılabilir ve seryumun oksidasyon oranı da %97~%98'e ulaşabilir. Kuru hava oksidasyon süreci, şu anda çoğunlukla laboratuvarda kullanılan büyük miktarda toz ve kötü çalışma koşulları üretir.
3、 Atmosferik ıslak hava oksidasyonu
Nadir toprak hidroksitini suyla karıştırarak bir bulamaç oluşturun, REO konsantrasyonunu 50-70g/L'ye ayarlayın, bulamacın alkalinitesini 0,15-0,30mol/L'ye çıkarmak için NaOH ekleyin ve 85 ℃'ye ısıtıldığında, bulamaçtaki tüm üç değerlikli seryumu tetravalent seryuma oksitlemek için doğrudan hava verin. Oksidasyon işlemi sırasında, suyun buharlaşması nispeten büyüktür, bu nedenle daha kararlı bir nadir toprak konsantrasyonunu korumak için her zaman belirli miktarda su takviye edilmelidir. Her partide 40L bulamaç oksitlendiğinde, oksidasyon süresi 4-5 saattir ve seryumun oksidasyon oranı %98'e ulaşabilir. Her seferinde 8m3 nadir toprak hidroksit bulamacı oksitlendiğinde, hava akış hızı 8-12m3/dakika olup, oksidasyon süresi 15 saate çıkarıldığında, seryumun oksidasyon oranı %97~%98'e ulaşabilir.
Atmosferik ıslak hava oksidasyon yönteminin özellikleri şunlardır: seryumun yüksek oksidasyon hızı, büyük çıkış, iyi çalışma koşulları, basit operasyon ve bu yöntem endüstride ham seryum dioksit üretmek için yaygın olarak kullanılır.
4、 Basınçlı ıslak hava oksidasyonu
Normal basınç altında hava oksidasyonu daha uzun sürer ve insanlar basınç kullanarak oksidasyon süresini kısaltırlar. Hava basıncının artması, yani sistemdeki oksijen kısmi basıncının artması, oksijenin çözeltide çözünmesine ve oksijenin nadir toprak hidroksit parçacıklarının yüzey difüzyonuna yayılmasına yardımcı olur, böylece oksidasyon süreci hızlanır.
Nadir toprak hidroksitini yaklaşık 60g / L'ye kadar suyla karıştırın, pH'ı sodyum hidroksit ile 13'e ayarlayın, sıcaklığı yaklaşık 80 ℃'ye yükseltin, oksidasyon için hava verin, basıncı 0,4 MPa'da kontrol edin ve 1 saat oksitleyin. Seryumun oksidasyon oranı %95'in üzerine çıkabilir. Gerçek üretimde, oksidasyon hammaddesi nadir toprak hidroksiti, nadir toprak sodyum sülfat kompleks tuzunun çökeltilmesi yoluyla alkali dönüşümüyle elde edilir. İşlemi kısaltmak için, nadir toprak sodyum sülfat kompleks tuzunun çökeltilmesi ve alkali çözelti, belirli bir basınç ve sıcaklığı koruyarak basınçlı bir oksidasyon tankına eklenebilir. Karmaşık tuzdaki nadir toprağı nadir toprak hidroksitlerine dönüştürmek için hava veya zengin oksijen verilebilir ve aynı zamanda içindeki Ce (OH) 3, Ce (OH) 4'e oksitlenebilir.
Basınçlı koşullar altında, kompleks tuzun alkali dönüşüm oranı, seryumun oksidasyon oranı ve seryumun oksidasyon oranı iyileştirildi. 45 dakikalık reaksiyondan sonra, çift tuz alkali dönüşüm oranı ve seryumun oksidasyon oranı %96'nın üzerine çıktı.
Gönderi zamanı: May-09-2023