Η μέθοδος οξείδωσης αέρα είναι μια μέθοδος οξείδωσης που χρησιμοποιεί οξυγόνο στον αέρα για να οξειδώσειδημήτριοσε τετ. υπό ορισμένες συνθήκες. Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει συνήθως το συμπύκνωμα μεταλλεύματος από φθοροβάθμιο φθοροβάθμιο, τα οξαλικά σπάνια γη και τα ανθρακικά άλατα στον αέρα (γνωστό ως οξείδωση ψησίματος) ή το ψήσιμο υδροξείδια σπάνιων γαιών (οξείδωση ξηρού αέρα) ή εισάγοντας αέρα σε υδροξείδιο των σπάνιων γαιών (οξείδωση υγρού αέρα) για οξείδωση.
1 、 Οξείδωση ψησίματος
Ψήνοντας το συμπύκνωμα δημοσίου κυττάρου στον αέρα στα 500 ℃ ή ψήνοντας το συμπύκνωμα σπάνιων γαιών Baiyunebo με ανθρακικό νάτριο στον αέρα στα 600-700 ℃. Κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης των ορυκτών σπάνιων γαιών, το δημητριακό στα ορυκτά οξειδώνεται σε τετραβαλικό. Οι μέθοδοι διαχωρισμούδημήτριοΑπό τα ασβεστοποιημένα προϊόντα περιλαμβάνουν τη μέθοδο διπλού άλατος σπάνιων γαιών, τη μέθοδο εκχύλισης διαλύτη κ.λπ.
Εκτός από το ψήσιμο οξείδωσης τουσπάνια γηΤο συμπύκνωμα, τα άλατα όπως το οξαλικό σπάνιο γη και το ανθρακικό αλάτι της σπάνιας γης υφίστανται αποσύνθεση ψησίματος σε ατμόσφαιρα αέρα και το δημητριακό οξειδώνεται στον CEO2. Για να εξασφαλιστεί η καλή διαλυτότητα του μίγματος οξειδίου σπάνιων γαιών που λαμβάνεται με ψήσιμο, η θερμοκρασία ψησίματος δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλή, συνήθως μεταξύ 700 και 800 ℃. Τα οξείδια μπορούν να διαλυθούν σε διάλυμα 1-1,5mol/L θειικού οξέος ή διάλυμα νιτρικού οξέος 4-5mol/L. Κατά την έκπλυση ψητό μεταλλεύματος με θειικό οξύ και νιτρικό οξύ, το δημητριακό εισέρχεται κυρίως στο διάλυμα σε τετραβαλική μορφή. Το πρώτο περιλαμβάνει την απόκτηση ενός διαλύματος θειικού σπάνιου γη που περιέχει 50G/L Reo σε περίπου 45 ℃ και στη συνέχεια παράγει διοξείδιο του δημητριακού χρησιμοποιώντας τη μέθοδο εκχύλισης P204. Το τελευταίο περιλαμβάνει την παρασκευή ενός διαλύματος νιτρικού σπάνιου γαιούντερς που περιέχει REO 150-200g/L σε θερμοκρασία 80-85 ℃ και στη συνέχεια χρησιμοποιώντας την εκχύλιση TBP για να διαχωρίσει το δημητριακό.
Όταν τα οξείδια σπάνιων γαιών διαλύονται με αραιό θειικό οξύ ή νιτρικό οξύ, ο CEO2 είναι σχετικά αδιάλυτος. Επομένως, πρέπει να προστεθεί μια μικρή ποσότητα υδροφθορικού οξέος στο διάλυμα ως καταλύτη στο μεταγενέστερο στάδιο της διάλυσης για τη βελτίωση της διαλυτότητας του CEO2.
2 、 Οξείδωση ξηρού αέρα
Τοποθετήστε το υδροξείδιο της σπάνιων γαιών σε έναν κλίβανο ξήρανσης και οξειδώστε το κάτω από αεριζόμενες συνθήκες στις 100-120 ℃ για 16-24 ώρες. Η αντίδραση οξείδωσης έχει ως εξής:
4CE (OH) 3+O2+2H2O = 4CE (OH) 4
Ο ρυθμός οξείδωσης του δημητριακού μπορεί να φτάσει το 97%. Εάν η θερμοκρασία οξείδωσης αυξάνεται περαιτέρω στα 140 ℃, ο χρόνος οξείδωσης μπορεί να μειωθεί σε 4-6 ώρες και ο ρυθμός οξείδωσης του δημητριακού μπορεί επίσης να φθάσει το 97%~ 98%. Η διαδικασία οξείδωσης ξηρού αέρα παράγει μεγάλη ποσότητα σκόνης και κακής εργασίας, οι οποίες χρησιμοποιούνται σήμερα κυρίως στο εργαστήριο.
3 、 Ατμοσφαιρική οξείδωση υγρού αέρα
Ανακατέψτε το υδροξείδιο της σπάνιων γαιών με νερό για να σχηματίσει ένα ιλύδιο, ελέγξτε τη συγκέντρωση REO σε 50-70g/L, προσθέστε το NaOH για να αυξήσετε την αλκαλικότητα του ιλύος σε 0,15-0,30mol/L και όταν θερμαίνεται σε 85 ℃, εισάγετε άμεσα αέρα για να οξειδώσει όλο το τριπλό δημητριακό στο ollurry στο Tetravalent Cerium. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οξείδωσης, η εξάτμιση του νερού είναι σχετικά μεγάλη, οπότε μια ορισμένη ποσότητα νερού πρέπει να συμπληρωθεί ανά πάσα στιγμή για να διατηρηθεί μια πιο σταθερή συγκέντρωση σπάνιων γη. Όταν το 40L ιλύος οξειδώνεται σε κάθε παρτίδα, ο χρόνος οξείδωσης είναι 4-5 ώρες και ο ρυθμός οξείδωσης του δημητριακού μπορεί να φτάσει το 98%. Όταν το 8Μ3 του ιλύου υδροξειδίου της σπάνιων γαιών οξειδώνεται κάθε φορά, ο ρυθμός ροής του αέρα είναι 8-12m3/min και ο χρόνος οξείδωσης αυξάνεται σε 15 ώρες, ο ρυθμός οξείδωσης του δημητριακού μπορεί να φτάσει το 97%~ 98%.
Τα χαρακτηριστικά της μεθόδου οξείδωσης του ατμοσφαιρικού υγρού αέρα είναι: ο υψηλός ρυθμός οξείδωσης του δημητριακού, η μεγάλη παραγωγή, οι καλές συνθήκες εργασίας, η απλή λειτουργία και αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία για την παραγωγή αργού διοξειδίου του δημητριακού.
4 、 Οξείδωση υγρού αέρα υπό πίεση
Κάτω από την κανονική πίεση, η οξείδωση του αέρα διαρκεί περισσότερο χρόνο και οι άνθρωποι συντομεύουν τον χρόνο οξείδωσης χρησιμοποιώντας πίεση. Η αύξηση της πίεσης του αέρα, δηλαδή η αύξηση της μερικής πίεσης οξυγόνου στο σύστημα, ευνοεί τη διάλυση του οξυγόνου στο διάλυμα και τη διάχυση του οξυγόνου στην επιφάνεια διάχυσης των σωματιδίων υδροξειδίου σπάνιας γης, επιταχύνοντας έτσι τη διαδικασία οξείδωσης.
Ανακατέψτε το υδροξείδιο της σπάνιας γης με νερό σε περίπου 60g/L, ρυθμίστε το ρΗ έως 13 με υδροξείδιο του νατρίου, αυξήστε τη θερμοκρασία σε περίπου 80 ℃, εισάγετε αέρα για οξείδωση, ελέγξτε την πίεση σε 0,4MPa και οξειδώστε για 1 ώρα. Ο ρυθμός οξείδωσης του δημητριακού μπορεί να φτάσει πάνω από 95%. Στην πραγματική παραγωγή, η οξείδωση της πρώτης ύλης υδροξείδιο της σπάνιας γης λαμβάνεται με μετατροπή αλκαλίων μέσω βροχοπτώσεων του αλάτι συμπλέγματος θειικού νατρίου σπάνιων γαιών. Προκειμένου να μειωθεί η διαδικασία, η βροχόπτωση του συμπλέγματος θειικού νατρίου σπάνιων γαιών και του αλκαλικού διαλύματος μπορεί να προστεθεί σε μια δεξαμενή οξείδωσης υπό πίεση, διατηρώντας μια ορισμένη πίεση και θερμοκρασία. Ο αέρας ή το πλούσιο οξυγόνο μπορεί να εισαχθεί για να μετατραπεί η σπάνια γη στο σύνθετο άλας σε υδροξείδια σπάνιων γαιών και ταυτόχρονα, CE (OH) 3 σε αυτό μπορεί να οξειδωθεί στο Ce (OH) 4.
Υπό συνθήκες υπό πίεση, ο ρυθμός μετατροπής αλκαλίων του σύνθετου άλατος, ο ρυθμός οξείδωσης του δημητριακού και ο ρυθμός οξείδωσης του δημητριακού βελτιώθηκαν. Μετά από 45 λεπτά αντίδρασης, ο ρυθμός μετατροπής διπλού αλκάλου και ο ρυθμός οξείδωσης του δημητριακού έφθασαν πάνω από 96%.
Χρόνος δημοσίευσης: Μάιος-09-2023