Phương pháp oxy hóa không khí là một phương pháp oxy hóa sử dụng oxy trong không khí để oxy hóaCeriumđến tetravalent trong một số điều kiện nhất định. Phương pháp này thường liên quan đến việc rang fluorocarbon cerium quặng tập trung, oxalat đất hiếm và cacbonat trong không khí (được gọi là quá trình oxy hóa rang) hoặc rang hydroxit đất hiếm (oxy hóa không khí khô) hoặc đưa không khí vào bùn hydroxit đất hiếm (oxy hóa không khí ướt) để oxy hóa.
1 、 quá trình oxy hóa
Rang cerium fluorocarbon tập trung trong không khí ở mức 500 ℃ hoặc rang trái đất hiếm baiunebo tập trung với natri cacbonat trong không khí ở 600-700. Trong quá trình phân hủy khoáng sản đất hiếm, cerium trong khoáng chất bị oxy hóa thành tetravalent. Các phương pháp phân táchCeriumTừ các sản phẩm được nung bao gồm phương pháp muối đôi trái đất hiếm, phương pháp chiết dung môi, v.v.
Ngoài việc rang oxy hóaTrái đất hiếmCô đặc, muối như oxalate đất hiếm và cacbonat đất hiếm trải qua quá trình phân hủy rang trong bầu khí quyển không khí và cerium bị oxy hóa thành CEO2. Để đảm bảo độ hòa tan tốt của hỗn hợp oxit đất hiếm thu được bằng cách rang, nhiệt độ rang không nên quá cao, thường là từ 700 đến 800. Các oxit có thể được hòa tan trong dung dịch axit sunfuric 1-1,5mol/L hoặc dung dịch axit nitric 4-5mol/L. Khi lọc quặng rang với axit sunfuric và axit nitric, cerium chủ yếu đi vào dung dịch ở dạng tetravalent. Cái trước liên quan đến việc thu được dung dịch sunfat đất hiếm chứa 50g/L REO vào khoảng 45, và sau đó sản xuất cerium dioxide bằng phương pháp chiết p204; Loại thứ hai liên quan đến việc chuẩn bị dung dịch nitrat đất hiếm có chứa REO là 150-200g/L ở nhiệt độ 80-85, và sau đó sử dụng chiết xuất TBP để tách cerium.
Khi các oxit đất hiếm được hòa tan bằng axit sunfuric loãng hoặc axit nitric, CEO2 tương đối không hòa tan. Do đó, một lượng nhỏ axit hydrofluoric cần được thêm vào dung dịch như một chất xúc tác trong giai đoạn hòa tan sau này để cải thiện khả năng hòa tan của CEO2.
2 、 quá trình oxy hóa không khí khô
Đặt hydroxit đất hiếm trong lò khô và oxy hóa nó trong điều kiện thông gió ở 100-120 trong 16-24 giờ. Phản ứng oxy hóa như sau:
4CE (OH) 3+O2+2H2O = 4CE (OH) 4
Tỷ lệ oxy hóa của cerium có thể đạt 97%. Nếu nhiệt độ oxy hóa được tăng thêm lên 140, thời gian oxy hóa có thể được rút ngắn xuống còn 4-6 giờ và tốc độ oxy hóa của cerium cũng có thể đạt 97%~ 98%. Quá trình oxy hóa không khí khô tạo ra một lượng lớn bụi và điều kiện lao động kém, hiện đang chủ yếu được sử dụng trong phòng thí nghiệm.
3 oxy hóa không khí ướt trong khí quyển
Trộn hydroxit đất hiếm với nước để tạo thành bùn, kiểm soát nồng độ REO thành 50-70g/L, thêm NaOH để tăng độ kiềm của bùn lên 0,15-0.30mol/L và khi được làm nóng lên 85, trực tiếp giới thiệu không khí để oxy hóa tất cả các cerium. Trong quá trình oxy hóa, sự bay hơi của nước tương đối lớn, do đó, một lượng nước nhất định nên được bổ sung bất cứ lúc nào để duy trì nồng độ đất hiếm ổn định hơn. Khi 40L bùn bị oxy hóa trong mỗi lô, thời gian oxy hóa là 4-5 giờ và tỷ lệ oxy hóa của cerium có thể đạt 98%. Khi 8m3 bùn hydroxit đất hiếm bị oxy hóa mỗi lần, tốc độ dòng không khí là 8-12m3/phút và thời gian oxy hóa tăng lên 15h, tốc độ oxy hóa của cerium có thể đạt 97%~ 98%.
Các đặc điểm của phương pháp oxy hóa không khí ướt trong khí quyển là: tốc độ oxy hóa cao của cerium, sản lượng lớn, điều kiện làm việc tốt, hoạt động đơn giản và phương pháp này thường được sử dụng trong công nghiệp để tạo ra cerium dioxide thô.
4 、 quá trình oxy hóa không khí ướt áp lực
Dưới áp lực bình thường, quá trình oxy hóa không khí mất nhiều thời gian hơn và mọi người rút ngắn thời gian oxy hóa bằng cách sử dụng áp suất. Sự gia tăng của áp suất không khí, nghĩa là sự gia tăng của áp suất một phần oxy trong hệ thống, có lợi cho sự hòa tan oxy trong dung dịch và khuếch tán oxy đến sự khuếch tán bề mặt của các hạt hydroxit đất hiếm, do đó tăng tốc quá trình oxy hóa.
Trộn hydroxit đất hiếm với nước với khoảng 60g/L, điều chỉnh độ pH thành 13 với natri hydroxit, tăng nhiệt độ lên khoảng 80 ℃, đưa không khí cho quá trình oxy hóa, kiểm soát áp suất ở 0,4MPa và oxy hóa trong 1 giờ. Tỷ lệ oxy hóa của cerium có thể đạt hơn 95%. Trong sản xuất thực tế, chất oxy hóa nguyên liệu thô hydroxit hiếm thu được bằng cách chuyển đổi kiềm thông qua kết tủa muối phức tạp natri sunfat hiếm. Để rút ngắn quá trình, sự kết tủa của muối natri sunfat hiếm và dung dịch kiềm và dung dịch kiềm có thể được thêm vào bể oxy hóa áp lực, duy trì áp suất và nhiệt độ nhất định. Không khí hoặc oxy phong phú có thể được giới thiệu để chuyển đổi trái đất hiếm trong muối phức tạp thành các hydroxit đất hiếm, đồng thời, CE (OH) 3 trong đó có thể bị oxy hóa thành CE (OH) 4.
Trong điều kiện điều áp, tỷ lệ chuyển đổi kiềm của muối phức tạp, tốc độ oxy hóa của cerium và tỷ lệ oxy hóa của cerium đều được cải thiện. Sau 45 phút phản ứng, tỷ lệ chuyển đổi của kiềm muối kép và tỷ lệ oxy hóa của cerium đạt hơn 96%.
Thời gian đăng: Tháng 5-09-2023