Lugoksidasiemetode is 'n oksidasiemetode wat suurstof in die lug gebruik om te oksideerseriumtot vierwaardig onder sekere omstandighede. Hierdie metode behels tipies die rooster van fluorkoolstof-seriumertskonsentraat, seldsame aardoksalate en karbonate in lug (bekend as rooster oksidasie) of rooster van seldsame aardhidroksiede (droë lug oksidasie) of die inbring van lug in seldsame aard hidroksiede slurry (nat lug oksidasie) vir oksidasie.
1、 Rooster oksidasie
Rooster die fluorkoolstof-seriumkonsentraat in lug by 500 ℃ of rooster die Baiyunebo seldsame aarde-konsentraat met natriumkarbonaat in lug by 600-700 ℃. Tydens die ontbinding van seldsame aardminerale word serium in die minerale tot vierwaardig geoksideer. Die metodes om te skeiseriumvan gebrande produkte sluit in seldsame aardsulfaat dubbelsoutmetode, oplosmiddelekstraksiemetode, ens.
Benewens die oksidasie rooster vanseldsame aardekonsentraat, soute soos seldsame aardoksalaat en seldsame aardkarbonaat ondergaan roosterontbinding in 'n lugatmosfeer, en serium word tot CeO2 geoksideer. Om goeie oplosbaarheid van die seldsame aardoksiedmengsel wat deur rooster verkry word, te verseker, moet die roostertemperatuur nie te hoog wees nie, gewoonlik tussen 700 en 800 ℃. Oksiede kan in 1-1.5mol/L swaelsuuroplossing of 4-5mol/L salpetersuuroplossing opgelos word. Wanneer geroosterde erts met swaelsuur en salpetersuur geloog word, gaan serium hoofsaaklik in 'n vierwaardige vorm die oplossing binne. Eersgenoemde behels die verkryging van 'n seldsame aardsulfaatoplossing wat 50g/L REO teen ongeveer 45 ℃ bevat, en dan die vervaardiging van seriumdioksied deur die P204-ekstraksiemetode te gebruik; Laasgenoemde behels die voorbereiding van 'n seldsame aard-nitraatoplossing wat REO van 150-200g/L bevat by 'n temperatuur van 80-85 ℃, en dan die gebruik van TBP-ekstraksie om serium te skei.
Wanneer seldsame aardoksiede met verdunde swaelsuur of salpetersuur opgelos word, is CeO2 relatief onoplosbaar. Daarom moet 'n klein hoeveelheid fluoorsuur by die oplossing gevoeg word as 'n katalisator in die latere stadium van ontbinding om die oplosbaarheid van CeO2 te verbeter.
2、 Droë lug oksidasie
Plaas die seldsame aardhidroksied in 'n droogoond en oksideer dit onder geventileerde toestande by 100-120 ℃ vir 16-24 uur. Die oksidasiereaksie is soos volg:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Die oksidasietempo van serium kan 97% bereik. As die oksidasietemperatuur verder verhoog word tot 140 ℃, kan die oksidasietyd tot 4-6 uur verkort word, en die oksidasietempo van serium kan ook 97% ~ 98% bereik. Die droë lug oksidasie proses produseer 'n groot hoeveelheid stof en swak arbeidstoestande, wat tans hoofsaaklik in die laboratorium gebruik word.
3、 Atmosferiese nat lug oksidasie
Meng seldsame aardhidroksied met water om 'n flodder te vorm, beheer die REO-konsentrasie tot 50-70g/L, voeg NaOH by om die alkaliniteit van die flodder tot 0.15-0.30mol/L te verhoog, en wanneer dit tot 85 ℃ verhit word, voer lug direk in oksideer alle driewaardige serium in die suspensie na vierwaardige serium. Tydens die oksidasieproses is die verdamping van water relatief groot, dus moet 'n sekere hoeveelheid water te eniger tyd aangevul word om 'n meer stabiele konsentrasie van seldsame aarde te handhaaf. Wanneer 40L suspensie in elke bondel geoksideer word, is die oksidasietyd 4-5 uur, en die oksidasietempo van serium kan 98% bereik. Wanneer 8m3 seldsame aardhidroksied-slib elke keer geoksideer word, is die lugvloeitempo 8-12m3/min, en die oksidasietyd word tot 15 uur verhoog, kan die oksidasietempo van serium 97%~98% bereik.
Die kenmerke van die atmosferiese natlug-oksidasiemetode is: hoë oksidasietempo van serium, groot uitset, goeie werksomstandighede, eenvoudige werking, en hierdie metode word algemeen in die industrie gebruik om ru seriumdioksied te produseer.
4、 Druk nat lug oksidasie
Onder normale druk neem lugoksidasie langer, en mense verkort die oksidasietyd deur druk te gebruik. Die toename van lugdruk, dit wil sê die toename van suurstofparsiële druk in die sisteem, is bevorderlik vir die oplossing van suurstof in die oplossing en die diffusie van suurstof na die oppervlak diffusie van seldsame aardhidroksieddeeltjies, en versnel dus die oksidasieproses.
Meng seldsame aardhidroksied met water tot ongeveer 60g/L, verstel die pH na 13 met natriumhidroksied, verhoog die temperatuur tot ongeveer 80 ℃, voer lug in vir oksidasie, beheer die druk teen 0.4MPa, en oksideer vir 1 uur. Die oksidasietempo van serium kan meer as 95% bereik. In werklike produksie word die oksidasie-grondstof seldsame aardhidroksied verkry deur alkali-omskakeling deur presipitasie van seldsame aard-natriumsulfaatkomplekssout. Om die proses te verkort, kan die neerslag van seldsame aard-natriumsulfaatkompleks sout en alkaliese oplossing by 'n oksidasietenk onder druk gevoeg word, wat 'n sekere druk en temperatuur handhaaf. Lug of ryk suurstof kan ingebring word om die seldsame aarde in die komplekse sout in seldsame aardhidroksiede om te skakel, en terselfdertyd kan Ce (OH) 3 daarin geoksideer word na Ce (OH) 4.
Onder druktoestande word die alkaliomsettingstempo van die komplekse sout, die oksidasietempo van serium en die oksidasietempo van serium alles verbeter. Na 45 minute se reaksie het die omskakelingstempo van dubbelsoutalkali en die oksidasietempo van serium meer as 96% bereik.
Postyd: Mei-09-2023