Въздушно окислително отделяне на церий

Методът на окисляване с въздух е метод на окисление, който използва кислород във въздуха за окисляванецерийдо четиривалентен при определени условия.Този метод обикновено включва печене на концентрат от флуоровъглеводородна цериева руда, редкоземни оксалати и карбонати във въздух (известно като окисление при печене) или печене на хидроксиди от редкоземни метали (окисление със сух въздух) или въвеждане на въздух в суспензия от хидроксиди от редкоземни метали (оксидиране с мокър въздух) за окисление.

1、 Окисляване при печене

Изпичане на флуоровъглеродния цериев концентрат на въздух при 500 ℃ или изпичане на редкоземния концентрат Baiyunebo с натриев карбонат на въздух при 600-700 ℃.По време на разлагането на редкоземни минерали, церият в минералите се окислява до четиривалентен.Методи за разделянецерийот калцинираните продукти включват метод на двойна сол на редкоземен сулфат, метод на екстракция с разтворител и др.

В допълнение към окислителното печене наредкоземниконцентрат, соли като редкоземен оксалат и редкоземен карбонат се подлагат на разлагане при печене във въздушна атмосфера, а церият се окислява до CeO2.За да се осигури добра разтворимост на сместа от редкоземни оксиди, получена чрез печене, температурата на печене не трябва да бъде твърде висока, обикновено между 700 и 800 ℃.Оксидите могат да бъдат разтворени в 1-1,5 mol/L разтвор на сярна киселина или 4-5 mol/L разтвор на азотна киселина.При излугване на печена руда със сярна киселина и азотна киселина, церият навлиза в разтвора главно в четиривалентна форма.Първото включва получаване на разтвор на редкоземен сулфат, съдържащ 50 g/L REO при около 45 ℃, и след това производство на цериев диоксид, като се използва методът на екстракция P204;Последното включва приготвяне на разтвор на редкоземен нитрат, съдържащ REO от 150-200g/L при температура 80-85 ℃, и след това използване на TBP екстракция за отделяне на церий.

Когато редкоземните оксиди се разтварят с разредена сярна киселина или азотна киселина, CeO2 е относително неразтворим.Следователно, малко количество флуороводородна киселина трябва да се добави към разтвора като катализатор в по-късния етап на разтваряне, за да се подобри разтворимостта на CeO2.

2、 Окисляване на сух въздух

Поставете редкоземния хидроксид в сушилна пещ и го окислете при вентилирани условия при 100-120 ℃ за 16-24 часа.Реакцията на окисление е както следва:

4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4

Степента на окисление на церия може да достигне 97%.Ако температурата на окисление се повиши допълнително до 140 ℃, времето за окисление може да бъде съкратено до 4-6 часа, а степента на окисление на церия може също да достигне 97% ~ 98%.Процесът на окисление със сух въздух произвежда голямо количество прах и лоши условия на труд, които в момента се използват главно в лабораторията.

3、 Окисляване на атмосферен мокър въздух

Смесете редкоземен хидроксид с вода, за да образувате суспензия, контролирайте концентрацията на REO до 50-70 g/L, добавете NaOH, за да увеличите алкалността на суспензията до 0,15-0,30 mol/L, и когато се нагрее до 85 ℃, директно вкарайте въздух в окислява целия тривалентен церий в суспензията до четиривалентен церий.По време на процеса на окисляване изпарението на водата е сравнително голямо, така че определено количество вода трябва да се добавя по всяко време, за да се поддържа по-стабилна концентрация на редкоземни елементи.Когато 40 L суспензия се окислява във всяка партида, времето за окисление е 4-5 часа, а степента на окисление на церия може да достигне 98%.Когато 8 m3 суспензия от редкоземен хидроксид се окислява всеки път, скоростта на въздушния поток е 8-12 m3/min, а времето за окисление се увеличава до 15 часа, степента на окисление на церия може да достигне 97% ~ 98%.

Характеристиките на метода на окисляване с атмосферен мокър въздух са: висока скорост на окисление на церий, голяма производителност, добри работни условия, проста работа и този метод обикновено се използва в промишлеността за производство на суров цериев диоксид.

4、 Окисление с мокър въздух под налягане

При нормално налягане окисляването на въздуха отнема повече време и хората съкращават времето за окисление, като използват налягане.Увеличаването на налягането на въздуха, тоест увеличаването на парциалното налягане на кислорода в системата, е благоприятно за разтварянето на кислорода в разтвора и дифузията на кислород към повърхностната дифузия на частици от редкоземни хидроксиди, като по този начин ускорява процеса на окисление.

Смесете редкоземен хидроксид с вода до около 60g/L, коригирайте рН до 13 с натриев хидроксид, повишете температурата до около 80 ℃, вкарайте въздух за окисление, контролирайте налягането на 0,4MPa и окислете за 1 час.Степента на окисление на церия може да достигне над 95%.При действителното производство окислителната суровина хидроксид на редкоземни метали се получава чрез алкална конверсия чрез утаяване на комплексна сол на редкоземен натриев сулфат.За да се съкрати процесът, утаяването на комплексната сол на редкоземен натриев сулфат и алкален разтвор може да се добави към резервоар за окисляване под налягане, като се поддържа определено налягане и температура.Въздух или обогатен кислород могат да бъдат въведени, за да се преобразува редката земя в сложната сол в редкоземни хидроксиди и в същото време Ce (OH) 3 в нея може да се окисли до Ce (OH) 4.

При условия под налягане степента на алкална конверсия на комплексната сол, скоростта на окисляване на церия и скоростта на окисление на церия се подобряват.След 45 минути реакция степента на превръщане на двойната алкална сол и степента на окисление на церия достигат над 96%.