Metoda utleniania powietrzem to metoda utleniania, w której do utleniania wykorzystuje się tlen z powietrza.cerdo czterowartościowego w określonych warunkach. Ta metoda zazwyczaj obejmuje prażenie koncentratu rudy fluorowęglowej ceru, szczawianów ziem rzadkich i węglanów w powietrzu (znane jako utlenianie prażenia) lub prażenie wodorotlenków ziem rzadkich (utlenianie suchym powietrzem) lub wprowadzanie powietrza do zawiesiny wodorotlenków ziem rzadkich (utlenianie mokrym powietrzem) w celu utlenienia.
1、 Utlenianie prażenia
Prażenie koncentratu fluorowęglowodorowego ceru w powietrzu w temperaturze 500 ℃ lub prażenie koncentratu ziem rzadkich Baiyunebo z węglanem sodu w powietrzu w temperaturze 600-700 ℃. Podczas rozkładu minerałów ziem rzadkich cer w minerałach utlenia się do czterowartościowego. Metody oddzielaniacerz produktów kalcynowanych obejmują metodę podwójnej soli siarczanu ziem rzadkich, metodę ekstrakcji rozpuszczalnikiem, itp.
Oprócz utleniającego prażeniaziemia rzadkakoncentrat, sole takie jak szczawian ziem rzadkich i węglan ziem rzadkich ulegają rozkładowi przez prażenie w atmosferze powietrza, a cer jest utleniany do CeO2. Aby zapewnić dobrą rozpuszczalność mieszanki tlenków ziem rzadkich uzyskanej przez prażenie, temperatura prażenia nie powinna być zbyt wysoka, zwykle między 700 a 800 ℃. Tlenki można rozpuścić w roztworze kwasu siarkowego o stężeniu 1-1,5 mol/l lub roztworze kwasu azotowego o stężeniu 4-5 mol/l. Podczas ługowania prażonej rudy kwasem siarkowym i kwasem azotowym cer wchodzi do roztworu głównie w formie czterowartościowej. Pierwsza metoda polega na uzyskaniu roztworu siarczanu ziem rzadkich zawierającego 50 g/l REO w temperaturze około 45 ℃, a następnie wytworzeniu dwutlenku ceru przy użyciu metody ekstrakcji P204; Druga metoda polega na przygotowaniu roztworu azotanu ziem rzadkich zawierającego REO w stężeniu 150–200 g/l w temperaturze 80–85 ℃, a następnie zastosowaniu ekstrakcji TBP w celu oddzielenia ceru.
Gdy tlenki ziem rzadkich są rozpuszczane rozcieńczonym kwasem siarkowym lub azotowym, CeO2 jest stosunkowo nierozpuszczalny. Dlatego w późniejszym etapie rozpuszczania do roztworu należy dodać niewielką ilość kwasu fluorowodorowego jako katalizatora, aby poprawić rozpuszczalność CeO2.
2、 Utlenianie suchym powietrzem
Umieść wodorotlenek ziem rzadkich w piecu suszącym i utlenij go w wentylowanych warunkach w temperaturze 100-120 ℃ przez 16-24 godzin. Reakcja utleniania jest następująca:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Szybkość utleniania ceru może osiągnąć 97%. Jeśli temperatura utleniania zostanie zwiększona do 140 ℃, czas utleniania można skrócić do 4-6 godzin, a szybkość utleniania ceru może osiągnąć 97%~98%. Proces utleniania suchym powietrzem wytwarza dużą ilość pyłu i wymaga trudnych warunków pracy, które są obecnie stosowane głównie w laboratoriach.
3. Utlenianie w powietrzu wilgotnym atmosferycznym
Wymieszaj wodorotlenek ziem rzadkich z wodą, aby utworzyć zawiesinę, kontroluj stężenie REO do 50-70 g/l, dodaj NaOH, aby zwiększyć zasadowość zawiesiny do 0,15-0,30 mol/l, a po podgrzaniu do 85 ℃, bezpośrednio wprowadź powietrze, aby utlenić cały trójwartościowy cer w zawiesinie do czterowartościowego ceru. Podczas procesu utleniania parowanie wody jest stosunkowo duże, więc pewna ilość wody powinna być uzupełniana w dowolnym momencie, aby utrzymać bardziej stabilne stężenie ziem rzadkich. Gdy 40 l zawiesiny jest utleniane w każdej partii, czas utleniania wynosi 4-5 godzin, a szybkość utleniania ceru może osiągnąć 98%. Gdy 8 m3 zawiesiny wodorotlenku ziem rzadkich jest utleniane za każdym razem, szybkość przepływu powietrza wynosi 8-12 m3/min, a czas utleniania jest zwiększany do 15 godzin, szybkość utleniania ceru może osiągnąć 97%~98%.
Do cech metody utleniania w powietrzu wilgotnym należą: duża szybkość utleniania ceru, duża wydajność, dobre warunki pracy, prosta obsługa. Metoda ta jest powszechnie stosowana w przemyśle do produkcji surowego dwutlenku ceru.
4、 Utlenianie sprężonym, mokrym powietrzem
Przy normalnym ciśnieniu utlenianie powietrzem trwa dłużej, a ludzie skracają czas utleniania, stosując ciśnienie. Wzrost ciśnienia powietrza, czyli wzrost ciśnienia parcjalnego tlenu w układzie, sprzyja rozpuszczaniu się tlenu w roztworze i dyfuzji tlenu do powierzchni cząstek wodorotlenku ziem rzadkich, przyspieszając w ten sposób proces utleniania.
Wymieszaj wodorotlenek ziem rzadkich z wodą do około 60 g/l, dostosuj pH do 13 za pomocą wodorotlenku sodu, podnieś temperaturę do około 80 ℃, wprowadź powietrze w celu utlenienia, kontroluj ciśnienie na poziomie 0,4 MPa i utleniaj przez 1 godzinę. Szybkość utleniania ceru może osiągnąć ponad 95%. W rzeczywistej produkcji surowiec utleniania wodorotlenku ziem rzadkich jest uzyskiwany przez konwersję alkaliczną poprzez wytrącanie soli kompleksowej siarczanu sodu ziem rzadkich. Aby skrócić proces, wytrącanie soli kompleksowej siarczanu sodu ziem rzadkich i roztwór alkaliczny można dodać do ciśnieniowego zbiornika utleniającego, utrzymując określone ciśnienie i temperaturę. Powietrze lub bogaty tlen można wprowadzić w celu przekształcenia ziem rzadkich w soli kompleksowej w wodorotlenki ziem rzadkich, a jednocześnie Ce (OH) 3 w nim może zostać utleniony do Ce (OH) 4.
W warunkach ciśnieniowych szybkość konwersji alkalicznej soli złożonej, szybkość utleniania ceru i szybkość utleniania ceru ulegają poprawie. Po 45 minutach reakcji szybkość konwersji podwójnej soli alkalicznej i szybkość utleniania ceru osiągnęły ponad 96%.
Czas publikacji: 09-05-2023