Ցերիումի օդի օքսիդացման տարանջատում

Օդի օքսիդացման մեթոդը օքսիդացման մեթոդ է, որն օգտագործում է օդի թթվածինը օքսիդացման համարցերիումորոշակի պայմաններում քառավալենտ: Այս մեթոդը սովորաբար ներառում է ֆտորածխածնային ցերիումի հանքաքարի խտանյութի, հազվագյուտ հողերի օքսալատների և կարբոնատների թրծում օդում (հայտնի է որպես թրծման օքսիդացում) կամ հազվագյուտ հողային հիդրօքսիդների բովում (չոր օդի օքսիդացում) կամ օդի ներմուծում հազվագյուտ հողային հիդրօքսիդների ցեխի մեջ (թաց օդի օքսիդացում) օքսիդացման համար:

1, Տապակած օքսիդացում

Ֆտորածխածնի ցերիումի խտանյութը բովում է օդում 500 ℃ ջերմաստիճանում կամ Baiyunebo հազվագյուտ հողային խտանյութը 600-700 ℃ նատրիումի կարբոնատով բովում է օդում: Հազվագյուտ հողային միներալների տարրալուծման ժամանակ միներալներում ցերիումը օքսիդացվում է քառավալենտի։ Տարանջատման մեթոդներցերիումկալցինացված արտադրանքներից ներառում են հազվագյուտ հողի սուլֆատի կրկնակի աղի մեթոդը, լուծիչով արդյունահանման մեթոդը և այլն:

Ի լրումն օքսիդացման roasting էհազվագյուտ երկիրխտանյութը, աղերը, ինչպիսիք են հազվագյուտ հողերի օքսալատը և հազվագյուտ հողային կարբոնատը, ենթարկվում են փխրեցման տարրալուծման օդային մթնոլորտում, իսկ ցերիումը օքսիդացվում է մինչև CeO2: Տապակելուց ստացված հազվագյուտ հողային օքսիդի խառնուրդի լավ լուծելիությունը ապահովելու համար բովելու ջերմաստիճանը չպետք է չափազանց բարձր լինի, սովորաբար 700-ից 800 ℃: Օքսիդները կարող են լուծվել 1-1,5 մոլ/լ ծծմբաթթվի լուծույթում կամ 4-5 մոլ/լ ազոտական ​​թթվի լուծույթում։ Բոված հանքաքարը ծծմբաթթվով և ազոտական ​​թթվով տարրալվացնելիս ցերիումը հիմնականում լուծույթ է մտնում քառավալենտ ձևով։ Առաջինը ներառում է հազվագյուտ հողային սուլֆատի լուծույթի ստացում, որը պարունակում է 50 գ/լ REO մոտ 45 ℃ ջերմաստիճանում, այնուհետև արտադրվում է ցերիումի երկօքսիդ՝ օգտագործելով P204 արդյունահանման մեթոդը; Վերջինս ներառում է հազվագյուտ հողի նիտրատի լուծույթի պատրաստում, որը պարունակում է REO 150-200 գ/լ 80-85 ℃ ջերմաստիճանում, այնուհետև օգտագործելով TBP-ի արդյունահանումը ցերիումի առանձնացման համար:

Երբ հազվագյուտ հողի օքսիդները լուծվում են նոսր ծծմբաթթվի կամ ազոտական ​​թթվի հետ, CeO2-ը համեմատաբար անլուծելի է: Հետևաբար, լուծույթին անհրաժեշտ է ավելացնել փոքր քանակությամբ ֆտորաթթու՝ որպես կատալիզատոր լուծարման հետագա փուլում՝ բարելավելու համար CeO2-ի լուծելիությունը:

2, Չոր օդի օքսիդացում

Հազվագյուտ հողի հիդրօքսիդը տեղադրեք չորացման վառարանում և օքսիդացրեք այն օդափոխվող պայմաններում 100-120 ℃ ջերմաստիճանում 16-24 ժամ: Օքսիդացման ռեակցիան հետևյալն է.

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

Ցերիումի օքսիդացման արագությունը կարող է հասնել 97%-ի: Եթե ​​օքսիդացման ջերմաստիճանը հետագայում ավելացվի մինչև 140 ℃, օքսիդացման ժամանակը կարող է կրճատվել մինչև 4-6 ժամ, իսկ ցերիումի օքսիդացման արագությունը կարող է նաև հասնել 97%-98%: Չոր օդի օքսիդացման գործընթացն առաջացնում է մեծ քանակությամբ փոշի և վատ աշխատանքային պայմաններ, որոնք ներկայումս հիմնականում օգտագործվում են լաբորատորիայում:

3, Մթնոլորտային խոնավ օդի օքսիդացում

Հազվագյուտ հողի հիդրօքսիդը խառնեք ջրի հետ, որպեսզի լուծույթ ձևավորվի, վերահսկեք REO-ի կոնցենտրացիան մինչև 50-70 գ/լ, ավելացրեք NaOH՝ ցեխի ալկալայնությունը մինչև 0,15-0,30 մոլ/լ, և երբ տաքացվում է մինչև 85 ℃, ուղղակիորեն օդը ներմուծեք: օքսիդացնել ամբողջ եռավալենտ ցերիումը լուծույթի մեջ մինչև քառավալենտ ցերիում: Օքսիդացման գործընթացում ջրի գոլորշիացումը համեմատաբար մեծ է, ուստի ցանկացած պահի ջրի որոշակի քանակություն պետք է լրացվի՝ հազվագյուտ հողի ավելի կայուն կոնցենտրացիան պահպանելու համար: Երբ յուրաքանչյուր խմբաքանակում օքսիդացվում է 40լ լուծույթ, օքսիդացման ժամանակը 4-5 ժամ է, իսկ ցերիումի օքսիդացման արագությունը կարող է հասնել 98%-ի: Երբ 8 մ3 հազվագյուտ հողի հիդրօքսիդի փոշին ամեն անգամ օքսիդացվում է, օդի հոսքի արագությունը կազմում է 8-12 մ3/րոպե, իսկ օքսիդացման ժամանակը մեծանում է մինչև 15 ժամ, ցերիումի օքսիդացման արագությունը կարող է հասնել 97%-98%:

Մթնոլորտային թաց օդի օքսիդացման մեթոդի բնութագրերն են՝ ցերիումի բարձր օքսիդացման արագություն, մեծ արդյունք, լավ աշխատանքային պայմաններ, պարզ շահագործում, և այս մեթոդը սովորաբար օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ՝ չմշակված ցերիումի երկօքսիդ արտադրելու համար:

4, Ճնշված թաց օդի օքսիդացում

Նորմալ ճնշման դեպքում օդի օքսիդացումն ավելի երկար է տևում, և մարդիկ ճնշում գործադրելով՝ կրճատում են օքսիդացման ժամանակը: Օդի ճնշման բարձրացումը, այսինքն՝ թթվածնի մասնակի ճնշման բարձրացումը համակարգում, նպաստում է լուծույթում թթվածնի տարրալուծմանը և թթվածնի տարածմանը հողի հազվագյուտ հիդրօքսիդի մասնիկների մակերեսային դիֆուզիային՝ դրանով իսկ արագացնելով օքսիդացման գործընթացը։

Հազվագյուտ հողի հիդրօքսիդը ջրի հետ խառնել մինչև մոտ 60 գ/լ, կարգավորել pH-ը մինչև 13 նատրիումի հիդրօքսիդով, ջերմաստիճանը բարձրացնել մինչև մոտ 80 ℃, օդը ներմուծել օքսիդացման համար, վերահսկել ճնշումը 0,4 ՄՊա և օքսիդացնել 1 ժամ: Ցերիումի օքսիդացման արագությունը կարող է հասնել ավելի քան 95%: Իրական արտադրության մեջ օքսիդացման հումքի հազվագյուտ հողային հիդրօքսիդը ստացվում է ալկալիների փոխակերպման միջոցով հազվագյուտ հողային նատրիումի սուլֆատի բարդ աղի տեղումների միջոցով: Գործընթացը կրճատելու համար հազվագյուտ հողի նատրիումի սուլֆատի բարդ աղի և ալկալային լուծույթի տեղումները կարող են ավելացվել ճնշված օքսիդացման տանկի մեջ՝ պահպանելով որոշակի ճնշում և ջերմաստիճան: Օդը կամ հարուստ թթվածինը կարող է ներմուծվել բարդ աղի հազվագյուտ հողը հազվագյուտ հողային հիդրօքսիդների վերածելու համար, և միևնույն ժամանակ, նրա մեջ գտնվող Ce (OH) 3-ը կարող է օքսիդացվել մինչև Ce (OH) 4:

Ճնշման պայմաններում բարդ աղի ալկալիների փոխակերպման արագությունը, ցերիումի օքսիդացման արագությունը և ցերիումի օքսիդացման արագությունը բարելավվում են: 45 րոպե ռեակցիայից հետո կրկնակի աղի ալկալիի փոխակերպման արագությունը և ցերիումի օքսիդացման արագությունը հասել է ավելի քան 96%-ի: