Ցերիումի օդային օքսիդացման տարանջատում

Օդային օքսիդացման մեթոդը օքսիդացման մեթոդ է, որն օգտագործում է օդում առկա թթվածինը օքսիդացնելու համարցերիումորոշակի պայմաններում քառարժեքի։ Այս մեթոդը սովորաբար ներառում է ֆտորածխածնային ցերիումի հանքաքարի կոնցենտրատի, հազվագյուտ հողերի օքսալատների և կարբոնատների օդում թրծում (հայտնի է որպես թրծման օքսիդացում) կամ հազվագյուտ հողերի հիդրօքսիդների թրծում (չոր օդում օքսիդացում) կամ օդի ներմուծում հազվագյուտ հողերի հիդրօքսիդների խառնուրդի մեջ (թաց օդում օքսիդացում) օքսիդացման համար։

1, Թխման օքսիդացում

Ֆտորածխածնային ցերիումի խտանյութի թրծումը օդում 500 ℃ ջերմաստիճանում կամ Բայյունեբոյի հազվագյուտ հողային հանքանյութերի խտանյութի թրծումը նատրիումի կարբոնատով օդում 600-700 ℃ ջերմաստիճանում: Հազվագյուտ հողային հանքանյութերի քայքայման ընթացքում հանքանյութերում պարունակվող ցերիումը օքսիդանում է մինչև քառարժեք: Բաժանման մեթոդներըցերիումԿալցինացված արտադրանքներից են՝ հազվագյուտ հողային սուլֆատի կրկնակի աղի մեթոդը, լուծիչով արդյունահանման մեթոդը և այլն։

Բացի օքսիդացնող տապակումից,հազվագյուտ հողԿոնցենտրատում, աղերը, ինչպիսիք են հազվագյուտ հողերի օքսալատը և հազվագյուտ հողերի կարբոնատը, ենթարկվում են այրման քայքայման օդային մթնոլորտում, և ցերիումը օքսիդանում է CeO2-ի: Որպեսզի այրման միջոցով ստացված հազվագյուտ հողերի օքսիդների խառնուրդը լավ լուծելի լինի, այրման ջերմաստիճանը չպետք է չափազանց բարձր լինի, սովորաբար 700-ից 800 ℃ սահմաններում: Օքսիդները կարող են լուծվել 1-1.5 մոլ/լ ծծմբական թթվի լուծույթում կամ 4-5 մոլ/լ ազոտական ​​թթվի լուծույթում: Երբ այրված հանքաքարը լվացվում է ծծմբական թթվով և ազոտական ​​թթվով, ցերիումը լուծույթի մեջ է մտնում հիմնականում քառարժեք ձևով: Առաջինը ներառում է մոտ 45 ℃ ջերմաստիճանում 50 գ/լ REO պարունակող հազվագյուտ հողերի սուլֆատ լուծույթի ստացում, ապա ցերիումի երկօքսիդի ստացում՝ օգտագործելով P204 արդյունահանման մեթոդը. Վերջինս ներառում է 80-85 ℃ ջերմաստիճանում 150-200 գ/լ REO պարունակող հազվագյուտ հողերի նիտրատի լուծույթի պատրաստում, ապա TBP արդյունահանում՝ ցերիումը առանձնացնելու համար:

Երբ հազվագյուտ հողային օքսիդները լուծվում են նոսր ծծմբական թթվի կամ ազոտական ​​թթվի հետ, CeO2-ը համեմատաբար անլուծելի է։ Հետևաբար, լուծույթին անհրաժեշտ է ավելացնել փոքր քանակությամբ ֆտորաջրածին թթու որպես կատալիզատոր՝ լուծման ուշ փուլում՝ CeO2-ի լուծելիությունը բարելավելու համար։

2, չոր օդի օքսիդացում

Հազվագյուտ հողային միացությունների հիդրօքսիդը տեղադրեք չորացման վառարանի մեջ և օքսիդացրեք այն օդափոխվող պայմաններում 100-120 ℃ ջերմաստիճանում 16-24 ժամվա ընթացքում: Օքսիդացման ռեակցիան հետևյալն է.

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

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

3, մթնոլորտային խոնավ օդի օքսիդացում

Խառնեք հազվագյուտ հողերի հիդրօքսիդը ջրի հետ՝ խառնուրդ ստանալու համար, REO կոնցենտրացիան կարգավորեք մինչև 50-70 գ/լ, ավելացրեք NaOH՝ խառնուրդի ալկալիականությունը 0.15-0.30 մոլ/լ բարձրացնելու համար, և երբ տաքացնեք մինչև 85 ℃, անմիջապես ներմուծեք օդ՝ խառնուրդի մեջ եղած ամբողջ եռարժեք ցերիումը քառարժեք ցերիումի օքսիդացնելու համար։ Օքսիդացման գործընթացի ընթացքում ջրի գոլորշիացումը համեմատաբար մեծ է, ուստի ցանկացած պահի պետք է որոշակի քանակությամբ ջուր ավելացնել՝ հազվագյուտ հողերի ավելի կայուն կոնցենտրացիա պահպանելու համար։ Երբ յուրաքանչյուր խմբաքանակում օքսիդացվում է 40 լ խառնուրդ, օքսիդացման ժամանակը կազմում է 4-5 ժամ, իսկ ցերիումի օքսիդացման արագությունը կարող է հասնել 98%-ի։ Երբ ամեն անգամ օքսիդացվում է 8 մ3 հազվագյուտ հողերի հիդրօքսիդի խառնուրդ, 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%-ի։

Մթնոլորտային խոնավ օդում օքսիդացման մեթոդի բնութագրերն են՝ ցերիումի բարձր օքսիդացման արագությունը, մեծ արտադրողականությունը, լավ աշխատանքային պայմանները, պարզ շահագործումը, և այս մեթոդը լայնորեն կիրառվում է արդյունաբերության մեջ՝ հում ցերիումի երկօքսիդ ստանալու համար։

4, ճնշման տակ խոնավ օդի օքսիդացում

Նորմալ ճնշման տակ օդի օքսիդացումն ավելի երկար ժամանակ է պահանջում, և մարդիկ կրճատում են օքսիդացման ժամանակը ճնշման միջոցով: Օդի ճնշման աճը, այսինքն՝ համակարգում թթվածնի մասնակի ճնշման աճը, նպաստում է լուծույթում թթվածնի լուծարմանը և թթվածնի դիֆուզիային մակերեսային հողային հիդրօքսիդի մասնիկների դիֆուզիային, այդպիսով արագացնելով օքսիդացման գործընթացը:

Հազվագյուտ հողերի հիդրօքսիդը խառնեք ջրի հետ մինչև մոտ 60 գ/լ, pH-ը կարգավորեք մինչև 13՝ նատրիումի հիդրօքսիդով, բարձրացրեք ջերմաստիճանը մինչև մոտ 80 ℃, ավելացրեք օդ օքսիդացման համար, կարգավորեք ճնշումը 0.4 ՄՊա-ի վրա և օքսիդացրեք 1 ժամ: Ցերիումի օքսիդացման արագությունը կարող է հասնել ավելի քան 95%-ի: Իրական արտադրության մեջ օքսիդացման հումքը՝ հազվագյուտ հողերի հիդրօքսիդը, ստացվում է ալկալիների փոխակերպման միջոցով՝ հազվագյուտ հողերի նատրիումի սուլֆատի բարդ աղի նստեցման միջոցով: Գործընթացը կրճատելու համար հազվագյուտ հողերի նատրիումի սուլֆատի բարդ աղի և ալկալիական լուծույթի նստեցումը կարող է ավելացվել ճնշման տակ գտնվող օքսիդացման բաք՝ պահպանելով որոշակի ճնշում և ջերմաստիճան: Կարող եք ներմուծել օդ կամ հարուստ թթվածին՝ բարդ աղի մեջ պարունակվող հազվագյուտ հողերը հազվագյուտ հողերի հիդրօքսիդների փոխակերպելու համար, և միևնույն ժամանակ դրանում պարունակվող Ce(OH)3-ը կարող է օքսիդացվել Ce(OH)4-ի:

Ճնշման պայմաններում բարդ աղի ալկալիի 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 են ավելի քան 96%-ի: