Ndarja e ceriumit me oksidim në ajër

Metoda e oksidimit në ajër është një metodë oksidimi që përdor oksigjenin në ajër për të oksiduarceriumnë tetravalent në kushte të caktuara. Kjo metodë zakonisht përfshin pjekjen e koncentratit të xehes së ceriumit fluorokarbon, oksalateve të metaleve të rralla dhe karbonateve në ajër (e njohur si oksidim pjekjeje) ose pjekjen e hidroksideve të metaleve të rralla (oksidim në ajër të thatë) ose futjen e ajrit në slurri të hidroksideve të metaleve të rralla (oksidim në ajër të lagësht) për oksidim.

1, oksidimi i pjekjes

Pjekja e koncentratit të ceriumit të fluorokarbonit në ajër në 500 ℃ ose pjekja e koncentratit të tokës së rrallë Baiyunebo me karbonat natriumi në ajër në 600-700 ℃. Gjatë dekompozimit të mineraleve të tokës së rrallë, ceriumi në minerale oksidohet në tetravalent. Metodat për ndarjenceriumnga produktet e kalcinuara përfshijnë metodën e kripës së dyfishtë të sulfatit të tokës së rrallë, metodën e nxjerrjes me tretës, etj.

Përveç pjekjes me oksidim tëtokë e rrallëkoncentrati, kripërat si oksalati i metaleve të rralla të tokës dhe karbonati i metaleve të rralla i nënshtrohen dekompozimit të pjekjes në një atmosferë ajri, dhe ceriumi oksidohet në CeO2. Për të siguruar tretshmëri të mirë të përzierjes së oksidit të metaleve të rralla të tokës të përftuar nga pjekjen, temperatura e pjekjes nuk duhet të jetë shumë e lartë, zakonisht midis 700 dhe 800 ℃. Oksidet mund të treten në tretësirë ​​acidi sulfurik 1-1.5mol/L ose tretësirë ​​acidi nitrik 4-5mol/L. Kur xeherori i pjekur shpëlahet me acid sulfurik dhe acid nitrik, ceriumi hyn kryesisht në tretësirë ​​në një formë tetravalente. E para përfshin marrjen e një tretësire sulfati të metaleve të rralla të tokës që përmban 50g/L REO në rreth 45 ℃, dhe më pas prodhimin e dioksidit të ceriumit duke përdorur metodën e nxjerrjes P204; e dyta përfshin përgatitjen e një tretësire nitratesh të metaleve të rralla të tokës që përmban REO prej 150-200g/L në një temperaturë prej 80-85 ℃, dhe më pas përdorimin e nxjerrjes TBP për të ndarë ceriumin.

Kur oksidet e metaleve të rralla të tokës treten me acid sulfurik të holluar ose acid nitrik, CeO2 është relativisht i patretshëm. Prandaj, një sasi e vogël e acidit fluorhidrogjen duhet të shtohet në tretësirë ​​si katalizator në fazën e mëvonshme të tretjes për të përmirësuar tretshmërinë e CeO2.

2, oksidimi i ajrit të thatë

Hidroksidi i tokës së rrallë vendoset në një furrë tharjeje dhe oksidohet në kushte të ventiluara në 100-120 ℃ për 16-24 orë. Reaksioni i oksidimit është si më poshtë:

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

Shkalla e oksidimit të ceriumit mund të arrijë në 97%. Nëse temperatura e oksidimit rritet më tej në 140 ℃, koha e oksidimit mund të shkurtohet në 4-6 orë, dhe shkalla e oksidimit të ceriumit gjithashtu mund të arrijë 97%~98%. Procesi i oksidimit në ajër të thatë prodhon një sasi të madhe pluhuri dhe kushte të dobëta pune, të cilat aktualisht përdoren kryesisht në laborator.

3, oksidimi i ajrit të lagësht atmosferik

Përzieni hidroksidin e tokës së rrallë me ujë për të formuar një lëng të lëngshëm, kontrolloni përqendrimin e REO në 50-70g/L, shtoni NaOH për të rritur alkalinitetin e lëngut të lëngshëm në 0.15-0.30mol/L, dhe kur nxehet në 85 ℃, futni direkt ajër për të oksiduar të gjithë ceriumin trivalent në lëng të lëngshëm në cerium tetravalent. Gjatë procesit të oksidimit, avullimi i ujit është relativisht i madh, kështu që një sasi e caktuar uji duhet të shtohet në çdo kohë për të ruajtur një përqendrim më të qëndrueshëm të tokës së rrallë. Kur oksidohet 40L lëng në secilën sasi, koha e oksidimit është 4-5 orë, dhe shkalla e oksidimit të ceriumit mund të arrijë 98%. Kur oksidohet 8m3 lëng hidroksidi i tokës së rrallë çdo herë, shkalla e rrjedhjes së ajrit është 8-12m3/min, dhe koha e oksidimit rritet në 15 orë, shkalla e oksidimit të ceriumit mund të arrijë 97%~98%.

Karakteristikat e metodës së oksidimit në ajër të lagësht atmosferik janë: shkalla e lartë e oksidimit të ceriumit, prodhimi i madh, kushtet e mira të punës, funksionimi i thjeshtë dhe kjo metodë përdoret zakonisht në industri për të prodhuar dioksid ceriumi të papërpunuar.

4, oksidimi i ajrit të lagësht nën presion

Nën presion normal, oksidimi i ajrit zgjat më shumë dhe njerëzit e shkurtojnë kohën e oksidimit duke përdorur presionin. Rritja e presionit të ajrit, domethënë rritja e presionit të pjesshëm të oksigjenit në sistem, është e favorshme për tretjen e oksigjenit në tretësirë ​​dhe përhapjen e oksigjenit në sipërfaqe të grimcave të hidroksidit të metaleve të rralla, duke përshpejtuar kështu procesin e oksidimit.

Përzieni hidroksidin e tokës së rrallë me ujë deri në rreth 60g/L, rregulloni pH-in në 13 me hidroksid natriumi, ngrini temperaturën në rreth 80 ℃, shtoni ajër për oksidim, kontrolloni presionin në 0.4MPa dhe oksidojeni për 1 orë. Shkalla e oksidimit të ceriumit mund të arrijë mbi 95%. Në prodhimin aktual, lënda e parë e oksidimit hidroksidi i tokës së rrallë merret me konvertim alkali nëpërmjet reshjes së kripës komplekse të sulfatit të natriumit të tokës së rrallë. Për të shkurtuar procesin, reshja e kripës komplekse të sulfatit të natriumit të tokës së rrallë dhe tretësira alkaline mund të shtohen në një rezervuar oksidimi nën presion, duke ruajtur një presion dhe temperaturë të caktuar. Ajri ose oksigjeni i pasur mund të futet për të kthyer tokën e rrallë në kripën komplekse në hidrokside të tokës së rrallë, dhe në të njëjtën kohë, Ce(OH)3 në të mund të oksidohet në Ce(OH)4.

Nën kushte nën presion, shkalla e konvertimit të kripës komplekse në alkali, shkalla e oksidimit të ceriumit dhe shkalla e oksidimit të ceriumit përmirësohen të gjitha. Pas 45 minutash reagimi, shkalla e konvertimit të kripës së dyfishtë alkali dhe shkalla e oksidimit të ceriumit arritën mbi 96%.