Ang paraan ng oksihenasyon ng hangin ay isang paraan ng oksihenasyon na gumagamit ng oxygen sa hangin upang mag-oxidizeceriumsa tetravalent sa ilalim ng ilang mga kundisyon.Karaniwang kinabibilangan ng pamamaraang ito ang pag-ihaw ng fluorocarbon cerium ore concentrate, rare earth oxalates, at carbonates sa hangin (kilala bilang roasting oxidation) o pag-ihaw ng rare earth hydroxides (dry air oxidation) o pagpasok ng hangin sa rare earth hydroxides slurry (wet air oxidation) para sa oksihenasyon.
1, Pag-ihaw ng oksihenasyon
Pag-ihaw ng fluorocarbon cerium concentrate sa hangin sa 500 ℃ o pag-ihaw ng Baiyunebo rare earth concentrate na may sodium carbonate sa hangin sa 600-700 ℃.Sa panahon ng agnas ng mga bihirang mineral sa lupa, ang cerium sa mga mineral ay na-oxidized sa tetravalent.Mga pamamaraan para sa paghihiwalayceriummula sa mga calcined na produkto ay kinabibilangan ng rare earth sulfate double salt method, solvent extraction method, atbp.
Bilang karagdagan sa oxidation litson ngbihirang lupaconcentrate, ang mga asing-gamot tulad ng rare earth oxalate at rare earth carbonate ay sumasailalim sa roasting decomposition sa isang air atmosphere, at ang cerium ay na-oxidize sa CeO2.Upang matiyak ang mahusay na solubility ng pinaghalong rare earth oxide na nakuha sa pamamagitan ng litson, ang temperatura ng litson ay hindi dapat masyadong mataas, kadalasan sa pagitan ng 700 at 800 ℃.Maaaring matunaw ang mga oxide sa 1-1.5mol/L sulfuric acid solution o 4-5mol/L nitric acid solution.Kapag nag-leaching ng inihaw na ore na may sulfuric acid at nitric acid, ang cerium ay pangunahing pumapasok sa solusyon sa isang tetravalent form.Ang una ay nagsasangkot ng pagkuha ng isang rare earth sulfate solution na naglalaman ng 50g/L REO sa humigit-kumulang 45 ℃, at pagkatapos ay paggawa ng cerium dioxide gamit ang P204 extraction method;Ang huli ay nagsasangkot ng paghahanda ng isang rare earth nitrate solution na naglalaman ng REO na 150-200g/L sa temperatura na 80-85 ℃, at pagkatapos ay gumagamit ng TBP extraction upang paghiwalayin ang cerium.
Kapag ang mga bihirang earth oxide ay natunaw ng dilute sulfuric acid o nitric acid, ang CeO2 ay medyo hindi matutunaw.Samakatuwid, ang isang maliit na halaga ng hydrofluoric acid ay kailangang idagdag sa solusyon bilang isang katalista sa huling yugto ng paglusaw upang mapabuti ang solubility ng CeO2.
2、 Dry air oxidation
Ilagay ang rare earth hydroxide sa isang drying furnace at i-oxidize ito sa ilalim ng maaliwalas na mga kondisyon sa 100-120 ℃ sa loob ng 16-24 na oras.Ang reaksyon ng oksihenasyon ay ang mga sumusunod:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Ang rate ng oksihenasyon ng cerium ay maaaring umabot sa 97%.Kung ang temperatura ng oksihenasyon ay higit na tumaas sa 140 ℃, ang oras ng oksihenasyon ay maaaring paikliin sa 4-6 na oras, at ang rate ng oksihenasyon ng cerium ay maaari ring umabot sa 97% ~ 98%.Ang proseso ng dry air oxidation ay gumagawa ng isang malaking halaga ng alikabok at mahihirap na kondisyon sa paggawa, na kasalukuyang pangunahing ginagamit sa laboratoryo.
3、 Atmospheric wet air oxidation
Paghaluin ang rare earth hydroxide sa tubig upang bumuo ng slurry, kontrolin ang REO concentration sa 50-70g/L, idagdag ang NaOH upang mapataas ang alkalinity ng slurry sa 0.15-0.30mol/L, at kapag pinainit sa 85 ℃, direktang ipasok ang hangin sa i-oxidize ang lahat ng trivalent cerium sa slurry sa tetravalent cerium.Sa panahon ng proseso ng oksihenasyon, ang pagsingaw ng tubig ay medyo malaki, kaya ang isang tiyak na halaga ng tubig ay dapat na pupunan anumang oras upang mapanatili ang isang mas matatag na konsentrasyon ng bihirang lupa.Kapag ang 40L ng slurry ay na-oxidized sa bawat batch, ang oras ng oksihenasyon ay 4-5 na oras, at ang rate ng oksihenasyon ng cerium ay maaaring umabot sa 98%.Kapag ang 8m3 ng rare earth hydroxide slurry ay na-oxidized sa bawat oras, ang air flow rate ay 8-12m3/min, at ang oras ng oksihenasyon ay nadagdagan sa 15h, ang oxidation rate ng cerium ay maaaring umabot sa 97%~98%.
Ang mga katangian ng atmospheric wet air oxidation method ay: mataas na oxidation rate ng cerium, malaking output, magandang kondisyon sa pagtatrabaho, simpleng operasyon, at ang paraang ito ay karaniwang ginagamit sa industriya upang makagawa ng krudo na cerium dioxide.
4、 May presyon ng basang hangin na oksihenasyon
Sa ilalim ng normal na presyon, ang air oxidation ay tumatagal ng mas mahabang oras, at ang mga tao ay nagpapaikli sa oras ng oksihenasyon sa pamamagitan ng paggamit ng pressure.Ang pagtaas ng presyon ng hangin, iyon ay, ang pagtaas ng bahagyang presyon ng oxygen sa system, ay kaaya-aya sa paglusaw ng oxygen sa solusyon at ang pagsasabog ng oxygen sa ibabaw na pagsasabog ng mga bihirang earth hydroxide particle, kaya pinabilis ang proseso ng oksihenasyon.
Paghaluin ang rare earth hydroxide sa tubig sa humigit-kumulang 60g/L, ayusin ang pH sa 13 gamit ang sodium hydroxide, itaas ang temperatura sa humigit-kumulang 80 ℃, ipasok ang hangin para sa oksihenasyon, kontrolin ang presyon sa 0.4MPa, at i-oxidize sa loob ng 1 oras.Ang rate ng oksihenasyon ng cerium ay maaaring umabot ng higit sa 95%.Sa aktwal na produksyon, ang oksihenasyon na hilaw na materyal na rare earth hydroxide ay nakuha sa pamamagitan ng alkali conversion sa pamamagitan ng pag-ulan ng rare earth sodium sulfate complex salt.Upang paikliin ang proseso, ang pag-ulan ng rare earth sodium sulfate complex salt at alkaline solution ay maaaring idagdag sa isang may presyon na tangke ng oksihenasyon, na nagpapanatili ng isang tiyak na presyon at temperatura.Maaaring ipasok ang hangin o mayaman na oxygen upang i-convert ang rare earth sa kumplikadong asin sa rare earth hydroxides, at sa parehong oras, ang Ce (OH) 3 dito ay maaaring ma-oxidize sa Ce (OH) 4.
Sa ilalim ng mga presyur na kondisyon, ang alkali conversion rate ng kumplikadong asin, ang oxidation rate ng cerium, at ang oxidation rate ng cerium ay napabuti lahat.Pagkatapos ng 45 minuto ng reaksyon, ang conversion rate ng double salt alkali at ang oxidation rate ng cerium ay umabot sa higit sa 96%.
Oras ng post: Mayo-09-2023