การแยกออกซิเดชันอากาศของซีเรียม

วิธีการออกซิเดชั่นอากาศเป็นวิธีการออกซิเดชั่นที่ใช้ออกซิเจนในอากาศเพื่อออกซิไดซ์ซีเรียมเพื่อ tetravalent ภายใต้เงื่อนไขบางประการ โดยทั่วไปแล้ววิธีนี้จะเกี่ยวข้องกับการคั่วฟลูออโรคาร์บอนซีเรียมแร่เข้มข้นออกซาเลตโลกหายากและคาร์บอเนตในอากาศ (เรียกว่าการออกซิเดชันคั่ว) หรือการคั่วไฮดรอกไซด์โลกที่หายาก (ออกซิเดชันอากาศแห้ง)

1、 ออกซิเดชันคั่ว

การคั่วฟลูออโรคาร์บอนซีเรียมเข้มข้นในอากาศที่ 500 ℃หรือคั่วดินที่หายากของ Baiyunebo ที่มีความเข้มข้นของโซเดียมคาร์บอเนตในอากาศที่ 600-700 ℃ ในระหว่างการสลายตัวของแร่ธาตุที่หายากของโลกที่หายากซีเรียมในแร่ธาตุจะถูกออกซิไดซ์เป็น tetravalent วิธีการแยกซีเรียมจากผลิตภัณฑ์ที่มีการคำนวณรวมถึงวิธีเกลือคู่ดินหายากวิธีการสกัดตัวทำละลาย ฯลฯ วิธีการสกัดตัวทำละลาย ฯลฯ

นอกจากการคั่วออกซิเดชั่นของโลกหายากเข้มข้นเกลือเช่นออกซาเลตโลกหายากและคาร์บอเนตโลกหายากได้รับการสลายตัวของการคั่วในชั้นบรรยากาศอากาศและซีเรียมจะถูกออกซิไดซ์ไปยัง CEO2 เพื่อให้แน่ใจว่าการละลายที่ดีของส่วนผสมออกไซด์ของโลกหายากที่ได้จากการคั่วอุณหภูมิการคั่วไม่ควรสูงเกินไปโดยปกติจะอยู่ระหว่าง 700 ถึง 800 ℃ ออกไซด์สามารถละลายได้ในสารละลายกรดซัลฟิวริก 1-1.5mol/L หรือสารละลายกรดไนตริก 4-5mol/L เมื่อชะล้างแร่คั่วด้วยกรดซัลฟูริกและกรดไนตริกซีเรียมส่วนใหญ่จะเข้าสู่สารละลายในรูปแบบ tetravalent อดีตเกี่ยวข้องกับการได้รับสารละลายดินซัลเฟตที่หายากที่มี 50 กรัม/ล. รีโอที่ประมาณ 45 ℃จากนั้นผลิตซีเรียมไดออกไซด์โดยใช้วิธีการสกัด P204; หลังเกี่ยวข้องกับการเตรียมสารละลายไนเตรตที่หายากซึ่งมี REO ที่ 150-200 กรัม/ล. ที่อุณหภูมิ 80-85 ℃จากนั้นใช้การสกัด TBP เพื่อแยกซีเรียม

เมื่อออกไซด์ของโลกหายากจะถูกละลายด้วยกรดซัลฟูริกเจือจางหรือกรดไนตริก CEO2 จะไม่ละลายน้ำ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มกรด hydrofluoric จำนวนเล็กน้อยลงในสารละลายเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในระยะต่อมาของการสลายตัวเพื่อปรับปรุงความสามารถในการละลายของ CEO2

2、 ออกซิเดชันอากาศแห้ง

วางไฮดรอกไซด์โลกหายากในเตาอบแห้งและออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะการระบายอากาศที่ 100-120 ℃เป็นเวลา 16-24 ชั่วโมง ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นมีดังนี้:

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

อัตราการเกิดออกซิเดชันของซีเรียมสามารถเข้าถึงได้ 97% หากอุณหภูมิออกซิเดชันเพิ่มขึ้นเป็น 140 ℃เวลาออกซิเดชันสามารถลดลงได้ถึง 4-6 ชั่วโมงและอัตราการเกิดออกซิเดชันของซีเรียมยังสามารถเข้าถึง 97%~ 98% กระบวนการออกซิเดชั่นอากาศแห้งสร้างฝุ่นจำนวนมากและสภาวะแรงงานที่ไม่ดีซึ่งปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ในห้องปฏิบัติการ

3、 ออกซิเดชันอากาศเปียกในบรรยากาศ

ผสมไฮดรอกไซด์โลกหายากกับน้ำเพื่อสร้างสารละลายควบคุมความเข้มข้นของ REO เป็น 50-70G/L เพิ่ม NaOH เพื่อเพิ่มความเป็นด่างของสารละลายเป็น 0.15-0.30.30mol/L และเมื่อความร้อนถึง 85 ℃แนะนำอากาศโดยตรง ในระหว่างกระบวนการออกซิเดชั่นการระเหยของน้ำมีขนาดค่อนข้างใหญ่ดังนั้นควรเสริมว่าน้ำในปริมาณที่แน่นอนในเวลาใดก็ได้เพื่อรักษาความเข้มข้นของโลกหายากที่มีเสถียรภาพมากขึ้น เมื่อ 40L ของสารละลายถูกออกซิไดซ์ในแต่ละชุดเวลาออกซิเดชันคือ 4-5 ชั่วโมงและอัตราการเกิดออกซิเดชันของซีเรียมสามารถสูงถึง 98% เมื่อสารละลายไฮดรอกไซด์ของหายาก 8M3 ถูกออกซิไดซ์ในแต่ละครั้งอัตราการไหลของอากาศคือ 8-12m3/นาทีและเวลาออกซิเดชันเพิ่มขึ้นเป็น 15 ชั่วโมงอัตราการเกิดออกซิเดชันของซีเรียมสามารถเข้าถึง 97%~ 98%

ลักษณะของวิธีการออกซิเดชั่นอากาศเปียกในบรรยากาศ: อัตราการเกิดออกซิเดชันสูงของซีเรียม, เอาต์พุตขนาดใหญ่, สภาพการทำงานที่ดี, การทำงานที่ง่ายและวิธีนี้มักใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อผลิตไดออกไซด์ซีเรียมดิบ

4、 ออกซิเดชันอากาศเปียก

ภายใต้ความดันปกติการออกซิเดชั่นอากาศจะใช้เวลานานขึ้นและผู้คนจะลดเวลาออกซิเดชันโดยใช้แรงดัน การเพิ่มขึ้นของความดันอากาศนั่นคือการเพิ่มขึ้นของความดันออกซิเจนบางส่วนในระบบนั้นเอื้อต่อการสลายตัวของออกซิเจนในสารละลายและการแพร่กระจายของออกซิเจนไปสู่การแพร่กระจายของพื้นผิวของอนุภาคไฮดรอกไซด์โลกหายากจึงเร่งกระบวนการออกซิเดชัน

ผสมไฮดรอกไซด์โลกหายากกับน้ำประมาณ 60 กรัม/ลิตรปรับค่า pH เป็น 13 ด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์เพิ่มอุณหภูมิเป็นประมาณ 80 ℃แนะนำอากาศสำหรับการออกซิเดชั่นควบคุมความดันที่ 0.4MPa และออกซิไดซ์เป็นเวลา 1 ชั่วโมง อัตราการเกิดออกซิเดชันของซีเรียมสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 95% ในการผลิตจริงวัตถุดิบออกซิเดชั่นวัตถุดิบหายากไฮดรอกไซด์ได้มาจากการเปลี่ยนอัลคาไลผ่านการตกตะกอนของเกลือโซเดียมซัลเฟตที่หายากโซเดียมซัลเฟต เพื่อให้กระบวนการสั้นลงการตกตะกอนของเกลือโซเดียมซัลเฟตที่หายากและสารละลายอัลคาไลน์สามารถเพิ่มเข้าไปในถังออกซิเดชั่นแรงดันได้รักษาความดันและอุณหภูมิที่แน่นอน อากาศหรือออกซิเจนที่อุดมไปด้วยสามารถนำมาใช้เพื่อแปลงโลกหายากในเกลือที่ซับซ้อนให้เป็นไฮดรอกไซด์หายากของโลกและในเวลาเดียวกัน CE (OH) 3 ในนั้นสามารถออกซิไดซ์เป็น CE (OH) 4

ภายใต้สภาวะแรงดันอัตราการแปลงอัลคาไลของเกลือที่ซับซ้อนอัตราการเกิดออกซิเดชันของซีเรียมและอัตราการเกิดออกซิเดชันของซีเรียมนั้นดีขึ้น หลังจากปฏิกิริยา 45 นาทีอัตราการแปลงของอัลคาไลเกลือคู่และอัตราการเกิดออกซิเดชันของซีเรียมสูงกว่า 96%