Ilmahapetusmenetelmä on hapetusmenetelmä, jossa käytetään ilmassa olevaa happea hapettumiseenceriumneliarvoiseksi tietyissä olosuhteissa.Tämä menetelmä sisältää tyypillisesti fluorihiilivetyceriummalmirikasteen, harvinaisten maametallien oksalaattien ja karbonaattien pasutuksen ilmassa (tunnetaan nimellä pasutushapetus) tai harvinaisten maametallien hydroksidien pasuttaminen (kuivailmahapetus) tai ilman lisääminen harvinaisten maametallien hydroksidilietteeseen (märkäilmahapetus) hapetusta varten.
1 、 Paahtohapetus
Fluorihiilivetyseriumtiivisteen paahtaminen ilmassa 500 ℃ lämpötilassa tai Baiyunebo harvinaisen maametallikonsentraatin paahtaminen natriumkarbonaatilla ilmassa 600-700 ℃.Harvinaisten maametallien hajoamisen aikana mineraalien sisältämä cerium hapettuu neliarvoiseksi.Erottelumenetelmätceriumkalsinoiduista tuotteista ovat harvinaisten maametallien sulfaattikaksoissuolamenetelmä, liuotinuuttomenetelmä jne.
Hapetuspaahtamisen lisäksiharvinainen maaKonsentraatti, suolat, kuten harvinaisten maametallien oksalaatti ja harvinaisten maametallien karbonaatti, hajoavat paahdettaessa ilmakehässä, ja cerium hapettuu CeO2:ksi.Paahtamalla saadun harvinaisen maametallin oksidiseoksen hyvän liukoisuuden varmistamiseksi paahtolämpötila ei saa olla liian korkea, yleensä 700-800 ℃.Oksidit voidaan liuottaa 1-1,5 mol/l rikkihappoliuokseen tai 4-5 mol/l typpihappoliuokseen.Uotettaessa paahdettua malmia rikkihapolla ja typpihapolla, serium pääsee liuokseen pääasiassa neliarvoisessa muodossa.Edellinen sisältää harvinaisen maametallin sulfaattiliuoksen saamisen, joka sisältää 50 g/l REO:ta noin 45 ℃:ssa, ja sitten ceriumdioksidin tuottamista P204-uuttomenetelmällä;Jälkimmäisessä valmistetaan harvinaisen maametallin nitraattiliuos, joka sisältää REO:ta 150-200 g/l lämpötilassa 80-85 ℃, ja sitten käytetään TBP-uuttoa ceriumin erottamiseen.
Kun harvinaisten maametallien oksideja liuotetaan laimeaan rikkihappoon tai typpihappoon, CeO2 on suhteellisen liukenematonta.Siksi liuokseen on lisättävä pieni määrä fluorivetyhappoa katalyyttinä myöhemmässä liukenemisvaiheessa parantamaan CeO2:n liukoisuutta.
2、 Kuivan ilman hapetus
Aseta harvinaisten maametallien hydroksidi kuivausuuniin ja hapeta sitä tuuletetuissa olosuhteissa 100-120 ℃ 16-24 tuntia.Hapettumisreaktio on seuraava:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Ceriumin hapetusaste voi olla 97%.Jos hapetuslämpötilaa nostetaan edelleen 140 ℃, hapetusaikaa voidaan lyhentää 4-6 tuntiin ja ceriumin hapetusnopeus voi myös saavuttaa 97% ~ 98%.Kuivan ilman hapetusprosessi tuottaa suuren määrän pölyä ja huonoja työolosuhteita, joita käytetään tällä hetkellä pääasiassa laboratorioissa.
3、 Ilmakehän märän ilman hapetus
Sekoita harvinaisen maametallin hydroksidi veteen lietteen muodostamiseksi, säädä REO-pitoisuus arvoon 50-70 g/l, lisää NaOH:ta lisätäksesi lietteen alkaliteetin arvoon 0,15-0,30 mol/l, ja kun se kuumennetaan 85 ℃:seen, syötä ilma suoraan hapettaa kaikki lietteessä oleva kolmiarvoinen cerium neliarvoiseksi ceriumiksi.Hapetusprosessin aikana veden haihtuminen on suhteellisen suurta, joten tietty määrä vettä tulisi täydentää milloin tahansa, jotta harvinaisten maametallien pitoisuus pysyy vakaampana.Kun 40 litraa lietettä hapetetaan jokaisessa erässä, hapetusaika on 4-5 tuntia ja ceriumin hapetusaste voi olla 98 %.Kun 8 m3 harvinaisen maametallin hydroksidilietettä hapetetaan joka kerta, ilman virtausnopeus on 8-12 m3/min ja hapetusaikaa nostetaan 15 tuntiin, ceriumin hapettumisnopeus voi olla 97-98%.
Ilmakehän märän ilman hapetusmenetelmän ominaisuudet ovat: ceriumin korkea hapetusnopeus, suuri teho, hyvät työolosuhteet, yksinkertainen toiminta, ja tätä menetelmää käytetään yleisesti teollisuudessa tuottamaan raakaa ceriumdioksidia.
4 、 Paineistettu märän ilman hapetus
Normaalipaineessa ilman hapettuminen kestää kauemmin, ja ihmiset lyhentävät hapetusaikaa käyttämällä painetta.Ilmanpaineen nousu eli hapen osapaineen nousu järjestelmässä edistää hapen liukenemista liuokseen ja hapen diffuusiota harvinaisten maametallien hydroksidihiukkasten pintadiffuusioon, mikä nopeuttaa hapetusprosessia.
Sekoita harvinaisen maametallin hydroksidi veteen noin 60 g/l:ksi, säädä pH arvoon 13 natriumhydroksidilla, nosta lämpötila noin 80 ℃:seen, lisää ilmaa hapetusta varten, säädä paine 0,4 MPa:iin ja hapeta 1 tunti.Ceriumin hapetusaste voi olla yli 95 %.Varsinaisessa tuotannossa hapetusraaka-aine harvinaisen maametallin hydroksidi saadaan alkalikonversiolla saostamalla harvinaisen maametallin natriumsulfaattikompleksisuolaa.Prosessin lyhentämiseksi harvinaisen maametallin natriumsulfaattikompleksisuolan ja alkalisen liuoksen saostus voidaan lisätä paineistettuun hapetussäiliöön säilyttäen tietyn paineen ja lämpötilan.Ilmaa tai rikasta happea voidaan lisätä monimutkaisessa suolassa olevan harvinaisen maametallin muuntamiseksi harvinaisten maametallien hydroksideiksi, ja samalla siinä oleva Ce (OH) 3 voidaan hapettaa Ce (OH) 4:ksi.
Paineolosuhteissa kompleksisuolan alkalikonversionopeus, ceriumin hapettumisnopeus ja ceriumin hapettumisnopeus paranevat.45 minuutin reaktion jälkeen kaksoissuolan alkalin konversionopeus ja ceriumin hapettumisnopeus saavuttivat yli 96 %.
Postitusaika: 09-09-2023