جداسازی اکسیداسیون هوا از سریم

روش اکسیداسیون هوا یک روش اکسیداسیون است که از اکسیژن موجود در هوا برای اکسیداسیون استفاده می کندسریمبه تتراوالنت تحت شرایط خاص. این روش به طور معمول شامل کباب کردن کنسانتره سنگ فرش فلوروکربن ، اگزالات زمین نادر و کربناتهای موجود در هوا (معروف به اکسیداسیون کباب شده) یا کباب کردن هیدروکسیدهای خاکی نادر (اکسیداسیون هوای خشک) یا معرفی هوا به هیدروکسیدهای زمین نادر (اکسیداسیون هوای مرطوب) برای اکسیداسیون است.

1 、 اکسیداسیون کباب شده

برشته کنسانتره سیریم فلوروکربن در هوا در 500 ℃ یا برشته کنسانتره زمین بیبیونبو نادر با کربنات سدیم در هوا در 600-700. در طی تجزیه مواد معدنی نادر زمین ، سریم در مواد معدنی به تتراوالنت اکسیده می شود. روشهای جداسازیسریماز محصولات کلسیونی شامل روش نادر نمک سولفات زمین نادر ، روش استخراج حلال و غیره.

علاوه بر کباب کردن اکسیداسیونزمین نادرکنسانتره ، نمک هایی مانند اگزالات خاکی نادر و کربنات زمین نادر در یک جو هوا تحت تجزیه کباب قرار می گیرند و سریم به مدیرعامل 2 اکسیده می شود. برای اطمینان از حلالیت خوب مخلوط نادر اکسید زمین به دست آمده با کباب کردن ، دمای کباب نباید خیلی زیاد باشد ، معمولاً بین 700 تا 800. اکسیدها را می توان در محلول اسید سولفوریک 1-1.5 مول در لیتر یا محلول اسید نیتریک 4-5 مول در لیتر حل کرد. هنگام شستشوی سنگ معدن بو داده با اسید سولفوریک و اسید نیتریک ، سریم به طور عمده وارد محلول به صورت تتراوالنت می شود. اولی شامل به دست آوردن محلول سولفات زمین نادر حاوی 50 گرم در لیتر در حدود 45 ℃ و سپس تولید دی اکسید سریم با استفاده از روش استخراج P204 است. حالت دوم شامل تهیه یک محلول نیترات زمین نادر حاوی REO از 150-200 گرم در لیتر در دمای 80-85 ℃ و سپس با استفاده از استخراج TBP برای جدا کردن سریم است.

هنگامی که اکسیدهای نادر زمین با اسید سولفوریک رقیق یا اسید نیتریک حل می شوند ، CeO2 نسبتاً نامحلول است. بنابراین ، مقدار کمی از اسید هیدروفلوئوریک در مرحله بعدی انحلال برای بهبود حلالیت مدیرعامل 2 به محلول به عنوان یک کاتالیزور اضافه می شود.

2 、 اکسیداسیون هوای خشک

هیدروکسید زمین نادر را در یک کوره خشک کننده قرار داده و آن را در شرایط تهویه شده در 100-120 ℃ به مدت 16-24 ساعت اکسیده کنید. واکنش اکسیداسیون به شرح زیر است:

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

میزان اکسیداسیون سریم می تواند به 97 ٪ برسد. اگر دمای اکسیداسیون بیشتر به 140 ℃ افزایش یابد ، می توان زمان اکسیداسیون را به 4-6 ساعت کاهش داد و میزان اکسیداسیون سریم نیز می تواند به 98 ~ 97 ٪ برسد. فرآیند اکسیداسیون هوای خشک مقدار زیادی از گرد و غبار و شرایط نامناسب کار را تولید می کند ، که در حال حاضر عمدتاً در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرد.

3 、 اکسیداسیون هوای مرطوب جوی

هیدروکسید زمین نادر را با آب مخلوط کنید تا یک دوغاب تشکیل شود ، غلظت REO را تا 50-70 گرم در لیتر کنترل کنید ، NaOH را اضافه کنید تا قلیایی دوغاب را به 0.15-0.30mol/L افزایش دهد ، و هنگامی که تا 85 ℃ گرم می شود ، مستقیماً هوا را برای اکسید کردن تمام سسیم سه گانه در سوترونی به سرود تتراوالنتن وارد کنید. در طی فرآیند اکسیداسیون ، تبخیر آب نسبتاً زیاد است ، بنابراین مقدار مشخصی از آب باید در هر زمان تکمیل شود تا غلظت پایدار تری از زمین نادر حفظ شود. هنگامی که 40 لیتر دوغاب در هر دسته اکسیده می شود ، زمان اکسیداسیون 4-5 ساعت است و میزان اکسیداسیون سریم می تواند به 98 ٪ برسد. هنگامی که 8m3 از دوغاب هیدروکسید زمین نادر هر بار اکسیده می شود ، سرعت جریان هوا 8-12m3 در دقیقه است و زمان اکسیداسیون به 15 ساعت افزایش می یابد ، میزان اکسیداسیون سریم می تواند به 98 ~ 97 ٪ برسد.

ویژگی های روش اکسیداسیون هوای مرطوب جوی عبارتند از: میزان اکسیداسیون بالای سریم ، خروجی بزرگ ، شرایط کار خوب ، عملکرد ساده و این روش معمولاً در صنعت برای تولید دی اکسید سریم خام استفاده می شود.

4 、 اکسیداسیون هوای مرطوب تحت فشار

تحت فشار عادی ، اکسیداسیون هوا زمان بیشتری طول می کشد و افراد با استفاده از فشار زمان اکسیداسیون را کوتاه می کنند. افزایش فشار هوا ، یعنی افزایش فشار جزئی اکسیژن در سیستم ، منجر به انحلال اکسیژن در محلول و انتشار اکسیژن به انتشار سطح ذرات هیدروکسید زمین نادر است ، بنابراین روند اکسیداسیون را تسریع می کند.

هیدروکسید زمین نادر را با آب به حدود 60 گرم در لیتر مخلوط کنید ، pH را با هیدروکسید سدیم تنظیم کنید ، درجه حرارت را به حدود 80 ℃ افزایش دهید ، هوا را برای اکسیداسیون معرفی کنید ، فشار را در 0.4MPa کنترل کنید و به مدت 1 ساعت اکسید کنید. میزان اکسیداسیون سریم می تواند به بیش از 95 ٪ برسد. در تولید واقعی ، مواد اولیه اکسیداسیون هیدروکسید زمین نادر با تبدیل قلیایی از طریق بارش نمک پیچیده سولفات سدیم نادر زمین به دست می آید. به منظور کوتاه کردن فرآیند ، بارش نمک پیچیده سولفات سدیم سدیم و محلول قلیایی می تواند به یک مخزن اکسیداسیون تحت فشار اضافه شود و فشار و دما خاصی را حفظ کند. هوا یا اکسیژن غنی را می توان برای تبدیل زمین نادر در نمک پیچیده به هیدروکسیدهای زمین نادر معرفی کرد و در عین حال ، CE (OH) 3 در آن می تواند به CE (OH) 4 اکسیده شود.

در شرایط تحت فشار ، میزان تبدیل قلیایی نمک پیچیده ، میزان اکسیداسیون سریم و میزان اکسیداسیون سریم همه بهبود یافته است. پس از 45 دقیقه واکنش ، میزان تبدیل قلیایی دوتایی نمک و میزان اکسیداسیون سریم به بیش از 96 ٪ رسید.