Il-metodu ta' ossidazzjoni tal-arja huwa metodu ta' ossidazzjoni li juża l-ossiġnu fl-arja biex jossidizzaċerjugħal tetravalenti taħt ċerti kundizzjonijiet. Dan il-metodu tipikament jinvolvi l-inkaljar ta' konċentrat tal-mineral taċ-ċerju fluworokarboniku, ossalati tad-dinja rari, u karbonati fl-arja (magħrufa bħala ossidazzjoni tal-inkaljar) jew l-inkaljar ta' idrossidi tad-dinja rari (ossidazzjoni bl-arja xotta) jew l-introduzzjoni ta' arja f'taħlita ta' idrossidi tad-dinja rari (ossidazzjoni bl-arja mxarrba) għall-ossidazzjoni.
1. Ossidazzjoni tat-tixwi
Inkaljar tal-konċentrat taċ-ċerju fluworokarboniku fl-arja f'500 ℃ jew inkaljar tal-konċentrat tad-dinja rari Baiyunebo b'karbonat tas-sodju fl-arja f'600-700 ℃. Matul id-dekompożizzjoni tal-minerali tad-dinja rari, iċ-ċerju fil-minerali jiġi ossidizzat għal tetravalenti. Il-metodi għas-separazzjoniċerjuminn prodotti kalċinati jinkludu metodu ta' melħ doppju tas-sulfat tad-dinja rari, metodu ta' estrazzjoni tas-solvent, eċċ.
Minbarra x-xiwi bl-ossidazzjoni ta'art rarikonċentrat, melħ bħall-ossalat tad-dinja rari u l-karbonat tad-dinja rari jgħaddu minn dekompożizzjoni tax-xiwi f'atmosfera ta' arja, u ċ-ċerju jiġi ossidizzat għal CeO2. Biex tiġi żgurata solubilità tajba tat-taħlita ta' ossidu tad-dinja rari miksuba mix-xiwi, it-temperatura tax-xiwi m'għandhiex tkun għolja wisq, ġeneralment bejn 700 u 800 ℃. L-ossidi jistgħu jiġu maħlula f'soluzzjoni ta' aċidu sulfuriku ta' 1-1.5mol/L jew soluzzjoni ta' aċidu nitriku ta' 4-5mol/L. Meta l-mineral mixwi jiġi skulat bl-aċidu sulfuriku u l-aċidu nitriku, iċ-ċerju jidħol prinċipalment fis-soluzzjoni f'forma tetravalenti. Tal-ewwel jinvolvi l-kisba ta' soluzzjoni ta' sulfat tad-dinja rari li fiha 50g/L REO f'madwar 45 ℃, u mbagħad il-produzzjoni tad-dijossidu taċ-ċerju bl-użu tal-metodu ta' estrazzjoni P204; Tal-aħħar jinvolvi t-tħejjija ta' soluzzjoni ta' nitrat tad-dinja rari li fiha REO ta' 150-200g/L f'temperatura ta' 80-85 ℃, u mbagħad l-użu tal-estrazzjoni TBP biex jiġi separat iċ-ċerju.
Meta l-ossidi tad-dinja rari jiġu maħlula b'aċidu sulfuriku dilwit jew aċidu nitriku, CeO2 huwa relattivament insolubbli. Għalhekk, ammont żgħir ta' aċidu idrofluworiku jeħtieġ li jiżdied mas-soluzzjoni bħala katalist fl-istadju aktar tard tad-dissoluzzjoni biex tittejjeb is-solubilità ta' CeO2.
2. Ossidazzjoni bl-arja niexfa
Poġġi l-idrossidu tad-dinja rari f'forn tat-tnixxif u ossidizzah taħt kundizzjonijiet ventilati f'100-120 ℃ għal 16-24 siegħa. Ir-reazzjoni ta' ossidazzjoni hija kif ġej:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Ir-rata ta' ossidazzjoni taċ-ċerju tista' tilħaq 97%. Jekk it-temperatura ta' ossidazzjoni tiżdied aktar għal 140 ℃, il-ħin ta' ossidazzjoni jista' jitqassar għal 4-6 sigħat, u r-rata ta' ossidazzjoni taċ-ċerju tista' wkoll tilħaq 97% ~ 98%. Il-proċess ta' ossidazzjoni bl-arja xotta jipproduċi ammont kbir ta' trab u kundizzjonijiet tax-xogħol ħżiena, li bħalissa jintużaw prinċipalment fil-laboratorju.
3. Ossidazzjoni bl-arja mxarrba atmosferika
Ħallat l-idrossidu tad-dinja rari mal-ilma biex tifforma taħlita, ikkontrolla l-konċentrazzjoni tar-REO għal 50-70g/L, żid NaOH biex iżżid l-alkalinità tat-taħlita għal 0.15-0.30mol/L, u meta tissaħħan sa 85 ℃, introduċi direttament l-arja biex tossida ċ-ċerju trivalenti kollu fit-taħlita għal ċerju tetravalenti. Matul il-proċess ta' ossidazzjoni, l-evaporazzjoni tal-ilma hija relattivament kbira, għalhekk ċertu ammont ta' ilma għandu jiġi supplimentat fi kwalunkwe ħin biex tinżamm konċentrazzjoni aktar stabbli ta' dinja rari. Meta 40L ta' taħlita tiġi ossidizzata f'kull lott, il-ħin ta' ossidazzjoni huwa ta' 4-5 sigħat, u r-rata ta' ossidazzjoni taċ-ċerju tista' tilħaq 98%. Meta 8m3 ta' taħlita ta' idrossidu tad-dinja rari tiġi ossidizzata kull darba, ir-rata tal-fluss tal-arja hija ta' 8-12m3/min, u l-ħin ta' ossidazzjoni jiżdied għal 15-il siegħa, ir-rata ta' ossidazzjoni taċ-ċerju tista' tilħaq 97%~98%.
Il-karatteristiċi tal-metodu ta' ossidazzjoni bl-arja mxarrba atmosferika huma: rata għolja ta' ossidazzjoni taċ-ċerju, produzzjoni kbira, kundizzjonijiet tajbin tax-xogħol, tħaddim sempliċi, u dan il-metodu huwa komunement użat fl-industrija biex jipproduċi dijossidu taċ-ċerju mhux raffinat.
4. Ossidazzjoni bl-arja mxarrba bi pressjoni
Taħt pressjoni normali, l-ossidazzjoni tal-arja tieħu aktar żmien, u n-nies iqassru l-ħin tal-ossidazzjoni billi jużaw il-pressjoni. Iż-żieda fil-pressjoni tal-arja, jiġifieri ż-żieda fil-pressjoni parzjali tal-ossiġnu fis-sistema, hija favorevoli għad-dissoluzzjoni tal-ossiġnu fis-soluzzjoni u d-diffużjoni tal-ossiġnu lejn il-wiċċ tad-diffużjoni tal-partiċelli tal-idrossidu tad-dinja rari, u b'hekk taċċellera l-proċess tal-ossidazzjoni.
Ħallat l-idrossidu tad-dinja rari mal-ilma għal madwar 60g/L, aġġusta l-pH għal 13 bl-idrossidu tas-sodju, żid it-temperatura għal madwar 80 ℃, daħħal l-arja għall-ossidazzjoni, ikkontrolla l-pressjoni għal 0.4MPa, u ossidizza għal siegħa. Ir-rata ta' ossidazzjoni taċ-ċerju tista' tilħaq aktar minn 95%. Fil-produzzjoni attwali, il-materja prima tal-ossidazzjoni tal-idrossidu tad-dinja rari tinkiseb permezz ta' konverżjoni alkalina permezz tal-preċipitazzjoni tal-melħ kumpless tas-sulfat tas-sodju tad-dinja rari. Sabiex jitqassar il-proċess, il-preċipitazzjoni tal-melħ kumpless tas-sulfat tas-sodju tad-dinja rari u s-soluzzjoni alkalina jistgħu jiżdiedu ma' tank ta' ossidazzjoni bi pressjoni, u tinżamm ċerta pressjoni u temperatura. Jistgħu jiddaħħlu arja jew ossiġnu rikk biex jikkonvertu d-dinja rari fil-melħ kumpless f'idrossidi tad-dinja rari, u fl-istess ħin, Ce(OH)3 fih jista' jiġi ossidizzat għal Ce(OH)4.
Taħt kundizzjonijiet ta' pressjoni, ir-rata ta' konverżjoni tal-alkali tal-melħ kumpless, ir-rata ta' ossidazzjoni taċ-ċerju, u r-rata ta' ossidazzjoni taċ-ċerju huma kollha mtejba. Wara 45 minuta ta' reazzjoni, ir-rata ta' konverżjoni tal-alkali tal-melħ doppju u r-rata ta' ossidazzjoni taċ-ċerju laħqu aktar minn 96%.
Ħin tal-posta: 09 ta' Mejju 2023