Метад акіслення паветрам — гэта метад акіслення, пры якім для акіслення выкарыстоўваецца кісларод паветрацэрыйда чатырохвалентнага пры пэўных умовах. Гэты метад звычайна ўключае абпал канцэнтрату фторвугляроднай цэрыевай руды, аксалатаў і карбанатаў рэдказямельных элементаў на паветры (вядомае як абпал акіслення) або абпал гідраксідаў рэдказямельных элементаў (акісленне сухім паветрам) або ўвядзенне паветра ў суспензію гідраксідаў рэдказямельных элементаў (акісленне вільготным паветрам) для акіслення.
1. Абпал акіслення
Абпал фторвугляроднага цэрыевага канцэнтрату на паветры пры тэмпературы 500 ℃ або абпал рэдказямельнага канцэнтрату Байюнебо з карбанатам натрыю на паветры пры тэмпературы 600-700 ℃. Падчас раскладання рэдказямельных мінералаў цэрый у мінералах акісляецца да чатырохвалентнага. Метады падзелуцэрыйз кальцынаваных прадуктаў можна назваць метад двайной солі сульфату рэдказямельных участкаў, метад экстракцыі растваральнікам і г.д.
Акрамя акісляльнага абпалурэдказямельныяУ канцэнтраце солі, такія як аксалат рэдказямельных элементаў і карбанат рэдказямельных элементаў, падвяргаюцца раскладанню пры абпале ў паветранай атмасферы, і цэрый акісляецца да CeO2. Каб забяспечыць добрую растваральнасць сумесі аксідаў рэдказямельных элементаў, атрыманай шляхам абпалу, тэмпература абпалу не павінна быць занадта высокай, звычайна паміж 700 і 800 ℃. Аксіды можна раствараць у растворы сернай кіслаты з канцэнтрацыяй 1-1,5 моль/л або ў растворы азотнай кіслаты з канцэнтрацыяй 4-5 моль/л. Пры вылугоўцы абпаленай руды сернай і азотнай кіслатой цэрый у асноўным паступае ў раствор у чатырохвалентнай форме. Першы метад прадугледжвае атрыманне раствора сульфату рэдказямельных элементаў, які змяшчае 50 г/л REO, пры тэмпературы каля 45 ℃, а затым атрыманне дыяксіду цэрыя метадам экстракцыі P204; другі метад прадугледжвае падрыхтоўку раствора нітрату рэдказямельных элементаў, які змяшчае REO 150-200 г/л, пры тэмпературы 80-85 ℃, а затым выкарыстанне экстракцыі TBP для аддзялення цэрыя.
Калі аксіды рэдказямельных элементаў раствараюцца ў разведзенай сернай або азотнай кіслаце, CeO2 адносна нерастваральны. Таму на познім этапе растварэння ў раствор неабходна дадаць невялікую колькасць плавікавай кіслаты ў якасці каталізатара для паляпшэння растваральнасці CeO2.
2. Акісленне сухім паветрам
Змясціце гідраксід рэдказямельных элементаў у сушыльную печ і акісліце яго ў вентыляваных умовах пры тэмпературы 100-120 ℃ на працягу 16-24 гадзін. Рэакцыя акіслення выглядае наступным чынам:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Хуткасць акіслення цэрыя можа дасягаць 97%. Калі тэмпературу акіслення яшчэ больш павялічыць да 140 ℃, час акіслення можна скараціць да 4-6 гадзін, а хуткасць акіслення цэрыя таксама можа дасягнуць 97%~98%. Працэс акіслення сухім паветрам стварае вялікую колькасць пылу і дрэнныя ўмовы працы, якія ў цяперашні час выкарыстоўваюцца ў асноўным у лабараторыях.
3. Акісленне вільготным атмасферным паветрам
Змяшайце гідраксід рэдказямельных элементаў з вадой да атрымання суспензіі, кантралюйце канцэнтрацыю REO да 50-70 г/л, дадайце NaOH для павышэння шчолачнасці суспензіі да 0,15-0,30 моль/л, і пры награванні да 85 ℃ непасрэдна ўвядзіце паветра для акіслення ўсяго трохвалентнага цэрыя ў суспензіі да чатырохвалентнага цэрыя. Падчас працэсу акіслення выпарэнне вады адносна вялікае, таму пэўную колькасць вады неабходна дадаваць у любы час, каб падтрымліваць больш стабільную канцэнтрацыю рэдказямельных элементаў. Калі ў кожнай партыі акісляецца 40 л суспензіі, час акіслення складае 4-5 гадзін, а хуткасць акіслення цэрыя можа дасягаць 98%. Калі кожны раз акісляецца 8 м3 суспензіі гідраксіду рэдказямельных элементаў, хуткасць патоку паветра складае 8-12 м3/мін, а час акіслення павялічваецца да 15 гадзін, хуткасць акіслення цэрыя можа дасягаць 97%~98%.
Характарыстыкі метаду акіслення вільготным паветрам у атмасферы: высокая хуткасць акіслення цэрыя, вялікая прадукцыйнасць, добрыя ўмовы працы, прастата эксплуатацыі, і гэты метад шырока выкарыстоўваецца ў прамысловасці для атрымання сырога дыяксіду цэрыя.
4. Акісленне вільготным паветрам пад ціскам
Пры нармальным ціску акісленне паветрам займае больш часу, і людзі скарачаюць час акіслення, выкарыстоўваючы ціск. Павелічэнне ціску паветра, гэта значыць павелічэнне парцыяльнага ціску кіслароду ў сістэме, спрыяе растварэнню кіслароду ў растворы і дыфузіі кіслароду да паверхні дыфузіі часціц гідраксіду рэдказямельных элементаў, тым самым паскараючы працэс акіслення.
Змяшайце гідраксід рэдказямельных элементаў з вадой да канцэнтрацыі каля 60 г/л, давядзіце pH да 13 з дапамогай гідраксіду натрыю, павысьце тэмпературу да каля 80 ℃, увядзіце паветра для акіслення, кантралюйце ціск на ўзроўні 0,4 МПа і акісляйце на працягу 1 гадзіны. Хуткасць акіслення цэрыя можа дасягаць больш за 95%. У рэальнай вытворчасці акісляльная сыравіна гідраксіду рэдказямельных элементаў атрымліваецца шляхам шчолачнага пераўтварэння шляхам асаджэння комплекснай солі сульфату натрыю рэдказямельных элементаў. Каб скараціць працэс, асаджэнне комплекснай солі сульфату натрыю рэдказямельных элементаў і шчолачны раствор можна дадаць у рэзервуар для акіслення пад ціскам, падтрымліваючы пэўны ціск і тэмпературу. Можна ўводзіць паветра або насычаны кісларод для пераўтварэння рэдказямельных элементаў у комплекснай солі ў гідраксіды рэдказямельных элементаў, і ў той жа час Ce(OH)3, які змяшчаецца ў ім, можа акісляцца да Ce(OH)4.
Ва ўмовах ціску хуткасць пераўтварэння складанай солі ў шчолач, хуткасць акіслення цэрыя і хуткасць акіслення цэрыя паляпшаюцца. Праз 45 хвілін рэакцыі хуткасць пераўтварэння двайной солі ў шчолач і хуткасць акіслення цэрыя дасягнулі больш за 96%.
Час публікацыі: 09 мая 2023 г.