Hava oksidləşmə üsulu, oksidləşmək üçün havadakı oksigeni istifadə edən bir oksidləşmə üsuludurseriummüəyyən şərtlər altında tetravalentə. Bu üsul adətən flüorokarbon serium filizi konsentratının, nadir torpaq oksalatlarının və karbonatların havada qızardılmasını (qovurma oksidləşməsi kimi tanınır) və ya nadir torpaq hidroksidlərinin qovrulmasını (quru havanın oksidləşməsi) və ya oksidləşmə üçün nadir torpaq hidroksidlərinin şlamına (yaş havanın oksidləşməsi) havanın daxil edilməsini əhatə edir.
1, qovurma oksidləşməsi
Flüorokarbon serium konsentratının havada 500 ℃-də qızardılması və ya Baiyunebo nadir torpaq konsentratının 600-700 ℃-də havada natrium karbonat ilə qovurulması. Nadir torpaq minerallarının parçalanması zamanı mineralların tərkibindəki serium dörd valentə qədər oksidləşir. Ayırma üsullarıseriumkalsine edilmiş məhsullardan nadir torpaq sulfat ikiqat duz üsulu, həlledici ekstraksiya üsulu və s.
Bundan əlavə, oksidləşmə ilə qovrulurnadir torpaqkonsentrat, nadir torpaq oksalatı və nadir torpaq karbonatı kimi duzlar hava atmosferində qovrularaq parçalanır və serium CeO2-ə qədər oksidləşir. Qovurma nəticəsində əldə edilən nadir torpaq oksidi qarışığının yaxşı həll olmasını təmin etmək üçün qovurma temperaturu çox yüksək olmamalıdır, adətən 700 ilə 800 ℃ arasındadır. Oksidlər 1-1,5mol/L sulfat turşusu məhlulunda və ya 4-5mol/L azot turşusu məhlulunda həll oluna bilər. Qovrulmuş filizi kükürd turşusu və nitrat turşusu ilə yuduqda serium əsasən məhlula dördvalent formada daxil olur. Birincisi, təxminən 45 ℃ temperaturda 50 q/L REO ehtiva edən nadir torpaq sulfat məhlulunun alınmasını və sonra P204 hasilatı metodundan istifadə edərək serium dioksidin istehsalını əhatə edir; Sonuncu, 80-85 ℃ temperaturda 150-200 q/L REO ehtiva edən nadir torpaq nitrat məhlulunun hazırlanmasını və sonra seriumun ayrılması üçün TBP ekstraksiyasının istifadəsini nəzərdə tutur.
Nadir torpaq oksidləri seyreltilmiş sulfat turşusu və ya azot turşusu ilə həll edildikdə, CeO2 nisbətən həll olunmur. Buna görə də CeO2-nin həllini yaxşılaşdırmaq üçün həll olunmanın sonrakı mərhələsində katalizator kimi məhlula az miqdarda hidrofluor turşusu əlavə etmək lazımdır.
2. Quru havanın oksidləşməsi
Nadir torpaq hidroksidini qurutma sobasına qoyun və havalandırılan şəraitdə 100-120 ℃ temperaturda 16-24 saat oksidləşdirin. Oksidləşmə reaksiyası aşağıdakı kimidir:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
Seriumun oksidləşmə dərəcəsi 97% -ə çata bilər. Oksidləşmə temperaturu 140 ℃-ə qədər artırılarsa, oksidləşmə müddəti 4-6 saata qədər qısala bilər və seriumun oksidləşmə dərəcəsi də 97% ~ 98% -ə çata bilər. Quru havanın oksidləşməsi zamanı çoxlu miqdarda toz və pis əmək şəraiti əmələ gəlir ki, bu da hazırda əsasən laboratoriyada istifadə olunur.
3, Atmosferdə nəm havanın oksidləşməsi
Nadir torpaq hidroksidini su ilə qarışdıraraq məhlul əmələ gətirin, REO konsentrasiyasını 50-70 q/l-ə qədər nəzarət edin, məhlulun qələviliyini 0,15-0,30mol/L-ə qədər artırmaq üçün NaOH əlavə edin və 85 ℃-ə qədər qızdırıldıqda birbaşa hava daxil edin. məhluldakı bütün üçvalentli seriumları dörd valentli seriuma oksidləşdirin. Oksidləşmə prosesi zamanı suyun buxarlanması nisbətən böyükdür, ona görə də nadir torpaqların daha sabit konsentrasiyasını saxlamaq üçün istənilən vaxt müəyyən miqdarda su əlavə edilməlidir. Hər partiyada 40L şlam oksidləşdikdə oksidləşmə müddəti 4-5 saatdır və seriumun oksidləşmə dərəcəsi 98%-ə çata bilər. Hər dəfə 8 m3 nadir torpaq hidroksid şlamı oksidləşdikdə, hava axını sürəti 8-12 m3 / dəq təşkil edir və oksidləşmə müddəti 15 saata qədər artırıldıqda, seriumun oksidləşmə dərəcəsi 97% ~ 98% -ə çata bilər.
Atmosfer yaş havanın oksidləşmə metodunun xüsusiyyətləri bunlardır: seriumun yüksək oksidləşmə dərəcəsi, böyük məhsuldarlıq, yaxşı iş şəraiti, sadə əməliyyat və bu üsul sənayedə xam serium dioksidi istehsal etmək üçün geniş istifadə olunur.
4, Təzyiqli yaş havanın oksidləşməsi
Normal təzyiq altında havanın oksidləşməsi daha uzun zaman alır və insanlar təzyiqdən istifadə edərək oksidləşmə müddətini qısaldırlar. Hava təzyiqinin artması, yəni sistemdə oksigenin parsial təzyiqinin artması məhlulda oksigenin həll edilməsinə və nadir torpaq hidroksid hissəciklərinin səthə yayılmasına oksigenin yayılmasına şərait yaradır və bununla da oksidləşmə prosesini sürətləndirir.
Nadir torpaq hidroksidini su ilə təxminən 60 q/L-ə qədər qarışdırın, natrium hidroksid ilə pH-nı 13-ə tənzimləyin, temperaturu təxminən 80 ℃-ə qaldırın, oksidləşmə üçün hava daxil edin, 0,4 MPa təzyiqə nəzarət edin və 1 saat oksidləşdirin. Seriumun oksidləşmə dərəcəsi 95% -dən çox ola bilər. Faktiki istehsalda, oksidləşmə xammalı nadir torpaq hidroksid nadir torpaq natrium sulfat kompleks duzunun çökməsi yolu ilə qələvi çevrilmə yolu ilə əldə edilir. Prosesi qısaltmaq üçün, müəyyən bir təzyiq və temperatur saxlamaqla, nadir torpaq natrium sulfat kompleksinin duzu və qələvi məhlulunun çökməsi təzyiqli oksidləşmə tankına əlavə edilə bilər. Kompleks duzun tərkibindəki nadir torpağı nadir torpaq hidroksidlərinə çevirmək üçün hava və ya zəngin oksigen daxil edilə bilər və eyni zamanda tərkibindəki Ce (OH) 3 Ce (OH) 4-ə qədər oksidləşə bilər.
Təzyiqli şəraitdə kompleks duzun qələvi çevrilmə sürəti, seriumun oksidləşmə sürəti və seriumun oksidləşmə sürəti yaxşılaşır. 45 dəqiqəlik reaksiyadan sonra ikiqat duz qələvisinin çevrilmə sürəti və seriumun oksidləşmə dərəcəsi 96% -dən çox oldu.
Göndərmə vaxtı: 09 may 2023-cü il