공기산화법은 공기 중의 산소를 이용하여 산화시키는 산화법입니다.세륨특정 조건에서는 4가로 변합니다.이 방법은 일반적으로 플루오로카본 세륨 광석 농축물, 희토류 옥살산염 및 탄산염을 공기 중에서 로스팅(로스팅 산화라고 함)하거나 희토류 수산화물을 로스팅(건식 공기 산화)하거나 산화를 위해 희토류 수산화물 슬러리에 공기를 도입하는(습식 공기 산화)을 포함합니다.
1、 로스팅 산화
플루오로카본세륨 정광을 공기 중에서 500℃에서 로스팅하거나, 바이윤보 희토류 농축물을 탄산나트륨과 함께 공기 중에서 600-700℃에서 로스팅하는 단계.희토류 광물이 분해되는 동안 광물에 포함된 세륨이 4가로 산화됩니다.분리 방법세륨소성제품으로부터 희토류황산염 이중염법, 용매추출법 등이 있다.
산화 로스팅 외에도희토류농축된 희토류 옥살산염, 희토류 탄산염 등의 염류는 대기 중에서 배소 분해되고, 세륨은 산화되어 CeO2로 됩니다.로스팅을 통해 얻은 희토류 산화물 혼합물의 우수한 용해도를 보장하려면 로스팅 온도가 너무 높지 않아야 하며 일반적으로 700~800℃ 사이입니다.산화물은 1-1.5mol/L 황산 용액 또는 4-5mol/L 질산 용액에 용해될 수 있습니다.구운 광석을 황산과 질산으로 침출할 때 세륨은 주로 4가 형태로 용액에 들어갑니다.전자는 약 45℃에서 50g/L REO를 함유한 희토류 황산염 용액을 얻은 후, P204 추출법을 이용하여 이산화세륨을 생산하는 단계;후자는 80~85℃의 온도에서 150~200g/L의 REO를 함유한 희토류 질산염 용액을 제조한 후 TBP 추출을 이용해 세륨을 분리하는 방법이다.
희토류 산화물이 묽은 황산이나 질산에 용해되면 CeO2는 상대적으로 불용성입니다.따라서 CeO2의 용해도를 향상시키기 위해서는 용해 후기 단계에서 촉매로 소량의 불산을 용액에 첨가해야 합니다.
2, 건식 공기 산화
희토류 수산화물을 건조로에 넣고 100~120℃의 통풍조건에서 16~24시간 동안 산화시킨다.산화반응은 다음과 같다.
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
세륨의 산화율은 97%에 도달할 수 있습니다.산화온도를 140℃로 더 높이면 산화시간을 4~6시간으로 단축할 수 있고, 세륨의 산화율도 97%~98%에 도달할 수 있다.건식 공기 산화 공정은 현재 실험실에서 주로 사용되는 다량의 먼지와 열악한 노동 조건을 생성합니다.
3, 대기 중 습식 공기 산화
희토류 수산화물을 물과 혼합하여 슬러리를 형성하고 REO 농도를 50~70g/L로 조절하고 NaOH를 첨가하여 슬러리의 알칼리도를 0.15~0.30mol/L로 높이고 85℃로 가열하면 공기를 직접 도입하여 슬러리의 모든 3가 세륨을 4가 세륨으로 산화시킵니다.산화 과정에서 물의 증발량이 상대적으로 크기 때문에 보다 안정적인 희토류 농도를 유지하려면 언제든지 일정량의 물을 보충해야 합니다.각 배치에서 40L의 슬러리가 산화될 때 산화 시간은 4-5시간이고 세륨의 산화율은 98%에 도달할 수 있습니다.희토류 수산화물 슬러리 8m3가 매번 산화될 때 공기 유량은 8-12m3/min이고 산화 시간은 15시간으로 증가하며 세륨의 산화 속도는 97%~98%에 도달할 수 있습니다.
대기습식공기산화법의 특징은 세륨의 산화율이 높고 생산량이 크며 작업조건이 양호하고 조작이 간단한데 이 방법은 산업계에서 조이산화세륨을 생산하는 데 일반적으로 사용된다.
4, 가압 습식 공기 산화
상압에서는 공기의 산화가 더 오랜 시간이 걸리며, 사람들은 압력을 이용하여 산화 시간을 단축시킵니다.공기압의 증가, 즉 시스템의 산소 분압의 증가는 용액 내 산소의 용해와 희토류 수산화물 입자의 표면 확산에 산소의 확산을 촉진하여 산화 과정을 가속화합니다.
희토류수산화물에 물을 약 60g/L로 혼합한 후 수산화나트륨으로 pH를 13으로 조정하고 온도를 약 80℃로 올린 후 산화용 공기를 투입하고 압력을 0.4MPa로 조절하여 1시간 동안 산화시킨다.세륨의 산화율은 95% 이상에 도달할 수 있습니다.실제 생산에서는 희토류 황산나트륨 착염을 침전시켜 알칼리 전환시켜 산화 원료인 희토류 수산화물을 얻는다.공정을 단축하기 위해 희토류 황산나트륨 착염과 알칼리 용액의 침전물을 가압 산화조에 첨가하여 일정한 압력과 온도를 유지할 수 있습니다.공기나 풍부한 산소를 도입하여 착염에 포함된 희토류를 희토류 수산화물로 전환시키는 동시에 그 안에 있는 Ce(OH)3를 Ce(OH)4로 산화시킬 수 있다.
가압 조건에서는 착염의 알칼리 전환율, 세륨의 산화율, 세륨의 산화율이 모두 향상됩니다.45분 반응 후 이중염 알칼리의 전환율과 세륨의 산화율은 96% 이상에 이르렀다.
게시 시간: 2023년 5월 9일