CS243399B1 - Způsob oxidace caru - Google Patents

Abstract

Způsob oxidace ceru vzduěným kyslíkem ve směsných hydroxidových koncentrátech vzácných ženin, spofiívá v tom, Se se provádí při pH vyíěím než 9. Oxidace ceru je předpokladem jeho oddělení od ostatních prvků vzácných zemin.

Description

Vynález se týká způsobu oxidace caru, který se nachází v hydroxidových suspenzích vzácných zemin.

Oxidace ceru je předpokladem jeho oddálení od ostatních prvků vzácných zemin, která přitom zůstávají ve trojmocnám stavu.

Dosud známá účinná způsoby oxidace ceru požadují náročnější oxidační činidla, jako je ozon, peraíran amonný, peroxid vodíku, manganistan draselný nebo chlor atd. Kyslík při tlaku 3 až 15 atm. byl používán při pokusech oxidace ceru ve vodní hydroxidové suspenzi.

V průmyslovém měřítku se provádí způsob oxidace ceru v koncentrátu vzácných zemin v tuhá fázi. Při teplotách větěích než 120 °C se za 2 až 6 hodin oxiduje 95 až 98 % trojmocného ceru.

Oxidační stupeň při tomto spůsobu nepřesahuje 99 9. Oxidace je tím dokonalejší, čím meněí je vlhkost hydroxidového čili oxidového koncentrátu. Vzhledem k hygroskopíčnosti oxidů vzácných zemin a k složitosti jejich vázání se vodou se neočekává větěí oxidační stupeň.

VySSÍ procento oxidace vzduěným kyslíkem se dosáhne způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se provádí při pH vyěěím než 9. Vzduch, který probublává suspenzí, dokonale ji promíchá, takže není třeba míchat mechanickým nebo jiným způsobme.

Teplota reakční směsi se má pro zrychlení procesu oxidace pohybovat od 70 °C do teploty bodu varu suspenze. Při výhodných podmínkách ae dosahuje za 30 až 90 minut 1009 oxidace ceru.

Experimentální výsledlqr potvrzují výpočtová úvahy: Ze standardních oxidačních potenciálů B° ³ 1,61 V pro proces Ce⁴* + e” ³ Ce³* a B° ³ 1,23 V pro proces Oj + 4H* + 4e“ ³ 2 HjO se vypočítá pro daný systém rovnovážní konstanta K ³ 2,05 . 10 , čímž se zdá, že oxidace ceru vzduěným kyslíkem v roztoku je nemožná. To věak platí jen v oblasti pU < 1, kde se ionty Ce⁴* jeětě nesráží.

Při pH>1 se hydroxid ceričitý, který má součin rozpustnosti eca lO“^⁰»⁴, tzn. log/Ce⁴*/³ 5,6 - 4pH, začíná srážet. Redoxní rovnováha přechází do formy 4Ce³* + Oj * 14 HjO ³ 4 Ce/OH/^ + 12 H⁺, pro kterou platí následující Nerstova-Petersova rovnice:

B ³ - 0,38 + 1,98 . 10⁴ T . log/Ce³*/ +5,95 . 10⁴ T . pH.

Z toho je zřejmé, že na účinnost oxidace má zvyěování pH větěí vliv nežli zvyšování teploty.

Přikladl

Ve vzorcích po 250 ml roztoku o pH 3,5, který obsahuje 0,35 N Ln³* /59,0 £TRjOj/l/ v molárním složeni La³* 30 9, Ce³* 50 9 a Nd³* 20 9, byly při probublovánl vzduchem sráženy hydroxidy a upravováno pH postupným přidáváním 259 hydroxidu sodného.

Po nastavení teploty reakční směsi na 90 °c se směs probublovala vzduchem 90 minut.

Potom se stanovil oxidační stupeň, který je definován jako procentuální podíl Ce⁴* k celkovému ceru. Následující výsledky jsou shrnuty v tabulce 1.

t

I

Tabulka 1

S pH reakční smSai dosažený stupen oxidace /#/

3,54	57,4
4,68	58,5
5,52	60,1
6,55	64,3
7,33	72,3
8,05	85,6
9,10	95,0
10,52	•98,4
1. ,31	99,8
11,70	100
12,60	100

Příklad 2

Stejná vzorky jako v příkladu t byly oxidovány vzduchem při pH 12,5 a teplota 90 °C, při různá reakční dobá. Závislost stupné oxidace na dobS probublování vzduchem je následující:

Doba oxidace /min/: 10 20 30 40 50 60 70 90

Stupeň oxid. /%/: 85,2 93,1 98,0 99,5 99,8 100 100 100

Přiklad 3

200 ml roztoku koncentrátu vzácných .zemin, který obsahuje 0,32 N Ln^* v složení La 22,3 9, Ce 51,1 9, Pr 6,1 9, Nd 15,2 9 a ostatní lantanoidy 5,3 9 bylo neutralizováno a upraveno na pH 12,5 pomocí 259 roztoku NaOH.

!>

Při teplote 90 °C byla suspenze probublována vzduchem v dobS 90 minut. Po skončení reakce se veSkerý cer nacházel ve Styřmocnám stavu. Prakčním rozpouštěním byl oddSlen vSechen cer ze směsi vzácných zemin.

P ř 1 k la d 4

500 ml roztoku vzácných zemin, který mál stejná složení a koncentraci jako vpřlkladu 3 bylo neutralizováno a upraveno na pH 12,5 přidáním 259 roztoku NaOH. Suspenze byla ponechána při teplote místnosti v klidu, přičemž byl zajištěn normální přístup vzduchu a třepalo se každý den jednou 5 minut. Po 11 dnech byla prokázána 1009 oxidace ceru.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob oxidace ceru vzdužným kyslíkem ve směsných hydroxidových koncentrátech vzácných zemin, vyznačující se,tím, že sp provádí při pH vyšším než 9.