zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài thuyết trình Hóa học và công nghệ đất hiếm: Tách Ceri (IV) oxit từ quặng bastnaesite

Chia sẻ: Quân Quan | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:20

Báo xấu

58
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Bài thuyết trình Hóa học và công nghệ đất hiếm: Tách Ceri (IV) oxit từ quặng bastnaesite" giới thiệu chung CeO2; cơ sở hóa lý của quá trình phân hủy quặng; quy trình tách Ceri (IV) oxit.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình Hóa học và công nghệ đất hiếm: Tách Ceri (IV) oxit từ quặng bastnaesite

HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẤT HIẾM ĐỀ TÀI TÁCH CERI (IV) OXIT TỪ QUẶNG BASTNAESITE Giảng viên: TS. Bùi Thị Vân Anh SVTH: Phạm Thị Lệ 1
NỘI DUNG 2
1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 CeO2 Bề ngoài Chất rắn màu trắng hoặc vàng nhạt Khối lượng riêng 7.215 g/cm3 Điểm nóng chảy 2400oC Điểm sôi 3500oC Độ hòa tan Không tan trong nước, axit loãng, tan trong axit đặc nóng Khối lượng mol 117.115 g/mol 3
1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.2 Bastnaesite • Quặng bastnaesite chủ yếu được tìm thấy ở Trung Quốc, Mỹ, Mông Cổ, Na Uy, Thổ Nhĩ Kỳ,…. • Công thức chung: RE(CO3)F (R: Ce, Yt, La) • Quặng bastnaesite về lý thuyết chiếm 75% REO • Quặng Bastnaesite được làm giàu bằng phương pháp tuyển Quặng bastnaesite nổi hoặc tuyển trọng lực, quặng sau khi làm giàu thường chứa 60% REO 4
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY QUẶNG 2.1 Qúa trình nung oxi hóa • Bastnaesite có thể bị phân hủy ở nhiệt độ cao tạo ra CO2 và HF. Quá trình phân hủy này thường thực hiện trong không khí. Đồng thời Ceri oxit trong quặng cũng bị oxi hóa bởi oxi trong không khí từ Ce3+ lên Ce4+. • Nhiệt độ nung tối ưu là: 450 – 650oC 5
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY QUẶNG 2.2 Qúa trình hòa tan quặng sau nung bằng axit HCl - Hòa tan bằng HCl loãng Quá trình hòa - Hòa tan các oxit đất hiếm không chứa ceri tan ưu tiên - Phản ứng: RE2O3 + 3REOFF + REF3 + 12HCl = 4RECl3 + 2REF3↓ + 6H2O - Hòa tan bằng HCl đặc nóng Quá trình hòa - Ceri oxit tan trong HCl đặc nóng tan chọn lọc - Phản ứng: 3CeO2 + 3CeOF2 + 18HCl = 4CeCl3 +2CeF3↓ + 9H2O + 3Cl2↑ 6
3. QUY TRÌNH TÁCH CERI (IV) OXIT 7
3. QUY TRÌNH TÁCH CERI (VI) OXIT 3.1 Giai đoạn nung quặng • Thành phần quặng Bastnaesite ở Bayun – Obo (Trung Quốc) Thành phần trong quặng REO CaO BaO Fe2O P2O F ThO2 3 5 % 66.5 2.99 11.45 4.65 2.53 8.63 0.136 Thành phần trong La2O CeO Pr6O Nd2O Sm2 Eu2 Gd2 Y2O đất hiếm 3 2 11 3 O3 O3 O3 3 % 23 50 6 16 1.6 0.2 0.7 0.4 • Điều kiện nung: quặng sau khi làm giàu và nghiền mịn được đưa vào lò nung với công suất 2 tấn/h trong điều kiện nhiệt độ từ 450 – 550oC, nung trong 2h. 8
3. QUY TRÌNH TÁCH CERI (VI) OXIT 3.1 Giai đoạn nung quặng • Phản ứng phân hủy quặng: REFCO3 → REOF + CO2↑ Ce2O3 + 0.5 O2 → 2CeO2 • Các phản ứng sau cũng có thể xảy ra 3REFCO3 = RE2O3 + REF3 + 3CO2↑ RE2O3 + REF3 = 3REOF • Khi có mặt của nước, xảy ra các phản ứng sau: 2REOF + H2O = RE2O3 + 2HF↑ REF3 + H2O = REOF + 2HF↑ 9
3. QUY TRÌNH TÁCH CERI (VI) OXIT 3.1 Giai đoạn nung quặng • Thành phần bastnaesite có CaO nên sẽ xảy ra phản ứng sau: CaO + 2REOF = CaF2 + RE2O3 • Các phản ứng sau cũng có thể xảy ra: 3CeF + 0.5O2 = CeO4F3 hoặc 2CeO2. CeF3 2CeF3. Ce2(CO2)3 + 1.5O2 = 3CeO2 + 3CeOF2 + 6CO2↑ 3Ce2O3 + O2 = Ce6O11 hoặc 4CeO2. Ce2O3 Sản phẩm chính của quá trình nung quặng bastnaesite là: RE2O3, REF3, REOF, CeO2. 10
3.2 Giai đoạn hòa tan Hòa tan với axit HCl loãng • Điều kiện phản ứng: Quặng sau nung được cho thêm nước để tao thành bùn ( khoảng 180 – 200 g REO/ L) và gia nhiệt đến 85 – 90oC, dưới điều kiện khuấy trộn. HCl 30% được thêm vào từ từ và để phản ứng xảy ra trong 2h. Sau đó đem dung dịch này đi lọc. Bã rắn thu được được rửa ngược dòng nhiều lần bằng nước để loại bỏ axit dư. • Phản ứng: RE2O3 + 3REOF + REF3 + 12HCl = 4RECl3 + 2REF3↓ + 6H2O • Sản phẩm: Dung dịch: RECl3, HCl dư Rắn: REF3, CeO2 11
3.2 Giai đoạn hòa tan Chuyển hóa REF3 thành RE(OH)3 • Điều kiện phản ứng: NaOH 20% được thêm vào bã rắn, trong điều kiện khuấy trộn và gia nhiệt khoảng 85 – 90oC. Để phản ứng trong 4h. Sản phẩm thu được rửa bằng nước nóng cho đến hết NaF và NaOH dư. Sau đó đem đi lọc. • Phản ứng: REF3 + 3NaOH = RE(OH)3↓ + 3NaF • Sản phẩm: Dung dịch: NaF, NaOH dư Rắn: RE(OH)3, CeO2 12
3.2 Giai đoạn hòa tan Hòa tan với HCl loãng • Rắn thu được sau khi chuyển hóa với NaOH: RE(OH)3, CeO2 đem hòa tan với HCl loãng. Sau đó đem dung dịch sau phản ứng đi lọc. • Phản ứng: RE(OH)3 + HCl → RECl3 + H2O • Sản phẩm: Dung dịch: RECl3 Rắn: CeO2 13
3.2 Giai đoạn hòa tan Hòa tan với HCl đậm đặc • CeO2 được hòa tan bằng HCl đâm đặc trong 2h ở 85oC, đồng thời sunfua cacbamit được thêm vào với lượng nhất định để tránh sự phát thải Cl2. Đem dung dịch sau phản ứng đi lọc. Bã sau lọc được rửa nhiều lần bằng nước cho đến khi pH của nước rửa bằng 3 • Phản ứng: 3CeO2 + 3CeOF2 + 18HCl = 4CeCl3 + 2CeF3↓ + 9H2O + 3Cl2↑ 4Cl2 + (H2N)2CS + 5H2O = 8HCl + H2SO4 + (H2N)2CO (H2N)2CO + 2HCl + H2O = 2NH4Cl + CO2↑ • Sản phẩm: Dung dịch: CeCl3, H2SO4, NH4Cl, HCl dư Rắn: CeF3 14
3. QUY TRÌNH TÁCH CERI (VI) OXIT 3.3 Giai đoạn trung hòa • Dung dịch CeCl3 trung hòa đến pH từ 4.0 4.5 bằng NH4(OH). Sau đó cho thêm một lượng phù hợp BaCl2. 2H2O để loại SO42 trong dung dịch, để phản ứng xảy ra trong 4h. • Phản ứng: SO42 + Ba2+ → BaSO4↓ Fe3+ + 3OH → Fe(OH)3↓ Th4+ + 4OH → Th(OH)4↓ • Sản phẩm: Dung dịch: CeCl3 15
3. QUY TRÌNH TÁCH CERI (VI) OXIT 3.4 Giai đoạn kết tủa • Dung dịch CeCl3 được kết tủa bằng NH4HCO3. Sau đó kết tủa được đem nung ngoài không khí tạo CeO2 • Phản ứng: Ce3+ + 3HCO3 → Ce(HCO3)3↓ 2Ce(HCO3)3 → Ce2O3 + 3H2O + 6CO2 Ce2O3 + 0.5 O2 → 2CeO2 • Sản phẩm: CeO2 98% 16
Quặng bastnaesite (RE2O3: 60%) Nung oxy hóa Phản ứng với Hòa tan với HCl (450 – 550oC, NaOH đặc 2h) Nước Lọc Hòa tan với HCl Rửa 30% Rắn NaF, Lọc Dung dịch (80 – 90oC, 2h) REF3 , Lọc NaO Rắn CeCl3 CeF3 H (RE(OH)3, Rắn Dung dịch CeO2) Phản ứng (REF3, Trung hòa (RECl3) với NaOH CeO2) Hòa tan với HCl Rử Nước 30% Lọc bỏ kết tủa Trung hòa Dung Rửa a Lọc Nước dịch Lọc Lọc bỏ kết tủa Lọc thải Dung CeCl3 Dung Rắn Rắn NaF + Rắn dịch dịch (REF3, (CeO2) Kết tủa NaOH RECl3 (RECl3) CeO2) Hòa tan với Cô đăc và kết Hòa tan HCl 30% tinh với HCl Nung Thu hồi NaF và NaOH đặc (La, RECl3 Nd)Cl3 CeO2 Sơ đồ quy trình tách CeO2 từ quặng Bastnaesite 17
3. QUY TRÌNH TÁCH CERI (VI) OXIT 3.5 Nhận xét Ưu điểm: • Quá trình đơn giản • Tiêu thụ tác nhân ít • Chi phí vận hành thấp Nhược điểm: • Quá trình hòa tan tốn thời gian • Vận hành phức tạp do cần điều chỉnh nhiều điểm trong quá trình yêu cầu người vận hành có tay nghề cao. 18
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Dezhi Qi (2018). Hydrometallurgy of Rare Earths: Extraction and Separation, 1 st edition, Elsevier, Oxford. 2. Jack Zhang, Baodong Zhao, Bryan Schreiner (2016). Separation Hydrometallurgy of Rare Earth Elements, 1st edition, Spinger, New York. 19

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.