O método de oxidación do aire é un método de oxidación que utiliza o osíxeno do aire para oxidarsecerioa tetravalente en determinadas condicións.Este método normalmente implica asar o concentrado de mineral de cerio de fluorocarbono, oxalatos de terras raras e carbonatos no aire (coñecida como oxidación de tostado) ou asar hidróxidos de terras raras (oxidación de aire seco) ou introducir aire en suspensión de hidróxidos de terras raras (oxidación do aire húmido) para a súa oxidación.
1 、 Oxidación de asado
Asar o concentrado de cerio de fluorocarbono no aire a 500 ℃ ou asar o concentrado de terras raras de Baiyunebo con carbonato de sodio no aire a 600-700 ℃.Durante a descomposición dos minerais de terras raras, o cerio dos minerais oxídase a tetravalente.Métodos de separaciónceriodos produtos calcinados inclúen o método de sal dobre de sulfato de terras raras, o método de extracción con disolvente, etc.
Ademais do asado por oxidación deterra raraconcentrado, as sales como o oxalato de terras raras e o carbonato de terras raras sofren unha descomposición por torrefacción nunha atmosfera de aire e o cerio óxido a CeO2.Para garantir unha boa solubilidade da mestura de óxidos de terras raras obtida polo asado, a temperatura de asado non debe ser demasiado alta, normalmente entre 700 e 800 ℃.Os óxidos pódense disolver en solución de ácido sulfúrico 1-1,5 mol/L ou solución de ácido nítrico 4-5 mol/L.Ao lixiviar o mineral tostado con ácido sulfúrico e ácido nítrico, o cerio entra principalmente na solución en forma tetravalente.O primeiro consiste na obtención dunha solución de sulfato de terras raras que contén 50 g/L de REO a uns 45 ℃ e despois producir dióxido de cerio mediante o método de extracción P204;Este último consiste en preparar unha solución de nitrato de terras raras que contén REO de 150-200 g/L a unha temperatura de 80-85 ℃, e despois usar a extracción de TBP para separar o cerio.
Cando os óxidos de terras raras se disolven con ácido sulfúrico diluído ou ácido nítrico, o CeO2 é relativamente insoluble.Polo tanto, hai que engadir unha pequena cantidade de ácido fluorhídrico á solución como catalizador na fase posterior da disolución para mellorar a solubilidade do CeO2.
2、 Oxidación do aire seco
Coloque o hidróxido de terras raras nun forno de secado e oxídeo en condicións ventiladas a 100-120 ℃ durante 16-24 horas.A reacción de oxidación é a seguinte:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
A taxa de oxidación do cerio pode alcanzar o 97%.Se a temperatura de oxidación aumenta ata os 140 ℃, o tempo de oxidación pódese reducir a 4-6 horas e a taxa de oxidación do cerio tamén pode alcanzar o 97% ~ 98%.O proceso de oxidación do aire seco produce unha gran cantidade de po e unhas malas condicións laborais, que actualmente se usan principalmente no laboratorio.
3, oxidación do aire húmido atmosférico
Mestura hidróxido de terras raras con auga para formar unha suspensión, controla a concentración de REO a 50-70 g/L, engade NaOH para aumentar a alcalinidade da suspensión a 0,15-0,30 mol/L e, cando se quenta a 85 ℃, introduce directamente aire oxidar todo o cerio trivalente da suspensión a cerio tetravalente.Durante o proceso de oxidación, a evaporación da auga é relativamente grande, polo que unha certa cantidade de auga debe complementarse en calquera momento para manter unha concentración máis estable de terras raras.Cando se oxidan 40 L de suspensión en cada lote, o tempo de oxidación é de 4-5 horas e a taxa de oxidación do cerio pode alcanzar o 98%.Cando se oxidan 8 m3 de suspensión de hidróxido de terras raras cada vez, o fluxo de aire é de 8-12 m3/min e o tempo de oxidación aumenta a 15 h, a taxa de oxidación do cerio pode alcanzar o 97% ~ 98%.
As características do método de oxidación do aire húmido atmosférico son: alta taxa de oxidación do cerio, gran produción, boas condicións de traballo, operación sinxela e este método úsase habitualmente na industria para producir dióxido de cerio bruto.
4、 Oxidación de aire húmido a presión
Baixo presión normal, a oxidación do aire leva máis tempo e a xente acurta o tempo de oxidación usando presión.O aumento da presión do aire, é dicir, o aumento da presión parcial de osíxeno no sistema, conduce á disolución do osíxeno na solución e á difusión do osíxeno á difusión superficial de partículas de hidróxido de terras raras, acelerando así o proceso de oxidación.
Mestura hidróxido de terras raras con auga a uns 60 g/L, axusta o pH a 13 con hidróxido de sodio, aumenta a temperatura a uns 80 ℃, introduce aire para oxidar, controla a presión a 0,4 MPa e oxide durante 1 hora.A taxa de oxidación do cerio pode alcanzar máis do 95%.Na produción real, a materia prima de oxidación do hidróxido de terras raras obtense mediante a conversión de álcalis mediante a precipitación de sal complexo de sulfato de sodio de terras raras.Para acurtar o proceso, a precipitación de sal complexo de sulfato de sodio de terras raras e solución alcalina pódese engadir a un tanque de oxidación a presión, mantendo unha certa presión e temperatura.Pódese introducir aire ou osíxeno rico para converter a terra rara do sal complexo en hidróxidos de terras raras e, ao mesmo tempo, o Ce (OH) 3 nel pódese oxidar a Ce (OH) 4.
En condicións de presión, mellora a taxa de conversión de álcalis do sal complexo, a taxa de oxidación do cerio e a taxa de oxidación do cerio.Despois de 45 minutos de reacción, a taxa de conversión do álcali dobre de sal e a taxa de oxidación do cerio alcanzou máis do 96%.
Hora de publicación: maio-09-2023