Il metodo di ossidazione dell'aria è un metodo di ossidazione che utilizza ossigeno nell'aria per ossidarecerioa tetravalente in determinate condizioni. Questo metodo prevede in genere la torrefazione del concentrato di minerale di cerio di fluorocarburo, ossalati di terre rare e carbonati nell'aria (noto come ossidazione della torrefazione) o arrostire idrossidi di terre rare (ossidazione dell'aria secca) o introdurre aria in slaccio di idrossidi di terre rare (ossidazione dell'aria umida) per l'ossidazione.
1 、 Ossidazione della torrefazione
Arrostire il concentrato di cerio di fluorocarburo in aria a 500 ℃ o arrostire il concentrato di terre rare Baiyunebo con carbonato di sodio in aria a 600-700 ℃. Durante la decomposizione dei minerali delle terre rare, il cerio nei minerali viene ossidato in tetravalente. I metodi per separarsicerioDai prodotti calcolati includono metodo a doppio sale di solfato di terra rara, metodo di estrazione del solvente, ecc.
Oltre alla torrefazione di ossidazione diterra raraConcentrati, sali come ossalato di terre rare e carbonato di terre rare subiscono una decomposizione della torrefazione in un'atmosfera d'aria e il cerio è ossidato per CEO2. Per garantire una buona solubilità della miscela di ossido di terra rara ottenuta mediante torrefazione, la temperatura di torrefazione non deve essere troppo alta, di solito tra 700 e 800 ℃. Gli ossidi possono essere sciolti in soluzione di acido solforico 1-1,5 mol/L o soluzione di acido nitrico 4-5mol/L. Quando si vede il minerale arrosto con acido solforico e acido nitrico, il cerio entra principalmente nella soluzione in forma tetravalente. Il primo prevede l'ottenimento di una soluzione di solfato di terre rare contenente 50 g/L REO a circa 45 ℃ e quindi producendo biossido di cerio usando il metodo di estrazione P204; Quest'ultimo prevede la preparazione di una soluzione di nitrato di terra rara contenente REO di 150-200 g/L a una temperatura di 80-85 ℃ e quindi usando l'estrazione di TBP per separare il cerio.
Quando gli ossidi di terre rare vengono sciolti con acido solforico diluito o acido nitrico, il CEO2 è relativamente insolubile. Pertanto, una piccola quantità di acido idrofluorico deve essere aggiunta alla soluzione come catalizzatore nella fase successiva di dissoluzione per migliorare la solubilità del CEO2.
2 、 ossidazione dell'aria secca
Posizionare l'idrossido di terre rare in un forno di asciugatura e ossidarlo in condizioni ventilate a 100-120 ℃ per 16-24 ore. La reazione di ossidazione è la seguente:
4CE (OH) 3+O2+2H2O = 4CE (OH) 4
Il tasso di ossidazione del cerio può raggiungere il 97%. Se la temperatura di ossidazione è ulteriormente aumentata a 140 ℃, il tempo di ossidazione può essere ridotto a 4-6 ore e il tasso di ossidazione del cerio può anche raggiungere il 97%~ 98%. Il processo di ossidazione dell'aria secca produce una grande quantità di polvere e cattive condizioni di lavoro, che sono attualmente utilizzate principalmente in laboratorio.
3 、 ossidazione dell'aria umida atmosferica
Mescola l'idrossido di terre rare con l'acqua per formare una sospensione, controllare la concentrazione di REO a 50-70 g/L, aggiungere NaOH per aumentare l'alcalinità della sospensione a 0,15-0,30 mol/L e quando riscaldato a 85 ℃, introdurre direttamente l'aria per ossidare tutto il cerio trivalente nella sospensione a tetravalente. Durante il processo di ossidazione, l'evaporazione dell'acqua è relativamente grande, quindi una certa quantità di acqua dovrebbe essere integrata in qualsiasi momento per mantenere una concentrazione più stabile di terre rare. Quando 40 litri di liquame vengono ossidati in ciascun lotto, il tempo di ossidazione è di 4-5 ore e il tasso di ossidazione del cerio può raggiungere il 98%. Quando 8 m3 di liquame di idrossido di terre rare viene ossidato ogni volta, la portata dell'aria è di 8-12 m3/min e il tempo di ossidazione è aumentato a 15 ore, la velocità di ossidazione del cerio può raggiungere il 97%~ 98%.
Le caratteristiche del metodo di ossidazione dell'aria umida atmosferica sono: elevato tasso di ossidazione di cerio, grande produzione, buone condizioni di lavoro, funzionamento semplice e questo metodo è comunemente usato nell'industria per produrre biossido di cerio grezzo.
4 、 ossidazione dell'aria bagnata pressurizzata
Sotto la normale pressione, l'ossidazione dell'aria richiede un tempo più lungo e le persone riducono il tempo di ossidazione usando la pressione. L'aumento della pressione dell'aria, cioè l'aumento della pressione parziale dell'ossigeno nel sistema, è favorevole alla dissoluzione dell'ossigeno nella soluzione e alla diffusione dell'ossigeno alla diffusione superficiale delle particelle di idrossido di terre rare, accelerando così il processo di ossidazione.
Mescolare l'idrossido di terre rare con acqua a circa 60 g/L, regolare il pH a 13 con idrossido di sodio, aumentare la temperatura a circa 80 ℃, introdurre aria per ossidazione, controllare la pressione a 0,4 MPA e ossidarsi per 1 ora. Il tasso di ossidazione del cerio può raggiungere oltre il 95%. Nella produzione effettiva, la materia prima dell'ossidazione dell'idrossido di terre rare è ottenuta mediante conversione alcalino attraverso la precipitazione del sale complesso di solfato di sodio della terra rara. Al fine di accorciare il processo, le precipitazioni della soluzione di sale e alcalina del solfato di sodio rare di sodio possono essere aggiunte a un serbatoio di ossidazione pressurizzato, mantenendo una certa pressione e temperatura. L'aria o l'ossigeno ricco possono essere introdotti per convertire la terra rara nel sale complesso in idrossidi di terre rare e, allo stesso tempo, CE (OH) 3 in esso può essere ossidato a CE (OH) 4.
In condizioni pressurizzate, il tasso di conversione alcalino del sale complesso, il tasso di ossidazione del cerio e il tasso di ossidazione del cerio sono tutti migliorati. Dopo 45 minuti di reazione, il tasso di conversione del doppio alcali di sale e il tasso di ossidazione del cerio hanno raggiunto oltre il 96%.
Tempo post: maggio-09-2023