Il metodo di ossidazione dell'aria è un metodo di ossidazione che utilizza l'ossigeno nell'aria per ossidarsicerioa tetravalente in determinate condizioni.Questo metodo prevede tipicamente la tostatura del concentrato di minerale di cerio fluorocarburico, ossalati di terre rare e carbonati nell'aria (nota come ossidazione arrosto) o la tostatura di idrossidi di terre rare (ossidazione con aria secca) o l'introduzione di aria in un liquame di idrossidi di terre rare (ossidazione con aria umida) per l'ossidazione.
1、 Ossidazione per tostatura
Arrostire il concentrato di fluorocarburo cerio 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 a tetravalente.Le modalità di separazioneceriodai prodotti calcinati includono il metodo del doppio sale con solfato di terre rare, il metodo di estrazione con solvente, ecc.
Oltre alla tostatura per ossidazioneterra raraconcentrato, sali come l'ossalato di terre rare e il carbonato di terre rare subiscono una decomposizione per arrostimento in un'atmosfera atmosferica e il cerio viene ossidato a CeO2.Per garantire una buona solubilità della miscela di ossidi di terre rare ottenuta dalla tostatura, la temperatura di tostatura non dovrebbe essere troppo alta, solitamente tra 700 e 800 ℃.Gli ossidi possono essere sciolti in una soluzione di acido solforico 1-1,5 mol/L o in una soluzione di acido nitrico 4-5 mol/L.Quando il minerale arrostito viene lisciviato con acido solforico e acido nitrico, il cerio entra nella soluzione principalmente in forma tetravalente.Il primo prevede l'ottenimento di una soluzione di solfato di terre rare contenente 50 g/L di REO a circa 45 ℃, e quindi la produzione di biossido di cerio utilizzando il metodo di estrazione P204;Quest'ultimo prevede la preparazione di una soluzione di nitrato di terre rare contenente REO di 150-200 g/L a una temperatura di 80-85 ℃, quindi l'utilizzo dell'estrazione TBP per separare il cerio.
Quando gli ossidi delle terre rare vengono sciolti con acido solforico diluito o acido nitrico, CeO2 è relativamente insolubile.Pertanto, è necessario aggiungere una piccola quantità di acido fluoridrico alla soluzione come catalizzatore nella fase successiva di dissoluzione per migliorare la solubilità del CeO2.
2、 Ossidazione ad aria secca
Posizionare l'idrossido di terre rare in un forno di essiccazione 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 viene ulteriormente aumentata a 140 ℃, il tempo di ossidazione può essere ridotto a 4-6 ore e anche il tasso di ossidazione del cerio può raggiungere il 97%~98%.Il processo di ossidazione ad aria secca produce una grande quantità di polvere e condizioni di lavoro sfavorevoli, che attualmente vengono utilizzate principalmente in laboratorio.
3、 Ossidazione dell'aria umida atmosferica
Mescolare l'idrossido di terre rare con acqua per formare un impasto liquido, controllare la concentrazione di REO a 50-70 g/L, aggiungere NaOH per aumentare l'alcalinità dell'impasto liquido a 0,15-0,30 mol/L e, una volta riscaldato a 85 ℃, introdurre direttamente aria ossidare tutto il cerio trivalente presente nell'impasto liquido trasformandolo in cerio 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 in ciascun lotto vengono ossidati 40 litri di sospensione, il tempo di ossidazione è di 4-5 ore e il tasso di ossidazione del cerio può raggiungere il 98%.Quando 8 m3 di sospensione di idrossido di terre rare vengono ossidati ogni volta, la portata d'aria è di 8-12 m3/min e il tempo di ossidazione viene aumentato a 15 ore, il tasso di ossidazione del cerio può raggiungere il 97%~98%.
Le caratteristiche del metodo di ossidazione dell'aria umida atmosferica sono: alto tasso di ossidazione del 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 con aria umida pressurizzata
A pressione normale, l'ossidazione dell'aria richiede più tempo e le persone accorciano il tempo di ossidazione utilizzando la pressione.L'aumento della pressione dell'aria, ovvero l'aumento della pressione parziale dell'ossigeno nel sistema, favorisce la dissoluzione dell'ossigeno nella soluzione e la diffusione dell'ossigeno sulla superficie 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 l'ossidazione, controllare la pressione a 0,4 MPa e ossidare per 1 ora.Il tasso di ossidazione del cerio può raggiungere oltre il 95%.Nella produzione effettiva, l'idrossido di terre rare della materia prima di ossidazione si ottiene mediante conversione degli alcali attraverso la precipitazione del sale complesso di solfato di sodio delle terre rare.Per abbreviare il processo, la precipitazione del sale complesso di solfato di sodio delle terre rare e della soluzione alcalina può essere aggiunta a un serbatoio di ossidazione pressurizzato, mantenendo una certa pressione e temperatura.È possibile introdurre aria o ossigeno ricco per convertire le terre rare nel sale complesso in idrossidi di terre rare e, allo stesso tempo, il Ce (OH) 3 in esso contenuto può essere ossidato a Ce (OH) 4.
In condizioni pressurizzate, il tasso di conversione alcalina del sale complesso, il tasso di ossidazione del cerio e il tasso di ossidazione del cerio risultano tutti migliorati.Dopo 45 minuti di reazione, il tasso di conversione del doppio sale alcalino e il tasso di ossidazione del cerio hanno raggiunto oltre il 96%.
Orario di pubblicazione: 09-maggio-2023