El método de oxidación del aire es un método de oxidación que utiliza oxígeno en el aire para oxidarcerioa tetravalente bajo ciertas condiciones. Este método típicamente implica el tostado de concentrado de mineral de cerio de fluorocarbono, oxalatos de tierras raras y carbonatos en el aire (conocido como oxidación de tostado) o tostado de hidróxidos de tierras raras (oxidación del aire seco) o introduciendo aire en hidroxuros de tierra rara Slurry (oxidación del aire húmedo) para la oxidación.
1 、 Oxidación de tostado
Asado el concentrado de cerio de fluorocarbono en el aire a 500 ℃ o asado el concentrado de tierras raras baiyunebo con carbonato de sodio en el aire a 600-700 ℃. Durante la descomposición de minerales de tierras raras, el cerio en los minerales se oxida a tetravalente. Los métodos para separarcerioDe los productos calcinados incluyen el método de doble sal de sulfato de tierra rara, método de extracción de solventes, etc.
Además del tostado de oxidación detierra raraConcentrado, las sales como el oxalato de tierras raras y el carbonato de tierras raras sufren una descomposición de tostado en una atmósfera de aire, y el cerio se oxida a CEO2. Para garantizar una buena solubilidad de la mezcla de óxido de tierras raras obtenida por el tostado, la temperatura del tostado no debe ser demasiado alta, generalmente entre 700 y 800 ℃. Los óxidos se pueden disolver en una solución de ácido sulfúrico 1-1.5mol/L o una solución de ácido nítrico de 4-5mol/L. Al lixiviar mineral asado con ácido sulfúrico y ácido nítrico, el cerio ingresa principalmente a la solución en forma de tetravalente. El primero implica obtener una solución de sulfato de tierra rara que contiene 50 g/l de reo a alrededor de 45 ℃, y luego producir dióxido de cerio utilizando el método de extracción P204; Este último implica preparar una solución de nitrato de tierras raras que contiene REO de 150-200 g/L a una temperatura de 80-85 ℃, y luego usando extracción de TBP para separar el cerio.
Cuando los óxidos de tierras raras se disuelven con ácido sulfúrico diluido o ácido nítrico, CEO2 es relativamente insoluble. Por lo tanto, se debe agregar una pequeña cantidad de ácido hidrofluorico a la solución como un catalizador en la etapa posterior de disolución para mejorar la solubilidad de CEO2.
2 、 oxidación del aire seco
Coloque el hidróxido de tierras raras en un horno de secado y oxide en condiciones ventiladas a 100-120 ℃ durante 16-24 horas. La reacción de oxidación es la siguiente:
4CE (OH) 3+O2+2H2O = 4CE (OH) 4
La tasa de oxidación de cerio puede alcanzar el 97%. Si la temperatura de oxidación aumenta aún más a 140 ℃, el tiempo de oxidación puede acortarse a 4-6 horas, y la tasa de oxidación de cerio también puede alcanzar el 97%~ 98%. El proceso de oxidación del aire seco produce una gran cantidad de polvo y condiciones de trabajo deficientes, que actualmente se utilizan principalmente en el laboratorio.
3 、 oxidación del aire húmedo atmosférico
Mezcle el hidróxido de tierras raras con agua para formar una lechada, controle la concentración de REO a 50-70 g/L, agregue NaOH para aumentar la alcalinidad de la lechada a 0.15-0.30mol/L, y cuando se calienta a 85 ℃, introduzca directamente el aire para oxidar todo el cerio trivalente en el slurry a tetravalente cerio. Durante el proceso de oxidación, la evaporación del agua es relativamente grande, por lo que una cierta cantidad de agua debe complementarse en cualquier momento para mantener una concentración más estable de tierras raras. Cuando se oxida 40L de suspensión en cada lote, el tiempo de oxidación es de 4 a 5 horas, y la tasa de oxidación de cerio puede alcanzar el 98%. Cuando se oxida 8m3 de la suspensión de hidróxido de tierras raras cada vez, la velocidad de flujo de aire es de 8-12m3/min y el tiempo de oxidación aumenta a 15 h, la tasa de oxidación de cerio puede alcanzar el 97%~ 98%.
Las características del método de oxidación de aire húmedo atmosférico son: alta tasa de oxidación de cerio, gran producción, buenas condiciones de trabajo, operación simple, y este método se usa comúnmente en la industria para producir dióxido de cerio crudo.
4 、 oxidación de aire húmedo presurizado
Bajo presión normal, la oxidación del aire lleva más tiempo, y las personas acortan el tiempo de oxidación mediante la presión. El aumento de la presión del aire, es decir, el aumento de la presión parcial de oxígeno en el sistema, es propicio para la disolución de oxígeno en la solución y la difusión de oxígeno a la difusión de la superficie de partículas de hidróxido de tierras raras, acelerando así el proceso de oxidación.
Mezcle el hidróxido de tierras raras con agua a aproximadamente 60 g/L, ajuste el pH a 13 con hidróxido de sodio, eleve la temperatura a aproximadamente 80 ℃, introduzca el aire para la oxidación, controle la presión a 0.4MPa y se oxida durante 1 hora. La tasa de oxidación del cerio puede alcanzar más del 95%. En la producción real, la oxidación de la materia prima rara tierras raras, el hidróxido de tierra se obtiene mediante la conversión de álcali a través de la precipitación de la sal del complejo de sulfato de sulfato de sodio de tierras raras. Para acortar el proceso, la precipitación de la solución de sal y la solución alcalina de sulfato de sulfato de sulfato de tierras raras se puede agregar a un tanque de oxidación presurizado, manteniendo una cierta presión y temperatura. Se puede introducir aire o oxígeno rico para convertir las tierras raras en la sal compleja en hidróxidos de tierras raras, y al mismo tiempo, CE (OH) 3 en ella se puede oxidar a CE (OH) 4.
En condiciones presurizadas, la tasa de conversión alcalina de la sal compleja, la tasa de oxidación del cerio y la tasa de oxidación de cerio mejoran. Después de 45 minutos de reacción, la tasa de conversión de álcali de sal y la tasa de oxidación de cerio alcanzó más del 96%.
Tiempo de publicación: mayo-09-2023