O método de oxidação do ar é um método de oxidação que utiliza oxigênio no ar para oxidarcériopara tetravalente sob certas condições. Esse método normalmente envolve o concentrado de minério de cério de fluorocarbono assar, oxalatos de terras raras e carbonatos no ar (conhecida como oxidação de torrefação) ou assar hidróxidos de terras raras (oxidação do ar seco) ou introduzir o ar em hidroxidores de terras raras (oxidação do ar úmida) para oxidação.
1 、 Oxidação de torrefação
Assando o concentrado de cério de fluorocarbono no ar a 500 ℃ ou assando o concentrado de terras raras de Baiyunebo com carbonato de sódio no ar em 600-700 ℃. Durante a decomposição de minerais de terras raras, o cério nos minerais é oxidado para tetravalente. Os métodos para separarcérioA partir de produtos calcinados incluem o método de sal de sulfato de terras raras, método de extração de solvente, etc.
Além da torrefação de oxidação deTerra raraConcentrado, sais como oxalato de terras raras e carbonato de terras raras sofrem decomposição de torrefação em uma atmosfera aérea, e o cério é oxidado no CEO2. Para garantir uma boa solubilidade da mistura de óxido de terras raras obtidas pela torrefação, a temperatura de torrefação não deve ser muito alta, geralmente entre 700 e 800 ℃. Os óxidos podem ser dissolvidos na solução de 1-1,5 mol/L de ácido sulfúrico ou solução de ácido nítrico de 4-5 mol/L. Ao lixiviar o minério assado com ácido sulfúrico e ácido nítrico, o cério entra principalmente na solução de forma tetravalente. O primeiro envolve a obtenção de uma solução de sulfato de terras raras contendo 50g/L REO a cerca de 45 ℃ e, em seguida, produzindo dióxido de cério usando o método de extração P204; O último envolve a preparação de uma solução de nitrato de terra rara contendo REO de 150-200g/L a uma temperatura de 80-85 ℃ e, em seguida, usando a extração de TBP para separar o cério.
Quando os óxidos de terras raras são dissolvidas com ácido sulfúrico diluído ou ácido nítrico, o CEO2 é relativamente insolúvel. Portanto, uma pequena quantidade de ácido hidrofluórico precisa ser adicionado à solução como um catalisador no estágio posterior da dissolução para melhorar a solubilidade do CEO2.
2 、 Oxidação do ar seco
Coloque o hidróxido de terras raras em um forno de secagem e oxide-o em condições ventiladas em 100-120 ℃ por 16-24 horas. A reação de oxidação é a seguinte:
4ce (OH) 3+O2+2H2O = 4ce (OH) 4
A taxa de oxidação do Cerium pode atingir 97%. Se a temperatura de oxidação for aumentada ainda mais para 140 ℃, o tempo de oxidação poderá ser reduzido para 4-6 horas e a taxa de oxidação de cério também pode atingir 97%~ 98%. O processo de oxidação do ar seco produz uma grande quantidade de poeira e condições de trabalho ruins, atualmente usadas principalmente em laboratório.
3 、 Oxidação atmosférica de ar úmido
Misture o hidróxido de terras raras com água para formar uma pasta, controlar a concentração de REO até 50-70g/L, adicione NaOH para aumentar a alcalinidade da pasta para 0,15-0,30 mol/L e quando aquecida para 85 ℃, introduzir diretamente o ar para oxidar todo o trivalente de cerato na escorregidade a tocar em termos de teto. Durante o processo de oxidação, a evaporação da água é relativamente grande; portanto, uma certa quantidade de água deve ser suplementada a qualquer momento para manter uma concentração mais estável de terra rara. Quando 40L de pasta é oxidado em cada lote, o tempo de oxidação é de 4-5 horas e a taxa de oxidação de cério pode atingir 98%. Quando 8m3 de pasta de hidróxido de terras raras são oxidadas a cada vez, a taxa de fluxo de ar é 8-12m3/min e o tempo de oxidação é aumentado para 15h, a taxa de oxidação de cério pode atingir 97%~ 98%.
As características do método atmosférico de oxidação do ar úmido são: alta taxa de oxidação de cério, grande produção, boas condições de trabalho, operação simples e esse método é comumente usado na indústria para produzir dióxido de cério bruto.
4 、 Oxidação do ar úmido pressurizado
Sob pressão normal, a oxidação do ar leva mais tempo e as pessoas reduzem o tempo de oxidação usando pressão. O aumento da pressão do ar, ou seja, o aumento da pressão parcial do oxigênio no sistema, é propício à dissolução do oxigênio na solução e à difusão de oxigênio na difusão da superfície de partículas de hidróxido de terras raras, acelerando assim o processo de oxidação.
Misture o hidróxido de terras raras com a água a cerca de 60g/L, ajuste o pH a 13 com hidróxido de sódio, aumente a temperatura para cerca de 80 ℃, introduza ar para oxidação, controlar a pressão a 0,4MPa e oxidar por 1 hora. A taxa de oxidação do Cerium pode atingir mais de 95%. Na produção real, a oxidação do hidróxido de terras raras é obtida pela conversão alcalina através da precipitação do sal do complexo de sulfato de sódio por termos raros. Para reduzir o processo, a precipitação do sal de sulfato de sódio e solução de sódio e solução alcalina pode ser adicionada a um tanque de oxidação pressurizado, mantendo uma certa pressão e temperatura. O ar ou o oxigênio rico podem ser introduzidos para converter a Terra Rara no sal de sal em hidróxidos de terras raras e, ao mesmo tempo, CE (OH) 3 nele pode ser oxidado em CE (OH) 4.
Sob condições pressurizadas, a taxa de conversão alcalina do sal complexo, a taxa de oxidação do cério e a taxa de oxidação do cério são aprimoradas. Após 45 minutos de reação, a taxa de conversão de alcali duplo e a taxa de oxidação do cério atingiram mais de 96%.
Horário de postagem: maio-09-2023