El mètode d'oxidació de l'aire és un mètode d'oxidació que utilitza l'oxigen de l'aire per oxidar-seceria tetravalent en determinades condicions.Aquest mètode normalment implica la torrat de concentrat de mineral de ceri de fluorocarboni, oxalats de terres rares i carbonats a l'aire (conegut com a oxidació de torrefacte) o torrat d'hidròxids de terres rares (oxidació d'aire sec) o introduir aire en purins d'hidròxids de terres rares (oxidació d'aire humit) per a l'oxidació.
1 、 Oxidació per rostir
Torrar el concentrat de ceri de fluorocarboni a l'aire a 500 ℃ o rostir el concentrat de terres rares de Baiyunebo amb carbonat de sodi a l'aire a 600-700 ℃.Durant la descomposició dels minerals de terres rares, el ceri dels minerals s'oxida a tetravalent.Mètodes de separacióceridels productes calcinats inclouen el mètode de sal doble de sulfat de terres rares, el mètode d'extracció de dissolvents, etc.
A més de la torrat d'oxidació deterra estranyaconcentrat, sals com l'oxalat de terres rares i el carbonat de terres rares es descomponen per torrefacte en una atmosfera d'aire i el ceri s'oxida a CeO2.Per garantir una bona solubilitat de la barreja d'òxids de terres rares obtinguda per rostir, la temperatura de rostit no ha de ser massa alta, normalment entre 700 i 800 ℃.Els òxids es poden dissoldre en una solució d'àcid sulfúric d'1-1,5 mol/L o una solució d'àcid nítric de 4-5 mol/L.En lixiviar mineral torrat amb àcid sulfúric i àcid nítric, el ceri entra principalment a la solució en forma tetravalent.El primer consisteix a obtenir una solució de sulfat de terres rares que conté 50 g/L de REO a uns 45 ℃, i després produir diòxid de ceri mitjançant el mètode d'extracció P204;Aquest últim consisteix a preparar una solució de nitrats de terres rares que conté REO de 150-200 g/L a una temperatura de 80-85 ℃ i després utilitzar l'extracció de TBP per separar el ceri.
Quan els òxids de terres rares es dissolen amb àcid sulfúric o àcid nítric diluït, CeO2 és relativament insoluble.Per tant, cal afegir una petita quantitat d'àcid fluorhídric a la solució com a catalitzador en l'etapa posterior de dissolució per millorar la solubilitat de CeO2.
2, oxidació d'aire sec
Col·loqueu l'hidròxid de terres rares en un forn d'assecat i oxideu-lo en condicions ventilades a 100-120 ℃ durant 16-24 hores.La reacció d'oxidació és la següent:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
La taxa d'oxidació del ceri pot arribar al 97%.Si la temperatura d'oxidació augmenta encara més a 140 ℃, el temps d'oxidació es pot escurçar a 4-6 hores i la taxa d'oxidació del ceri també pot arribar al 97% ~ 98%.El procés d'oxidació de l'aire sec produeix una gran quantitat de pols i condicions laborals pobres, que actualment s'utilitzen principalment al laboratori.
3、 Oxidació atmosfèrica de l'aire humit
Barregeu l'hidròxid de terres rares amb aigua per formar un purí, controleu la concentració de REO a 50-70 g/L, afegiu NaOH per augmentar l'alcalinitat del purí a 0,15-0,30 mol/L i, quan s'escalfa a 85 ℃, introduïu directament aire a oxidar tot el ceri trivalent del purí a ceri tetravalent.Durant el procés d'oxidació, l'evaporació de l'aigua és relativament gran, de manera que una certa quantitat d'aigua s'ha de complementar en qualsevol moment per mantenir una concentració més estable de terres rares.Quan s'oxiden 40 L de purín a cada lot, el temps d'oxidació és de 4-5 hores i la taxa d'oxidació del ceri pot arribar al 98%.Quan s'oxiden 8 m3 de purín d'hidròxid de terres rares cada vegada, el cabal d'aire és de 8-12 m3/min i el temps d'oxidació augmenta a 15 h, la taxa d'oxidació del ceri pot arribar al 97% ~ 98%.
Les característiques del mètode d'oxidació de l'aire humit atmosfèric són: alta taxa d'oxidació del ceri, gran producció, bones condicions de treball, funcionament senzill i aquest mètode s'utilitza habitualment a la indústria per produir diòxid de ceri cru.
4, oxidació d'aire humit a pressió
A pressió normal, l'oxidació de l'aire triga més temps i la gent escurça el temps d'oxidació utilitzant pressió.L'augment de la pressió de l'aire, és a dir, l'augment de la pressió parcial d'oxigen al sistema, afavoreix la dissolució de l'oxigen a la solució i la difusió d'oxigen a la difusió superficial de partícules d'hidròxid de terres rares, accelerant així el procés d'oxidació.
Barrejar hidròxid de terres rares amb aigua a uns 60 g/L, ajustar el pH a 13 amb hidròxid de sodi, augmentar la temperatura a uns 80 ℃, introduir aire per oxidar-se, controlar la pressió a 0,4 MPa i oxidar durant 1 hora.La taxa d'oxidació del ceri pot arribar al 95%.En la producció real, la matèria primera d'oxidació de l'hidròxid de terres rares s'obté per conversió d'àlcali mitjançant la precipitació de sal complexa de sulfat de sodi de terres rares.Per tal d'escurçar el procés, la precipitació de sal complexa de sulfat de sodi de terres rares i solució alcalina es pot afegir a un dipòsit d'oxidació a pressió, mantenint una determinada pressió i temperatura.Es pot introduir aire o oxigen ric per convertir la terra rara de la sal complexa en hidròxids de terres rares i, al mateix temps, el Ce (OH) 3 es pot oxidar a Ce (OH) 4.
En condicions de pressió, es milloren la taxa de conversió d'àlcali de la sal complexa, la taxa d'oxidació del ceri i la taxa d'oxidació del ceri.Després de 45 minuts de reacció, la taxa de conversió de l'àlcali de sal doble i la taxa d'oxidació del ceri van assolir més del 96%.
Hora de publicació: maig-09-2023