U metudu d'ossidazione di l'aria hè un metudu d'ossidazione chì utilizza l'ossigenu in l'aria per ossidàceriuà tetravalente sottu certe cundizioni. Stu metudu implica tipicamente a torrefazione di concentratu di minerale di ceriu fluorocarbonicu, ossalati di terre rare è carbonati in aria (cunnisciuta cum'è ossidazione di torrefazione) o a torrefazione di idrossidi di terre rare (ossidazione à aria secca) o l'introduzione di aria in una sospensione di idrossidi di terre rare (ossidazione à aria umida) per l'ossidazione.
1. Ossidazione di a torrefazione
Arrustimentu di u concentratu di ceriu fluorocarbonu in aria à 500 ℃ o arrustimentu di u concentratu di terre rare Baiyunebo cù carbonatu di sodiu in aria à 600-700 ℃. Durante a decomposizione di i minerali di terre rare, u ceriu in i minerali hè ossidatu à tetravalente. I metudi di separazioneceriuda i prudutti calcinati includenu u metudu di u doppiu sale di sulfatu di terre rare, u metudu di estrazione di solvente, ecc.
In più di a torrefazione per ossidazione diterra raracuncentratu, sali cum'è l'ossalatu di terre rare è u carbonatu di terre rare subiscenu una decomposizione per torrefazione in una atmosfera d'aria, è u ceriu hè ossidatu à CeO2. Per assicurà una bona solubilità di a mistura d'ossidu di terre rare ottenuta per torrefazione, a temperatura di torrefazione ùn deve esse troppu alta, di solitu trà 700 è 800 ℃. L'ossidi ponu esse dissolti in una soluzione d'acidu sulfuricu 1-1,5 mol/L o in una soluzione d'acidu nitricu 4-5 mol/L. Quandu si liscivia u minerale torrefattu cù l'acidu sulfuricu è l'acidu nitricu, u ceriu entra principalmente in a soluzione in una forma tetravalente. U primu implica l'ottenimentu di una soluzione di sulfatu di terre rare chì cuntene 50 g/L REO à circa 45 ℃, è dopu a pruduzzione di diossidu di ceriu utilizendu u metudu d'estrazione P204; U secondu implica a preparazione di una soluzione di nitratu di terre rare chì cuntene REO di 150-200 g/L à una temperatura di 80-85 ℃, è dopu l'usu di l'estrazione TBP per separà u ceriu.
Quandu l'ossidi di terre rare sò dissolti cù acidu sulfuricu diluitu o acidu nitricu, CeO2 hè relativamente insolubile. Dunque, una piccula quantità di acidu fluoridricu deve esse aghjunta à a suluzione cum'è catalizatore in a fase successiva di dissoluzione per migliurà a solubilità di CeO2.
2. Ossidazione à l'aria secca
Pone l'idrossidu di terra rara in un fornu di asciugatura è ossidallu in cundizioni ventilate à 100-120 ℃ per 16-24 ore. A reazione di ossidazione hè a seguente:
4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4
A velocità di ossidazione di u ceriu pò ghjunghje à 97%. Sè a temperatura di ossidazione hè aumentata ulteriormente à 140 ℃, u tempu di ossidazione pò esse accurtatu à 4-6 ore, è a velocità di ossidazione di u ceriu pò ancu ghjunghje à 97% ~ 98%. U prucessu di ossidazione à l'aria secca produce una grande quantità di polvere è cattive cundizioni di travagliu, chì sò attualmente aduprate principalmente in laburatoriu.
3 、 Ossidazione di l'aria umida atmosferica
Mischiate l'idrossidu di terra rara cù l'acqua per furmà una pasta, cuntrullate a cuncentrazione di REO à 50-70 g/L, aghjunghjite NaOH per aumentà l'alcalinità di a pasta à 0,15-0,30 mol/L, è quandu hè riscaldata à 85 ℃, introduce direttamente aria per ossidà tuttu u ceriu trivalente in a pasta à ceriu tetravalente. Durante u prucessu di ossidazione, l'evaporazione di l'acqua hè relativamente grande, dunque una certa quantità d'acqua deve esse supplementata in ogni mumentu per mantene una cuncentrazione più stabile di terra rara. Quandu 40 L di pasta sò ossidati in ogni batch, u tempu di ossidazione hè di 4-5 ore, è a velocità di ossidazione di u ceriu pò ghjunghje à 98%. Quandu 8 m3 di pasta d'idrossidu di terra rara sò ossidati ogni volta, a velocità di flussu d'aria hè di 8-12 m3/min, è u tempu di ossidazione hè aumentatu à 15 ore, a velocità di ossidazione di u ceriu pò ghjunghje à 97% ~ 98%.
E caratteristiche di u metudu d'ossidazione à l'aria umida atmosferica sò: alta velocità d'ossidazione di u ceriu, grande pruduzzione, bone cundizioni di travagliu, funziunamentu simplice, è questu metudu hè cumunimenti adupratu in l'industria per pruduce diossidu di ceriu grezzu.
4. Ossidazione à l'aria umida pressurizzata
Sottu pressione nurmale, l'ossidazione di l'aria piglia più tempu, è e persone accurtanu u tempu d'ossidazione aduprendu a pressione. L'aumentu di a pressione di l'aria, vale à dì, l'aumentu di a pressione parziale di l'ossigenu in u sistema, hè favurevule à a dissoluzione di l'ossigenu in a suluzione è à a diffusione di l'ossigenu à a superficia di e particelle d'idrossidu di terre rare, accelerendu cusì u prucessu d'ossidazione.
Mischiate l'idrossidu di terra rara cù acqua à circa 60 g/L, aghjustate u pH à 13 cù idrossidu di sodiu, aumentate a temperatura à circa 80 ℃, introducete aria per l'ossidazione, cuntrullate a pressione à 0,4 MPa è ossidate per 1 ora. A velocità di ossidazione di u ceriu pò ghjunghje à più di 95%. In a pruduzzione attuale, l'idrossidu di terra rara, materia prima di ossidazione, hè ottenutu per cunversione alcalina per via di a precipitazione di u sale cumplessu di sulfatu di sodiu di terra rara. Per accurtà u prucessu, a precipitazione di u sale cumplessu di sulfatu di sodiu di terra rara è a soluzione alcalina ponu esse aghjunte à un serbatoiu di ossidazione pressurizatu, mantenendu una certa pressione è temperatura. Aria o ossigenu riccu pò esse introduttu per cunvertisce a terra rara in u sale cumplessu in idrossidi di terra rara, è à u listessu tempu, Ce (OH) 3 in questu pò esse ossidatu à Ce (OH) 4.
Sottu cundizioni pressurizate, a velocità di cunversione alcalina di u sale cumplessu, a velocità di ossidazione di u ceriu è a velocità di ossidazione di u ceriu sò tutte migliurate. Dopu à 45 minuti di reazione, a velocità di cunversione di l'alcali di u sale doppiu è a velocità di ossidazione di u ceriu anu righjuntu più di 96%.
Data di publicazione: 9 di maghju di u 2023