La méthode d'oxydation de l'air est une méthode d'oxydation qui utilise l'oxygène dans l'air pour oxydercériumà tétravalent dans certaines conditions. Cette méthode implique généralement de rôtir le concentré de minerai de cari au fluorocarbone, les oxalates de terres rares et les carbonates dans l'air (connu sous le nom d'oxydation de rôtissage) ou la torréfaction d'hydroxydes de terres rares (oxydation à l'air sec) ou d'introduction de l'air dans des hydroxydes de terres rares (oxydation de l'air humide) pour l'oxydation.
1 、 Oxydation de la torréfaction
Rôtir le concentré de cérium fluorocarbone dans l'air à 500 ℃ ou rôtir le concentré de terres rares de baiyunebo avec du carbonate de sodium dans l'air à 600-700 ℃. Pendant la décomposition des minéraux de terres rares, le cérium dans les minéraux est oxydé en tétravalent. Les méthodes de séparationcériumDes produits calcinés comprennent la méthode de double sel de sulfate de terres rares, la méthode d'extraction du solvant, etc.
En plus de la torréfaction d'oxydation deterres raresLe concentré, des sels tels que l'oxalate de terres rares et le carbonate de terres rares subissent une décomposition de rôtissage dans une atmosphère d'air, et le cérium est oxydé à CEO2. Pour assurer une bonne solubilité du mélange d'oxyde de terres rares obtenus par rôtissage, la température de rôtissage ne doit pas être trop élevée, généralement entre 700 et 800 ℃. Les oxydes peuvent être dissous dans une solution d'acide sulfurique 1-1,5 mol / L ou une solution d'acide nitrique 4-5mol / L. Lors de la lixiviation du minerai rôti avec de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique, le cérium entre principalement dans la solution sous forme tétravalente. Le premier implique d'obtenir une solution de sulfate de terres rares contenant 50 g / L REO à environ 45 ℃, puis de produire du dioxyde de cérium en utilisant la méthode d'extraction P204; Ce dernier implique de préparer une solution de nitrate de terres rares contenant un REO de 150-200 g / L à une température de 80-85 ℃, puis en utilisant l'extraction TBP pour séparer le cérium.
Lorsque des oxydes de terres rares sont dissous avec de l'acide sulfurique dilué ou de l'acide nitrique, CEO2 est relativement insoluble. Par conséquent, une petite quantité d'acide hydrofluorique doit être ajoutée à la solution en tant que catalyseur au stade ultérieur de la dissolution pour améliorer la solubilité du CEO2.
2 、 Oxydation de l'air sec
Placer l'hydroxyde de terres rares dans une fournaise de séchage et l'oxyder dans des conditions ventilées à 100-120 ℃ pendant 16-24 heures. La réaction d'oxydation est la suivante:
4CE (OH) 3 + O2 + 2H2O = 4CE (OH) 4
Le taux d'oxydation du cérium peut atteindre 97%. Si la température d'oxydation est encore augmentée à 140 ℃, le temps d'oxydation peut être raccourci à 4 à 6 heures et le taux d'oxydation du cérium peut également atteindre 97% ~ 98%. Le processus d'oxydation de l'air sec produit une grande quantité de poussière et de mauvaises conditions de travail, qui sont actuellement principalement utilisées en laboratoire.
3 、 Oxydation atmosphérique de l'air humide
Mélanger l'hydroxyde de terres rares avec de l'eau pour former une suspension, contrôler la concentration de REO à 50-70 g / L, ajouter NaOH pour augmenter l'alcalinité de la suspension à 0,15-0,30 mol / L, et lorsqu'elle est chauffée à 85 ℃, introduisez directement l'air pour oxyder tout le Cerium trivalent dans la suspension pour ttravalent. Pendant le processus d'oxydation, l'évaporation de l'eau est relativement importante, donc une certaine quantité d'eau doit être complétée à tout moment pour maintenir une concentration plus stable de terres rares. Lorsque 40 L de suspension sont oxydés dans chaque lot, le temps d'oxydation est de 4 à 5 heures et le taux d'oxydation du cérium peut atteindre 98%. Lorsque 8m3 de suspension d'hydroxyde de terres rares est oxydé à chaque fois, le débit d'air est de 8 à 12 m3 / min et le temps d'oxydation est augmenté à 15h, le taux d'oxydation du cérium peut atteindre 97% ~ 98%.
Les caractéristiques de la méthode d'oxydation atmosphérique de l'air humide sont: le taux d'oxydation élevé du cérium, une grande production, de bonnes conditions de travail, un fonctionnement simple, et cette méthode est couramment utilisée dans l'industrie pour produire du dioxyde de cérium brut.
4 、 Oxydation de l'air humide sous pression
Sous pression normale, l'oxydation de l'air prend plus de temps et les gens raccourcissent le temps d'oxydation en utilisant la pression. L'augmentation de la pression atmosphérique, c'est-à-dire l'augmentation de la pression partielle de l'oxygène dans le système, est propice à la dissolution de l'oxygène dans la solution et à la diffusion de l'oxygène à la diffusion de surface des particules d'hydroxyde de terres rares, accélérant ainsi le processus d'oxydation.
Mélanger l'hydroxyde de terres rares avec de l'eau à environ 60 g / L, ajustez le pH à 13 avec l'hydroxyde de sodium, augmentez la température à environ 80 ℃, introduisez de l'air pour l'oxydation, contrôlez la pression à 0,4 MPa et s'oxydant pendant 1 heure. Le taux d'oxydation du cérium peut atteindre plus de 95%. Dans la production réelle, l'hydroxyde de terres rares de la matière première d'oxydation est obtenue par conversion alcaline par la précipitation du sel complexe de sulfate de sodium de terres rares. Afin de raccourcir le processus, la précipitation de sel complexe de sulfate de sodium de terres rares et de solution alcaline peut être ajoutée à un réservoir d'oxydation sous pression, en maintenant une certaine pression et température. L'air ou l'oxygène riche peuvent être introduits pour convertir la terre rare dans le sel complexe en hydroxydes de terres rares, et en même temps, CE (OH) 3 peut être oxydé à CE (OH) 4.
Dans des conditions sous pression, le taux de conversion alcalin du sel complexe, le taux d'oxydation du cérium et le taux d'oxydation du cérium sont tous améliorés. Après 45 minutes de réaction, le taux de conversion de l'alcali à double sel et le taux d'oxydation du cérium ont atteint plus de 96%.
Heure du poste: mai-09-2023