氧化镁在稀土元素生产中的作用机制

氧化镁在稀土元素生产中的作用机制主要涉及矿石分解辅助、pH调节及杂质去除等环节，具体如下：

1. 作为焙烧添加剂促进稀土矿石分解

对于含氟稀土矿石（如氟碳铈矿，），氧化镁可作为焙烧助剂参与分解反应。其机制为：在高温（约800-1000℃）下，氧化镁与矿石中的氟碳铈矿反应，将氟固定为难溶的氟化镁（），同时将稀土转化为易浸出的氧化铈（），反应式为：

[ 2\text{CeFCO}_3 + \text{MgO} \xrightarrow{\Delta} 2\text{CeO}_2 + \text{MgF}_2 + 2\text{CO}_2↑ ]

此反应避免了氟的挥发损失（如生成HF气体），同时使稀土氧化物易于后续酸浸提取。

2. 作为pH调节剂中和过量酸并去除杂质

在稀土矿石酸浸（如盐酸浸出）过程中，为提高稀土浸出率，通常会加入过量酸。氧化镁（( \text{MgO} )）作为弱碱性氧化物，可缓慢中和浸出液中的过量酸（如( \text{HCl} )），反应式为：

通过控制氧化镁的加入量，可将浸出液pH逐步调节至4-5（此范围为铁、铝等杂质离子的 佳沉淀pH），使、等杂质以氢氧化物（如、）形式沉淀去除，而稀土离子（如、）因水解阈值较高（pH>6才会显著水解），仍保留在溶液中，从而实现稀土与杂质的分离。

3. 作为中和剂优化稀土沉淀过程

在稀土沉淀环节（如用草酸或碳酸氢铵沉淀稀土），需将溶液pH调节至适宜范围（如草酸沉淀需pH=2-3），以提高沉淀效率。氧化镁可作为温和的中和剂，中和溶液中的过量酸（如草酸沉淀前的盐酸），使pH稳定在目标范围。与强碱性中和剂（如氢氧化钠）相比，氧化镁反应温和，不会导致pH突变，避免稀土离子提前水解沉淀，同时引入的镁离子（）对后续稀土产品纯度影响较小（可通过洗涤去除）。

总结