Resumo O estudo da produção da mistura de óxido de terra rara (RE2O3) de xenotima via hidrometalurgia foi realizado para avaliar o significado dos efeitos de três fatores: temperatura de fusão (A), proporção de NaOH/xenotima (B) e tempo (C) para a primeira fase de estudo de fusão alcalina usando um planejamento fatorial completo 2³. Além disso, foram estudados sete fatores, incluindo a proporção líquido/sólido (LS), inerte (I1), excesso de HNO3 (EA), temperatura (TL), inerte (I2), tempo (HL) e inerte (I3) para a segunda e terceira etapas, que foram lixiviação do ácido oxálico e precipitação, usando o planejamento experimental Plackett-Burman (PBD). Fatores de otimização para os efeitos de significância foram realizados utilizando parcelas de interações, análise de variância (ANOVA), gráficos de Pareto, gráficos de superfície, análise do teste t de Student e o teste F. Um modelo de regressão foi sugerido e satisfatoriamente ajustado para os dados experimentais do processo de fusão alcalina, revelando um coeficiente elevado de determinação (R2=0,92) a um valor F calculado bem acima do valor F tabulado, a um nível de confiança de 95%. O RE2O3 foi caracterizado por análise química, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e área de superfície específica. Este processo resultou em um material com propriedades físicas e químicas idênticas aos compostos isolados de terras raras e pode ser usado como um aditivo de sinterização alternativo em cerâmicas avançadas e indicou que o custo de produção final de RE2O3 pode ser menor em comparação com Y2O3 comercial.
Abstract The study of the production of the mixed rare earth oxide (RE2O3) from xenotime via hydrometallurgy was performed to evaluate the significance of the effects of three factors including the melting temperature (A), the ratio of NaOH/xenotime (B), and time (C) for the first stage of alkaline fusion by using full 2³ factorial design. Also, seven factors were studied including liquid/solid ratio (LS), inert (I1), excess HNO3 (EA), temperature (TL), inert (I2), time (HL), and inert (I3) for the second and third steps, which were the oxalic acid leaching and precipitation, using Plackett-Burman design (PBD). Optimizing factors for significance were performed using plots of interactions, analysis of variance (ANOVA), Pareto charts, surface charts, analysis of Student’s t-test and F test. A regression model was suggested and satisfactorily adjusted for the experimental data of the process of alkaline fusion, revealing an elevated coefficient of determination (R2=0.92) to a Fcalculated value well above the Ftabulated value, at a 95% confidence level. The RE2O3 was characterized by chemical analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and specific surface area. This process resulted in a material with identical physical and chemical properties to the isolated compounds of rare earths and can be used as an alternative sintering additive in advanced ceramics, and indicated that the cost of final production of RE2O3 can be lower compared to commercial Y2O3.