氧化鈰系研磨材料的再生方法

2023-05-31 11:49:46

專利名稱：氧化鈰系研磨材料的再生方法
技術領域：
本發明涉及氧化鈰系研磨材料的再生方法，尤其涉及可從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無機凝聚劑的研磨廢棄物中環保地再生出高純度的氧化鋪系研磨材料的氧化鈰系研磨材料的再生方法。
背景技術：
以氧化鈰(CeO2)作為主成分的氧化鈰系研磨材料用於各種玻璃材料的研磨。最近又用於硬碟等磁記錄介質用玻璃、液晶顯示器(Liquid Crystal Display;以下稱為「LCD」)的玻璃基板、等離子顯示板(Plasma Display Panel;以下稱為「PDP」)的玻璃基板之類的玻璃材料的研磨中，其應用領域逐漸擴大。通常，在利用氧化鈰系研磨材料研磨LCD或PDP的玻璃基板之類的玻璃材料時，利用通過研磨用粉末噴嘴向玻璃材料噴射氧化鈰系研磨材料而進行研磨的噴砂(SandBlast)工藝或利用棍子(role)的浮動滾壓(role floating)工藝。在使用氧化鈰系研磨材料的噴砂工藝或浮動滾壓工藝中將生成研磨廢棄物，這種研磨廢棄物中存在原來包含於氧化鋪系研磨材料、玻璃材料中的玻璃熔塊(frit glass)成分及研磨墊成分之類的不純物。所述氧化鈰系研磨材料約佔l(T60wt%，所述玻璃熔塊以與所述氧化鈰系研磨材料以粉末狀混合在一起的狀態存在，或以吸附於氧化鈰系研磨材料表面的狀態存在。所述玻璃熔塊的主成分為Si02。最近對IXD和PDP之類顯示器的需求劇增，從而氧化鈰系研磨材料的使用量也有劇增的趨勢，研磨廢棄物的產生量劇增也是實情。由於含有這種氧化鈰系研磨材料的研磨廢棄物被全數廢棄，因而這也成為引發環境汙染的原因。處理研磨廢棄物的通常的方法為，將包含研磨工序已完畢的氧化鈰系研磨材料的研磨廢棄物漿液送往淨化裝置，在淨化裝置中添加鋁(Al)系或鐵(Fe)系凝聚劑以使固相顆粒沉澱而進行固形化，並將所排出的液體進行化學處理而排放，固形化的研磨廢棄物則予以全數廢棄。然而，為了研磨玻璃材料需要大量氧化鈰系研磨材料，最近又有氧化鈰系研磨材料的價格上升趨勢，氧化鈰系研磨材料卻幾乎不在國內(韓國)生產而幾乎全部依賴於進口也是實情。因此，再生出氧化鈰系研磨材料的必要性開始顯現，然而儘管存在其再生的必要性，至今為止卻幾乎沒有進行對氧化鈰系研磨材料再生方法的研究。韓國專利申請第10-2005-0037510號涉及根據溼式比重分選法的布朗管研磨材料漿液的再利用法，其公開了根據溼式比重分選法分離並再利用布朗管研磨材料漿液的方法，然而是一種以不同於LCD用玻璃板研磨材料的組成分別分離回收成分的技術。韓國專利申請第10-2006-0103546號涉及用於顯示器用玻璃板的研磨的廢研磨材料的再生方法，其公開了分離顯示器用研磨材料漿液並添加金屬氧化物而進行燒結和粉碎分級的方法，然而作為一種對於研磨材料漿液，將金屬氧化物作為燒結助劑添加並進行燒結和粉碎的技術，具有工藝複雜而能量消耗較多的缺點。

發明內容
技術問題本發明的目的在於提供一種可從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無機凝聚劑的研磨廢棄物中環保地再生出氧化鈰系研磨材料，且能夠獲得高純度的氧化鈰系研磨材料，並具有非常高的收率的氧化鈰系研磨材料再生方法。技術方案本發明提供一種氧化鈰系研磨材料的再生方法，該方法為從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無機凝聚劑的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的方法，其特徵在於，包括如下步驟:將不與所述氧化鈰系研磨材料反應生成鹽的有機酸溶液和所述研磨廢棄物添加於反應槽而攪拌，以根據基於所述有機酸的酸處理，使所述無機凝聚劑變成根離子，使所述玻璃熔塊及所述研磨墊浮遊；除去浮遊的所述玻璃熔塊及所述研磨墊；執行清洗及乾燥工序而得到氧化鈰系研磨材料，其中，所述有機酸的PH為0.5飛範圍。所述氧化鈰系研磨材料再生方法還可以包括如下超聲波處理步驟:用設置於所述反應槽內的攪拌機進行攪拌的同時通過設置於所述反應槽內的超聲波喇叭施加超聲波；根據所述超聲波，促進所述有機酸與所述無機凝聚劑的化學反應，並使根據所述超聲波而產生的氣泡劇烈膨脹，從而因高度的壓力在其臨界點爆裂，而氣泡爆裂時的衝擊波作用於所述研磨廢棄物，從而將附於氧化鈰系研磨材料表面的玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離。所述氧化鈰系研磨材料再生方法還可以包括如下氣泡處理步驟:用設置於所述反應槽內的攪拌機進行攪拌的同時利用設置於反應槽下部的氣泡發生裝置注入空氣以產生氣泡，並藉助該氣泡爆裂的衝擊波或氣泡浮上來的力，使玻璃熔塊及研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離而浮上來。所述氧化鈰系研磨材料再生方法，在所述酸處理之後，還可以包括如下步驟:執行溼式振動篩分級，以將再生工序中混入的異物及浮遊的所述玻璃熔塊和研磨墊進行過濾。其中，所述溼式振動篩分級優選利用5(Γ2000目的篩進行篩選。所述氧化鈰系研磨材料再生方法，在除去所述玻璃熔塊和所述研磨墊的步驟之後，還可以包括添加鹼溶液而進行鹼處理的步驟，以溶解殘留於氧化鈰系研磨材料的玻璃熔塊。優選地，所述鹼溶液使用從氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、碳原子數為f 10的伯胺、仲胺及叔胺中選擇的至少一種鹼性化合物，所述鹼處理PH在擴13範圍執行，而且添加所述鹼溶液以使所述氧化鈰系研磨材料與鹼溶液的重量比在1:0.5^10範圍，由此選擇性地除去玻璃熔塊。所述無機凝聚劑可由硫酸鋁、聚氯化鋁、氨明礬、偏鋁酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸鐵或氯化鐵構成。優選地，所述有機酸溶液包含從醋酸、乳酸、檸檬酸及草酸中選擇的至少一種酸。所述氧化鈰系研磨材料再生方法，在用所述有機酸溶液進行酸處理之後，還可以包括使用與所述有機酸溶液成分不同的有機酸溶液執行二次酸處理的步驟。有益效果 根據本發明，可從全數填埋廢棄的氧化鈰系研磨材料廢棄物中高純度地分離回收氧化鋪系研磨材料而重新利用，從而具有可以取代全數依賴於進口的氧化鋪系研磨材料的效果。其優點還在於，可通過並用化學方法的酸處理工藝和物理方法的超聲波及/或氣泡處理工藝，既環保又容易地除去存在於研磨廢棄物中的玻璃熔塊、研磨墊及無機凝聚劑，得到高純度的氧化鈰系研磨材料，且收率非常高。而且，由於從研磨廢棄物中再生的高價的氧化鈰系研磨材料可重新使用於工業現場中，從而可以大量節省產業費用和生產費用，並可以通過杜絕廢棄研磨廢棄物而抑制環境汙染。


圖1為概略地示出通過氣泡處理工序產生氣泡的同時使玻璃熔塊和研磨墊浮上來而去除的反應槽的圖。圖2為表示商業性銷售的氧化鈰系研磨材料的粒度分布的曲線圖。圖3為表示按照實施例1再生的氧化鈰系研磨材料的粒度分布的曲線圖。圖4至圖6為表示利用超聲波振動篩解碎按照實施例1再生的氧化鈰系研磨材料而得到的氧化鈰系研磨材料的粒度分布的曲線圖。圖7和圖8為正規品的掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope)照片。圖9和圖10為研磨廢棄物的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。圖11至圖13為利用超聲波振動篩解碎按照實施例1再生的氧化鈰系研磨材料而得到的氧化鈰系研磨材料的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。圖14為表示商業性銷售的氧化鋪系研磨材料的X射線衍射(X-ray diffraction)圖案的曲線圖。圖15為表示利用超聲波振動篩解碎按照實施例1再生的氧化鈰系研磨材料而得到的氧化鈰系研磨材料的X射線衍射圖案的曲線圖。最優實施方式本發明提供一種從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無機凝聚劑的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的氧化鈰系研磨材料再生方法，其特徵在於，包括如下步驟將不與所述氧化鈰系研磨材料反應生成鹽的有機酸溶液和所述研磨廢棄物添加於反應槽而攪拌，以根據基於所述有機酸的酸處理，使所述無機凝聚劑變成根離子，且使所述玻璃熔塊及所述研磨墊浮遊；除去浮遊的所述玻璃熔塊及所述研磨墊；執行清洗及乾燥工序而得到氧化鈰系研磨材料，其中，所述有機酸的pH為O. 5飛範圍。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明根據本發明的優選實施例。然而，以下實施例是為了讓本技術領域中具有一般知識的人充分理解本發明而提供的，因此可變形為多種其他形式，本發明的範圍並不局限於下述實施例。在附圖上同一符號指同一要素。本發明公開從含有氧化鈰研磨材料的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的方法。當利用氧化鈰系研磨材料研磨LCD或TOP的玻璃基板之類的玻璃材料時，採用將氧化鈰系研磨材料通過研磨用粉末噴嘴噴射於玻璃材料而進行研磨的噴砂工序或利用輥子(role)的浮動滾壓(role floating)工序。在使用氧化鈰系研磨材料的噴砂工序或浮動滾壓工序中將生成研磨廢棄物，這種研磨廢棄物中存在原來包含於氧化鈰系研磨材料和玻璃材料中的玻璃熔塊(frit glass)成分和研磨墊成分。所述氧化鋪系研磨材料約佔l(T60wt%,所述玻璃熔塊及所述研磨墊與所述氧化鈰系研磨材料一同以粉末狀混合的狀態存在或以吸附於氧化鈰系研磨材料表面的狀態存在。所述玻璃熔塊的主成分為SiO2。對於作為玻璃材料的研磨副產物的研磨廢棄物,通過添加招(Al)系凝聚劑或鐵(Fe)系凝聚劑之類的無機凝聚劑而使固相顆粒沉澱並排出液體，由此進行固形化。 作為鋁系凝聚劑使用硫酸鋁(Al2 (SO4) 3.18H20)、聚氯化鋁(PAC)、銨明礬(Al2(SO4)3.(NH4)2SO4.24H20)、偏鋁酸鈉(NaAlO2)等，作為鐵系凝聚劑使用硫酸亞鐵(FeSO4.7H20)、硫酸鐵(Fe2(SO4)3)、氯化鐵(FeCl3.6H20)等。這種使用為無機凝聚劑的鋁鹽或鐵鹽在水中容易水解成為聚合多價陽離子，並在反應過程中消耗鹼或產生CO2而降低pH。例如公知的有:硫酸招(Aluminum sulfate)與水中的鹼性成分反應生成氫氧化招而引起凝聚，並在此過程中還生成CO2而降低pH ;硫酸鐵(Ferric sulfate)也與水中的鹼反應形成氫氧化物，從而產生CO2 ;氯化鐵(Ferric Chloride)也產生鹽酸或CO2而降低pH。正如這樣，作為使用於玻璃材料研磨的副產物的研磨廢棄物中含有使用於玻璃材料研磨的氧化鈰研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊之類的氧化物微顆粒及無機凝聚劑成分。氧化鈰系研磨材料與玻璃熔塊之間的比重差顯示出較大偏差，然而平均粒徑並不顯示出偏差。並且，由於氧化鈰系研磨材料和玻璃熔塊的最大顆粒大小為 ο μ m以下，因此不易通過一般的分級工序將玻璃熔塊和無機凝聚劑選擇性地除去，需要通過如本發明的優選實施例中所公開方法的特殊工序除 去。以下，說明根據本發明優選實施例的氧化鈰系研磨材料的再生方法。可通過利用有機酸溶液的酸處理方法從含有氧化鈰系研磨材料的研磨廢棄物中選擇性地分類出氧化鈰系研磨材料。為了僅選擇性地分類出氧化鈰系研磨材料，製造酸性漿(slurry)。具體來講，執行如下酸處理工序:將含有不與氧化鈰系研磨材料反應生成鹽(salt)的有機酸的酸性溶液和研磨廢棄物投入於反應槽，然後用攪拌機將其攪拌而形成固形物含量為0.Γ50重量％左右的酸性漿，以使研磨廢棄物中含有的玻璃熔塊和研磨墊浮遊，使無機凝聚劑則變化為根離子。為使混合在研磨廢棄物內的玻璃熔塊、研磨墊及無機凝聚劑能夠充分地分散而進行反應，製造所述酸性漿時的攪拌速度優選為5(T2000rpm左右。所述有機酸溶液為不與氧化鈰系研磨材料反應生成鹽(salt)的酸溶液，優選使用從醋酸(acetic acid)、乳酸(lactic acid)、朽1 樣酸(citric acid)及草酸(oxalic acid)中選擇的至少一種有機酸。由於氧化鈰系研磨材料可能溶於硝酸、硫酸、鹽酸等無機酸中，故優選使用有機酸。所述有機酸溶液的濃度優選為0.f30wt%左右。基於所述有機酸溶液的酸處理工序優選在常溫(例如1(T30° C)至100° C左右的溫度下實施30分鐘 48小時。研磨廢棄物與有機酸優選以1:0.Γ10 (研磨廢棄物:有機酸)左右的重量比相混合。有機酸的含量過少的情況下不能使無機凝聚劑充分變化為根離子，而有機酸的含量過多的情況下可能難以期望進一步地將無機凝聚劑變化為根離子的效果，因此浪費原料而不夠經濟。添加有機酸以使pH變化為0.5飛.0範圍，更優選為2.(Γ4.0範圍。當通過添加有機酸而調節的PH小於0.5時，不但酸性漿的酸性過高且不穩定，而且可能由於高酸性而使後續作業的穩定性下降；而如果酸性漿的PH超過6.0，則可能使無機凝聚劑變化為根離子的效果變弱。添加有機酸使pH變化的同時觀察了無機凝聚劑的根離子變化及玻璃熔塊和研磨墊的浮遊度，其結果顯示出通過添加有機酸而使PH在0.5飛.0範圍的情況下，無機凝聚劑變化為根離子的效果最為顯著，玻璃熔塊和研磨墊也容易浮遊，從而與氧化鈰系研磨材料的分離進行得良好。正如這樣，通過有機酸處理方法，無機凝聚劑變化為根離子，從而以溶解(solution)狀態分散於有機酸溶液，玻璃熔塊則形成絡合物而浮遊於有機酸溶液上部。由於氧化鈰系研磨材料的比重相對大於玻璃熔塊和研磨墊的比重，且難溶於有機酸而又沉重，因此氧化鈰系研磨材料將下沉。根據比重差，比重大的氧化鈰系研磨材料下沉，而比重相對較小的玻璃熔塊和研磨墊則與氧化鈰系研磨材料分離而浮遊。也可以利用攪拌機對眾進行攪拌的同時,利用超聲波(ultrasonic wave)振子向漿發射超聲波而執行超聲波處理工序。所述超聲波處理工序起到將附於氧化鈰系研磨材料表面的玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離的作用。研磨廢棄物中含有的玻璃熔塊成分和研磨墊成分通過所述超聲波處理工序而與氧化鈰系研磨材料分離。發射的超聲波的頻率可以是28 40kHz左右，超聲波優選施加30分鐘飛小時左右。超聲波通常是指具有20kHz以上頻率的聲波。如果向漿中射入超聲波，則所述漿內的氣體分子(氣泡)將劇烈膨脹，所述氣體分子具有非常高 的壓力而在其臨界點爆裂。氣泡爆裂時的衝擊波作用於研磨廢棄物而起到從氧化鈰系研磨材料剝離周邊的玻璃熔塊和研磨墊的作用。而且，如果向漿中射入超聲波，則促進無機凝聚劑與有機酸之間的化學反應。也可以代替所述超聲波處理工序或與超聲波處理工序一同執行氣泡處理工序，該氣泡處理工序利用具備於反應槽下部的氣泡發生裝置注入空氣而產生氣泡，並依靠該氣泡爆裂的衝擊波或氣泡浮上來的力將玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離而使其浮上來。混合在研磨廢棄物中的玻璃熔塊的比重為1.4左右，氧化鈰系研磨材料的比重約為7左右，玻璃熔塊與氧化鈰系研磨材料之間的比重差顯示出較大偏差，可利用這一點，通過氣泡處理工序將玻璃熔塊從氧化鈰系研磨材料進行分級，以選擇性地除去玻璃熔塊。圖1示出了通過氣泡處理工序產生氣泡的同時使玻璃熔塊和研磨墊浮上來而進行去除的反應槽100。所述反應槽100內設置有由馬達M和通過所述馬達M而旋轉的旋轉葉片110構成的攪拌機120，該攪拌機120的旋轉葉片110以5(T2000rpm旋轉。而且，所述反應槽100內設置有超聲波喇叭(ultrasonic wave horn) H，所述超聲波喇叭H連接於超聲波發生器(ultrasonic wave generator,未圖示)。通過所述超聲波發生器起振的超聲波施加於超聲波角H，由此在反應槽中產生超聲波。施加於超聲波角H的超聲波起到將附於反應槽100內的氧化鈰系研磨材料表面的玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離的作用。而且，反應槽100內的下部面設置有具備多個微細氣孔的打孔板130，起到當空氣從打孔板130下部注入而從打孔板130通過時產生氣泡的功能。憑藉攪拌機120的旋轉，使包含玻璃熔塊、研磨墊、無機凝聚劑及氧化鈰系研磨材料的漿不致沉澱，以防止打孔板130的氣孔被堵塞。而且，隨著空氣從打孔板130下部的注入口注入，經過打孔板130而產生氣泡，從而玻璃熔塊和研磨墊將與氣泡一同被浮上來。反之，氧化鈰系研磨材料因比重較大之故不能憑藉氣泡浮起而留在反應槽100的底面。由於通過反應槽100中的攪拌過程產生的眾氣泡附於玻璃熔塊和研磨墊表面使浮力變大，因此玻璃熔塊和研磨墊向水面迅速浮上來。此時，當攪拌機120的旋轉速度過大時，形成的漩渦較大，因而氧化鈰系研磨材料也可能憑藉漩渦而沿著反應槽100的壁面浮上來，而當攪拌機120的旋轉速度過小時，玻璃熔塊和研磨墊不會浮上來，而是與氧化鈰系研磨材料摻混在一起，從而難以充分地分離，因此攪拌機120的旋轉速度優選為5(T2000rpm左右。在執行酸處理工序之後還可以利用後述的溼式振動篩分級法。使用於溼式振動篩分級法的篩(sieve)使用具有5(Γ2000目(mesh)大小的篩。由於浮上來的玻璃熔塊和研磨墊以凝聚的形態具有約10 μ m以上的顆粒大小，而氧化鈰系研磨材料具有小於10 μ m的顆粒大小，因此可利用溼式振動篩分級選擇性地除去玻璃熔塊和研磨墊。如果對溼式振動篩分級工序具體地說明，則在該工序中用具有期望目數的篩使已完成酸處理工序的漿予以振動的同時進行篩選，由此從漿中選擇性地分離出氧化鈰系研磨材料。具有大粒徑的玻璃熔塊和研磨墊不能通過篩，而具有小粒徑的氧化鈰系研磨材料將通過篩，由此，浮上來的玻璃熔塊和研磨墊將從氧化鈰系研磨材料選擇性地分級出來。使沉有氧化鈰系研磨材料的反應槽傾斜，由此將浮遊的玻璃熔塊和研磨墊成分之類的不純物倒出。此時，在反應槽的底部，氧化鈰系研磨材料將原原本本地殘留著。通過如上所述地倒出浮遊於反應槽的玻璃熔塊的過程，可以輕易地除去玻璃熔塊。由於變化為根離子的無機凝聚劑處於分散在有機酸溶液的狀態，因此將在倒出玻璃熔塊的過程中一併除去。當然也可以利用各不相同的有機酸將利用有機酸溶液的酸處理工序反覆執行至少一次。例如可利用醋酸(acetic acid)執行一次酸處理,利用草酸(oxalic acid)執行二次酸處理。通過這樣進行兩步驟酸處理工序，具有更能徹底除去玻璃熔塊和研磨墊的優點。執行完酸處理工序後，還可以執行利用鹼溶液除去氧化鈰系研磨材料中殘留的玻璃熔塊的鹼處理工序。作為所述鹼溶液可使用從氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、碳原子數為f 10的伯胺、仲胺及叔胺中選擇的至少一種鹼性化合物。所述鹼溶液起到溶解玻璃熔塊的作用。所述鹼處理優選在pH為擴13的範圍、更優選是在pH為9.5^12的範圍中完成。當通過鹼溶液調節的PH超過13時，不僅不穩定，而且難以進一步期待溶解玻璃熔塊的效果，而當pH小於9時，溶解玻璃熔塊的效果可能比較微弱。通過添加鹼溶液來改變pH的同時觀察了溶解玻璃熔塊的效果，其結果顯示，當通過添加鹼溶液而PH為擴13範圍時，溶解玻璃熔塊的效果最顯著。所述鹼處理工序優選在常溫(例如1(T30° C)至100° C左右的溫度下實施30分鐘 48小時。酸處理過的氧化鈰系研磨材料與鹼溶液優選以1:0.5 10 (氧化鈰系研磨材料:鹼溶液)左右的重量比進行混合。當鹼溶液的含量過少時不能充分溶解玻璃熔塊，而當鹼溶液的含量過多時會 浪費原料而不夠經濟。所述鹼溶液的濃度優選為0.廣30被％左右。
優選地，執行完酸處理工序或鹼處理工序後，將氧化鈰系研磨材料用水(H2O)清洗至少一次。清洗後執行乾燥工序。所述乾燥工序可通過熱風乾燥、真空乾燥、噴霧乾燥或凍結乾燥等一般性的乾燥工序實現，所述乾燥工序之後可得到氧化鈰系研磨材料。由於氧化鈰系研磨材料的眾多顆粒相互錯綜凝聚而存在，因此為了在將顆粒予以相互分離中進行微細化，可以實施解碎或粉碎工序。所述解碎或粉碎可利用普遍公知的超聲波振動篩(ultrasonic sieving)法、球磨(Ball Mill)法等。以下更為具體地公開本發明的實施例，然而本發明並不局限於下面公開的實施例。製造了酸性眾。具體地,將Ikg草酸(oxalic acid)、包含氧化鋪系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及聚氯化招(poly aluminium chloride)無機凝聚劑的12kg研磨廢棄物和22kg水(H2O)投入於75L溶解器(高速攪拌機)後，將其攪拌而製造酸性漿，並執行了一次酸處理工序。漿的pH為1. 5左右。利用攪拌機攪拌漿的同時，為使凝聚的玻璃熔塊和研磨墊浮上來而執行了氣泡處理工序。如圖1所示，用於所述氣泡處理工序的裝置具有反應槽100,所述反應槽100內設置有由馬達M和通過所述馬達M旋轉的旋轉葉片110構成的攪拌機120，所述反應槽100內設置有超聲波喇叭(ultrasonicwave horn) H，所述超聲波喇叭50連接於超聲波發生器(ultrasonicwave generator,未圖示),反應槽100內的下部面上設置有形成有多個孔的打孔板130，並使得空氣從打孔板130下部注入而經由打孔板130時產生氣泡。使攪拌機120緩慢地進行攪拌的同時，從下部投入口注入空氣，以使玻璃熔塊和研磨墊藉助經過具有微細氣孔的打孔板130時產生的氣泡而與氣泡一同浮上來。氧化鈰系研磨材料由於比重大，不能憑藉氣泡浮上來而留在反應槽100的底面。在執行所述氣泡處理工序的期間，將28kHz的超聲波施加於所述超聲波喇叭而執行了四個小時的超聲波處理工序。所述攪拌機120的旋轉葉片30以IOOOrpm進行旋轉，攪拌溫度取為25。C，攪拌時間取為4小時。執行完一次酸處理工序後，為除去浮遊的玻璃熔塊、研磨墊及異物而執行了溼式振動篩分級。溼式振動篩分級被設計成用100目的篩對浮遊的玻璃熔塊和研磨墊進行篩選的同時，通過振動使凝聚的氧化鈰系研磨材料被解碎。用100目的篩進行溼式振動篩分級後，利用300目的篩實施了二次溼式振動篩分級。進行溼式振動篩分級而除去浮遊的玻璃熔塊和研磨墊後，向已執行一次酸處理和溼式振動篩分級的研磨廢棄物中投入2. 4kg檸檬酸(citric acid)和30kg水(H2O)後進行攪拌，由此執行了二次酸處理工序。使得因檸檬酸(citric acid)的酸性漿的pH達到1.5左右。執行完二次酸處理工序後，使沉有氧化鈰系研磨材料的反應槽傾斜而倒出了浮遊著的玻璃熔塊。此時,在反應槽的底部,氧化鈰系研磨材料將原原本本地殘留著。通過如上所述地倒出浮遊於反應槽的玻璃熔塊的過程，可輕易地除去玻璃熔塊。由於變化為根離子的無機凝聚劑處於分散於有機酸溶液的狀態，因此將在倒出玻璃熔塊的過程中被一併除去。使反應槽傾斜而倒出浮遊的玻璃熔塊後，向已執行二次酸處理工序的研磨廢棄物中投入3kg的10%氫氧化鈉(NaOH)水溶液和30kg水(H2O)後進行攪拌而執行了鹼處理工序。使得因氫氧化鈉的鹼性漿的PH變為11.5左右。執行完鹼處理工序後，為除去玻璃熔塊或異物而利用1450目的篩執行了溼式篩分級。將已執行溼式篩分級的終產物用30kg水(H2O)清洗了兩回。執行了用於使洗淨的終產物乾燥的乾燥工序。所述乾燥工序利用了熱風乾燥機，在90° C下乾燥二十四個小時，得到了高純度的氧化鈰系研磨材料。圖2為表示商業性銷售的氧化鈰系研磨材料(以下稱為「正規品」)的粒度分布的曲線圖，圖3為表示按照實施例1再生的氧化鈰系研磨材料(以下稱為「再生乾燥品」)的粒度分布的曲線圖。圖4至圖6為表示用超聲波振動篩解碎按照實施例1再生的氧化鈰系研磨材料而得到的氧化鈰系研磨材料(再生解碎品)的粒度分布的曲線圖。利用超聲波振動篩的解碎工序用分別為10kg/kg (圖4)、30kg/kr (圖5)、50kg/hr (圖6)的供應速度(feedingspeed)和36kHz的超聲波施加電壓、500目(mesh)的振動篩進行實施。由於根據實施例1再生的氧化鈰系研磨材料的凝聚程度較弱，因此僅用超聲波振動篩之類的解碎工序也能解開顆粒間凝聚。比較圖2與圖3，再生乾燥品與正規品相比顯示出幾乎相同的粒度分布；比較圖4至圖6與圖2，再生解碎品與正規品相比顯示出幾乎相同的粒度分布。將正規品、再生乾燥品及再生解碎品的粒度分析結果示於下表I。表I
權利要求
1.一種氧化鈰系研磨材料的再生方法，該方法為從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無機凝聚劑的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的方法，其特徵在於，包括如下步驟: 將不與所述氧化鈰系研磨材料反應生成鹽的有機酸溶液和所述研磨廢棄物添加於反應槽而攪拌，以根據基於所述有機酸的酸處理，使所述無機凝聚劑變成根離子，使所述玻璃熔塊及所述研磨墊浮遊； 除去浮遊的所述玻璃熔塊及所述研磨墊； 執行清洗及乾燥工序而得到氧化鈰系研磨材料； 其中，所述有機酸的PH為0.5^6.0範圍。
2.如權利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其中，還包括如下超聲波處理步驟: 用設置於所述反應槽內的攪拌機進行攪拌的同時通過設置於所述反應槽內的超聲波喇叭施加超聲波； 根據所述超聲波，促進所述有機酸與所述無機凝聚劑的化學反應，並使根據所述超聲波而產生的氣泡劇烈膨脹，從而因高度的壓力在其臨界點爆裂，而氣泡爆裂時的衝擊波作用於所述研磨廢棄物，從而將附於氧化鈰系研磨材料表面的玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離。
3.如權利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其中，還包括如下氣泡處理步驟: 用設置於所述反應槽內的攪拌機進行攪拌的同時利用設置於反應槽下部的氣泡發生裝置注入空氣以產生氣泡，並藉助該氣泡爆裂的衝擊波或氣泡浮上來的力，使玻璃熔塊及研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離而浮上來。
4.如權利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其特徵在於，在所述酸處理之後，還包括如下步驟: 執行溼式振動篩分級，以將再生工序中混入的異物及浮遊的所述玻璃熔塊和研磨墊進行過濾； 其中，所述溼式振動篩分級利用5(Γ2000目的篩進行篩選。
5.如權利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其特徵在於，除去所述玻璃熔塊和所述研磨墊的步驟之後，還包括添加鹼溶液而進行鹼處理的步驟，以溶解殘留於氧化鈰系研磨材料的玻璃熔塊， 其中，所述鹼溶液使用從氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、碳原子數為f 10的伯胺、仲胺及叔胺中選擇的至少一種鹼性化合物，所述鹼處理在PH在擴13範圍執行，而且添加所述鹼溶液以使所述氧化鈰系研磨材料與鹼溶液的重量比在1:0.5^10範圍，由此選擇性地除去玻璃熔塊。
6.如權利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其特徵在於，所述無機凝聚劑由硫酸鋁、聚氯化鋁、氨明礬、偏鋁酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸鐵或氯化鐵構成。
7.如權利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其特徵在於，所述有機酸溶液包含從醋酸、乳酸、檸檬酸及草酸中選擇的至少一種酸。
8.如權利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其中，用所述有機酸溶液進行酸處理之後，還包括使用與所述有機酸溶液成分不同的有機酸溶液執行二次酸處理的步驟 。
全文摘要
本發明涉及一種氧化鈰系研磨材料的再生方法，該方法為從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無機凝聚劑的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的方法，其特徵在於，包括如下步驟將不與所述氧化鈰系研磨材料反應生成鹽的有機酸溶液和所述研磨廢棄物添加於反應槽而攪拌，以根據基於所述有機酸的酸處理，使所述無機凝聚劑變成根離子，使所述玻璃熔塊及所述研磨墊浮遊；除去浮遊的所述玻璃熔塊及所述研磨墊；執行清洗及乾燥工序而得到氧化鈰系研磨材料；其中，所述有機酸的pH為0.5~6.0範圍。根據本發明，可從研磨廢棄物中環保地再生出氧化鈰系研磨材料，可得到高純度的氧化鈰系研磨材料，並且收率非常高。
文檔編號B24B57/00GK103079764SQ201180037945
公開日2013年5月1日 申請日期2011年6月24日 優先權日2010年8月3日
發明者姜佑圭, 金元烈, 宋永春, 黃光澤 申請人:Ranco株式會社