一種稀土拋光粉再生的製備方法
2023-07-15 12:28:46
專利名稱：一種稀土拋光粉再生的製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種對廢舊資源進行再利用的處理方法，特別涉及一種制對失效稀土拋光粉再生的製備方法。
背景技術：
稀土拋光粉用於透鏡、平板玻璃、電視機玻殼、眼鏡片、裝飾玻璃製品、表殼、精密光學儀器元件等的拋光，具有拋光速度快、精密度高的特點。是通過機械切割、磨削、拋光等手段加工而成的，在加工過程中拋光是一個非常重要的環節，通過拋光可以改善各種製品的表面特性和光學性能，目前拋光主要是依靠稀土拋光粉來完成。全球的稀土拋光粉生產總量約為2萬噸，我國的稀土拋光粉的生產量和應用量大抵相等，每年生產I萬噸左右，其中國內自用8000噸，出口 2000噸。由此產生了大量的廢稀土拋光粉。有很多工廠將廢棄的稀土拋光粉作為廢品，堆積在廠區附近，這不僅汙染環境、佔用土地，而且也是對稀土資源的浪費。目前廣泛使用的稀土拋光粉是一種混合輕稀土氧化物，主要成分是CeO2,La2O3,Pr6O11, Nd2O3等等。拋光粉的拋光性能與CeO2的含量密切相關。稀土拋光粉失效的主要原因是:第一是在拋光過程中會有大量的玻璃微粒富集到稀土氧化物表面上，還有油汙及大顆粒異物的混入，降低了稀土氧化物的含量，使拋光粉在拋光過程中，降低了摩擦熱，降低了玻璃表面的塑變性，影響了玻璃表面分子重新分布並形成平整表面的過程。第二是拋光過程是一種強烈的研磨過程，導致拋光晶粒被過分細化，降低了拋光效果。為了解決上述問題，有必要研究稀土拋光粉的再生技術，既可以減少環境汙染，充分利用稀土資源，又可以降低生產成本。關於稀土拋光粉再生，有關文獻也有報導。中國專利CN1246407C中公開了一種失效稀土拋光粉的再生方法，該方法針對失效的稀土拋光粉，提出了再生技術，該方法提出了將失效的稀土拋光直接粉採用0.5^3mol/L的水溶性鹼和水溶性氟化物的化學試劑進行化學處理，所以消耗大量的化學試劑，不經濟，而且產生大量廢水，會帶來環境汙染，也未涉及其它組分的出去，然後回收固體熱處理，適用的範圍受到限制。中國專利CN1194060C中公開了一種再生稀土拋光粉的再生方法，該方法是將廢稀土拋光粉加入酸中，將三價稀土氧化物溶解，CeO2未溶解再加30%的雙氧水將CeO2溶解，再加入5 8%的輕稀土氫氧化物或Ce (OH) 4的懸浮液，是稀土再沉澱分，這種溶解稀土以及氧化還原方法，實現稀土拋光粉再生，因此消耗大量的化學試劑，不經濟，而且產生大量廢水，會帶來環境汙染，而且稀土氧化物的溶解度很低，回收率很低。中國專利申請號為201110265136.1中公開了一種再生應用於水晶玻璃的廢棄稀土拋光粉的方法，該方法採用
(I)利用篩分設備對稀土拋光粉廢渣進行粗篩去除雜物和大顆粒；(2)對稀土拋光粉廢渣調漿，利用重選設備進行重選，分離得到的重組分為高含量的稀土拋光粉廢棄物；(3)在用強酸進行化學處理溶解其中的可溶物；(4)把廢棄物經過800°C以上的高溫焙燒。該方法所用的強酸為硝酸和氫氟酸， 由於氫氟酸的特殊性質使用時會有危險要注意安全。
目前，關於廢棄稀土拋光粉再生方法的報導中，有利用含氟化合物的鹽溶解的方法除去玻璃組分，還有利用溶解稀土以及氧化還原的方法，實現稀土拋光粉再生。還有利用物理方法分離後在用強酸去除雜質的方法。這些方法都將消耗大量的強酸強鹼等化學物質，帶來巨大成本，不經濟，而且還會產生大量廢水，造成汙染。因此，為了有效使稀土拋光粉再生，不產生新的汙染，有必要研究新的再生方法，既能高效再生稀土拋光粉，又不汙染環境，這就是本發明要達到的目的。
發明內容
本發明的目的是提供一種稀土拋光粉再生的製備方法，高效使廢棄的稀土拋光粉恢復拋光性能，並且不產生汙染。本發明的目的通過以下技術方案實現。一種稀土拋光粉再生的製備方法，特徵在於該方法具有以下工藝步驟:
(1)重選稀土拋光粉:將廢棄的稀土拋光粉調漿，調漿的濃度為25 35%質量百分比，採用搖床重選設備進行重選分離，分離得到的重組分，經過乾燥為重選稀土拋光粉；
(2)初生稀土拋光粉的製備:將重選稀土拋光粉用質量百分比為2 25%的六氟合鋯酸銨水溶液進行處理，加熱5(T75°C，攪拌反應6 12 h，然後通過沉降、清洗和過濾後回收固體，得到初生稀土拋光粉；
(3)再生稀土拋光粉的製備:將初生稀土拋光粉經初步乾燥後，在1000°C 1100°C焙燒3^12 h，冷卻後，經氣流粉碎，即得再生稀土拋光粉，所得到的再生稀土拋光粉的D5tl粒徑為
1.0 5.0 μ m，D10 ≥ 0.5 D50, D95 ≤2D50, D100 ≤3D50 ；
本發明方法核心是:1)利用重選設備對廢棄的稀土拋光粉重選，將大部分雜質都已經分離，這是物理方法對環境無汙染，也減少了化學處理難度；2 )採用六氟合鋯酸銨處理重選稀土拋光粉，由於六氟合鋯酸銨在稍加熱的情況下有如下分解反應:(NH4)JZrF6] = ZrF4+ NH3 + 2HF，分解的氫氟酸在體系中形成均相濃度，可以充分而均勻的將重選稀土拋光粉中的雜質處理掉，殘留的ZrF4和NH3在1000°C焙燒中揮發，ZrF4有一部分轉化為ZrO2顆粒，有由於ZrO2也是十分優良的拋光物質，它的存在增強了再生拋光粉的拋光性能；3)在IOOO0C 1100°c焙燒是去除沒有處理掉的熱固性樹脂及有機油汙，並提高拋光粉的硬度。本發明所述的顆粒度測試方法是採用雷射粒度儀測得的粒度當量直徑尺寸。本發明的優點及效果是:
(I)本發明化學物質用量少，減少了對環境的汙染，所用的化學物質六氟合鋯酸銨既能處理掉廢棄拋光粉中的雜質，又能在拋光粉中增加ZrO2,使拋光粉的拋光性能提高，再生的拋光粉具有中位徑粒小，粒度分布範圍窄的特點。( 2 )本發明工藝簡單，條件易於控制，生產成本低，易於工業化生產。(3)本發明稀土拋光粉的回收率高，粉體拋光效果好，拋光性能可恢復到原來的97.2^99.67% 範圍內。(4)本發明可適用各種稀土拋光粉再生。
具體實施方式
實施例1
(1)重選稀土拋光粉:取30kg廢棄的稀土拋光粉，用60目篩子過篩除去大顆粒物及異物。將過篩後細組分調漿，調漿的質量百分比濃度為25%漿液，採用Im2搖床上進行重選分離，收集重組分。經過乾燥，即得重選稀土拋光粉，通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為72.6%，稀土純度為79.2% ；
(2)初生稀土拋光粉的製備:取500g烘乾的重選稀土拋光粉於IOOOmL燒杯中，加入500mL質量百分比為10%的六氟合鋯酸銨水溶液，攪拌均勻，升溫加熱至50°C，攪拌反應8h，然後通過沉降、清洗和過濾後回收固體，得到初生稀土拋光粉；
(3)再生稀土拋光粉的製備:將初生稀土拋光粉經初步乾燥後，放入高溫爐，溫度升至在1000°C焙燒4 h，冷卻後，經氣流粉碎，即得再生稀土拋光粉，所得到的再生稀土拋光粉的D50粒徑為1.0 5.0ym, D10≤ 0.5 D50, D95 ( 2D50, D100 ( 3D50,通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為98%，稀土純度為90%。實施例2
(1)重選稀土拋光粉:取30kg廢棄的稀土拋光粉，用60目篩子過篩除去大顆粒物及異物。將過篩後細組分調漿，調漿的質量百分比濃度為35%漿液，採用Im2搖床上進行重選分離，收集重組分。經過乾燥，即得重選稀土拋光粉，通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為73.6%，稀土純度為80.2% ；
(2)初生稀土拋光粉的製備:取300g烘乾的重選稀土拋光粉於IOOOmL燒杯中，加入500mL質量百分比為8%的六氟合鋯酸銨水溶液，攪拌均勻，升溫加熱至60°C，攪拌反應10h，然後通過沉降、清洗和過濾後回收固體，得到初生稀土拋光粉；
(3)再生稀土拋光 粉的製備:將初生稀土拋光粉經初步乾燥後，放入高溫爐，溫度升至在1100°C焙燒6 h，冷卻後，經氣流粉碎，即得再生稀土拋光粉，所得到的再生稀土拋光粉的D50粒徑為1.0 5.0ym, D10≤ 0.5 D50, D95 ( 2D50, D100 ( 3D50,通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為98.2%，稀土純度為89%。實施例3
(1)重選稀土拋光粉:取30kg廢棄的稀土拋光粉，用60目篩子過篩除去大顆粒物及異物。將過篩後細組分調漿，調漿的質量百分比濃度為30%漿液，採用Im2搖床上進行重選分離，收集重組分。經過乾燥，即得重選稀土拋光粉，通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為71.8%，稀土純度為81.2% ；
(2)初生稀土拋光粉的製備:取500g烘乾的重選稀土拋光粉於IOOOmL燒杯中，加入600mL質量百分比為5%的六氟合鋯酸銨水溶液，攪拌均勻，升溫加熱至70°C，攪拌反應12h，然後通過沉降、清洗和過濾後回收固體，得到初生稀土拋光粉；
(3)再生稀土拋光粉的製備:將初生稀土拋光粉經初步乾燥後，放入高溫爐，溫度升至在1000°C焙燒12 h，冷卻後，經氣流粉碎，即得再生稀土拋光粉，所得到的再生稀土拋光粉的D50粒徑為1.0 5.0ym, D10≤ 0.5 D50, D95 ( 2D50, D100 ( 3D50,通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為96.8%，稀土純度為91% ；
實施例4
(I)重選稀土拋光粉:取30kg廢棄的稀土拋光粉，用60目篩子過篩除去大顆粒物及異物。將過篩後細組分調漿，調漿的質量百分比濃度為30%漿液，採用Im2搖床上進行重選分離，收集重組分。經過乾燥，即得重選稀土拋光粉，通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為71.8%，稀土純度為81.2% ；
(2)初生稀土拋光粉的製備:取400g烘乾的重選稀土拋光粉於IOOOmL燒杯中，加入400mL質量百分比為20%的六氟合鋯酸銨水溶液，攪拌均勻，升溫加熱至50°C，攪拌反應6h，然後通過沉降、清洗和過濾後回收固體，得到初生稀土拋光粉；
(3)再生稀土拋光粉的製備:將初生稀土拋光粉經初步乾燥後，放入高溫爐，溫度升至在1000°C焙燒8h，冷卻後，經氣流粉碎，即得再生稀土拋光粉，所得到的再生稀土拋光粉的D50粒徑為1.0 5.0ym, D10彡0.5 D50, D95 ( 2D50, D100 ( 3D50,通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為96.8%，稀土純度為91%。實施例5
(1)重選稀土拋光粉:取30kg廢棄的稀土拋光粉，用60目篩子過篩除去大顆粒物及異物。將過篩後細組分調漿，調漿的質量百分比濃度為25%漿液，採用Im2搖床上進行重選分離，收集重組分。經過乾燥，即得重選稀土拋光粉，通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為72.6%，稀土純度為79.2% ；
(2)初生稀土拋光粉的製備:取500g烘乾的重選稀土拋光粉於IOOOmL燒杯中，加入500mL質量百分比為12%的六氟合鋯酸銨水溶液，攪拌均勻，升溫加熱至60°C，攪拌反應8h，然後通過沉降、清洗和過濾後回收固體，得到初生稀土拋光粉；
(3)再生稀土拋光粉的製備:將初生稀土拋光粉經初步乾燥後，放入高溫爐，溫度升至在1050°C焙燒10h，冷卻後，經氣流粉碎，即得再生稀土拋光粉，所得到的再生稀土拋光粉的D50粒徑為1.0 5.0ym, D10彡0.5 D50, D95 ( 2D50, D100 ( 3D50,通過稱重計量和分析測試，結果表明，稀土回收率為97.2%，稀土純度為90%。拋光性能測試，實施例1再生稀土拋光粉產品的拋光能力59.6 (被磨掉玻璃量mg/10min);實施例2再生稀土拋光粉產品的拋光能力59.1 ;實施例3再生稀土拋光粉產品的拋光能力60.1 ;實施例4再生稀土拋光粉產品的拋光能力59.8 ;實施例5再生稀土拋光粉產品的拋光能力60.6 ;原稀土拋光粉產品的拋光能力60.8 ;由此可見，本發明再生稀土拋光粉的拋光能力恢復到原拋光粉拋光能力在97.2^99.67%範圍內，說明該方法效果很好。
權利要求
1.一種稀土拋光粉再生的製備方法，其特徵在於該方法具有以下工藝步驟: (1)重選稀土拋光粉:將廢棄的稀土拋光粉調漿，調漿的濃度為25 35%質量百分比，採用搖床重選設備進行重選分離，分離得到的重組分，經過乾燥為重選稀土拋光粉； (2)初生稀土拋光粉的製備:將重選稀土拋光粉用質量百分比為2 25%的六氟合鋯酸銨水溶液進行處理，加熱5(T75°C，攪拌反應6 12 h，然後通過沉降、清洗和過濾後回收固體，得到初生稀土拋光粉； (3)再生稀土拋光粉的製備:將初生稀土拋光粉經初步乾燥後，在1000°C 1100°C焙燒3^12 h，冷卻後，經氣流粉碎，即得再生稀土拋光粉，所得到的再生稀土拋光粉的D5tl粒徑為1.0 5.0 μ m, D10 ^ 0.5 D50, D95 ^ 2D50, D100 ^ 3D50。
2.根據權利要求1步驟(I)所述一種稀土拋光粉再生的製備方法，其特徵是:採用搖床重選。
3.根據權利要求1步驟(2)中所述一種稀土拋光粉再生的製備方法，其特徵是:六氟合鋯酸銨為化學純以上。
4.根據權利要求1步驟(3)中所述一種稀土拋光粉再生的製備方法，其特徵是:再生稀土拋光粉的粒徑為 D5 0 粒徑為 1.0 5.0ym, D10 彡 0.5 D50, D95 ( 2D50, D100 ( 3D5。。
全文摘要
本發明公開了一種稀土拋光粉再生的製備方法，該方法具有以下工藝過程1)將廢棄的稀土拋光粉調漿，採用搖床重選設備進行重選分離，分離得到的重組分；2)將重選稀土拋光粉用質量百分比為2~25%的六氟合鋯酸銨水溶液進行處理，加熱50~75℃，攪拌反應6~12h，然後通過沉降、清洗和過濾後回收固體；3)再生稀土拋光粉的製備將初生稀土拋光粉經初步乾燥後，在1000℃~1100℃焙燒3~12h，冷卻後，經氣流粉碎，即得再生稀土拋光粉，達到可重新作為拋光粉使用的粒徑範圍。該方法具有化學物質用量少，工藝簡單，條件易於控制，生產成本低，易於工業化生產，回收率高，粉體拋光效果好等優點。
文檔編號C09G1/02GK103215012SQ20131014830
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月26日 優先權日2013年4月26日
發明者李慧芝, 許崇娟, 莊海燕 申請人:濟南大學