废弃稀土抛光粉回收再利用研究进展

稀土抛光粉具有优良的抛光性能,广泛应用于研磨抛光领域。抛光失效的稀土抛光粉铈含量较高,是一种具有经济价值的二次资源。本文分两个部分综述了废弃稀土抛光粉回收的研究进展,介绍了物理分离和化学分离回收废弃稀土抛光粉,概括了酸碱浸出回收技术中的主要影响因素。分析了化学沉淀和萃取法从废弃稀土抛光粉酸浸液回收铈,并对废弃稀土抛光粉回收再利用的发展方向进行了总结和展望。     

高密度碳酸稀土制备超细抛光粉的研究

以高浓度稀土料液为原料,高温下制备的稀土碳酸盐为高密度碱式碳酸稀土,然后以高密度碳酸稀土为原料,采用高温爆裂法制备超细稀土抛光粉。通过SEM、粒度测定、抛光测定对样品进行表征。研究了不同的煅烧模式、爆裂温度、老化时间和老化温度对稀土氧化物形貌、粒度和性能的影响。结果表明:高密度碱式碳酸稀土在900℃~950℃高温爆裂、900℃~1000℃老化3 h~4 h,得到粒径D50为290 nm左右,分散性、抛光效果较好的超细稀土抛光粉,并可实现超细稀土抛光粉工业化生产。     

稀土抛光粉废料再生利用试验研究

采用市售无机酸低温分解稀土抛光粉废料制备超精密稀土抛光粉,考察了无机酸种类与用量、反应温度、反应时间、浸出次数对稀土浸出效果的影响,检测了所制备稀土抛光粉粒度和化学成分,并分析了制备过程的反应机理。结果显示,在盐酸浓度37%、酸料质量比值3.5、反应温度98～103℃、一次浸出8h、二次浸出7h的条件下,稀土抛光粉废料经盐酸二次浸出后稀土浸出率高达99.23%;本工艺可制备出CeO_2含量67.64%、La_2O_3含量24.39%、F含量6.00%的超精密稀土抛光粉,该抛光粉平均粒度0.39μm,粒度分布均匀。     

氧化铈的抛光性能

结合实际研究工作对氧化铈抛光粉的组分、结构、物理化学性能、抛光性能及选用等方面进行了评述和总结,重点分析了抛光过程中抛光粉与玻璃表面的物理作用和化学作用,明确了抛光粉粒度及分布、物理化学性能、浓度、添加剂等对抛光效果的影响规律,为光学玻璃抛光时氧化铈抛光粉的正确选用提供了一定的技术依据。     

从稀土抛光粉废料中回收稀土试验研究

研究了从稀土抛光粉废料中回收稀土,考察了稀土抛光粉预处理方式、焙烧产物粒度、氢氧化钠用量、焙烧温度和焙烧时间对稀土的盐酸浸出率的影响。试验结果表明,稀土抛光粉加NaOH焙烧,NaOH用量与抛光粉质量比为0.18、焙烧温度450℃、焙烧时间2.5h最优条件下,稀土的盐酸浸出率平均高于98%。     

球磨法制备铈基稀土抛光粉及其抛光性能研究

以碳酸镧铈和氟化铵为原料,采用球磨法制备前驱体氟碳酸稀土,焙烧后得稀土抛光粉,考察球磨时间、球料质量比及球磨速率对稀土抛光粉性能的影响。通过XRD、粒度分析对粉体的物相、粒径分布进行表征,用激光共聚焦显微镜观察抛光后玻璃的表面光洁度及粗糙度。结果表明,随着球磨时间、球料质量比及球磨速率的增大,稀土抛光粉的粒度呈先减小后增大的趋势;随球磨时间的延长,氧化铈主衍射峰强度增强,半高宽增大,粉体的晶粒尺寸减小;最佳球磨参数是球磨时间为3.5 h,球料质量比为10∶1,球磨速率为300 r/min。利用上述条件下制备的稀土抛光粉对Φ7 cm的K9玻璃进行抛光,其抛蚀量为1.5525 mg/min,与抛光前K9玻璃相比较,抛光后其表面粗糙度降低,在259μm×257μm范围内面粗糙度Sa降为0.025μm。     

复杂稀有金属伴生矿富集渣提取稀土和铌的工艺研究

研究了从复杂稀有金属伴生矿富集渣中提取稀土和铌的工艺。结果表明,采用硫酸酸化-分段浸出工艺可实现富集渣中稀土和铌的高效浸出。在酸矿质量比1.8、酸化温度350℃、酸化时间120min、一段浸出液固比1∶1、浸出温度80℃、浸出时间90min、二段浸出液固比8∶1、浸出温度25℃、浸出时间90min的条件下,浸出渣中REO含量为0.96%,Nb2O5含量为0.75%,稀土浸出率为85.03%,铌浸出率为80.88%。其中铌一段浸出率为80.26%,稀土二段浸出率为83.85%,可通过分别处理一段浸出液和二段浸出液实现铌和稀土的回收。     

光学玻璃抛光材料前驱体的制备研究

利用碳酸氢铵溶液沉淀低铈混合氯化稀土料液，制各稀土抛光材料前驱体。通过加入适当H2SiF6作添加剂以改善抛光粉的抛光性能，着重研究添加剂的加入，原料浓度及灼烧温度对晶体粒径的影响。     

湿固相机械法制备氧化铈抛光粉

以大比重碱式碳酸铈为前驱体,通过搅拌球磨和煅烧来制备氧化铈抛光粉。首先用正交试验法研究了球磨时间、球料比、液固比等因素对球磨产物的粒径及分布的影响,确定了影响产物粒径大小的因素排序是球料比球磨时间液固比,最佳球磨条件为液固比1∶1,球料比7.5∶1和球磨时间5 h。在不同温度下对最优条件下所得球磨产物煅烧制备了氧化铈,评价了它们的抛光性能与其形貌、粒径大小及分布、Zeta电位的关系。证明800℃和900℃煅烧所得氧化铈粒径小、粒度分布窄、Zeta电位为负值,随着煅烧温度的进一步升高,颗粒急剧增大,Zeta电位绝对值减小。对K9玻璃的抛光速率随煅烧温度升高先增大而后降低,在900℃时呈最大值,材料去除速率(MRR)达342.31 nm/min,抛光表面的均方根(RMS)粗糙度为0.286 nm。此时的氧化铈颗粒为类球形,SEM观察的一次粒子平均粒径为114 nm。     

稀土抛光粉颜色的测定及影响因素

基于Hunter R S提出的Lab空间色彩体系建立了稀土抛光粉颜色的定量表示方法.该方法可以明确表示出稀土抛光粉的明度、色调等特征.并且针对少钕碳酸稀土生产的稀土抛光粉影响颜色变化的几个因素进行了研究,找出了焙烧温度及焙烧时间对抛光粉色度的影响关系,为将来把抛光粉色度参数引入到稀土抛光粉性能评价和控制指标提供了可能.     

废弃荧光粉浸出液中稀土的沉淀工艺研究

本文研究废弃的荧光材料稀土沉淀过程,考察不同沉淀剂、不同沉淀剂浓度、不同陈化时间及不同沉淀反应温度对废弃的荧光材料中稀土沉淀率和稀土氧化物在沉淀中的纯度的影响。实验结果表明:草酸和碳酸氢铵的沉淀率在合适的沉淀条件下,所以实验选用碳酸氢铵和草酸都可以作为废弃的荧光材料中稀土的沉淀剂。草酸浓度70g/L、陈化时间3h,此时稀土沉淀率较高为90.804%;在60℃用碳酸氢铵沉淀废旧荧光粉中稀土的最佳工艺条件为:碳酸氢铵浓度1.0mol/L、陈化时间3h,此时稀土沉淀率较高为89.844%。如果考虑纯度,草酸作为沉淀剂,焙烧后沉淀中的稀土氧化物的纯度没有碳酸氢铵的高。所以选择碳酸氢铵作为沉淀剂会更适宜。不同反应温度下稀土的浸出率不同,随着温度升高,稀土浸出率也升高。     

光学玻璃抛光用稀土抛光粉的制备

以碳酸稀土为原料制备稀土抛光粉,研究了焙烧、分级等工艺条件对制备光学用高性能稀土抛光粉的影响。通过抛光机理,分析影响抛光粉抛光能力的因素,从而找出最佳工艺条件,生产出适合光学玻璃抛光的高性能稀土抛光粉。     

从氧化铈废料中回收稀土试验研究

研究了用硫酸、FeSO_4从氧化铈废料中浸出稀土。结果表明:硫酸及FeSO_4加入量、浸出温度及浸出时间对稀土浸出率有一定影响;在硫酸及FeSO4加入量均为理论量的1.4倍、温度50℃、浸出时间1.5h最优条件下,稀土浸出率在80%以上。     

碳酸氢铵沉淀法制备氧化铈抛光粉

利用碳酸氢铵做沉淀剂制备氧化铈抛光粉,通过L16(44)正交试验,研究了温度、硝酸铈浓度、滴加速度和搅拌速度对氧化铈粒度和比表面积的影响。得到的最佳粒度制备工艺条件为:温度60℃、硝酸铈浓度50g/L、搅拌速率500r/min、滴加速度50mL/min。并对最佳制备工艺条件下制取的抛光粉进行粒度、形貌和抛蚀量进行研究。     

稀土拋光粉的物化性能与抛光能力之間的关系

本文从玻璃抛光的机理出发,讨论了抛光粉的物化性能与抛光能力之间的关系。认为抛光粉能力的决定,与氧化铈含量固然有关,但不是决定的因素,决定的因素是抛光粉的物化性能,包括化学活性,晶格结构,晶粒形状,晶粒大小和均匀性、硬度、比重等。     

超细锡铈复合氧化物的制备及其抛光性能

以SnCl2·2H2O和Ce2(CO3)3·8H2O为原料,氨水为沉淀剂,采用湿固相机械化学法制备了不同比例的锡铈复合氧化物.研究了煅烧温度和反应物配比对最终产物相组成和粒度大小的影响,并分别评价了用于K9、ZF7玻璃的抛光性能.结果表明,复合氧化物的主晶相为立方萤石型氧化铈,次晶相为二氧化锡.随煅烧温度从800℃升高到1000℃,合成产物的结晶度提高,但抛光速率并不随之提高.具有抛光增强效果的复合氧化物是在800℃煅烧温度下合成的锡复配量超过50%的复合氧化物.达到最好抛光效果所需的Sn:Ce的量之比与抛光玻璃有关,ZF7玻璃为5:5,K9玻璃为6:4.     

废旧镍氢电池负极板中稀土的回收

采用湿法冶金工艺,回收废旧镍氢电池负极板中的稀土（RE）元素,用硫酸浸出负极板中的有价金属,分析硫酸浓度、浸出温度、浸出时间等因素对稀土元素浸出率的影响,在硫酸浓度为2.0 mol/L、浸出温度为60℃、浸出时间120 min下,RE的浸出率为92.31%.采用磷酸二异辛酯（P204）为萃取剂萃取浸出液中的稀土,当P204在煤油中的比率为20%时,萃取率为92.86%.用硫酸钠沉淀溶液中的稀土,浸出液中稀土元素回收率可达98.78%.采用XRD和SEM分析表征回收的稀土氧化物的物相和表面形貌,结果表明,回收产物为铈系稀土氧化物,为立方晶系,呈面心立方结构,表面形貌为棱柱形.     

氟化方式对含氟铈基稀土抛光粉性能的影响

通过加入氢氟酸对铈基碳酸稀土进行氟化,得到含氟铈基稀土抛光粉前躯体,再经高温焙烧、粉碎分级,得到含氟铈基稀土抛光粉。研究了两种氟化方式对含氟铈基稀土抛光粉的物相结构、粒度大小及分布、抛光性能的影响。结果表明,氟化方式对铈基稀土抛光粉的抛光能力影响不大,但先碳酸氢铵沉淀后氢氟酸氟化所制备前驱体和抛光粉的粒度显著减小,粒度分布变窄。     

用盐酸从玻璃粉中浸出氧化铈试验研究

某玻璃粉废料中含有稀土元素,其中氧化铈质量分数为2.17g/t。研究了采用酸浸—沉淀工艺从玻璃粉中回收氧化铈,考察了盐酸用量、液固体积质量比、浸出温度、浸出时间等因素对氧化铈浸出率的影响。结果表明:在盐酸用量150g/L、液固体积质量比6∶1、浸出温度80℃、浸出时间3h条件下,铈浸出率为92.64%。此方法可用于从固体废弃物中回收稀土。     

废旧稀土荧光粉除铝渣二段酸浸回收稀土的研究

以废旧稀土荧光粉经酸浸、苛性钠焙烧、水洗除铝后的除铝渣为原料,采用二段酸浸并进行正交实验优化酸浸条件。结果表明,一段酸浸时,各因素对稀土浸出影响顺序为:液固比盐酸浓度浸出时间浸出温度H_2O_2添加量。在液固比6∶1、盐酸浓度6 mol/L、浸出时间60 min、浸出温度60℃、H_2O_2添加8%(体积分数)优化条件下,稀土总浸出率为95.48%,残酸浓度为2.18 mol/L,杂质Al含量高达134 mmol/L,Fe含量为1.78 mmol/L,Si含量达到3.89 mmol/L;二段酸浸在浸出温度60℃、浸出时间60 min下,通过添加新鲜除铝渣调节浸出液终点pH值为4,二段酸浸液杂质Al、Fe、Si含量降低到24.1 mmol/L、0.09 mmol/L、3.89 mmol/L,满足后续萃取要求。