Pulido de tierras raras a base de cerio polvo Es el polvo de pulido de tierras raras más popular. Ofrece un excelente rendimiento de pulido, mejorando la suavidad de las superficies. Se le conoce como el "rey de los polvos de pulido". Las industrias de procesamiento de vidrio y electrónica son sus principales aplicaciones posteriores. Aproximadamente 701 TP3T de residuos de polvo de pulido provienen de fallos de pulido cada año. Estos residuos consisten principalmente en polvo de tierras raras Residuos, líquidos residuales, fragmentos de vidrio y restos de paños de pulido. El contenido de tierras raras en los residuos es de aproximadamente 50%. La gestión del polvo de pulido de tierras raras residual se ha convertido en un gran reto para las empresas del sector downstream. Actualmente, los métodos comunes para reciclar el polvo de pulido de tierras raras residual son la separación física y químico separación.
Separación física
Flotación
En los últimos años, la tecnología de flotación se ha aplicado ampliamente en el tratamiento de residuos sólidos. Las diferencias hidrofílicas en los componentes de los residuos... polvo de pulido de tierras raras Se utilizan. Al seleccionar diferentes reactivos de flotación, se mejora la afinidad de los componentes en solución acuosa. Las partículas hidrófilas permanecen en el agua, logrando la separación. Sin embargo, tamaño de partícula La cantidad de polvo de pulido afecta la recuperación por flotación y la pureza es insuficiente.
Al seleccionar diferentes colectores, el efecto de eliminación de impurezas varía significativamente. Investigaciones han demostrado que, a un pH de 5 con ácido estireno fosfónico, la tasa de recuperación de óxido de cerio y lantano alcanzó 951TP₃T. La tasa de recuperación de fluoruro de calcio y fluorapatita fue de tan solo 201TP₃T. Las partículas menores de 5 micras requieren una separación adicional para eliminar las impurezas debido a una flotación deficiente.
Separación magnética
El polvo de pulido de tierras raras residual es magnético, lo que permite su recuperación. Mishima y otros diseñaron un dispositivo con un campo magnético vertical para recuperar la pulpa de pulido de tierras raras. Con un caudal de pulpa de 20 mm/s, un tiempo de ciclo de 30 minutos, una concentración de pulpa de 51TP₃T y un pH de 3, la eficiencia de separación del óxido de cerio y el floculante de hierro puede alcanzar 801TP₃T. Si se cambia la dirección del campo magnético a un gradiente horizontal y se añade una solución de MnCl₂, se pueden separar del óxido de cerio el dióxido de silicio y la alúmina, con propiedades magnéticas opuestas.
Otros métodos
El lodo residual, cuyas partículas presentan dificultades para sedimentar, se congela a -10 °C. Tras descongelarse a 25 °C, las impurezas y los óxidos de tierras raras forman capas. Este proceso facilita la recolección y recuperación de las sustancias útiles de los residuos.
Separación química
Los métodos químicos utilizan principalmente la lixiviación ácida y la tostación alcalina para la recuperación, con agentes reductores como auxiliares. Tras la eliminación de impurezas, la extracción y la precipitación, se obtiene el polvo de pulido de tierras raras. Este método ofrece una alta tasa de recuperación de tierras raras, pero el proceso es largo y costoso. El exceso de ácidos o álcalis fuertes produce grandes cantidades de aguas residuales, y la pureza del polvo de pulido es baja. Como resultado, el rendimiento del pulido es deficiente.
Tratamiento alcalino
La alúmina (Al₂O₃) y la sílice (SiO₂) son las principales impurezas presentes en el polvo de pulido de tierras raras residual. A una temperatura de 60 °C, la reacción del polvo de pulido de tierras raras residual con una solución de NaOH de 4 mol/L durante una hora elimina las impurezas de sílice y alúmina.
Los factores que afectan el método de lixiviación alcalina para la eliminación de impurezas se clasifican de la siguiente manera: La relación de masa de álcali a desechos de polvo de pulido > El tiempo de reacción de lixiviación > La temperatura de reacción de lixiviación > La concentración del álcali.
Tratamiento ácido
Para la recuperación de tierras raras de los residuos de polvo de pulido, se suelen utilizar ácidos nítrico, sulfúrico y clorhídrico para la lixiviación. El óxido de cerio, principal componente de los residuos de polvo de pulido de tierras raras, es ligeramente soluble en ácido sulfúrico. Aumentar la temperatura de reacción, la concentración de ácido sulfúrico y la relación másica entre óxido de cerio y ácido sulfúrico acelera la reacción. Esto puede aumentar la velocidad de disolución del óxido de cerio. Si aumenta el tamaño de las partículas de óxido de cerio, se dificulta su disolución en ácido sulfúrico.
Lixiviación ácida asistida por reductores
Si se utiliza ácido directamente para lixiviar CeO₂, el efecto no es óptimo. Sin embargo, la adición de un agente reductor para reducir Ce⁴⁺ a Ce³⁺ puede mejorar la tasa de lixiviación de tierras raras. El uso del agente reductor H₂O₂ para facilitar la lixiviación con ácido clorhídrico de los residuos de polvos de pulido de tierras raras mejora significativamente el proceso. Además del H₂O₂, el polvo de hierro, el KMnO₄ y la tiourea también tienen el mismo efecto. Sin embargo, el uso de polvo de hierro o KMnO₄ como agentes reductores introduce nuevas impurezas.
Al utilizar tiourea para facilitar la lixiviación con ácido clorhídrico, a 80 °C, con 0,2 g/g de tiourea, 3,5 mol/L de ácido clorhídrico y un tiempo de reacción de 150 minutos, la tasa de recuperación de óxido de cerio puede alcanzar 91,231 TP₂T. Sin embargo, la tiourea como agente reductor para la lixiviación ácida de residuos de polvo de pulido de tierras raras presenta inconvenientes. En un entorno fuertemente ácido, la tiourea se descompone fácilmente, produciendo urea, H₂S y gases residuales.
Conclusión
En conclusión, el polvo de pulido de tierras raras desempeña un papel crucial en diversas industrias, especialmente en la del vidrio y la electrónica, gracias a su excelente rendimiento de pulido. Sin embargo, el reciclaje y la gestión de residuos siguen siendo un reto considerable. Se han explorado diversos métodos, como la flotación, la lixiviación química y el uso de agentes reductores, para mejorar las tasas de recuperación y minimizar el impacto ambiental. La innovación continua en las tecnologías de reciclaje es esencial para mejorar la sostenibilidad de los polvos de pulido de tierras raras y reducir los residuos.
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