Pemolesan tanah jarang berbasis cerium bubuk adalah bubuk pemoles tanah jarang yang paling populer. Bubuk ini memiliki kinerja pemolesan yang sangat baik, meningkatkan kehalusan permukaan. Bubuk ini dikenal sebagai "raja bubuk pemoles." Industri pemrosesan kaca dan elektronik merupakan aplikasi hilir utama. Sekitar 70% limbah bubuk pemoles berasal dari kegagalan pemolesan setiap tahun. Limbah tersebut sebagian besar terdiri dari bubuk tanah jarang residu, limbah cair, pecahan kaca, dan sisa kain poles. Kandungan tanah jarang dalam limbah tersebut sekitar 50%. Penanganan limbah serbuk poles tanah jarang menjadi tantangan besar bagi perusahaan hilir. Saat ini, metode umum untuk mendaur ulang limbah serbuk poles tanah jarang adalah pemisahan fisik dan bahan kimia pemisahan.
Pemisahan fisik
Pengapungan
Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi flotasi telah banyak diterapkan dalam pengolahan limbah padat. Perbedaan hidrofilik dalam komponen limbah bubuk pemoles tanah jarang dimanfaatkan. Dengan memilih reagen flotasi yang berbeda, afinitas komponen dalam larutan berair ditingkatkan. Partikel hidrofilik tetap berada di dalam air, sehingga terjadi pemisahan. Namun, ukuran partikel bubuk pemoles mempengaruhi pemulihan flotasi, dan kemurniannya tidak mencukupi.
Saat memilih kolektor yang berbeda, efek penghilangan kotoran sangat bervariasi. Penelitian menemukan bahwa pada pH 5 dengan asam stirena fosfonat, laju pemulihan cerium dan lantanum oksida mencapai 95%. Laju pemulihan kalsium fluorida dan fluorapatit hanya 20%. Partikel yang lebih kecil dari 5 mikron memerlukan pemisahan lebih lanjut untuk menghilangkan kotoran karena flotasi yang buruk.
Pemisahan magnetik
Limbah bubuk poles tanah jarang bersifat magnetis, yang memungkinkan pemulihannya. Mishima dan yang lainnya merancang perangkat dengan medan magnet vertikal untuk memulihkan bubur poles tanah jarang. Ketika laju aliran bubur adalah 20 mm/s, waktu siklus adalah 30 menit, konsentrasi bubur adalah 5%, dan pH adalah 3, efisiensi pemisahan cerium oksida dan flokulan besi dapat mencapai 80%. Jika arah medan magnet diubah menjadi gradien horizontal dan larutan MnCl2 ditambahkan, silikon dioksida dan alumina dengan sifat magnetis yang berlawanan dapat dipisahkan dari cerium oksida.
Metode lainnya
Bubur limbah, yang sulit diendapkan oleh partikel, dibekukan pada suhu -10°C. Setelah dicairkan dalam suhu 25°C, kotoran dan oksida tanah jarang membentuk lapisan. Proses ini memudahkan pengumpulan dan pemulihan zat-zat yang berguna dari limbah.
Pemisahan kimia
Metode kimia terutama menggunakan pencucian asam dan pemanggangan alkali untuk pemulihan, dengan agen pereduksi sebagai bahan pembantu. Setelah penghilangan pengotor, ekstraksi, dan pengendapan, diperoleh bubuk pemoles tanah jarang. Metode ini memiliki tingkat pemulihan tanah jarang yang tinggi, tetapi prosesnya panjang dan mahal. Asam kuat atau alkali kuat yang berlebihan menghasilkan air limbah dalam jumlah besar, dan kemurnian bubuk pemoles rendah. Akibatnya, kinerja pemolesan menjadi kurang optimal.
Perawatan alkali
Alumina (Al2O3) dan silika (SiO3) merupakan pengotor utama dalam bubuk poles tanah jarang. Pada suhu 60°C, mereaksikan bubuk poles tanah jarang dengan larutan NaOH 4 mol/L selama 1 jam dapat menghilangkan pengotor silika dan alumina.
Faktor-faktor yang mempengaruhi metode pelindian alkali untuk menghilangkan kotoran diurutkan sebagai berikut: Rasio massa alkali terhadap limbah bubuk pemoles> Waktu reaksi pelindian> Suhu reaksi pelindian> Konsentrasi alkali.
Perawatan asam
Saat memulihkan unsur tanah jarang dari limbah bubuk poles, asam nitrat, asam sulfat, dan asam klorida sering digunakan untuk pelindian. Serium oksida, komponen utama dalam limbah bubuk poles tanah jarang, sedikit larut dalam asam sulfat. Meningkatkan suhu reaksi, konsentrasi asam sulfat, dan rasio massa serium oksida terhadap asam sulfat mempercepat reaksi. Hal ini dapat meningkatkan laju pelarutan serium oksida. Jika ukuran partikel serium oksida meningkat, maka akan semakin sulit larut dalam asam sulfat.
Pelindian asam dengan bantuan reduktor
Jika asam digunakan secara langsung untuk melarutkan CeO₂, efeknya tidak ideal. Namun, penambahan agen pereduksi untuk mereduksi Ce⁴⁺ menjadi Ce³⁺ dapat meningkatkan laju pelindian tanah jarang. Penggunaan agen pereduksi H₂O₂ untuk membantu pelindian limbah bubuk pemoles tanah jarang dengan asam klorida meningkatkan proses secara signifikan. Selain H₂O₂, bubuk besi, KMnO₄, dan tiourea juga memiliki efek yang sama. Namun, penggunaan bubuk besi atau KMnO₄ sebagai agen pereduksi menghasilkan unsur pengotor baru.
Bila menggunakan tiourea untuk membantu pelindian asam klorida, pada suhu 80°C, dengan 0,2 g/g tiourea, 3,5 mol/L asam klorida, dan waktu reaksi 150 menit, laju pemulihan cerium oksida dapat mencapai 91,23%. Akan tetapi, tiourea sebagai agen pereduksi untuk pelindian asam dari limbah bubuk pemoles tanah jarang memiliki kekurangan. Dalam lingkungan asam kuat, tiourea mudah terurai, menghasilkan urea, H₂S, dan gas buangan.
Kesimpulan
Sebagai kesimpulan, bubuk pemoles tanah jarang memainkan peran penting dalam berbagai industri, terutama dalam kaca dan elektronik, karena kinerja pemolesannya yang unggul. Namun, tantangan daur ulang dan penanganan limbah tetap signifikan. Berbagai metode, termasuk flotasi, pelindian kimia, dan penggunaan agen pereduksi, telah dieksplorasi untuk meningkatkan tingkat pemulihan dan meminimalkan dampak lingkungan. Inovasi berkelanjutan dalam teknologi daur ulang sangat penting untuk meningkatkan keberlanjutan bubuk pemoles tanah jarang dan mengurangi limbah.
Bubuk epik
Epic Powder, 20+ tahun pengalaman kerja di industri bubuk ultrafine. Secara aktif mempromosikan pengembangan bubuk ultra-fine di masa depan, dengan fokus pada proses penghancuran, penggilingan, pengklasifikasian, dan modifikasi bubuk ultra-fine. Hubungi kami untuk konsultasi gratis dan solusi yang disesuaikan! Tim ahli kami berdedikasi untuk menyediakan produk dan layanan berkualitas tinggi guna memaksimalkan nilai pemrosesan bubuk Anda. Epic Powder—Ahli Pemrosesan Bubuk Tepercaya Anda!