セリウム系希土類研磨 粉 最も人気のある希土類研磨粉です。優れた研磨性能を持ち、表面平滑性を向上させます。「研磨粉の王様」として知られています。ガラス加工産業やエレクトロニクス産業が主な下流用途です。毎年約70%の研磨粉廃棄物が研磨不良により発生しています。廃棄物は主に以下の成分で構成されています。 希土類粉末 廃棄物には、残渣、廃液、ガラス片、研磨布の残渣などが含まれます。廃棄物中の希土類元素含有量は約50%です。この廃棄希土類研磨粉の処理は、川下企業にとって大きな課題となっています。現在、廃棄希土類研磨粉のリサイクルには、物理的な分離と再資源化が一般的です。 化学薬品 分離。
物理的な分離
浮選
近年、浮上技術は固形廃棄物処理に広く応用されています。廃棄物の成分の親水性の違いにより、 希土類研磨粉 様々な浮選剤を用いることで、水溶液中の成分の親和性が向上し、親水性粒子は水中に留まり、分離が達成されます。しかし、 粒子サイズ 研磨粉の量が多すぎると浮選回収率に影響し、純度が不十分となる。
捕集剤の種類によって、不純物除去効果は大きく異なります。研究によると、スチレンホスホン酸を用いたpH 5の条件では、酸化セリウムと酸化ランタンの回収率は95%に達しました。一方、フッ化カルシウムとフッ素アパタイトの回収率はわずか20%でした。5ミクロン未満の粒子は浮選が不十分なため、不純物を除去するために更なる分離が必要となります。
磁気分離
廃棄された希土類研磨粉は磁性を持つため、回収が可能です。三島らは、希土類研磨スラリーを回収するために垂直磁場を備えた装置を設計しました。スラリー流量20mm/s、サイクル時間30分、スラリー濃度5%、pH3の条件で、酸化セリウムと鉄凝集剤の分離効率は80%に達します。磁場の方向を水平勾配に変更し、MnCl2溶液を添加すると、磁気特性が逆の二酸化ケイ素とアルミナを酸化セリウムから分離できます。
その他の方法
粒子が沈降しにくい廃棄物スラリーは-10℃で凍結されます。25℃の環境で解凍すると、不純物や希土類酸化物が層を形成します。このプロセスにより、廃棄物から有用な物質を回収しやすくなります。
化学分離
化学的方法では、主に酸浸出とアルカリ焙焼によって回収を行い、還元剤を補助剤として使用します。不純物の除去、抽出、沈殿を経て、希土類研磨粉が得られます。この方法は希土類の回収率が高いものの、工程が長くコストもかかります。また、強酸や強アルカリを過剰に使用すると、大量の廃水が発生し、研磨粉の純度も低くなります。その結果、研磨性能は最適とは言えません。
アルカリ処理
廃希土類研磨粉の主な不純物は、アルミナ（Al₂O₃）とシリカ（SiO₂）です。廃希土類研磨粉を4 mol/L NaOH溶液と60℃で1時間反応させることで、シリカとアルミナの不純物が除去されます。
アルカリ浸出法による不純物除去に影響を及ぼす要因は、研磨粉廃棄物に対するアルカリの質量比＞浸出反応時間＞浸出反応温度＞アルカリ濃度の順になります。
酸処理
研磨粉廃棄物から希土類元素を回収する場合、浸出液として硝酸、硫酸、塩酸がよく用いられます。希土類研磨粉廃棄物の主成分である酸化セリウムは硫酸にわずかに溶けます。反応温度、硫酸濃度、そして酸化セリウムと硫酸の質量比を高めることで反応が促進され、酸化セリウムの溶解速度を高めることができます。酸化セリウムの粒子径が大きくなると、硫酸への溶解が困難になります。
還元剤を用いた酸浸出
CeO₂を直接酸で浸出させると、効果は理想的ではありません。しかし、還元剤を添加してCe⁴⁺をCe³⁺に還元すると、希土類元素の浸出率を向上させることができます。希土類研磨粉廃棄物の塩酸浸出に還元剤H₂O₂を使用すると、プロセス効率が大幅に向上します。H₂O₂に加えて、鉄粉、KMnO₄、チオ尿素も同様の効果があります。ただし、鉄粉やKMnO₄を還元剤として使用すると、新たな不純物元素が混入します。
チオ尿素を塩酸浸出の補助剤として用いる場合、80℃、チオ尿素0.2g/g、塩酸3.5mol/L、反応時間150分で、酸化セリウムの回収率は91.23%に達する。しかし、希土類研磨粉廃棄物の酸浸出における還元剤としてのチオ尿素には欠点がある。強酸性環境では、チオ尿素は容易に分解し、尿素、H₂S、および廃ガスを生成する。
結論
結論として、希土類研磨粉は、その優れた研磨性能により、ガラスや電子機器をはじめとする様々な産業において重要な役割を果たしています。しかしながら、廃棄物のリサイクルと処理は依然として大きな課題です。回収率の向上と環境への影響の最小化を目指し、浮上分離、化学浸出、還元剤の使用など、様々な方法が検討されてきました。希土類研磨粉の持続可能性の向上と廃棄物の削減には、リサイクル技術の継続的な革新が不可欠です。
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