Полировка редкоземельных металлов на основе церия пудра является самым популярным редкоземельным полировальным порошком. Он обладает превосходными полирующими свойствами, улучшая гладкость поверхности. Он известен как «король полировальных порошков». Стеклообрабатывающая и электронная промышленность являются основными нисходящими областями применения. Около 70% отходов полировальных порошков образуются из-за неудачной полировки каждый год. Отходы в основном состоят из редкоземельный порошок остатки, отработанные жидкости, осколки стекла и остатки полировальной ткани. Содержание редкоземельных элементов в отходах составляет около 50%. Обработка отходов редкоземельного полировального порошка стала серьезной проблемой для компаний, занимающихся переработкой отходов. В настоящее время общепринятыми методами переработки отходов редкоземельного полировального порошка являются физическое разделение и химический разделение.
Физическое разделение
Флотация
В последние годы флотационная технология широко применяется при переработке твердых отходов. Гидрофильные различия в компонентах отходов редкоземельный полировальный порошок используются. При выборе различных флотационных реагентов улучшается сродство компонентов в водном растворе. Гидрофильные частицы остаются в воде, достигая разделения. Однако размер частицы полирующего порошка влияет на извлечение флотации, а чистота недостаточна.
При выборе различных коллекторов эффект удаления примесей существенно различается. Исследования показали, что при pH 5 с стиролфосфоновой кислотой степень извлечения оксида церия и лантана достигала 95%. Степень извлечения фторида кальция и фторапатита составила всего 20%. Частицы размером менее 5 микрон нуждаются в дальнейшем разделении для удаления примесей из-за плохой флотации.
Магнитная сепарация
Отходы редкоземельного полировочного порошка являются магнитными, что позволяет их восстанавливать. Мисима и другие разработали устройство с вертикальным магнитным полем для восстановления редкоземельного полировочного шлама. Когда скорость потока шлама составляет 20 мм/с, время цикла составляет 30 минут, концентрация шлама составляет 5%, а pH равен 3, эффективность разделения оксида церия и железного флокулянта может достигать 80%. Если направление магнитного поля изменить на горизонтальный градиент и добавить раствор MnCl2, диоксид кремния и глинозем с противоположными магнитными свойствами могут быть отделены от оксида церия.
Другие методы
Отходы, в которых трудно оседают частицы, замораживаются при температуре -10°C. После размораживания в среде с температурой 25°C примеси и оксиды редкоземельных металлов образуют слои. Этот процесс облегчает сбор и извлечение полезных веществ из отходов.
Химическое разделение
Химические методы в основном используют кислотное выщелачивание и щелочной обжиг для восстановления, с восстановителями в качестве вспомогательных веществ. После удаления примесей, экстракции и осаждения получается полировальный порошок редкоземельных элементов. Этот метод имеет высокую скорость восстановления редкоземельных элементов, но процесс длительный и дорогостоящий. Избыточные сильные кислоты или сильные щелочи производят большое количество сточных вод, а чистота полировального порошка низкая. В результате эффективность полировки неоптимальна.
Щелочная обработка
Глинозем (Al₂O₃) и кремнезем (SiO₂) являются основными примесями в отходах редкоземельного полировочного порошка. При температуре 60°C реакция отходов редкоземельных полировочных порошков с 4 моль/л раствором NaOH в течение 1 часа удаляет примеси кремнезема и глинозема.
Факторы, влияющие на метод щелочного выщелачивания для удаления примесей, ранжируются следующим образом: Массовое соотношение щелочи и отходов полировального порошка > Время реакции выщелачивания > Температура реакции выщелачивания > Концентрация щелочи.
Кислотная обработка
При извлечении редкоземельных элементов из отходов полировальных порошков для выщелачивания часто используют азотную кислоту, серную кислоту и соляную кислоту. Оксид церия, основной компонент отходов полировальных порошков редкоземельных элементов, слабо растворяется в серной кислоте. Увеличение температуры реакции, концентрации серной кислоты и массового соотношения оксида церия к серной кислоте ускоряет реакцию. Это может увеличить скорость растворения оксида церия. Если размер частиц оксида церия увеличивается, его становится труднее растворить в серной кислоте.
Кислотное выщелачивание с использованием восстановителя
Если кислота используется непосредственно для выщелачивания CeO₂, эффект не идеален. Однако добавление восстановителя для восстановления Ce⁴⁺ до Ce³⁺ может улучшить скорость выщелачивания редкоземельных элементов. Использование восстановителя H₂O₂ для содействия выщелачиванию соляной кислотой отходов полировальных порошков редкоземельных элементов значительно улучшает процесс. В дополнение к H₂O₂, железный порошок, KMnO₄ и тиомочевина также оказывают тот же эффект. Однако использование железного порошка или KMnO₄ в качестве восстановителей вносит новые примесные элементы.
При использовании тиомочевины для содействия выщелачиванию соляной кислотой при 80°C, с 0,2 г/г тиомочевины, 3,5 моль/л соляной кислоты и временем реакции 150 минут, скорость восстановления оксида церия может достигать 91,23%. Однако тиомочевина как восстановитель для кислотного выщелачивания отходов полировочного порошка редкоземельных элементов имеет недостатки. В сильнокислой среде тиомочевина легко разлагается, образуя мочевину, H₂S и отходящие газы.
Заключение
В заключение, редкоземельный полировальный порошок играет важную роль в различных отраслях промышленности, особенно в стекольной и электронной промышленности, благодаря своей превосходной полирующей способности. Однако проблема переработки и обращения с отходами остается значительной. Были изучены различные методы, включая флотацию, химическое выщелачивание и использование восстановителей, для улучшения показателей извлечения и минимизации воздействия на окружающую среду. Постоянные инновации в технологиях переработки имеют важное значение для повышения устойчивости редкоземельных полировальных порошков и сокращения отходов.
Эпический порошок
Epic Powder, более 20 лет опыта работы в отрасли сверхтонких порошков. Активно продвигаем будущее развитие сверхтонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации сверхтонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимизации ценности вашей обработки порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!