Đánh bóng đất hiếm dựa trên xeri bột là bột đánh bóng đất hiếm phổ biến nhất. Nó có hiệu suất đánh bóng tuyệt vời, cải thiện độ mịn bề mặt. Nó được gọi là "vua của bột đánh bóng". Các ngành công nghiệp chế biến thủy tinh và điện tử là các ứng dụng hạ nguồn chính. Khoảng 70% chất thải bột đánh bóng là từ lỗi đánh bóng mỗi năm. Chất thải chủ yếu bao gồm bột đất hiếm chất thải, chất lỏng thải, mảnh thủy tinh và chất thải vải đánh bóng. Hàm lượng đất hiếm trong chất thải là khoảng 50%. Xử lý bột đánh bóng đất hiếm thải đã trở thành một thách thức lớn đối với các công ty hạ nguồn. Hiện nay, các phương pháp phổ biến để tái chế bột đánh bóng đất hiếm thải là tách vật lý và hóa chất sự tách biệt.
Tách biệt vật lý
tuyển nổi
Trong những năm gần đây, công nghệ tuyển nổi đã được ứng dụng rộng rãi trong xử lý chất thải rắn. Sự khác biệt về tính ưa nước trong các thành phần của chất thải bột đánh bóng đất hiếm được sử dụng. Bằng cách lựa chọn các thuốc thử tuyển nổi khác nhau, ái lực của các thành phần trong dung dịch nước được cải thiện. Các hạt ưa nước vẫn ở trong nước, đạt được sự tách biệt. Tuy nhiên, kích thước hạt bột đánh bóng ảnh hưởng đến khả năng thu hồi tuyển nổi và độ tinh khiết không đủ.
Khi lựa chọn các bộ thu khác nhau, hiệu ứng loại bỏ tạp chất thay đổi đáng kể. Nghiên cứu phát hiện ra rằng ở pH 5 với axit styrene phosphonic, tỷ lệ thu hồi oxit xeri và lanthanum đạt 95%. Tỷ lệ thu hồi canxi florua và fluorapatite chỉ là 20%. Các hạt nhỏ hơn 5 micron cần được tách thêm để loại bỏ tạp chất do khả năng tuyển nổi kém.
Tách từ
Bột đánh bóng đất hiếm thải có từ tính, cho phép thu hồi. Mishima và những người khác đã thiết kế một thiết bị có từ trường thẳng đứng để thu hồi bùn đánh bóng đất hiếm. Khi lưu lượng bùn là 20 mm/giây, thời gian chu kỳ là 30 phút, nồng độ bùn là 5% và pH là 3, hiệu suất tách oxit xeri và chất kết bông sắt có thể đạt tới 80%. Nếu hướng từ trường được thay đổi thành một gradient nằm ngang và dung dịch MnCl2 được thêm vào, silicon dioxide và alumina có tính chất từ ngược lại có thể được tách ra khỏi oxit xeri.
Các phương pháp khác
Bùn thải, khó lắng xuống đối với các hạt, được đông lạnh ở nhiệt độ -10°C. Sau khi rã đông trong môi trường 25°C, tạp chất và oxit đất hiếm tạo thành các lớp. Quá trình này giúp thu thập và phục hồi các chất hữu ích từ chất thải dễ dàng hơn.
Tách hóa học
Phương pháp hóa học chủ yếu sử dụng phương pháp ngâm axit và rang kiềm để thu hồi, với chất khử làm chất phụ trợ. Sau khi loại bỏ tạp chất, chiết xuất và kết tủa, thu được bột đánh bóng đất hiếm. Phương pháp này có tỷ lệ thu hồi đất hiếm cao, nhưng quá trình này dài và tốn kém. Axit mạnh hoặc kiềm mạnh quá mức tạo ra lượng nước thải lớn và độ tinh khiết của bột đánh bóng thấp. Kết quả là hiệu suất đánh bóng không tối ưu.
Xử lý kiềm
Nhôm oxit (Al₂O₃) và silic oxit (SiO₂) là tạp chất chính trong bột đánh bóng đất hiếm thải. Ở nhiệt độ 60°C, phản ứng bột đánh bóng đất hiếm thải với dung dịch NaOH 4 mol/L trong 1 giờ sẽ loại bỏ tạp chất silic oxit và nhôm oxit.
Các yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp ngâm kiềm để loại bỏ tạp chất được xếp hạng như sau: Tỷ lệ khối lượng của kiềm so với chất thải bột đánh bóng> Thời gian phản ứng ngâm> Nhiệt độ phản ứng ngâm> Nồng độ kiềm.
Xử lý axit
Khi thu hồi các nguyên tố đất hiếm từ chất thải bột đánh bóng, axit nitric, axit sunfuric và axit clohydric thường được sử dụng để ngâm chiết. Xeri oxit, thành phần chính trong chất thải bột đánh bóng đất hiếm, tan ít trong axit sunfuric. Tăng nhiệt độ phản ứng, nồng độ axit sunfuric và tỷ lệ khối lượng xeri oxit so với axit sunfuric sẽ làm tăng tốc độ phản ứng. Điều này có thể làm tăng tốc độ hòa tan của xeri oxit. Nếu kích thước hạt xeri oxit tăng lên, nó sẽ khó hòa tan hơn trong axit sunfuric.
Chiết xuất axit hỗ trợ khử
Nếu axit được sử dụng trực tiếp để ngâm CeO₂, hiệu ứng không lý tưởng. Tuy nhiên, việc thêm chất khử để khử Ce⁴⁺ thành Ce³⁺ có thể cải thiện tốc độ ngâm đất hiếm. Sử dụng chất khử H₂O₂ để hỗ trợ ngâm axit clohydric của chất thải bột đánh bóng đất hiếm làm tăng đáng kể quá trình này. Ngoài H₂O₂, bột sắt, KMnO₄ và thiourea cũng có hiệu ứng tương tự. Tuy nhiên, việc sử dụng bột sắt hoặc KMnO₄ làm chất khử sẽ đưa vào các nguyên tố tạp chất mới.
Khi sử dụng thiourea để hỗ trợ quá trình ngâm chiết axit clohydric, ở 80°C, với 0,2g/g thiourea, 3,5 mol/L axit clohydric và thời gian phản ứng là 150 phút, tỷ lệ thu hồi oxit xeri có thể đạt 91,23%. Tuy nhiên, thiourea như một chất khử để ngâm chiết axit của chất thải bột đánh bóng đất hiếm có nhược điểm. Trong môi trường axit mạnh, thiourea dễ phân hủy, tạo ra urê, H₂S và khí thải.
Phần kết luận
Tóm lại, bột đánh bóng đất hiếm đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong ngành thủy tinh và điện tử, do hiệu suất đánh bóng vượt trội của nó. Tuy nhiên, thách thức trong việc tái chế và xử lý chất thải vẫn còn rất lớn. Nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm tuyển nổi, ngâm chiết hóa học và sử dụng chất khử, đã được khám phá để cải thiện tỷ lệ thu hồi và giảm thiểu tác động đến môi trường. Việc tiếp tục đổi mới công nghệ tái chế là điều cần thiết để cải thiện tính bền vững của bột đánh bóng đất hiếm và giảm thiểu chất thải.
bột sử thi
Epic Powder, hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!