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 residues, waste liquids, glass fragments, and polishing cloth residues. The rare earth content in the waste is around 50%. Handling the waste rare earth polishing powder has become a major challenge for downstream companies. Currently, the common methods for recycling waste rare earth polishing powder are physical separation and chemical separation.
Физическое разделение
Флотация
В последние годы флотационная технология широко применяется при переработке твердых отходов. Гидрофильные различия в компонентах отходов редкоземельный полировальный порошок are utilized. By selecting different flotation reagents, the affinity of components in aqueous solution is improved. Hydrophilic particles remain in the water, achieving separation. However, the particle size of polishing powder affects flotation recovery, and purity is insufficient.
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!