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稀土鈰基拋光粉是目前主流的稀土拋光粉，具有優(yōu)良的拋光性能，可提高制品或零件表面的光潔度，被譽(yù)為“拋光粉之王”。玻璃加工行業(yè)和電子行業(yè)是稀土拋光粉主要的下游應(yīng)用領(lǐng)域，每年經(jīng)拋光失效的稀土拋光粉廢料約占產(chǎn)量的70%，廢料組分主要來(lái)自稀土拋光粉廢渣、廢液、來(lái)自拋光工件的玻璃碎屑、來(lái)自拋光布上的磨皮（有機(jī)聚合物）、油污及其他雜質(zhì)，稀土成分比例在50%。失效后的稀土拋光粉如何處置成為下游應(yīng)用企業(yè)一大難題。

稀土拋光粉廢料

當(dāng)前，常用回收稀土拋光粉廢料的方法有物理分離和化學(xué)分離。

循環(huán)使用稀土拋光粉廢料的概括圖

物理分離法

（1）浮選法

最近幾年，浮選技術(shù)在固體廢物處理中得到了廣泛應(yīng)用。廢稀土拋光粉中組分的親水能力差異，選擇不同的浮選藥劑改善其組分在水溶液中的親和力，將親水顆粒留在水中，從而達(dá)到分離目的，但拋光粉顆粒的大小影響浮選回收率，且回收純度不夠。

浮選時(shí)，選擇不同的捕收劑，除雜效果相差巨大。楊治仁等人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)苯乙烯膦酸的pH為5時(shí)，通過(guò)浮選后氧化鈰，氧化鑭的回收率達(dá)到95%，氟化鈣和氟磷灰石的回收率最高僅為20%。粒子直徑小于5微米的粒子，由于浮選效果不好，需要進(jìn)一步分離除去雜質(zhì)。

（2）磁選法

廢棄稀土拋光粉具有磁性，借此，Mishima等人設(shè)計(jì)了一套磁場(chǎng)是垂直方向的裝置來(lái)回收稀土拋光漿料。當(dāng)廢粉漿料的流速為20mm/s、循環(huán)時(shí)間為30min、漿料濃度為5%、漿料的pH為3時(shí)，二氧化鈰和鐵凝絮劑的分離效率可以達(dá)到80%。若將磁場(chǎng)方向變成水平梯度，然后加入MnCl2溶液，可以從二氧化鈰中分離具有相反磁性的二氧化硅和三氧化二鋁。

（3）其他方法

Takahashi 等人將顆粒不容易沉降的廢粉漿料在-10℃冷凍，然后放到25℃的環(huán)境中解凍后，雜質(zhì)與稀土氧化物形成了分層，方便聚集并回收廢料里面的有用物質(zhì)。

化學(xué)分離法

化學(xué)法主要采用酸溶和堿焙燒后回收工藝，以還原劑作為輔助試劑再經(jīng)過(guò)除雜、萃取、沉淀得到稀土拋光粉原料，該方法稀土回收率較高，但工藝流程長(zhǎng)，成本高，過(guò)量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿產(chǎn)生大量廢水，制得的拋光粉純度不高，拋光性能欠佳。

（1）堿處理

三氧化二鋁和二氧化硅是稀土拋光粉廢料中的主要雜質(zhì)。在60℃的溫度下用4mol/L的NaOH溶液與稀土拋光粉廢料反應(yīng)1h，除去稀土拋光粉廢料中的二氧化硅和三氧化二鋁雜質(zhì)。

去除二氧化硅和三氧化二鋁的雜質(zhì)時(shí)，堿浸出法影響因素的排序?yàn)椋簤A與拋光粉廢料的質(zhì)量比>浸出反應(yīng)的時(shí)間＞浸出反應(yīng)的溫度＞堿的濃度。

堿處理拋光粉的回收工藝流程圖

來(lái)源：羅天縱等，廢棄稀土拋光粉回收再利用研究進(jìn)展

伍鶯等人研究了稀土拋光粉廢料與NaOH混合焙燒，通過(guò)焙燒產(chǎn)生了RE(OH)3和NaF，焙燒產(chǎn)物在鹽酸中的稀土回收率得到了提高，與沒(méi)有進(jìn)行堿焙燒的粉體相比，稀土回收率高出10%左右。

（2）酸處理

回收拋光粉廢料中的稀土元素時(shí)，經(jīng)常會(huì)用硝酸、硫酸和鹽酸來(lái)浸出，稀土拋光粉廢料中的主要成分二氧化鈰微溶于硫酸，若將反應(yīng)溫度提高、增加硫酸的濃度、增加二氧化鈰與硫酸的質(zhì)量比，加快反應(yīng)速度，能提高二氧化鈰溶解速率。若二氧化鈰的顆粒粒徑增加，則二氧化鈰更難溶于硫酸。

（3）還原劑輔助酸浸出

如果用酸直接浸出CeO2，效果不理想，如果加入還原劑將Ce4+還原成Ce3+，則可以提高稀土浸出率。使用還原劑H2O2來(lái)輔助鹽酸浸出稀土拋光粉廢料，能顯著提升實(shí)驗(yàn)效果。除了H2O2還原劑，鐵粉、KMnO4和硫脲也具有相同的作用，但是鐵粉和KMnO4用作還原劑的話，會(huì)產(chǎn)生新的雜質(zhì)元素。

如果使用硫脲輔助鹽酸，當(dāng)溫度為80℃，硫脲的用量0.2g/g，鹽酸的濃度3.5mol/L，反應(yīng)的時(shí)間150min，二氧化鈰的回收率可達(dá)到91.23%。但硫脲作為酸浸稀土拋光粉廢料的還原劑也有缺點(diǎn)，在強(qiáng)酸環(huán)境中硫脲容易發(fā)生分解，產(chǎn)生為尿素、H2S和廢氣。

參考來(lái)源：

[1]湖南皓志科技股份有限公司

[2]胡珊珊等，稀土拋光粉廢料中稀土回收循環(huán)利用現(xiàn)狀及展望

[3]董碩，稀土拋光粉廢料回收過(guò)程研究

[4]伍鶯，陳冬英，歐陽(yáng)紅，周潔英．從稀土拋光粉廢料中回收稀土試驗(yàn)研究

[5]羅天縱等，廢棄稀土拋光粉回收再利用研究進(jìn)展

[6]Hashiguchi K et al. Magnetic separation system for recovery of glass polishing agent.

[7]Yang Zhiren et al. Flotation performance and adsorption mechanism of styrene phosphonic acid as a collector to synthetic (Ce, La)2O3.

[8]Takahashi R et al. Recovery of the glass abrasive particulates form used slurry by freezing and thawing.

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山林）

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