一种废抛光粉的回收方法与流程

1.本发明涉及稀土二次资源回收技术领域，具体涉及一种废抛光粉的回收方法。


背景技术：

2.稀土抛光粉具有“抛光粉之王”的称号，与fe2o3、al2o3等传统材料表面研磨材料相比，稀土抛光粉具有粒度细、化学活性好、研磨能力强和使用寿命长等优点，因此被广泛应用于光学玻璃零件、电视显像管玻壳、眼镜片、平板玻璃、示波管和有机玻璃等制品的抛光。
3.稀土抛光粉失效后通常会被当做固体废弃物进行处理，可以理解的是，稀土抛光粉的大量应用，导致了我国废稀土抛光粉的体量也逐年增加。因此，回收利用废弃稀土抛光粉具有重要意义。
4.目前，回收利用废弃稀土抛光粉的常用方法有物理法和化学法。物理法：将废弃稀土抛光粉与水按一定比例调浆，加入特殊浮选药剂，进行分离，得到的固体经干燥，粉碎，便可重新使用。化学法有两种，一种是利用碱除去杂质，所得固体直接干燥粉碎，便可得到稀土抛光粉：另一种是利用酸性体系溶解废弃稀土抛光粉中的稀土氧化物，然后过滤残渣，在上清液中加入碳酸盐使其生成碳酸盐盐沉淀，碳酸盐沉淀经干燥，煅烧，得到可以重新利用的稀土抛光粉。
5.现有的再生循环利用技术只是对废弃抛光粉进行了回收利用，缺乏对稀土抛光粉的结构重整技术，无法达到新稀土抛光粉的能力(比如切削能力)和使用寿命等。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种废抛光粉的回收方法，通过所述回收方法，不仅能将废弃稀土抛光粉中的稀土回收利用，还能通过氟化改变抛光粉中稀土氧化物的晶型和结构，使回收得到的稀土抛光粉具有与新稀土抛光粉一样的抛光能力。
7.为解决上述技术问题，发明所采用的技术方案是提供一种废抛光粉的回收方法，所述回收方法包括如下步骤：步骤s1，从废弃稀土抛光粉中制备得到小粒径粉末；步骤s2，将所述小粒径粉末浸入消解溶液得到第一悬浊液，并对所述第一悬浊液进行固液分离得到第一浸出渣和第一上清液；所述消解溶液包含盐酸；步骤s3，在所述第一上清液中加入氨水以得到第二悬浊液，并对所述第二悬浊液进行固液分离得到第二浸出渣和第二上清液；步骤s4，在所述第二上清液中先后加入碳酸氢铵溶液和氢氟酸以得到第三悬浊液，并对所述第三悬浊液进行固液分离得到第三浸出渣和第三上清液；步骤s5，对所述第三浸出渣依次进行洗涤、干燥、第一次研磨、煅烧、第二次研磨得到稀土抛光粉。
8.在本发明提供的废抛光粉的回收方法中，所述消解溶液中还包含还原剂。
9.在本发明提供的废抛光粉的回收方法中，所述还原剂为双氧水，所述消解溶液由双氧水和浓度为25％-35％的盐酸按照一定的摩尔比混合而成。
10.在本发明提供的废抛光粉的回收方法中，将所述小粒径粉末浸入消解溶液得到第一悬浊液，所述消解溶液的温度为85℃-95℃。
11.在本发明提供的废抛光粉的回收方法中，在所述步骤s3中，在所述第一上清液中加入氨水并不断搅拌，直至溶液ph为4-5时停止加入氨水以得到所述第二悬浊液。
12.在本发明提供的废抛光粉的回收方法中，在所述步骤s4中，将所述第二上清液加热至50℃-70℃后，加入一定浓度的碳酸氢铵溶液，直至ph为6.5-7，停止加入碳酸氢铵溶液，持续加热并搅拌一定时间，冷却至室温后再加入一定量的浓度为32％-42％的氢氟酸。
13.在本发明提供的废抛光粉的回收方法中，所述稀土抛光粉中f元素的质量百分数为6％。
14.在本发明提供的废抛光粉的回收方法中，碳酸氢铵溶液的浓度为450g/l-550g/l。
15.在本发明提供的废抛光粉的回收方法中，在所述步骤s5中，干燥条件设置为：干燥温度115℃-125℃，干燥时间3.5小时-4.5小时。
16.在本发明提供的废抛光粉的回收方法中，煅烧的条件设置为：煅烧温度为900℃-1000℃，煅烧时间为4.5小时-5.5小时。
17.实施本发明的至少可以达到以下有益效果：通过采用本发明提供的回收方法，不仅能将废弃稀土抛光粉中的稀土回收利用，还能通过氟化改变抛光粉中稀土氧化物的晶型和结构，使回收得到的稀土抛光粉具有与新稀土抛光粉一样的抛光能力。
具体实施方式
18.随着稀土抛光粉的大量应用，我国废稀土抛光粉的存量也逐年增加，相关数据表明，我国废稀土抛光粉的年产生量超过10万吨。众所周知的，废稀土抛光粉中含有大量的稀土资源，那么，开展废稀土抛光粉中稀土的回收利用，不仅可节省原生稀土矿产资源的开采，还能产生一定的经济价值，具有重要的资源、环境和经济效益。
19.为此，本发明申请提供了一种废抛光粉的回收方法，具体的，所述回收方法包括如下步骤：
20.步骤s1，从废弃稀土抛光粉中制备得到小粒径粉末；
21.步骤s2，将所述小粒径粉末浸入消解溶液得到第一悬浊液，并对所述第一悬浊液进行固液分离得到第一浸出渣和第一上清液；所述消解溶液包含盐酸；具体的，所述消解溶液中还包含还原剂，所述还原剂优选为双氧水，在这里，所述消解溶液由双氧水和浓度为25％-35％的盐酸按照一定的摩尔比混合而成；同时，所述消解溶液的温度为85℃-95℃；
22.步骤s3，在所述第一上清液中加入氨水以得到第二悬浊液，并对所述第二悬浊液进行固液分离得到第二浸出渣和第二上清液；具体的，在所述第一上清液中加入氨水并不断搅拌，直至溶液ph为4-5时停止加入氨水以得到所述第二悬浊液；
23.步骤s4，在所述第二上清液中先后加入碳酸氢铵溶液和氢氟酸以得到第三悬浊液，并对所述第三悬浊液进行固液分离得到第三浸出渣和第三上清液；具体的，将所述第二上清液加热至50℃-70℃后，加入一定浓度的碳酸氢铵溶液，直至ph为6.5-7，停止加入碳酸氢铵溶液，持续加热并搅拌一定时间，冷却至室温后再加入一定量的浓度为32％-42％的氢氟酸；优选的，碳酸氢铵溶液的浓度为450g/l-550g/l，加入氢氟酸的量按稀土抛光粉中f含量为6％来计算，以此保证最终得到的稀土抛光粉中f元素的质量百分数为6％；
24.步骤s5，对所述第三浸出渣依次进行洗涤、干燥、第一次研磨、煅烧、第二次研磨得到稀土抛光粉；优选的，干燥条件设置为：干燥温度115℃-125℃，干燥时间3.5小时-4.5小
时；煅烧的条件设置为：煅烧温度为900℃-1000℃，煅烧时间为4.5小时-5.5小时。
25.为了便于理解发明，下面将对发明进行更全面的描述。给出了发明的典型实施例。但是，发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对发明的公开内容更加透彻全面。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制发明。
27.实施例一
28.本实施例提供了一种废抛光粉的回收方法，所述回收方法按照如下步骤进行处理：
29.(1)筛分：将收集得到的废弃稀土抛光粉烘干，破碎，过筛，除去大颗粒异物和杂质，得到小粒径粉末。废弃抛光粉的成分如下表：
30.成分ceo2la2o3al2o3sio2zro2fe2o3质量百分数(％)53.25925.69910.8089.3620.6510.221
31.(2)酸浸消解：将步骤(1)得到的小粒径稀土抛光粉放入聚四氟烧杯中，加入酸和还原剂，搅拌并加热，待反应完全，停止加热和搅拌，冷却至室温。所用的酸为工业用盐酸，浓度为30％。废弃稀土抛光粉与盐酸的质量比为1:4，浸出温度为90℃，浸出时间为4小时。还原剂为双氧水，与盐酸的摩尔比为1:14。
32.(3)第一次过滤：将步骤(2)反应得到的第一悬浊液放入离心试管中，进行离心分离。离心分离转速为6000转/分钟，时间为10分钟，得到的固体记为第一浸出渣，液体记为第一上清液。除去所述第一浸出渣，收集所述第一上清液，进行下一步处理。
33.(4)第二次过滤：向步骤(3)得到的第一上清液中加入氨水，并不断搅拌，至溶液ph为4-5时停止加入氨水，得到第二悬浊液。对所得第二悬浊液进行过滤，得到的固体记为第二浸出渣，液体记为第二上清液，除去所述第二浸出渣，收集所述第二上清液。
34.(5)碳酸化：将步骤(4)所得的第二上清液加热至60℃，加入500g/l的碳酸氢铵溶液，至ph为6.5-7，停止加入碳酸氢铵溶液。持续加热并搅拌一小时，冷却至室温，得到混合液。
35.(6)氟化：往步骤(5)得到的混合液中加入氢氟酸，室温下搅拌一小时，得到第三悬浊液。其中，氢氟酸的浓度为37％，加入氢氟酸的量按稀土抛光粉中f含量为6％来计算，以此保证最终得到的稀土抛光粉中f元素的质量百分数为6％。
36.(7)第三次过滤：将步骤(6)所得第三悬浊液放入离心机中进行分离，得到的固体记为第三浸出渣，液体记为第三上清液，除去所述第三上清液，收集所述第三浸出渣，事实上，所述第三浸出渣为氟化稀土碳酸盐。
37.(8)洗涤：加水冲洗步骤(7)得到的第三浸出渣，洗涤3次。
38.(9)干燥：将水洗后的第三浸出渣放入鼓风干燥箱中，干燥温度为120℃，干燥时间为4小时。
39.(10)第一次研磨：将干燥后的第三浸出渣放入研钵中，进行研磨，得到粉末状固体。
40.(11)煅烧：将步骤(10)研磨得到的粉末状固体放入马弗炉中进行煅烧，煅烧温度
为950℃，煅烧时间为5小时，冷却至室温。
41.(12)第二次研磨：对步骤(11)煅烧后得到的固体进行研磨，即可得到稀土抛光粉。
42.上述回收方法中，稀土氧化物的回收率为83.3％，稀土抛光粉的纯度可以达到100％。
43.实施例二
44.本实施例提供了一种废抛光粉的回收方法，所述回收方法按照如下步骤进行处理：
45.(4)(1)筛分：将收集得到的废弃稀土抛光粉烘干，破碎，过筛，除去大颗粒异物和杂质，得到小粒径粉末。废弃抛光粉的成分如下表：
46.成分ceo2la2o3al2o3sio2zro2fe2o3质量百分数(％)53.25925.69910.8089.3620.6510.221
47.(2)酸浸消解：将步骤(1)得到的小粒径稀土抛光粉放入聚四氟烧杯中，加入酸和还原剂，搅拌并加热。待反应完全，停止加热和搅拌，冷却至室温。所用的酸为工业用盐酸，浓度为30％。废弃稀土抛光粉与盐酸的质量比为1:10，浸出温度为90℃，浸出时间为7小时。还原剂为双氧水，与盐酸的摩尔比为1:14。
48.(3)第一次过滤：将步骤(2)反应得到的第一悬浊液放入离心试管中，进行离心分离。离心分离转速为6000转/分钟，时间为10分钟，得到的固体记为第一浸出渣，液体记为第一上清液。除去所述第一浸出渣，收集所述第一上清液，进行下一步处理。
49.(4)第二次过滤：向步骤(3)得到的第一上清液中加入氨水，并不断搅拌，至溶液ph为4-5时停止加入氨水，得到第二悬浊液。对所得第二悬浊液进行过滤，得到的固体记为第二浸出渣，液体记为第二上清液，除去所述第二浸出渣，收集所述第二上清液。
50.(5)碳酸化：将步骤(4)所得的第二上清液加热至60℃，加入500g/l的碳酸氢铵溶液，至ph为6.5-7，停止加入碳酸氢铵溶液。持续加热并搅拌一小时，冷却至室温，得到混合液。
51.(6)氟化：往步骤(5)得到的混合液中加入氢氟酸，室温下搅拌一小时，得到第三悬浊液。其中，氢氟酸的浓度为37％，加入氢氟酸的量按稀土抛光粉中f含量为6％来计算，以此保证最终得到的稀土抛光粉中f元素的质量百分数为6％。
52.(7)第三次过滤：将步骤(6)所得物质放入离心机中进行分离，得到的固体记为第三浸出渣，液体记为第三上清液，除去所述第三上清液，收集所述第三浸出渣，事实上，所述第三浸出渣为氟化稀土碳酸盐。
53.(8)洗涤：加水冲洗步骤(7)得到的第三浸出渣，洗涤3次。
54.(9)干燥：将水洗后的第三浸出渣放入鼓风干燥箱中，干燥温度为120℃，干燥时间为4小时。
55.(10)第一次研磨：将干燥后的第三浸出渣放入研钵中，进行研磨，得到粉末状固体。
56.(11)煅烧：将步骤(10)研磨得到的粉末状固体放入马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为950℃，煅烧时间为5小时，冷却至室温。
57.(12)第二次研磨：对步骤(11)煅烧后得到的固体进行研磨，即可得到稀土抛光粉。
58.上述回收方法中，稀土氧化物的回收率为89.5％，稀土抛光粉的纯度可以达到
100％。
59.抛光能力验证说明
60.铈基稀土抛光粉是一种非常有效的抛光化合物,在水介质中,它既有化学溶解又有机械研磨的抛光作用。且基稀土抛光粉的颗粒尺寸对抛光性能有重要影响。目前常用的铈基抛光粉中都掺杂有一定量的f，以增强其抛光能力。抛光粉经过一定时间的使用，其中杂质含量增多，晶型有所变化，导致其抛光能力减弱，直至失效。利用本专利提供的方法，不仅可以除去废弃抛光粉中的杂质，还能利用氟化对其晶型进行调整，从而提高抛光粉的抛光能力。
61.根据实施例一所述制备方法，制备了10kg的稀土抛光粉。为了测试其抛光能力，将其与水按一定比例混合，形成稀土抛光液，用于光学玻璃的抛光。并与大货(新买的稀土抛光粉)的抛光能力进行了对比，其数据记录如下：
[0062][0063]
由上数据可知，用本文所述方法制备的稀土抛光粉具有较好的抛光能力，与大货并无太大差异。
[0064]
结合上面数据对发明的实施例进行了描述，但是发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在发明的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于发明的保护之内。

技术特征：
1.一种废抛光粉的回收方法，其特征在于，所述回收方法包括如下步骤：步骤s1，从废弃稀土抛光粉中制备得到小粒径粉末；步骤s2，将所述小粒径粉末浸入消解溶液得到第一悬浊液，并对所述第一悬浊液进行固液分离得到第一浸出渣和第一上清液；所述消解溶液包含盐酸；步骤s3，在所述第一上清液中加入氨水以得到第二悬浊液，并对所述第二悬浊液进行固液分离得到第二浸出渣和第二上清液；步骤s4，在所述第二上清液中先后加入碳酸氢铵溶液和氢氟酸以得到第三悬浊液，并对所述第三悬浊液进行固液分离得到第三浸出渣和第三上清液；步骤s5，对所述第三浸出渣依次进行洗涤、干燥、第一次研磨、煅烧、第二次研磨得到稀土抛光粉。2.根据权利要求1所述的废抛光粉的回收方法，其特征在于，所述消解溶液中还包含还原剂。3.根据权利要求2所述的废抛光粉的回收方法，其特征在于，所述还原剂为双氧水，所述消解溶液由双氧水和浓度为25％-35％的盐酸按照一定的摩尔比混合而成。4.根据权利要求1所述的废抛光粉的回收方法，其特征在于，将所述小粒径粉末浸入消解溶液得到第一悬浊液，所述消解溶液的温度为85℃-95℃。5.根据权利要求1所述的废抛光粉的回收方法，其特征在于，在所述步骤s3中，在所述第一上清液中加入氨水并不断搅拌，直至溶液ph为4-5时停止加入氨水以得到所述第二悬浊液。6.根据权利要求1所述的废抛光粉的回收方法，其特征在于，在所述步骤s4中，将所述第二上清液加热至50℃-70℃后，加入一定浓度的碳酸氢铵溶液，直至ph为6.5-7，停止加入碳酸氢铵溶液，持续加热并搅拌一定时间，冷却至室温后再加入一定量的浓度为32％-42％的氢氟酸。7.根据权利要求6所述的废抛光粉的回收方法，其特征在于，所述稀土抛光粉中f元素的质量百分数为6％。8.根据权利要求6所述的废抛光粉的回收方法，其特征在于，碳酸氢铵溶液的浓度为450g/l-550g/l。9.根据权利要求1所述的废抛光粉的回收方法，其特征在于，在所述步骤s5中，干燥条件设置为：干燥温度115℃-125℃，干燥时间3.5小时-4.5小时。10.根据权利要求1所述的废抛光粉的回收方法，其特征在于，煅烧的条件设置为：煅烧温度为900℃-1000℃，煅烧时间为4.5小时-5.5小时。

技术总结
一种废抛光粉的回收方法，包括如下步骤：步骤S1，从废弃稀土抛光粉中制备得到小粒径粉末；步骤S2，将该小粒径粉末浸入消解溶液得到第一悬浊液，并对该第一悬浊液进行固液分离得到第一浸出渣和第一上清液；该消解溶液包含盐酸；步骤S3，在该第一上清液中加入氨水以得到第二悬浊液，并对该第二悬浊液进行固液分离得到第二浸出渣和第二上清液；步骤S4，在该第二上清液中先后加入碳酸氢铵溶液和氢氟酸以得到第三悬浊液，并对该第三悬浊液进行固液分离得到第三浸出渣和第三上清液；步骤S5，对该第三浸出渣依次进行洗涤、干燥、第一次研磨、煅烧、第二次研磨得到稀土抛光粉。通过该回收方法回收的稀土抛光粉具有与新稀土抛光粉一样的抛光能力。的抛光能力。


技术研发人员：杨建文 陈振宇 刘利林
受保护的技术使用者：伯恩光学（惠州）有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/22