利用廢稀土拋光粉循環(huán)再生稀土化合物方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及循環(huán)再生稀土化合物方法，特別是涉及利用廢稀土拋光粉循環(huán)再生稀土化合物方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界范圍的電子技術(shù)和玻璃工業(yè)的發(fā)展，對以稀土元素為主的拋光材料的需求量與日俱增。據(jù)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，2013年全球范圍的稀土應(yīng)用領(lǐng)域中，用于拋光行業(yè)的稀土用量占總的用量20%以上。而我國每年的稀土拋光材料的使用量在25000噸。尤其是隨著我國手機(jī)、液晶顯示屏產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，稀土拋光材料需求量以年15%的速度在增長。成為我國稀土產(chǎn)業(yè)的一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域，同時，由于稀土拋光材料所具有的特殊的晶體結(jié)構(gòu)，成為精密拋光領(lǐng)域中不可替代的唯一的精細(xì)拋光材料，應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。
[0003]但是，國內(nèi)每年25000噸稀土拋光粉的用量會隨之產(chǎn)生稀土總量30被％的廢棄稀土拋光粉77000多噸，含稀土氧化物23000多噸。而這種固體廢棄物因為含有1.7-1.8wt%的氟會造成環(huán)境污染問題。近年來國內(nèi)外稀土拋光粉用戶急切盼望解決這一問題。而隨著我國稀土資源的逐年大量開發(fā)，有必要將稀土廢料進(jìn)行回收，再生利用。目前已有專利涉及的廢稀土拋光粉的回收處理方法有:
[0004]1、將廢稀土拋光粉用酸溶解可溶物，經(jīng)800°C以上高溫焙燒除掉油污，再細(xì)磨，達(dá)到一定粒度，重新用于拋光。這種方法處理后的再生稀土拋光粉，晶型結(jié)構(gòu)不好，在實際使用中拋光效率低，使用壽命短，只能成為簡單地手工拋光低水平的使用，無法滿足大規(guī)模，正常拋光工業(yè)的使用，所以至今無人采用這種方法。
[0005]2、將廢稀土拋光粉置入高速分散機(jī)中，采用每分鐘3000-5000轉(zhuǎn)高速分散，然后分離除雜，最后獲得稀土拋光劑成品。這種方法只能在實驗室里嘗試一下，無法在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用。其原因是在每分鐘3000-5000轉(zhuǎn)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下混料分散，工業(yè)生產(chǎn)難以實現(xiàn)，其次要經(jīng)過四次分散除雜后可獲得濃縮的稀土拋光劑成品，并且品質(zhì)不高，只能得到一個混合型的產(chǎn)品，因而在規(guī)模化生產(chǎn)中也是不可取的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)稀土生產(chǎn)的高效、連續(xù)、清潔化生產(chǎn)，并全面回收有價元素的利用廢稀土拋光粉循環(huán)再生稀土化合物方法。
[0007]本發(fā)明的目的由如下技術(shù)方案實施，利用廢稀土拋光粉循環(huán)再生稀土化合物的方法，其包括如下步驟:(I)廢稀土拋光粉經(jīng)富集，制取稀土元素的富集物料；(2)將所述稀土元素的富集物料以濃硫酸低溫焙燒水浸，碳酸氫銨復(fù)分解中和過濾除雜，制備粗碳酸稀土，萃取分離制取高純稀土化合物。廢稀土拋光粉以氟氧化物形態(tài)存在，不溶于水，微溶于酸，在PH為4的弱酸溶液中首先去除分散劑等有機(jī)雜質(zhì)。在二次除雜過程中，將硅、鋁、鐵除凈，經(jīng)過濾沉淀后可獲得TRE0>80%的廢稀土拋光粉物料。然后，將TRE0>80%的廢稀土拋光粉物料進(jìn)入硫酸分解工序。
[0008]具體的，所述步驟(I)按如下步驟實施:
[0009]a、制備料漿:將稀土總量TREO = 35wt%的廢稀土拋光粉混合物，加入水浸泡5_10分鐘制成料漿，所述漿料質(zhì)量濃度為20 %，再向所述料漿中加入鹽酸，將所述料漿pH值調(diào)為3-4，然后將所述漿料在混合攪拌器中攪拌20-25分鐘后由導(dǎo)管進(jìn)入螺旋分級器；控制好PH值，酸度太強(qiáng)，溶解渡過高，將造成物料糊狀，不易過濾沉淀。
[0010]b、料漿經(jīng)螺旋分級器富集分離:含輕浮料10%的質(zhì)量流量經(jīng)所述螺旋分級器上部的溢流出口溢出，經(jīng)200目濾網(wǎng)過濾，過濾后的清水經(jīng)泵管回流至所述混合攪拌器循環(huán)使用，濾網(wǎng)上的雜物為廢棄物；其中，質(zhì)量流量單位時間里，流體通過封閉管道或敞開槽有效截面的流體質(zhì)量。輕浮料包括樹脂成份、鈣、分散劑。
[0011]分離出的非稀土重元素由所述螺旋分級器下部廢棄物出口排出，所述非稀土重元素有鋁(Al2O3)、硅(S12)還有2%左右的稀土元素混合其中，所述非稀土重元素作為副產(chǎn)品經(jīng)靜止沉淀后富集存放待處理；
[0012]分離出的所述稀土元素的富集物料由所述螺旋分級器中部的主料出口排出，60%質(zhì)量百分比的所述料漿由所述主料出口回收，回收的所述稀土元素的富集物料經(jīng)24小時自然濾干后，水分含量在10-15%，所述稀土元素的富集物料中稀土元素含量為60-80%。
[0013]螺旋分級器以螺旋重力分流，利用稀土元素特有的比重，控制好漿液的流量，有效地分離出硅、鋁、鐵等雜質(zhì)。
[0014]優(yōu)選的，所述鹽酸為工業(yè)鹽酸，所述工業(yè)鹽酸的濃度大于36wt%。
[0015]優(yōu)選的，所述混合攪拌器的轉(zhuǎn)速為30-50轉(zhuǎn)/分鐘。在攪拌混合過程中，轉(zhuǎn)速不易過高，達(dá)到漿料均勻不分層為宜，充分混合，利于過濾除雜，料液中的分散劑等輕浮料將在溢流中分離出去，輕浮料包括樹脂成份、鈣、分散劑。
[0016]具體的，所述螺旋分級器包括攪拌桶，所述攪拌桶內(nèi)設(shè)有攪拌軸，所述攪拌軸的一端向上或向下由所述攪拌桶的頂部或底部延伸至所述攪拌桶外部，位于所述攪拌桶內(nèi)的所述攪拌軸上設(shè)有攪拌葉片，位于所述攪拌桶外的所述攪拌軸的端部與電機(jī)連接，所述攪拌桶的上部設(shè)有所述溢流出口，所述攪拌桶的中部設(shè)有所述主料出口，所述攪拌桶的下部設(shè)有所述廢棄物出口，所述攪拌桶的上部設(shè)有進(jìn)料口。
[0017]優(yōu)選的，所述溢流出口設(shè)置于距離所述攪拌桶頂部20%所述攪拌桶高度處，所述主料出口設(shè)置于距離所述攪拌桶頂部70%所述攪拌桶高度處，所述廢棄物出口沿所述攪拌桶底部設(shè)置。
[0018]具體的，所述步驟(2)按如下步驟實施:
[0019]A、制備濃硫酸混合料漿:向所述步驟(I)制得的所述稀土元素的富集物料中加入濃硫酸用以提高漿料的分散性和流動性，所述稀土元素的富集物料與所述濃硫酸按重量比為1:0.6-1:0.7的比例混合均勻，制得濃硫酸混合料漿；
[0020]B、焙燒:將所述濃硫酸混合料漿在350°C _400°C焙燒1_1.5小時，制得焙燒混合物，將所述焙燒混合物用常溫水浸，將所述濃硫酸洗掉，制得水浸液；
[0021]C、制備稀土氧化物:所述水浸液經(jīng)中和過濾后按常規(guī)萃取方法制備混合稀土氧化物或單一稀土氧化物。
[0022]優(yōu)選的，所述濃硫酸為工業(yè)級，濃度不低于90wt%，所述焙燒為動態(tài)焙燒，動態(tài)焙燒是指物料在焙燒過程中處于流動狀態(tài)。
[0023]優(yōu)選的，所述焙燒步驟中的最佳焙燒溫度為360°C，最佳焙燒時間為1.2小時。
[0024]采用分段治理的方針，制定出循環(huán)、高效、連續(xù)、清潔化生產(chǎn)稀土產(chǎn)品的工藝條件和參數(shù)，并全面回收工藝過程中產(chǎn)生的各種鹽類和有價元素等產(chǎn)品，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，節(jié)能減排和資源綜合利用的目的；最終將該項循環(huán)回收技術(shù)應(yīng)用到整個行業(yè)，優(yōu)化和提高稀土廢料等二次資源綜合利用的水平，提升行業(yè)創(chuàng)新水平和增效能力。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)點在于，(I)通過螺旋分級器對物料進(jìn)行富集，形成稀土元素的富集物料中稀土元素含量為60-80%，水分含量在10-15%，然后再對稀土元素的富集物料進(jìn)行分離制備混合稀土氧化物或單一稀土氧化物，分離效率大大提高，稀土(TREO)總收率在95%以上；(2)新工藝實現(xiàn)了低成本、高效率從廢稀土拋光粉中回收稀土化合物的目的，一方面解決了廢棄稀土拋光粉造成環(huán)境污染問題，另一方面，廢棄稀土拋光粉循環(huán)利用，大大減少對我國稀土資源的開發(fā)，減少資源損耗和浪費(fèi)；(3)本發(fā)明方法操作簡單，所需設(shè)備制造成本低，產(chǎn)品質(zhì)量有保障，可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；(4)目前我國稀土拋光粉的總用量25000噸/年左右，并以年15%的增速在逐年遞增，與此相應(yīng)的是每年產(chǎn)生的廢棄稀土拋光粉在70000-80000噸左右。由于廢棄稀土拋光粉中含有氟、鋁、硅等雜質(zhì)，對地面土壤都具有污染性，造成環(huán)境惡劣化，是典型的工業(yè)廢棄物。對這一廢物進(jìn)行大量的回收，對改善環(huán)境有著明顯的效