[發明專利]一種機械活化強化浸出廢棄拋光液中稀土的方法

在審

• 申請號: 202111324604.8
• 申請日: 2021-11-10
• 公開（公告）號: CN114107668A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 章啟軍;宋岷洧;吳玉鋒;王維
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/00;C22B59/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明涉及一種機械活化強化浸出廢棄拋光液中稀土的方法，其特征是：將拋光液放入烘箱，烘干溫度為105℃，烘干24小時，獲得廢棄拋光粉；使用高能球磨機對廢棄拋光粉進行機械活化，得到機械活化拋光粉；加入鹽酸溶液，在加熱攪拌下進行酸浸反應，酸浸反應結束后進行固液分離，過濾得到浸出渣和浸出液；所得到過濾后浸出液經過萃取、沉淀方法以實現其中稀土的高效回收。與傳統的酸浸方法提取廢稀土拋光粉中稀土的工藝相比，本發明工藝采用機械活化強化浸出廢棄拋光液中稀土的方法，能夠在不需要添加其他還原輔助試劑的前提下，將稀土元素回收率由傳統酸浸工藝的53％左右提高至97％以上，其中鑭元素的浸出率能達到99％，鈰元素的浸出率能達到97％。

技術領域

本發明涉及廢棄物資源化技術領域，具體地說，涉及一種機械活化強化浸出廢棄拋光液中稀土的方法。

背景技術

稀土拋光液是一種以氧化鈰為主體成分，常用于提高制品或者零件表面光潔度的混合輕稀土氧化物的粉漿。拋光材料是稀土最早應用的領域之一，氧化鐵紅粉(Fe₂O₃)和Al₂O₃在早期被使用為平板玻璃和光學玻璃等的拋光材料，直至1944年美國和加拿大首先使用稀土拋光液，并逐漸占據了市場。

稀土拋光液經過烘干成為稀土拋光粉。稀土拋光粉具有粒度細、硬度高、拋光性能強和作業污染少等優點，被廣泛應用于陰極射線管、電視顯像管玻殼、液晶顯示屏、集成電路、存儲光盤、光掩膜等的拋光。稀土拋光粉的大量應用，導致了我國廢稀土拋光粉的產生量也逐年增加，相關數據表明，我國廢稀土拋光粉的年產生量超過10萬噸。

根據氧化鈰含量的高低可把鈰基拋光粉分成三類，即氧化鈰含量高、價高質優的低鈰拋光粉，中鈰拋光粉，以及氧化鈰含量低、廉價的低鈰稀土拋光粉。

稀土是我國重要的戰略資源，由于盲目開采和大量出口，導致我國稀土資源的世界儲量從74％下降至23％。廢稀土拋光粉中含有大量的稀土資源，開展廢稀土拋光粉中稀土的回收利用，不僅可節省原生稀土礦產資源的開采，還能產生一定的經濟價值，具有重要的資源、環境和經濟效益。

中國專利CN 112609076A公開了一種從廢稀土拋光粉中回收稀土氧化物的方法，該方法采用濃硫酸焙燒，接著水浸，然后加入草酸沉淀，最后灼燒得到稀土氧化物。通過控制焙燒過程中濃硫酸和拋光粉的比例及焙燒的溫度和時間、水浸過程中水與焙燒產物的比例及浸出時間和溫度、沉淀過程中草酸的加入量及沉淀溫度和時間、及最終灼燒的溫度和時間，使得稀土收率大于90％。但這些方法在使用強酸作為浸出試劑的同時，還需要后續步驟實現除雜，對廢鈰基拋光粉中同時含有LaF₃或LaOF等難溶于酸的結構時，會存在能源消耗高、工藝普適性差等缺點。

中國專利CN 111471865A公開了一種稀土拋光粉廢料的回收方法，將稀土拋光粉廢料采用強酸多級逆流浸出，制得含稀土離子的浸出液；將含稀土離子的浸出液采用第一萃取劑進行第一次萃取，制得萃余液；將萃余液采用第二萃取劑進行第二次萃取，制得萃取液；將萃取液經酸洗滌、反萃后得到高純氯化稀土溶液，高純氯化稀土溶液與表面活性劑、碳酸氫銨混合，制得碳酸稀土；將碳酸稀土與氟化物混合再焙燒，得到高性能稀土拋光粉。該方法回收率高，制得的拋光粉純度高，該方法需要多級逆流浸出裝置，回收成本高，廢渣產生量大。

盡管現有的對于稀土拋光粉回收與再利用的文獻不少，但對于從廢拋光粉中稀土元素浸出提取技術相對局限，通常是依靠還原輔助試劑或者多級浸出裝置來提高其稀土元素浸出率，會出現成本高、化學試劑消耗大等缺點。直接用酸浸出提取稀土元素的效果不佳。在趙文怡^[1]的廢拋光粉中稀土的回收中直接用鹽酸處理廢拋光粉，在最佳條件下，即鹽酸濃度6mol/L，酸浸溫度80℃～90℃，酸浸時間6h，稀土浸出率為36.07％。在最佳酸浸條件下，加入HF且HF的加入量占總酸量的10％時，稀土的浸出率可提高到61.89％。