[发明专利]一种从稀土抛光粉废渣中回收稀土元素的简便化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从稀土抛光粉废渣中回收稀土元素的简便化方法，属于废弃资源综合利用的技术领域。

背景技术

稀土抛光粉因其独特的物理、化学特性和优良的抛光性能，被广泛应用于显示屏、电子玻璃、光学玻璃、饰品、建材、模具及精密仪器的精密抛光。目前最主要应用的稀土抛光粉为铈基类抛光粉，由于其抛光速度快、光洁度、平整度高的优点广泛应用于光学镜头、液晶显示器、平板电脑、手机面板、制作硬盘的玻璃基板的抛光。目前国内已有铈基稀土抛光粉生产的规模企业约15家，年生产能力约1.6万吨，实际消耗稀土1.4万吨以上（REO）。根据对国内市场上主要稀土抛光粉产品的分析统计，稀土抛光粉中稀土总量(TREO)≥86wt%，其中：CeO₂/TREO≥55%，La₂O₃/TREO=19～36%，Pr₆O₁₁/TREO=4～7%。

稀土抛光粉在使用时往往是首先用水要调成浆液，固含量一般在5～20wt%之间；随着抛光浆液循环利用次数的增加，抛光粉颗粒会被不断磨损直至失效；同时，抛光的基材（如玻璃、石材等）也随着抛光过程而不断的富集中浆液体系中。因为生产工艺原因，上述铈基稀土抛光粉在抛光使用过程中最终均不可避免的成为一类工业废弃物，经压滤后以“稀土抛光粉废渣”的形态进行收集。一般来说，稀土抛光粉废渣包含如下4类组份：1）失效的铈基稀土抛光粉颗粒；2）抛削下来的基材碎屑，如玻璃微粉、石材碎屑等；3）来源于抛光垫的抛下物，如羊毛垫、泡沫屑等；4）沉淀剂，如氯化铝等。总体上说，随着国内稀土抛光粉生产量和用量的增加，一方面所需要消耗的稀土矿山矿产品资源会越来越多，另一方面，在使用过程中所形成的稀土抛光粉废渣也在不断增加，并且一直是抛光行业中的主要固废来源。同时，稀土抛光粉废渣中富含大量的稀土元素，具有宝贵的资源化回收价值。因此，从稀土抛光粉废渣中进行稀土元素的提取回收，就已经成了一个重要的技术和产业课题。

国内专利“一种稀土抛光粉废渣废液的回收和再利用方法” （专利号：201110053793.X）、“一种稀土抛光粉废渣废液的回收和再利用方法”（申请号：201310233211.5）公开了失效稀土抛光粉的再生方法，该方法是通过对失效稀土抛光粉的物理化学处理，使其中的抛光粉有效成分再生成抛光粉加以利用，而并没有将其中的稀土元素提取出来加以利用。申请人在“一种实现稀土抛光粉废料在线循环利用的装置及其方法”（申请号：201410190144.8） 、“一种实现废稀土抛光粉清洁化快速再生的方法”（申请号：201410189852.X）中提供了废稀土抛光粉快速再生以及在线循环利用的两种技术方案，但同样也未涉及到从废稀土抛光粉中回收稀土元素的工艺内容。国内专利“一种由废稀土研磨材料回收稀土元素的方法”（申请号：201110224407.9）采用氯化铵、硫酸镁、硫酸的三元混合物作为分解剂进行浸出，工艺实现条件相当苛刻，工艺废弃物比例也相当大。国内专利“一种从稀土抛光粉废渣中制取草酸镧铈的方法”（专利号：201210155031.5）采用浓硫酸对废渣进行浸出处理从而回收稀土元素，在实际应用过程中存在工艺成本较高、浓硫酸用量偏大、产品无法确保纯度要求等局限性。国内专利“一种从稀土抛光粉废渣中制取氧化稀土的方法”（申请号：201310063829.1）采用碱焙烧、继而进行盐酸酸化的技术方案，最终得到两类氧化镧铈混合物，其工艺实现较为繁杂，工艺成本高、工艺废弃物比例大。因此，发明一种工艺更为简便的、工艺条件更为温和的全回收稀土元素新方法，对提升从稀土抛光粉废渣回收稀土元素的产业化技术水平，服务于稀土抛光粉废渣中稀土资源的高附加值循环利用具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有稀土抛光粉中稀土元素回收技术的种种不足，提供一种工艺流程简便、工艺条件温和、能够实现稀土元素新回收的方法。本专利发明人进行了深入的研究，发现利用先进行优溶酸解、再进行碱溶洗脱的技术方案可以针对抛光粉废渣中的失效抛光粉颗粒实现组份分选；在优溶酸解环节从失效抛光粉颗粒中提取出La、Pr元素，对提取后的过滤滤渣再进行碱溶洗脱，深度去除体系中的Si元素从而收集到高纯度的稀土Ce元素；基于上述简便化的工艺流程，在实现稀土元素优溶分离的同时，通过化学方法在不同的工艺段分别去除废渣中的杂质组份以及杂质元素，从而达到纯化稀土元素的技术目的。综合上述几方面的有利效果，从而完成了本发明。