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铈基稀土抛光粉抛光效率高、精度高,且抛光操作环境好,已成为精密玻璃制品抛光的首先抛光材料。对其抛光后的废弃物进行再利用,不仅经济价值明显,而且节约能源,保护环境。
论文分析了稀土抛光粉废渣的成分,对比了不同浸出剂对浸出效果的影响,进而以草酸溶液为沉淀剂,制备稀土草酸盐沉淀物,研究了煅烧温度对物相组成、晶粒生长行为和对抛光效率的影响,得出了一系列有意义的结果:
1.浓硫酸为浸出效率最优的浸出剂。反应物的配比、反应温度、反应时间以及原料的含水率都会影响稀土的浸出率。当干料与浓硫酸的质量比为1∶1.75时,在反应釜内150℃下恒温反应4h后,用化学分析法测试剩余残渣中的氧化铈含量,经计算得到稀土元素的浸出率平均可达93%以上,可有效地提取出稀土元素。
2.稀土草酸盐呈类球状,大小较为均匀,平均粒径在10μm左右,在115℃左右失去结晶水,在390℃前后分解为稀土氧化物;当浸出液pH=0.5时稀土草酸盐的溶解度达9.67g/L,用氨水调节至pH=1.05时,溶解度只有2.87g/L,可有效减少稀土草酸盐在浸出液中的溶解。
3.在550℃~950℃制备样品的主晶相均为立方晶系CeO2,在550℃煅烧的粉体结晶不完整,在850℃煅烧的样品已基本上形成较好的立方相CeO2,950℃下煅烧样品的衍射峰进一步增强,为立方萤石结构。煅烧温度从550℃升高至950℃,粉体的晶粒尺寸由18nm增至50nm,同时晶格畸变逐渐降低,结晶逐渐完善,晶格常数逐渐减小,相对密度略有增加。
4.将平均粒径为2μm左右的稀土氧化物制成稀土抛光液,用于触摸屏玻璃的平面抛光。研究了烧成制度、晶粒形貌对抛光效率的影响,对比了不同型号稀土抛光粉与再生稀土抛光粉的各项性能,初步探讨了化学机械抛光的机理。结果表明:随煅烧温度升高和保温时间的延长,抛光效率显著增加,在950℃保温3h所得粉体的抛光效率最高,抛蚀量达368nm/min,晶粒为带有棱角的类球状。再生稀土抛光粉纯度高,CeO2含量在70%以上,稀土氧化物总量达98%以上,晶粒形貌较好,且磨抛性能优异。