稀土拋光粉生產原料
目前,我國生產鈰系稀土拋光粉的原料有下列幾種:
(1) 氧化鈰 (CeO2) ,由混合稀土鹽類經分離后所得 (w(CeO2)=99%);;
(2) 氫氧化稀土 ( 富鈰):混合稀土氫氧化物 (RE(OH)3) ,為稀土精礦 (w(REO)≥50%) 化學處理后的中間原料 (w(REO)=65% , w(CeO2)≥48%);
(3) 稀土鹽類:混合氯化稀土 (RECl3) ,從混合氯化稀土中萃取分離得到的少銪氯化稀土 ( 主要含 La , Ce , Pr 和 Nd ,w(REO)≥45% , w(CeO2)≥50%),包括氯化稀土、草酸稀土、碳酸稀土等;
(4) 單氟碳鈰礦:高品位稀土精礦 (w(REO)≥60% , w(CeO2)≥48%) ,有內蒙古包頭混合型稀土精礦,山東微山和四川冕寧的氟碳鈰礦精礦。
以上原料中除第 1 種外,第 2 , 3 , 4 種均含輕稀土 (w(REO)≈98%) ,且以 CeO2 為主, w(CeO2) 為48% ~ 50% 。
稀土拋光粉生產制備工藝流程介紹
一般制備工藝流程
按制備工藝,稀土拋光粉的生產制備工藝流程可細分為兩大類:
1、以稀土精礦或鈰富集物為原料的固相反應法
由礦石直接制備拋光粉可省掉繁雜的化學提取過程,而使生產成本大大降低。氟碳鈰礦石(用REO>68%的稀土精礦)粉碎、分級、化學處理、過濾、干燥、900℃以上煅燒、粉碎、分級、混合得含 CeO2 50%左右的氟碳鈰礦系拋光粉,礦中的氟和硅對于產品的拋光效果起著重要作用。這種以氟碳鈰礦為原料直接煅燒生產稀土拋光粉,無需合成中間體,制備工藝簡單,雖然生產成本大大降低,但所得稀土拋光粉的檔次不高。
2、以稀土可溶鹽為原料的煅燒沉淀法
在沉淀法中,可以有多種途徑,也更適合于通過調配化學組份來提高拋光性能,如加入氟硅酸進行共沉淀生產的拋光粉,加入硅灰石的高硅含量拋光粉等等。還可以通過控制技術條件來達到控制產品粒度的目的。如以氯化稀土為原料制取稀土拋光粉,經加入沉淀劑合成中間體等化學處理、烘干、煅燒、分級、加工得到產品。
由氯化稀土用不同的中間體制備拋光粉的方法有很多,如堿式鹽法、草酸鹽法 、碳酸鹽法 、氫氧化物、硫酸復鹽等。
(1) 氯化稀土用水溶解得氯化稀土溶液,用堿和氧化劑處理得氫氧化鈰 ,再用酸處理得鈰濃縮液,加入沉淀劑得沉淀物,經過于燥、煅燒、粉碎和分級、混合得到含 CeO2 80%一90%的氯化鈰系拋光粉。
(2) 采用氯化稀土或分離后的鈰富集物為原料,生產的稀土拋光粉質量好,但生產工序多,成本高。一般用硫酸銨、草酸、碳酸鈉或碳酸氫銨及氨水作沉淀劑,經過煅燒、分級、過濾、烘干等步驟制得的拋光粉,CeO2片含量在 45% 一55%左右,煅燒溫度為 850 —950℃,煅燒時間為 2.5 —3h。但不同沉淀劑制備的拋光粉性能不同,其中以用硫酸銨作沉淀劑,經過堿化、氟硅酸氟化后所制得的拋光粉其拋蝕量,而以用碳酸氫銨及氨水作為沉淀劑、加水煮沸、氟硅酸氟化后所制得的拋光粉其拋蝕量差。
(3) 以輕稀土氯化物為原料,以硅氟酸及碳酸氫銨為沉淀劑得稀土氟碳酸鹽沉淀、水洗、過濾、煅燒、篩球磨分等步驟。所制得的產品顆粒細、均勻、化學活性強、拋光效率高、應用領域廣。
(4) 以碳酸稀土混合物(Ce02含量在45%左右)為原料制備高鈰拋光粉工藝:碳酸稀土混合物經過煅燒生成氧化稀土,用酸處理得到 CeO (oH )2沉淀和三價稀土溶液,洗滌 CeO(OH)2沉淀、干燥、煅燒可得到 Ce02含量 98 —99%的高鈰拋光粉,表面積 3—5m2/g,平均粒徑1.5 —2um ,相對其它拋光粉有拋光能力,達到320mg/30m in。
相關制備工藝流程參考如下:
稀土鹽類中碳酸稀土為原材料,生產制備稀土拋光粉流程:
按高、中、低CeO2含量區分鈰系稀土拋光粉生產制備工藝流程
1、高鈰系稀土拋光粉
主要以 稀土混合物分離后的氧化鈰(如以“氯化稀土”分離)或以“氟碳鈰礦”的中間產物,富鈰富集物為初始原料,以物理化學方法加工成硬度大,粒度均勻、細小,呈面心立方晶體的粉末產品。
其主要工藝過程為 :
原料 → 高溫 → 煅燒 → 水淬 → 水力分級 → 過濾 → 烘干 → 高級鈰系稀土拋光粉產品。
主要設備有 : 煅燒爐,水淬槽,分級器,過濾機,烘干箱。
2、中鈰系稀土拋光粉
用混合稀土氫氧化物 (w(REO)=65%,w(CeO2)≥48%) 為原料,以化學方法預處理得稀土鹽溶液,加入中間體 ( 沉淀劑 ) 使轉化成w(CeO2)=80% ~ 85% 的中級鈰系稀土拋光粉產品。
其主要工藝過程為 :
原料 → 氧化 → 優溶 → 過濾 → 酸溶 → 沉淀 → 洗滌過濾 → 高溫煅燒 →細磨篩分 → 中級鈰系稀土拋光粉產品。
主要設備有 : 氧化槽,優溶槽,酸溶槽,沉淀槽,過濾機,煅燒爐,細磨篩分機及包裝機。
3、低鈰系稀土拋光粉
主要為“氯化稀土、氟碳鈰礦和少銪氯化稀土(w(REO)≥45% , w(CeO2)≥48%),以及近年來采用少釹碳酸稀土為原料,以合成中間體 ( 沉淀劑 ) 進行復鹽沉淀等處理,可制備低級鈰系稀土拋光粉產品。
其主要工藝過程為 :
原料 → 溶解 → 復鹽沉淀 → 過濾洗滌 → 高溫煅燒 → 粉碎 → 細磨篩分 → 低級鈰系稀土拋光粉產品。
主要設備有 : 溶解槽,沉淀槽,過濾機,煅燒爐,粉碎機,細磨篩分機。
另外,用混合型的氟碳鈰礦高品位稀土精礦(w(REO)≥60% , w(CeO2)≥48%) 為原料,直接用化學和物理的方法加工處理,如磨細、煅燒及篩分等可直接生產低級鈰系稀土拋光粉產品。
其主要工藝過程為 :
原料 → 干法細磨 → 配料 → 混粉 → 焙燒 → 磨細篩分 → 低級鈰系稀土拋光粉產品。
主要設備有 : 球磨機,混料機,焙燒爐,篩分機等。