利用废稀土抛光粉循环再生稀土化合物方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及循环再生稀土化合物方法，特别是涉及利用废稀土抛光粉循环再生稀土化合物方法。
【背景技术】
[0002]随着世界范围的电子技术和玻璃工业的发展，对以稀土元素为主的抛光材料的需求量与日俱增。据国际权威机构统计，2013年全球范围的稀土应用领域中，用于抛光行业的稀土用量占总的用量20%以上。而我国每年的稀土抛光材料的使用量在25000吨。尤其是随着我国手机、液晶显示屏产业的飞速发展，稀土抛光材料需求量以年15%的速度在增长。成为我国稀土产业的一个重要的应用领域，同时，由于稀土抛光材料所具有的特殊的晶体结构，成为精密抛光领域中不可替代的唯一的精细抛光材料，应用领域日益广泛。
[0003]但是，国内每年25000吨稀土抛光粉的用量会随之产生稀土总量30被％的废弃稀土抛光粉77000多吨，含稀土氧化物23000多吨。而这种固体废弃物因为含有1.7-1.8wt%的氟会造成环境污染问题。近年来国内外稀土抛光粉用户急切盼望解决这一问题。而随着我国稀土资源的逐年大量开发，有必要将稀土废料进行回收，再生利用。目前已有专利涉及的废稀土抛光粉的回收处理方法有:
[0004]1、将废稀土抛光粉用酸溶解可溶物，经800°C以上高温焙烧除掉油污，再细磨，达到一定粒度，重新用于抛光。这种方法处理后的再生稀土抛光粉，晶型结构不好，在实际使用中抛光效率低，使用寿命短，只能成为简单地手工抛光低水平的使用，无法满足大规模，正常抛光工业的使用，所以至今无人采用这种方法。
[0005]2、将废稀土抛光粉置入高速分散机中，采用每分钟3000-5000转高速分散，然后分离除杂，最后获得稀土抛光剂成品。这种方法只能在实验室里尝试一下，无法在大规模工业化生产中应用。其原因是在每分钟3000-5000转的高速运转下混料分散，工业生产难以实现，其次要经过四次分散除杂后可获得浓缩的稀土抛光剂成品，并且品质不高，只能得到一个混合型的产品，因而在规模化生产中也是不可取的。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供能够实现稀土生产的高效、连续、清洁化生产，并全面回收有价元素的利用废稀土抛光粉循环再生稀土化合物方法。
[0007]本发明的目的由如下技术方案实施，利用废稀土抛光粉循环再生稀土化合物的方法，其包括如下步骤:(I)废稀土抛光粉经富集，制取稀土元素的富集物料；(2)将所述稀土元素的富集物料以浓硫酸低温焙烧水浸，碳酸氢铵复分解中和过滤除杂，制备粗碳酸稀土，萃取分离制取高纯稀土化合物。废稀土抛光粉以氟氧化物形态存在，不溶于水，微溶于酸，在PH为4的弱酸溶液中首先去除分散剂等有机杂质。在二次除杂过程中，将硅、铝、铁除净，经过滤沉淀后可获得TRE0>80%的废稀土抛光粉物料。然后，将TRE0>80%的废稀土抛光粉物料进入硫酸分解工序。
[0008]具体的，所述步骤(I)按如下步骤实施:
[0009]a、制备料浆:将稀土总量TREO = 35wt%的废稀土抛光粉混合物，加入水浸泡5_10分钟制成料浆，所述浆料质量浓度为20 %，再向所述料浆中加入盐酸，将所述料浆pH值调为3-4，然后将所述浆料在混合搅拌器中搅拌20-25分钟后由导管进入螺旋分级器；控制好PH值，酸度太强，溶解渡过高，将造成物料糊状，不易过滤沉淀。
[0010]b、料浆经螺旋分级器富集分离:含轻浮料10%的质量流量经所述螺旋分级器上部的溢流出口溢出，经200目滤网过滤，过滤后的清水经泵管回流至所述混合搅拌器循环使用，滤网上的杂物为废弃物；其中，质量流量单位时间里，流体通过封闭管道或敞开槽有效截面的流体质量。轻浮料包括树脂成份、钙、分散剂。
[0011]分离出的非稀土重元素由所述螺旋分级器下部废弃物出口排出，所述非稀土重元素有铝(Al2O3)、硅(S12)还有2%左右的稀土元素混合其中，所述非稀土重元素作为副产品经静止沉淀后富集存放待处理；
[0012]分离出的所述稀土元素的富集物料由所述螺旋分级器中部的主料出口排出，60%质量百分比的所述料浆由所述主料出口回收，回收的所述稀土元素的富集物料经24小时自然滤干后，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为60-80%。
[0013]螺旋分级器以螺旋重力分流，利用稀土元素特有的比重，控制好浆液的流量，有效地分离出硅、铝、铁等杂质。
[0014]优选的，所述盐酸为工业盐酸，所述工业盐酸的浓度大于36wt%。
[0015]优选的，所述混合搅拌器的转速为30-50转/分钟。在搅拌混合过程中，转速不易过高，达到浆料均匀不分层为宜，充分混合，利于过滤除杂，料液中的分散剂等轻浮料将在溢流中分离出去，轻浮料包括树脂成份、钙、分散剂。
[0016]具体的，所述螺旋分级器包括搅拌桶，所述搅拌桶内设有搅拌轴，所述搅拌轴的一端向上或向下由所述搅拌桶的顶部或底部延伸至所述搅拌桶外部，位于所述搅拌桶内的所述搅拌轴上设有搅拌叶片，位于所述搅拌桶外的所述搅拌轴的端部与电机连接，所述搅拌桶的上部设有所述溢流出口，所述搅拌桶的中部设有所述主料出口，所述搅拌桶的下部设有所述废弃物出口，所述搅拌桶的上部设有进料口。
[0017]优选的，所述溢流出口设置于距离所述搅拌桶顶部20%所述搅拌桶高度处，所述主料出口设置于距离所述搅拌桶顶部70%所述搅拌桶高度处，所述废弃物出口沿所述搅拌桶底部设置。
[0018]具体的，所述步骤(2)按如下步骤实施:
[0019]A、制备浓硫酸混合料浆:向所述步骤(I)制得的所述稀土元素的富集物料中加入浓硫酸用以提高浆料的分散性和流动性，所述稀土元素的富集物料与所述浓硫酸按重量比为1:0.6-1:0.7的比例混合均匀，制得浓硫酸混合料浆；
[0020]B、焙烧:将所述浓硫酸混合料浆在350°C _400°C焙烧1_1.5小时，制得焙烧混合物，将所述焙烧混合物用常温水浸，将所述浓硫酸洗掉，制得水浸液；
[0021]C、制备稀土氧化物:所述水浸液经中和过滤后按常规萃取方法制备混合稀土氧化物或单一稀土氧化物。
[0022]优选的，所述浓硫酸为工业级，浓度不低于90wt%，所述焙烧为动态焙烧，动态焙烧是指物料在焙烧过程中处于流动状态。
[0023]优选的，所述焙烧步骤中的最佳焙烧温度为360°C，最佳焙烧时间为1.2小时。
[0024]采用分段治理的方针，制定出循环、高效、连续、清洁化生产稀土产品的工艺条件和参数，并全面回收工艺过程中产生的各种盐类和有价元素等产品，实现清洁生产，节能减排和资源综合利用的目的；最终将该项循环回收技术应用到整个行业，优化和提高稀土废料等二次资源综合利用的水平，提升行业创新水平和增效能力。
[0025]本发明的优点在于，(I)通过螺旋分级器对物料进行富集，形成稀土元素的富集物料中稀土元素含量为60-80%，水分含量在10-15%，然后再对稀土元素的富集物料进行分离制备混合稀土氧化物或单一稀土氧化物，分离效率大大提高，稀土(TREO)总收率在95%以上；(2)新工艺实现了低成本、高效率从废稀土抛光粉中回收稀土化合物的目的，一方面解决了废弃稀土抛光粉造成环境污染问题，另一方面，废弃稀土抛光粉循环利用，大大减少对我国稀土资源的开发，减少资源损耗和浪费；(3)本发明方法操作简单，所需设备制造成本低，产品质量有保障，可以实现工业化生产；(4)目前我国稀土抛光粉的总用量25000吨/年左右，并以年15%的增速在逐年递增，与此相应的是每年产生的废弃稀土抛光粉在70000-80000吨左右。由于废弃稀土抛光粉中含有氟、铝、硅等杂质，对地面土壤都具有污染性，造成环境恶劣化，是典型的工业废弃物。对这一废物进行大量的回收，对改善环境有着明显的效