廢稀土拋光粉回收再生的方法以及稀土拋光液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢稀土拋光粉回收再生的方法，所述方法包括以下步驟：將廢稀土拋光粉與硝酸混合并在溶液底部添加過氧化氫，加熱以溶解所述廢稀土拋光粉，以得到含稀土元素的溶液；在得到的含稀土元素的溶液中加入氨水調節(jié)pH值至5.0~6.0，然后在加熱條件下加入過氧化氫，接著加入少量Ce(OH)4的懸浮液，攪拌放置，得到稀土氫氧化物沉淀，然后進行焙燒得到稀土氧化物，然后將所述稀土氧化物研磨至粒徑小于2μm。由上述方法回收再生的稀土氧化物制備得到的稀土拋光液，可以用于玻璃、藍寶石、樹脂鏡片以及半導體基片的高精度研磨和拋光工藝，具有拋光效率高、拋光精度高，切削率高的優(yōu)點。
【專利說明】廢稀土拋光粉回收再生的方法以及稀土拋光液

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及表面拋光處理的【技術領域】，更具體地說，本發(fā)明涉及一種廢稀土拋光 粉回收再生的方法以及稀土拋光液。

【背景技術】
[0002] 稀土氧化物有著廣泛的用途，其中的重要用途之一是作為玻璃或半導體晶片的高 效優(yōu)質拋光材料。近年來，僅國內的需要量，每年三萬五千噸以上，由此產生了大量的廢稀 土拋光粉。
[0003] 拋光液中用的稀土拋光粉是一種混合輕稀土氧化物，主要成分是CeO2, La2O3, Pr6O11,Nd2O3等。拋光粉的拋光性能與CeO 2含量密切相關。市售的拋光粉按CeO2含量分為 二大類，一類是CeO2彡80%，另一類是CeO 2 < 65%，目前我國有關工廠大都使用約65%的粉 料，由于使用失效后作為廢料丟棄，這既造成了對稀土資源的浪費，同時又污染了環(huán)境。
[0004] 有多種從混合稀土氧化物中分離鈰的方法，例如中國專利CN1194060C公開了"再 生稀土拋光粉的制備方法"，它采用的是"硫酸法"，其工藝落后，回收利用率低，能耗高，嚴 重污染周邊環(huán)境。CN101353178B公開的回收稀土氫氧化物或氧化物的方法，其中采用了強 酸和過氧化氫，但其需要使用草酸鹽或碳酸鹽，工藝步驟較多，耗水耗能高，而且制備得到 的稀土氧化物中三價鈰氧化物比例較高，導致回收的稀土氧化物作為稀土拋光液的原料品 質較低。


【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決現有技術中的上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供廢稀土拋光粉回收 再生的方法以及稀土拋光液。
[0006] 為了實現上述目的，本發(fā)明的第一方面，采用了以下技術方案： 一種廢稀土拋光粉回收再生的方法，所述廢稀土拋光粉是指用于拋光時產生的廢稀土 拋光粉，所述方法包括以下步驟： (1) 將廢稀土拋光粉與強酸混合并在溶液底部添加過氧化氫，加熱以溶解所述廢稀土 拋光粉，以得到含稀土元素的溶液；并且所述強酸為硝酸或鹽酸； (2) 從步驟（1)得到的含稀土元素的溶液中除去不可溶解的物質； (3) 在步驟（2)得到的含稀土元素的溶液中加入氨水調節(jié)pH值至5. (Γ6. 0,然后在加 熱條件下加入過氧化氫，接著加入少量Ce (OH) 4的懸浮液，攪拌放置，得到稀土氫氧化物沉 淀； (4) 對步驟（3)得到的稀土氫氧化物沉淀進行焙燒得到稀土氧化物，然后將所述稀土氧 化物研磨至粒徑小于2 μ m。
[0007] 所述方法包括以下步驟： (1)將廢稀土拋光粉加入硝酸溶液，在6(T8(TC的溫度下進行攪拌，然后在溶液底部逐 漸滴加雙氧水，使得廢稀土拋光粉溶解得到含稀土元素的溶液； (2) 從步驟（1)得到的含稀土元素的溶液中除去不可溶解的物質； (3) 在步驟（2)得到的含稀土元素的溶液中加入氨水調節(jié)pH值至5. (Γ6. 0,然后在加 熱至5(T60°C下加入雙氧水，接著加入0. 5~2. 0克Ce(OH)4的懸浮液，然后進一步加熱至 8(T85°C攪拌放置:Γ12小時，得到稀土氫氧化物沉淀； (4) 對步驟（3)得到的稀土氫氧化物沉淀在80(n〇0(TC焙燒2~4小時得到稀土氧化 物，然后將所述稀土氧化物研磨至粒徑小于2 μ m。
[0008] 其中，所述硝酸溶液的質量為所述廢稀土拋光粉質量的2. 5~5. 0倍，并且所述硝 酸溶液中硝酸的濃度為5(T72wt%。
[0009] 其中，所述步驟（1)中使用的雙氧水的量為所述廢稀土拋光粉質量的3(T50wt%。
[0010] 其中，所述步驟（3)中使用的雙氧水的量為所述廢稀土拋光粉質量的15~30wt%。
[0011] 本發(fā)明的第二方面還涉及一種以權利要求1飛任一項的方法回收得到的稀土氧 化物原料制備得到的稀土拋光液，具體來說所述的稀土拋光液： 以權利要求1飛任一項的方法回收得到的稀土氧化物，納米級二氧化鈰粉體，以及膠 體二氧化硅作為原料，并且，所述拋光液中含有3~6wt%的稀土氧化物，I. 2(Tl. 75wt%的納 米級二氧化鋪粉體，10?25wt%的膠體二氧化娃，0· 3?8wt%的琥拍酸酯或鹽，0· 5?L 5wt% 的陰離子分散劑，和余量的水；其中所述納米級二氧化鈰粉體的粒徑為2(T100 nm。
[0012] 其中，粒徑為50 nm以下的納米級二氧化鈰粉體占納米級二氧化鈰粉體質量的 3(Γ35%，粒徑為80 nm以上的納米級二氧化鈰粉體占納米級二氧化鈰粉體質量的1(Γ15%。
[0013] 其中，所述琥珀酸酯或鹽為烷基酚醚磺化琥珀酸酯、磺基琥珀酸二乙酯鈉鹽，和/ 或月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉鹽。
[0014] 其中，所述陰離子分散劑為丙烯酰胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物。
[0015] 其中，所述納米級二氧化鈰粉體經過以下表面處理： (1) 將質量為納米級二氧化鈰粉體8~10wt%的改性劑加入去離子水中，在80(Tl000 rpm的攪拌速度下攪拌10~15min中形成濃度為I. 5~2. Owt%的第一體系； (2) 將納米級二氧化鈰粉體，以及質量為納米級二氧化鈰粉體8~10wt%的丙烯酰氧乙 基三甲基氯化銨在轉速為80(T1000 rpm的攪拌速度下分散到甲基丙烯酸縮水甘油酯中得 到第二體系；所述甲基丙烯酸縮水甘油酯的質量為納米級二氧化鈰粉體質量的2. 5~3. 0 倍； (3) 將步驟（2)得到的第二體系加入到步驟（1)得到的第一體系中，在180(T2000 rpm 的攪拌速度下攪拌2(T25 min得到混合液，并轉移到反應器中，在N2氣氛保護下，持續(xù)攪 拌加入甲基丙烯酸縮水甘油酯質量〇. 5~1. Owt%的過氧化二月桂酰，然后在8(T85°C的條件 下反應2個小時，然后經過過濾、洗滌和干燥即可；所述改性劑為具有以下通式結構的化合 物：

【權利要求】
1. 一種廢稀土拋光粉回收再生的方法，所述廢稀土拋光粉是指用于拋光時產生的廢稀 土拋光粉，其特征在于所述方法包括以下步驟： (1)將廢稀土拋光粉與強酸混合并在溶液底部添加過氧化氫，加熱以溶解所述廢稀土 拋光粉，以得到含稀土元素的溶液；并且所述強酸為硝酸或鹽酸； 從步驟（1)得到的含稀土元素的溶液中除去不可溶解的物質； (3) 在步驟（2)得到的含稀土元素的溶液中加入氨水調節(jié)pH值至5. (Γ6. 0,然后在加 熱條件下加入過氧化氫，接著加入少量Ce (OH) 4的懸浮液，攪拌放置，得到稀土氫氧化物沉 淀； (4) 對步驟（3)得到的稀土氫氧化物沉淀進行焙燒得到稀土氧化物，然后將所述稀土氧 化物研磨至粒徑小于2 μ m。
2. 根據權利要求1所述的廢稀土拋光粉回收再生的方法，其特征在于所述方法包括以 下步驟： (1)將廢稀土拋光粉加入硝酸溶液，在6(T8(TC的溫度下進行攪拌，然后在溶液底部逐 漸滴加雙氧水，使得廢稀土拋光粉溶解得到含稀土元素的溶液； 從步驟（1)得到的含稀土元素的溶液中除去不可溶解的物質； (3) 在步驟（2)得到的含稀土元素的溶液中加入氨水調節(jié)pH值至5. (Γ6. 0,然后在加 熱至5(T60°C下加入雙氧水，接著加入0. 5~2. 0克Ce(OH)4的懸浮液，然后進一步加熱至 8(T85°C攪拌放置:Γ12小時，得到稀土氫氧化物沉淀； (4) 對步驟（3)得到的稀土氫氧化物沉淀在80(n〇0(TC焙燒2~4小時得到稀土氧化 物，然后將所述稀土氧化物研磨至粒徑小于2 μ m。
3. 根據權利要求2所述的廢稀土拋光粉回收再生的方法，其特征在于：所述硝酸溶 液的質量為所述廢稀土拋光粉質量的2. 5~5. 0倍，并且所述硝酸溶液中硝酸的濃度為 5(T72wt%。
4. 根據權利要求2所述的廢稀土拋光粉回收再生的方法，其特征在于：所述步驟（1)中 使用的雙氧水的量為所述廢稀土拋光粉質量的3(T50wt%。
5. 根據權利要求2所述的廢稀土拋光粉回收再生的方法，其特征在于：所述步驟（3)中 使用的雙氧水的量為所述廢稀土拋光粉質量的15~30wt%。
6. -種稀土拋光液，以權利要求1飛任一項的方法回收得到的稀土氧化物，納米級二 氧化鈰粉體，以及膠體二氧化硅作為原料，其特征在于：所述拋光液中含有:T6wt%的稀土 氧化物，1. 2(Γ?· 75wt%的納米級二氧化鈰粉體，l(T25wt%的膠體二氧化硅，0· 3?0· 8wt%的 琥珀酸酯或鹽，〇. 5~1. 5wt%的陰離子分散劑，和余量的水；其中所述納米級二氧化鈰粉體 的粒徑為20?100 nm。
7. 根據權利要求6所述的稀土拋光液，其特征在于：粒徑為50 nm以下的納米級二氧 化鋪粉體占納米級二氧化鋪粉體質量的30~35%，粒徑為80 nm以上的納米級二氧化鋪粉體 占納米級二氧化鈰粉體質量的1(Γ15%。
8. 根據權利要求6所述的稀土拋光液，其特征在于：所述琥珀酸酯或鹽為烷基酚醚磺 化琥珀酸酯、磺基琥珀酸二乙酯鈉鹽，和/或月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉鹽。
9. 根據權利要求6所述的稀土拋光液，其特征在于：所述陰離子分散劑為丙烯酰 胺-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物。
10.根據權利要求6所述的稀土拋光液，其特征在于：所述納米級二氧化鈰粉體經過以 下表面處理： (1) 將質量為納米級二氧化鈰粉體8~10wt%的改性劑加入去離子水中，在80(Tl000 rpm的攪拌速度下攪拌10~15min中形成濃度為I. 5~2. Owt%的第一體系； (2) 將納米級二氧化鈰粉體，以及質量為納米級二氧化鈰粉體8~10wt%的丙烯酰氧乙 基三甲基氯化銨在轉速為80(T1000 rpm的攪拌速度下分散到甲基丙烯酸縮水甘油酯中得 到第二體系；所述甲基丙烯酸縮水甘油酯的質量為納米級二氧化鈰粉體質量的2. 5~3. 0 倍； (3) 將步驟（2)得到的第二體系加入到步驟（1)得到的第一體系中，在180(T2000 rpm 的攪拌速度下攪拌2(T25 min得到混合液，并轉移到反應器中，在N2氣氛保護下，持續(xù)攪 拌加入甲基丙烯酸縮水甘油酯質量〇. 5~1. Owt%的過氧化二月桂酰，然后在8(T85°C的條件 下反應2個小時，然后經過過濾、洗滌和干燥即可；所述改性劑為具有以下通式結構的化合 物：
并且，R為含有1(Γ15個碳的烷基；R'為（CH2)nSO3Na,并且η為：Γ5的整數。
【文檔編號】C09G1/02GK104371555SQ201410590177
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權日:2014年10月29日
【發(fā)明者】張海龍, 王用堂, 張磊 申請人:安陽方圓研磨材料有限責任公司