1.本发明属于稀土材料回收技术领域，具体涉及一种回收废弃抛光粉中稀土组分的方法。
背景技术：2.随着目前对打磨抛光产品性能的要求不断提高，打磨抛光技术与打磨抛光材料的研究都在被不断的深入与改进。尤其是玻璃行业所使用的稀土抛光粉打磨材料，其中的稀土氧化物凭借其和玻璃相似的硬度与独特的晶体结构，使其具有硬度适中、削切能力强、抛光时间短、抛光精度高、使用寿命长以及操作环境清洁环保等优点。因此稀土抛光粉在抛光打磨行业被大量广泛使用。据统计，2016年国内稀土抛光粉的产量达2.2万吨，稀土抛光粉的产量以每年10％～20％的速度增长。
3.抛光粉打磨抛光过程中，是物理性研磨和化学性研磨的共同作用，在这样的作用下导致了抛光粉逐渐失效，失效后的稀土抛光粉约有70％转化为废弃稀土抛光粉，经富集堆积成为工业废弃物，其主要组分为:稀土化合物；沉淀剂、凝絮剂等有机物；被抛蚀工件产生的废渣；抛光垫的抛出物等。
4.随着稀土资源作为国家一种战略性发展的矿产资源，其经济价值和社会地位显著提升。我国稀土资源有限，且每年产生大量的废弃稀土抛光粉，因此加大对稀土抛光粉废料的回收利用变得迫在眉睫。目前我国抛光粉的回收利用范围小，仅限于实验室的研发阶段，绝大多数方法都是酸碱浸出结合焙烧处理。这些方法若应用于实际工业生产，大量的酸碱在生产及使用中存在巨大的安全隐患，且会产生大量废气废液污染环境。同时，高温焙烧能耗高，产生大量的有害气体。这些方法成本高，危害大，均不适用于实际工业化的回收利用。
技术实现要素：5.本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低且回收产品品位高的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法。
6.本发明这种回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，包括以下步骤：
7.1)将打磨抛光后的抛光粉废渣收集，然后在设定温度下进行干燥，得到干燥的抛光粉废渣；
8.2)将步骤1)中干燥的抛光粉废渣进行初级破碎，破碎完毕后，进一步在磨矿设备中进行磨矿粉碎，得到磨矿后的废渣；
9.3)将步骤2)中磨矿后的废渣置于草酸溶液中进行清洗，清洗完毕后，过滤，得到清洗后的废渣；
10.4)将步骤3)中清洗后的废渣置于浮选槽中，加入浮选药剂并调节浮选工艺进行浮选，得到的精矿即为稀土组份。
11.所述步骤1)中，干燥温度为80～90℃，干燥时间为7～8h。
12.所述步骤2)中，初级破碎至抛光粉废渣的粒度为0.5～1.5cm；磨矿粉碎至磨矿产
物粒度小于0.038mm在75％以上。
13.所述步骤3)中，磨矿后的废渣与草酸溶液的固液比按照1:(1～3)，草酸溶液的质量浓度为10～20％；清洗是采用搅拌清洗，清洗时间为8～12min。
14.所述步骤4)中，浮选采用一粗四精三扫的浮选工艺；浮选的药剂包括有：ph调节剂、抑制剂、捕收剂、起泡剂；ph调节剂为硫酸，抑制剂为氟硅酸钠，捕收剂是由质量比为(3～5):(3～5):(0.5～1.5):(0.5～1.5)的苯甲羟肟酸、油酸钠、椰油胺和甜菜碱的组成的组合药剂，起泡剂为2#油；浮选的矿浆浓度为20～40％；浮选时的转速为1200～1600r/min。
15.优选的，所述浮选的具体工艺为：
16.s1:加入浮选药剂进行粗选，得到的粗选精矿和粗选尾矿；
17.s2:步骤s1中的粗选尾矿进行3次扫选。
18.s3：将步骤s1中的粗选精矿进行四次精选，获得含稀土组份的精矿。
19.所述步骤s1中，粗选药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.8～2.2kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.8～2.2kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.1～0.3kg/t。
20.所述步骤s2中，第一次扫选和第二次扫选需要加入药剂，第三次不加入药剂；第一次扫选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.0～1.4kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.2～1.6kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.08～0.12kg/t；第二次扫选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为0.8～1.2kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.0～1.2kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.05～0.08kg/t。
21.所述步骤s3中，第一次～第三次精选需要加入药剂，第四次精选无需加入药剂，第一次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.4～1.8kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.6～2.0kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.1～0.2kg/t；第二次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.0～1.4kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.2～1.5kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.09～0.12kg/t；第三次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为0.8～1.0kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.0～1.2kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.05～0.08kg/t。
22.所述的步骤s2和s3中，将扫选过程中获得的粗中矿产物返回至上一级浮选作为给料；将精选过程中获得的精中矿产物返回至上一级浮选作为给料。
23.所述经过浮选工艺产生的尾矿可作为制备方钠石的原料。
24.本发明的原理：本发明着重探索关于药剂的优化选择以及药剂的作用机理。根据抛光粉失效原因，其抛光过程产生的杂质微粒会聚集到稀土氧化物表面，导致si-oh包覆到ceo2颗粒表面，与表面ce
3+
形成ce-o-si。同时还有抛光过程中还存在其他添加剂的污染，因此选择用草酸清洗磨矿后的原废料，目的在于将包裹在稀土氧化物上的污染物清洗干净，暴露出氧化铈、氧化镧的晶体表面，使浮选药剂更好的选择与捕收；将苯甲羟肟酸、油酸钠、椰油胺、甜菜碱，按照的组合用作捕收组合药剂，对抛光粉废渣回收稀土具有良好的效果。苯甲羟肟酸通过羰基上的o原子和n上的o原子在矿物表面与金属离子形成五元螯合环，在稀土氧化物表面产生特性吸附，因此选择性更好；油酸钠作为脂肪酸类捕收剂，具有较长的
碳链，疏水性好，对稀土的泡沫浮选有利，对稀土元素的捕收能力强；椰油胺与甜菜碱具有优良的乳化、分散、增溶的作用效果。特别是甜菜碱，作为两性表面活性剂，除了上述作用效果外，还有丰富的泡沫性，可用作起泡剂或稳泡剂。当其与阴离子表面活性剂复配后，分子间产生强烈的相互作用，其增泡增粘效果显著增加。
25.本发明的有益效果：本发明根据抛光粉失效的原因，首先通过破碎和粉碎工艺是稀土氧化物暴露出来，并且进一步通过草酸清洗去除稀土氧化物表面的其他污染物，暴露出稀土氧化物的晶面，然后通过高效的捕收剂在浮选过程中对其进行捕收，从而实现稀土组份的回收。本发明通过干燥脱水、破碎、磨矿、清洗、浮选、脱水过滤、烘干等工序，将废弃抛光粉中的稀土组分作为精矿选别出来，可作为抛光粉的再生利用。同时在稀土组分被浮选出来后，剩下的尾矿中大部分是sio2和al2o3，随着技术发展成熟，今后可用于方钠石的合成制作，做到无尾矿生产。该方法对废弃抛光粉废料全部回收利用，大大节约了稀土资源，降低回收成本，同时整个生产过程对环境伤害低，有效的解决了目前工业上对抛光粉废料的处理问题，实现国家提倡的可持续健康发展宏伟目标。
附图说明
26.图1实施例1中的具体工艺流程图。
具体实施方式
27.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
28.除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
29.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到。
30.实施例1
31.本次实施例所用原料来自长沙蓝思科技有限公司，取其抛光打磨后的生产废料。其中氧化铈的品位为46.64％，氧化镧的品位为13.55％，其他主要杂质为sio2和al2o3，品位分别为15.67％、11.99％。工艺如图1所示，具体包括一下步骤：
32.将收集到的原废弃抛光粉，经过80℃烘烤8小时完全脱水后开始破碎。通过破碎机将其破碎至0.5～1.5cm后，将使用振磨机对废料进行磨矿处理，控制条件使得磨矿产物粒度小于0.038mm占75％以上。再将磨好的废渣放入搅拌机内，按照固液比为1g:2ml加入质量浓度为15％的草酸，在转速为400～500r/min的条件下搅拌清洗10分钟。在草酸清洗搅拌后，对其进行脱水过滤处理，然后将清洗后的废料放入浮选机开始浮选。
33.本次浮选采用一粗、四精、三扫的闭路浮选流程，通过控制给料速度，调节加水量，将料浆浓度控制在30％，浮选时控制转速为1500r/min。将加入硫酸溶液调制ph＝3.0，依次加入抑制剂氟硅酸钠(相对原矿的添加量为2kg/t)，抑制sio2和al2o3；加入组合捕收剂质量比4:4:1:1的苯甲羟肟酸、油酸钠、椰油胺和甜菜碱的组合(相对原矿的添加量为2kg/t)，捕收稀土氧化物(ceo2、la2o3、ceof2、laof)；再加入起泡剂2#起泡(相对原矿的添加量为
0.2kg/t)，充气后开始粗选，得到粗精矿与粗尾矿。
34.对粗尾矿进行3次扫选，扫选的粗中矿依次返回上一级浮选作为给料，每一次扫选和第二次扫选需要加入药剂，第三次不加入药剂；第一次扫选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3.0；抑制剂相对原矿的添加量为1.2kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.5kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.1kg/t；第二次扫选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3；抑制剂相对原矿的添加量为1.0kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.2g/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.08kg/t。
35.对粗精矿进行四次精选，每一次选出的精矿都作为下一次精选的给料，精选的中矿返回上一级浮选，第一次～第三次精选需要加入药剂，第四次精选无需加入药剂，第一次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3.0；抑制剂相对原矿的添加量为1.6kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.8kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.15kg/t；第二次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3.0；抑制剂相对原矿的添加量为1.2kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.5kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.1kg/t；第三次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3.0；抑制剂相对原矿的添加量为1.0kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.2kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.08kg/t。最终得到稀土组分精矿。
36.检测精矿中稀土组分含量，氧化铈与氧化镧总品位为90％。同时计算稀土组分回收率高于70％，说明采用浮选法回收废弃抛光粉是一种可行有效的手段。
37.实施例2
38.本次实施例所用原料来自长沙蓝思科技有限公司，取其抛光打磨后的生产废料。其中氧化铈的品位为42.35％，氧化镧的品位为15.56％，其他主要杂质为sio2和al2o3，品位分别为17.54％、13.87％。
39.将收集到的原废弃抛光粉，经过80℃烘烤8小时完全脱水后开始破碎。通过破碎机将其破碎至0.5～1.5cm后，将使用振磨机对废料进行磨矿处理，控制条件使得磨矿产物粒度小于0.038mm占75％以上。再将磨好的废渣放入搅拌机内，按照固液比为1g:3ml加入质量浓度为15％的草酸，在转速为400～500r/min的条件下搅拌清洗8分钟。在草酸清洗搅拌后，对其进行脱水过滤处理，然后将清洗后的废料放入浮选机开始浮选。
40.本次浮选采用一粗、四精、三扫的闭路浮选流程，通过控制给料速度，调节加水量，将料浆浓度控制在25％，浮选时控制转速为1600r/min。将加入硫酸溶液调制ph＝3.5，依次加入抑制剂氟硅酸钠(相对原矿的添加量为2.2kg/t)，抑制sio2和al2o3；加入组合捕收剂质量比3:5:1.5:1.5的苯甲羟肟酸、油酸钠、椰油胺和甜菜碱的组合(相对原矿的添加量为2.2kg/t)，捕收稀土氧化物(ceo2、la2o3、ceof2、laof)；再加入起泡剂2#起泡(相对原矿的添加量为0.1kg/t)，充气后开始粗选，得到粗精矿与粗尾矿。
41.对粗尾矿进行3次扫选，扫选的粗中矿依次返回上一级浮选作为给料，每一次扫选和第二次扫选需要加入药剂，第三次不加入药剂；第一次扫选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.0kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.2kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.08kg/t；第二次扫选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3.5；抑制剂相对原矿的添加量为0.8kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.0g/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.06kg/t。
42.对粗精矿进行四次精选，每一次选出的精矿都作为下一次精选的给料，精选的中矿返回上一级浮选，第一次～第三次精选需要加入药剂，第四次精选无需加入药剂，第一次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.4kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.6kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.1kg/t；第二次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.0kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.2kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.09kg/t；第三次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为3.5；抑制剂相对原矿的添加量为0.8kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.0kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.05kg/t,。最终得到稀土组分精矿。
43.检测精矿中稀土组分含量，氧化铈与氧化镧总品位为88.79％。同时计算稀土组分回收率高于72％，说明采用浮选法回收废弃抛光粉是一种可行有效的手段。
44.以上所述实例，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
技术特征：1.一种回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，包括以下步骤：1)将打磨抛光后的抛光粉废渣收集，然后在设定温度下进行干燥，得到干燥的抛光粉废渣；2)将步骤1)中干燥的抛光粉废渣进行初级破碎，破碎完毕后，进一步在磨矿设备中进行粉碎，得到磨矿后的废渣；3)将步骤2)中磨矿后的废渣置于草酸溶液中进行清洗，清洗完毕后，过滤，得到清洗后的废渣；4)将步骤3)中清洗后的废渣置于浮选槽中，加入浮选药剂并调节浮选工艺进行浮选，得到的精矿即为稀土组份。2.根据权利要求1所述的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，其特征在于，所述步骤1)中，干燥温度为80～90℃，干燥时间为7～8h。3.根据权利要求1所述的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，其特征在于，所述步骤2)中，初级破碎至抛光粉废渣的粒度为0.5～1.5cm；磨矿粉碎至磨矿产物粒度小于0.038mm在75％以上。4.根据权利要求1所述的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，其特征在于，所述步骤3)中，磨矿后的废渣与草酸溶液的固液比按照1:(1～3)，草酸溶液的质量浓度为10～20％；清洗是采用搅拌清洗，清洗时间为8～12min。5.根据权利要求1所述的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，其特征在于，所述步骤4)中，浮选采用一粗四精三扫的浮选工艺；浮选的药剂包括有：ph调节剂、抑制剂、捕收剂、起泡剂；ph调节剂为硫酸，抑制剂为氟硅酸钠，捕收剂是由质量比为(3～5):(3～5):(0.5～1.5):(0.5～1.5)的苯甲羟肟酸、油酸钠、椰油胺和甜菜碱的组成的组合药剂，起泡剂为2#油；浮选的矿浆浓度为20～40％；浮选时的转速为1200～1600r/min。6.根据权利要求5所述的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，其特征在于，所述浮选的具体工艺为：s1:加入浮选药剂进行粗选，得到的粗选精矿和粗选尾矿；s2:步骤s1中的粗选尾矿进行3次扫选；s3:将步骤s1中的粗选精矿进行四次精选，获得含稀土组份的精矿。7.根据权利要求6所述的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，其特征在于，所述步骤s1中，粗选药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.8～2.2kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.8～2.2kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.15～0.25kg/t。8.根据权利要求6所述的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，其特征在于，所述步骤s2中，第一次扫选和第二次扫选需要加入药剂，第三次不加入药剂；第一次扫选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.0～1.4kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.2～1.6kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.08～0.1kg/t；第二次扫选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为0.8～1.0kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.0～1.2kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.05～0.08kg/t。9.根据权利要求6所述的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，其特征在于，所述步骤s3
中，第一次～第三次精选需要加入药剂，第四次精选无需加入药剂，第一次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.4～1.8kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.6～2.0kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.1～0.2kg/t；第二次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为1.0～1.4kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.2～1.5kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.09～0.12kg/t；第三次精选的药剂制度为：加入ph调节剂调节矿浆的ph为2.5～3.5；抑制剂相对原矿的添加量为0.8～1.0kg/t，捕收剂相对原矿的添加量为1.0～1.2kg/t，起泡剂相对原矿的添加量为0.05～0.08kg/t。10.根据权利要求6所述的回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，其特征在于，所述的步骤s2和s3中，将扫选过程中获得的粗中矿产物返回至上一级浮选作为给料；将精选过程中获得的精中矿产物返回至上一级浮选作为给料。
技术总结本发明公开了回收废弃抛光粉中稀土组分的方法，本发明根据抛光粉失效的原因，首先通过破碎和粉碎工艺是稀土氧化物暴露出来，并且进一步通过草酸清洗去除稀土氧化物表面的其他污染物，暴露出稀土氧化物的晶面，然后通过高效的捕收剂在浮选过程中对其进行捕收，从而实现稀土组份的回收。本发明通过干燥脱水、破碎、磨矿、清洗、浮选、脱水过滤、烘干等工序，将废弃抛光粉中的稀土组分作为精矿选别出来，可作为抛光粉的再生利用。同时在稀土组分被浮选出来后，剩下的尾矿中大部分是SiO2和Al2O3，随着技术发展成熟，今后可用于方钠石的合成制作，做到无尾矿生产。做到无尾矿生产。做到无尾矿生产。
技术研发人员：黄红军 苟浩然
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2022.03.21
技术公布日：2022/7/5
