電子玻璃稀土拋光粉提升利用率及回收利用

摘 要：隨著5G萬物互聯的時代的來臨，對電子儀器和信息顯示產品的需求越來越多，同時對材料表面的光澤度提出了更高的要求，對拋光粉的需求量不斷增加，導致廢稀土拋光粉產生量不斷增多，因而怎樣實現對拋光粉的回收再利用和減量化使用成為相關人員需要思考和解決的問題。

關鍵詞：拋光粉;回收;利用率

在電子玻璃拋光粉中不僅含有稀土氧化物，而且還含有光學玻璃粉相和其他外界引進得污染物，一方面受國家稀土礦產資源保護性開發政策的影響，造成稀土資源緊缺和稀土拋光粉的價格升高;另一方面，大量閑置的廢棄稀土資源，不僅占用土地，還污染環境，而且浪費資源。為此，文章結合凱盛科技股份有限公司所開展的TFT-LCD面板稀土拋光粉提高利用率及回收預處理研發項目開展實際情況，就如何提升拋光粉的利用率和回收再利用進行策略分析。

1 電子玻璃拋光粉利用率和回收利用現狀

電子玻璃稀土拋光粉生產使用過程中利用率不高，在回收利用過程中主要采用末端回收處理方式，未與生產前段分質分流處理引入大量雜質對，后期經過物理化學方式對廢棄拋光粉進行回收利用率和回收成本產生了較大影響。

1.1 生產線在使用過程拋光粉未得到充分利用的因素

拋光過程中稀土拋光粉配置的拋光液濃度下降，需要補充新的稀土拋光粉，同時排放部分濃度低拋光液，從而造成部分稀土拋光粉消耗。

生產過程中出現產品破損等異物進入拋光液后將會整批拋光液進行廢棄處理，導致拋光粉浪費。

拋光液使用到一定程度時，因整體拋光粉切削率下降但部分拋光粉仍有效進行更換，導致部分稀土拋光粉有效成分未得到充分利用進行廢棄處理。

1.2 拋光車間使用普遍存在幾項對拋光粉回收不利因素

拋光液廢水和生產車間其他廢水進行混排，未做分質分流等處理，會引進其他成分對稀土拋光粉進行污染，導致拋光粉回收難度，大成本高，甚至沒有回收價值。

在拋光液處理過程，有三種方式自然沉淀，壓濾機過濾和絮凝沉淀。①自然沉淀占地面積大出水無法達到懸浮物的排放要求;②壓濾機過濾目前常規的濾布最細只有800目，過濾后出水的懸浮物依然超標;③目前大部分廠家采用的絮凝沉淀的方式進行處理，由于懸浮性大，需要使用大量聚合氯化鋁和PAM才能有效的泥水分離，引入鋁元素和有機物對回收產生影響。

2 優化創新拋光粉利用率

2.1 采用集中供應方式為分質分流奠定基礎

目前主流玻璃拋光機，其拋光液采用獨立供液方式，即通過供液泵將位于下方攪拌桶中的拋光液抽到拋光區域。隨著拋光機的使用拋光液濃度逐漸降低，對濃度低于工藝要求的需要補加高濃度拋光液，費時費力。同時每臺拋光機的拋光液濃度不同，導致拋光出來的玻璃基板存在厚度差異，影響產品品質。采用集中供應方式實現拋光液統一收集，解決了拋光車間廢水混排導致拋光液引入雜質問題。

2.2 采用管式膜超濾方式去除拋光過程中引進的水

管式微濾膜是一種能將固液混合溶液進行凈化和分離的膜分離技術。管式微濾膜采用的是PVDF高分子材料制成，其過濾精度高達0.1μm，可用于高固體含量的液體過濾與分離。

稀土拋光粉有效成分粒徑在0.1um至10um之間，拋光液的質量濃度在5%以下，使用管式微濾膜能有效分離濃縮拋光液濃度，而且能保持拋光粉本身的懸浮特性。

2.3 采用水力旋流器對需要更換的拋光液進行雜質異物分離進行去除

正常稀土拋光粉分布在0.1～10um和雜質粉粒徑分布在20～100um之間，要實現稀土拋光粉有效成分回收利用需要去除大粒徑雜質和異物。

水力旋流器又稱水力旋風分離器、旋液分離器，是旋流分離器的一種。是利用離心力來分離具有一定密度差以液體為主的懸浮液或乳濁液的分離設備。常采用幾級串聯的方式或與其他分離設備配合應用，以提高其分離效率。粗顆粒由下部排出，細顆粒由上部排出。拋光粉中的固體粒子的分級通過粒度差進行分離，能達到回收利用的要求。

通過以上三種方式提高了拋光粉利用率，再生產過程中節約了40%的拋光粉使用量，同時提高了生成產品品質的穩定。

3 高純度環保型拋光粉分離技術

車間排放稀土拋光粉廢液的固液分離主要依靠膜片過濾器進行過濾。過濾器的主要通過膜片的過濾作用，將拋光液中的細小顆粒截留下來，從而達到稀土拋光粉和水分離的效果。

在過濾過程中，過濾器中的拋光液受壓從外部穿過過濾膜片，拋光粉固體顆粒在膜片表面形成均勻的率濾餅。濾餅附著在過濾單元上，從而持續的保持內外的壓力差。

在卸泥的過程中，壓縮氣體被強制通過濾餅并與過濾相同方向進入過濾單元的內部。此時，中心管確保殘留在內的液體被氣體排出，同時附著在濾布上的濾餅進行脫水，大大降低含水率，形成 3-50mm 的濾餅層。經壓縮空氣反吹，濾布膨脹，濾餅產生裂縫，停止壓縮空氣反吹后，濾布收縮，濾餅從濾布上掉落，從而達到清潔濾布的作用。

經過該過濾器處理后的稀土拋光粉含水率在50%以下，比板框壓濾機含水率低10%，濾液清澈，懸浮物達到排放要求。同時避免了絮凝沉淀引入污染物的問題，提高了拋光粉回收利用的價值。

4 拋光粉回收料末端回收利用的常規對策

4.1 借助鹽酸浸出工藝回收再利用拋光粉中的稀土

借助鹽酸浸出工藝回收再利用拋光粉中的稀土主要是應用鹽酸浸出工藝回收廢拋光粉中的稀土，并在實驗過程中額外添加硫酸、氟化氫、過氧化氫和還原劑。硫酸的加入會在一定程度上抑制稀土的浸出，氟化氫和還原劑的使用會提升拋光粉廢料中稀土的浸出。

4.2 借助堿焙燒法從稀土拋光粉中回收稀土

在出現稀土拋光粉廢料之后借助稀土拋光粉廢料對其進行一系列的處理，具體堿焙燒、酸化除雜、水洗，最后得到純凈的稀土氧化物。這項回收工藝在使用的時候不會對周圍環境產生較多的酸性物質，而且物質的回收過程綠色無污染。

4.3 濃硫酸低溫分解回收廢棄稀土拋光粉

應用濃硫酸低溫分解和回收稀土拋光粉廢料，在這個過程中硫酸的用量、分解溫度、反應時間都會對分解效果產生了深刻的影響。為此，在具體操作的時候需要控制好這三個反應條件，最終證明在良好的條件下稀土的回收率較高。在較佳實驗條件下，稀土收率可達95%以上。

5 結束語

綜上所述，伴隨各個領域對稀土拋光粉用量的增加，在這樣的發展背景下怎樣強化對稀土拋光粉利用率和對稀土拋光粉廢棄物的循環加工和再利用成為相關人員需要思考和解決的問題。文章著重探究了影響稀土拋光粉利用率低和回收價值的幾個因素進行了分析，同時對提高稀土拋光粉利用率和提高回收拋光粉純度的方法進行了介紹，最后對稀土拋光粉主要成分的回收方法進行了介紹。本文旨在能夠為提升稀土拋光粉的綜合利用率提供重要的支持，最大限度上發揮出這類材料在社會發展中的作用。

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作者簡介：

楊金發（1984- ），男，研究生在讀（中科大），擔任副總工程師職務。