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(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代的來(lái)臨，對(duì)電子儀器和信息顯示產(chǎn)品的需求越來(lái)越多，同時(shí)對(duì)材料表面的光澤度提出了更高的要求，對(duì)拋光粉的需求量不斷增加，導(dǎo)致廢稀土拋光粉產(chǎn)生量不斷增多，因而怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)拋光粉的回收再利用和減量化使用成為相關(guān)人員需要思考和解決的問題。

關(guān)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(xué)玻璃粉相和其他外界引進(jìn)得污染物，一方面受國(guó)家稀土礦產(chǎn)資源保護(hù)性開發(fā)政策的影響，造成稀土資源緊缺和稀土拋光粉的價(jià)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(huán)境，而且浪費(fèi)資源。為此，文章結(jié)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(yù)處理研發(fā)項(xiàng)目開展實(shí)際情況，就如何提升拋光粉的利用率和回收再利用進(jìn)行策略分析。

1 電子玻璃拋光粉利用率和回收利用現(xiàn)狀

電子玻璃稀土拋光粉生產(chǎn)使用過(guò)程中利用率不高，在回收利用過(guò)程中主要采用末端回收處理方式，未與生產(chǎn)前段分質(zhì)分流處理引入大量雜質(zhì)對(duì)，后期經(jīng)過(guò)物理化學(xué)方式對(duì)廢棄拋光粉進(jìn)行回收利用率和回收成本產(chǎn)生了較大影響。

1.1 生產(chǎn)線在使用過(guò)程拋光粉未得到充分利用的因素

拋光過(guò)程中稀土拋光粉配置的拋光液濃度下降，需要補(bǔ)充新的稀土拋光粉，同時(shí)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(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)產(chǎn)品破損等異物進(jìn)入拋光液后將會(huì)整批拋光液進(jìn)行廢棄處理，導(dǎo)致拋光粉浪費(fèi)。

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

1.2 拋光車間使用普遍存在幾項(xiàng)對(duì)拋光粉回收不利因素

拋光液廢水和生產(chǎn)車間其他廢水進(jìn)行混排，未做分質(zhì)分流等處理，會(huì)引進(jìn)其他成分對(duì)稀土拋光粉進(jìn)行污染，導(dǎo)致拋光粉回收難度，大成本高，甚至沒有回收價(jià)值。

在拋光液處理過(guò)程，有三種方式自然沉淀，壓濾機(jī)過(guò)濾和絮凝沉淀。①自然沉淀占地面積大出水無(wú)法達(dá)到懸浮物的排放要求;②壓濾機(jī)過(guò)濾目前常規(guī)的濾布最細(xì)只有800目，過(guò)濾后出水的懸浮物依然超標(biāo);③目前大部分廠家采用的絮凝沉淀的方式進(jìn)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(jī)物對(duì)回收產(chǎn)生影響。

2 優(yōu)化創(chuàng)新拋光粉利用率

2.1 采用集中供應(yīng)方式為分質(zhì)分流奠定基礎(chǔ)

目前主流玻璃拋光機(jī)，其拋光液采用獨(dú)立供液方式，即通過(guò)供液泵將位于下方攪拌桶中的拋光液抽到拋光區(qū)域。隨著拋光機(jī)的使用拋光液濃度逐漸降低，對(duì)濃度低于工藝要求的需要補(bǔ)加高濃度拋光液，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。同時(shí)每臺(tái)拋光機(jī)的拋光液濃度不同，導(dǎo)致拋光出來(lái)的玻璃基板存在厚度差異，影響產(chǎn)品品質(zhì)。采用集中供應(yīng)方式實(shí)現(xiàn)拋光液統(tǒng)一收集，解決了拋光車間廢水混排導(dǎo)致拋光液引入雜質(zhì)問題。

2.2 采用管式膜超濾方式去除拋光過(guò)程中引進(jìn)的水

管式微濾膜是一種能將固液混合溶液進(jìn)行凈化和分離的膜分離技術(shù)。管式微濾膜采用的是PVDF高分子材料制成，其過(guò)濾精度高達(dá)0.1μm，可用于高固體含量的液體過(guò)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(zhì)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(duì)需要更換的拋光液進(jìn)行雜質(zhì)異物分離進(jìn)行去除

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

水力旋流器又稱水力旋風(fēng)分離器、旋液分離器，是旋流分離器的一種。是利用離心力來(lái)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(shè)備。常采用幾級(jí)串聯(lián)的方式或與其他分離設(shè)備配合應(yīng)用，以提高其分離效率。粗顆粒由下部排出，細(xì)顆粒由上部排出。拋光粉中的固體粒子的分級(jí)通過(guò)粒度差進(jìn)行分離，能達(dá)到回收利用的要求。

通過(guò)以上三種方式提高了拋光粉利用率，再生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)約了40%的拋光粉使用量，同時(shí)提高了生成產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定。

3 高純度環(huán)保型拋光粉分離技術(shù)

車間排放稀土拋光粉廢液的固液分離主要依靠膜片過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。過(guò)濾器的主要通過(guò)膜片的過(guò)濾作用，將拋光液中的細(xì)小顆粒截留下來(lái)，從而達(dá)到稀土拋光粉和水分離的效果。

在過(guò)濾過(guò)程中，過(guò)濾器中的拋光液受壓從外部穿過(guò)過(guò)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(guò)濾單元上，從而持續(xù)的保持內(nèi)外的壓力差。

在卸泥的過(guò)程中，壓縮氣體被強(qiáng)制通過(guò)濾餅并與過(guò)濾相同方向進(jìn)入過(guò)濾單元的內(nèi)部。此時(shí)，中心管確保殘留在內(nèi)的液體被氣體排出，同時(shí)附著在濾布上的濾餅進(jìn)行脫水，大大降低含水率，形成 3-50mm 的濾餅層。經(jīng)壓縮空氣反吹，濾布膨脹，濾餅產(chǎn)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(dá)到清潔濾布的作用。

經(jīng)過(guò)該過(guò)濾器處理后的稀土拋光粉含水率在50%以下，比板框壓濾機(jī)含水率低10%，濾液清澈，懸浮物達(dá)到排放要求。同時(shí)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(jià)值。

4 拋光粉回收料末端回收利用的常規(guī)對(duì)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(yīng)用鹽酸浸出工藝回收廢拋光粉中的稀土，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中額外添加硫酸、氟化氫、過(guò)氧化氫和還原劑。硫酸的加入會(huì)在一定程度上抑制稀土的浸出，氟化氫和還原劑的使用會(huì)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(xiàn)稀土拋光粉廢料之后借助稀土拋光粉廢料對(duì)其進(jìn)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(xiàng)回收工藝在使用的時(shí)候不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生較多的酸性物質(zhì)，而且物質(zhì)的回收過(guò)程綠色無(wú)污染。

4.3 濃硫酸低溫分解回收廢棄稀土拋光粉

應(yīng)用濃硫酸低溫分解和回收稀土拋光粉廢料，在這個(gè)過(guò)程中硫酸的用量、分解溫度、反應(yīng)時(shí)間都會(huì)對(duì)分解效果產(chǎn)生了深刻的影響。為此，在具體操作的時(shí)候需要控制好這三個(gè)反應(yīng)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(shí)驗(yàn)條件下，稀土收率可達(dá)95%以上。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨各個(gè)領(lǐng)域?qū)ο⊥翏伖夥塾昧康脑黾?，在這樣的發(fā)展背景下怎樣強(qiáng)化對(duì)稀土拋光粉利用率和對(duì)稀土拋光粉廢棄物的循環(huán)加工和再利用成為相關(guān)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(jià)值的幾個(gè)因素進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)提高稀土拋光粉利用率和提高回收拋光粉純度的方法進(jìn)行了介紹，最后對(duì)稀土拋光粉主要成分的回收方法進(jìn)行了介紹。本文旨在能夠?yàn)樘嵘⊥翏伖夥鄣木C合利用率提供重要的支持，最大限度上發(fā)揮出這類材料在社會(huì)發(fā)展中的作用。

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作者簡(jiǎn)介：

楊金發(fā)（1984- ），男，研究生在讀（中科大），擔(dān)任副總工程師職務(wù)。