Emas yang terabaikan: bubuk pemoles tanah jarang
Bubuk pemoles berbasis cerium tanah jarang merupakan bubuk pemoles tanah jarang yang umum saat ini. Bubuk ini memiliki kinerja pemolesan yang sangat baik dan dapat meningkatkan hasil akhir permukaan produk atau komponen. Bubuk ini dikenal sebagai “raja bubuk pemoles”. Industri pengolahan kaca dan industri elektronik merupakan bidang aplikasi hilir utama bubuk pemoles tanah jarang. Limbah bubuk pemoles tanah jarang yang gagal setelah pemolesan mencapai sekitar 70% dari hasil produksi setiap tahun. Komponen limbah utamanya berasal dari residu limbah bubuk pemoles tanah jarang, cairan limbah, pecahan kaca dari benda kerja pemoles, kulit gerinda (polimer organik) dari kain pemoles, minyak dan kotoran lainnya, dan proporsi komponen tanah jarang adalah 50%. Cara membuang bubuk pemoles tanah jarang yang gagal telah menjadi masalah utama bagi perusahaan aplikasi hilir.
Saat ini, metode yang umum digunakan untuk mendaur ulang limbah bubuk pemoles tanah jarang adalah pemisahan fisik dan pemisahan kimia.
Metode pemisahan fisik
(1) Metode flotasi
Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi flotasi telah banyak digunakan dalam pengolahan limbah padat. Karena perbedaan hidrofilisitas komponen dalam bubuk pemoles tanah jarang limbah, agen flotasi yang berbeda dipilih untuk meningkatkan afinitas komponen dalam larutan berair, meninggalkan partikel hidrofilik di dalam air, sehingga mencapai tujuan pemisahan. Namun, ukuran partikel bubuk pemoles memengaruhi laju pemulihan flotasi, dan kemurnian pemulihan tidak cukup.
Selama flotasi, kolektor yang berbeda dipilih, dan efek penghilangan pengotor sangat bervariasi. Yang Zhiren dkk. menemukan bahwa ketika pH asam stirenafosfonat adalah 5, laju pemulihan cerium oksida dan lantanum oksida setelah flotasi mencapai 95%, sedangkan laju pemulihan kalsium fluorida dan fluoroapatit paling banyak hanya 20%. Partikel dengan diameter kurang dari 5 mikron perlu dipisahkan lebih lanjut untuk menghilangkan pengotor karena efek flotasi yang buruk.
(2) Metode pemisahan magnetik
Bubuk pemoles tanah jarang limbah memiliki sifat magnet. Berdasarkan hal ini, Mishima dkk. merancang perangkat dengan medan magnet vertikal untuk memulihkan bubur pemoles tanah jarang. Ketika laju alir bubur bubuk limbah adalah 20 mm/s, waktu sirkulasi adalah 30 menit, konsentrasi bubur adalah 5%, dan pH bubur adalah 3, efisiensi pemisahan cerium dioksida dan flokulan besi dapat mencapai 80%. Jika arah medan magnet diubah menjadi gradien horizontal dan kemudian larutan MnCl2 ditambahkan, silikon dioksida dan aluminium oksida dengan sifat magnet yang berlawanan dapat dipisahkan dari cerium dioksida.
(3) Metode lain
Takahashi dkk. membekukan bubur bubuk limbah yang partikelnya tidak mudah mengendap pada suhu -10°C, dan kemudian mencairkannya dalam lingkungan bersuhu 25°C. Kotoran dan oksida tanah jarang membentuk lapisan, yang memfasilitasi agregasi dan pemulihan zat-zat bermanfaat dalam limbah.
Metode pemisahan kimia
Metode kimia terutama mengadopsi proses pemulihan setelah pelarutan asam dan pemanggangan alkali, dan menggunakan zat pereduksi sebagai reagen tambahan untuk mendapatkan bahan baku bubuk pemoles tanah jarang melalui penghilangan pengotor, ekstraksi, dan pengendapan. Metode ini memiliki tingkat pemulihan tanah jarang yang tinggi, tetapi prosesnya lama dan biayanya tinggi. Asam kuat atau alkali kuat yang berlebihan menghasilkan sejumlah besar air limbah. (1) Pengolahan alkali
Aluminium oksida dan silikon dioksida merupakan pengotor utama dalam limbah bubuk pemoles tanah jarang. Gunakan larutan NaOH 4 mol/L untuk bereaksi dengan limbah bubuk pemoles tanah jarang selama 1 jam pada suhu 60°C untuk menghilangkan pengotor silikon dioksida dan aluminium oksida dalam limbah bubuk pemoles tanah jarang.
(2) Pengolahan asam
Saat memulihkan unsur tanah jarang dari limbah bubuk pemoles, asam nitrat, asam sulfat, dan asam klorida sering digunakan untuk pelindian. Serium dioksida, komponen utama limbah bubuk pemoles tanah jarang, sedikit larut dalam asam sulfat.
(3) Pelindian asam dengan bantuan agen pereduksi
Jika CeO2 dilindi secara langsung dengan asam, efeknya tidak ideal. Jika agen pereduksi ditambahkan untuk mereduksi Ce4+ menjadi Ce3+, laju pelindian tanah jarang dapat ditingkatkan. Penggunaan agen pereduksi H2O2 untuk membantu pelindian asam klorida pada limbah bubuk pemoles tanah jarang dapat meningkatkan hasil eksperimen secara signifikan.