İhmal edilen altın: nadir toprak parlatma tozu
Nadir toprak seryum bazlı parlatma tozu, şu anda ana akım nadir toprak parlatma tozudur. Mükemmel parlatma performansına sahiptir ve ürünlerin veya parçaların yüzey kalitesini iyileştirebilir. “Parlatma tozunun kralı” olarak bilinir. Cam işleme endüstrisi ve elektronik endüstrisi, nadir toprak parlatma tozunun ana alt akış uygulama alanlarıdır. Parlatmadan sonra bozulan nadir toprak parlatma tozu atığı, her yıl çıktının yaklaşık %70’ini oluşturur. Atık bileşenleri çoğunlukla nadir toprak parlatma tozu atık kalıntıları, atık sıvı, parlatma iş parçalarından gelen cam parçaları, parlatma bezinden gelen öğütme derisi (organik polimer), yağ ve diğer safsızlıklardan gelir ve nadir toprak bileşenlerinin oranı %50’dir. Başarısız nadir toprak parlatma tozunun nasıl bertaraf edileceği, alt akış uygulama şirketleri için büyük bir sorun haline gelmiştir.
Günümüzde, nadir toprak parlatma tozu atıklarının geri dönüştürülmesinde yaygın olarak kullanılan yöntemler fiziksel ayırma ve kimyasal ayırmadır.
Fiziksel ayırma yöntemi
(1) Flotasyon yöntemi
Son yıllarda, flotasyon teknolojisi katı atık arıtımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Atık nadir toprak parlatma tozundaki bileşenlerin hidrofilikliğindeki farklılık nedeniyle, bileşenlerin sulu çözeltideki afinitesini iyileştirmek için farklı flotasyon maddeleri seçilir, hidrofilik parçacıklar suda bırakılır ve böylece ayırma amacına ulaşılır. Ancak, parlatma tozu parçacıklarının boyutu flotasyon geri kazanım oranını etkiler ve geri kazanım saflığı yeterli değildir.
Flotasyon sırasında farklı toplayıcılar seçilir ve safsızlık giderme etkisi büyük ölçüde değişir. Yang Zhiren ve arkadaşları, stirenfosfonik asidin pH’ı 5 olduğunda, flotasyondan sonra seryum oksit ve lantan oksit geri kazanım oranının %95’e ulaştığını, kalsiyum florür ve floroapatitin geri kazanım oranının ise en fazla %20 olduğunu buldu. 5 mikrondan daha küçük çaplı parçacıkların, zayıf flotasyon etkisi nedeniyle safsızlıkları gidermek için daha fazla ayrılması gerekir.
(2) Manyetik ayırma yöntemi
Atık nadir toprak parlatma tozu manyetizmaya sahiptir. Buna dayanarak, Mishima ve arkadaşları. Nadir toprak parlatma bulamacını geri kazanmak için dikey manyetik alanlı bir cihaz tasarladı. Atık toz bulamacının akış hızı 20 mm/s, sirkülasyon süresi 30 dakika, bulamaç konsantrasyonu %5 ve bulamacın pH’ı 3 olduğunda, seryum dioksit ve demir flokülantının ayırma verimliliği %80’e ulaşabilir. Manyetik alan yönü yatay bir eğime değiştirilirse ve ardından MnCl2 çözeltisi eklenirse, zıt manyetik özelliklere sahip silisyum dioksit ve alüminyum oksit seryum dioksitten ayrılabilir.
(3) Diğer yöntemler
Takahashi ve diğerleri, parçacıklarının -10°C’de çökmesi kolay olmayan atık toz bulamacını dondurdu ve ardından 25°C’lik bir ortamda çözdü. Kirlilikler ve nadir toprak oksitleri, atıktaki yararlı maddelerin toplanmasını ve geri kazanılmasını kolaylaştıran bir tabaka oluşturdu.
Kimyasal ayırma yöntemi
Kimyasal yöntem, esas olarak asit çözünmesi ve alkali kavurma işleminden sonra geri kazanım sürecini benimser ve safsızlık giderme, çıkarma ve çökeltme yoluyla nadir toprak parlatma tozu ham maddelerini elde etmek için yardımcı reaktif olarak bir indirgeyici madde kullanır. Bu yöntem yüksek bir nadir toprak geri kazanım oranına sahiptir, ancak süreç uzundur ve maliyeti yüksektir. Aşırı güçlü asit veya güçlü alkali büyük miktarda atık su üretir. (1) Alkali işleme
Alüminyum oksit ve silisyum dioksit, nadir toprak parlatma tozu atıklarındaki ana safsızlıklardır. Nadir toprak parlatma tozu atıklarındaki silisyum dioksit ve alüminyum oksit safsızlıklarını gidermek için 60°C’de 1 saat boyunca nadir toprak parlatma tozu atığıyla reaksiyona sokmak için 4 mol/L NaOH çözeltisi kullanın.
(2) Asit işleme
Nadir toprak elementlerini parlatma tozu atıklarından geri kazanırken, sızdırma için genellikle nitrik asit, sülfürik asit ve hidroklorik asit kullanılır. Nadir toprak parlatma tozu atığının ana bileşeni olan seryum dioksit, sülfürik asitte hafifçe çözünür.
(3) İndirgeyici madde destekli asit liçi
CeO2 doğrudan asitle liçi yapılırsa, etki ideal olmaz. Ce4+’ı Ce3+’a indirgemek için bir indirgeyici madde eklenirse, nadir toprak liçi oranı iyileştirilebilir. Nadir toprak parlatma tozu atığının hidroklorik asit liçine yardımcı olmak için indirgeyici madde H2O2 kullanılması, deneysel sonuçları önemli ölçüde iyileştirebilir.