專利名稱：氧化鈰系研磨材料的再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化鈰系研磨材料的再生方法，尤其涉及可從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無(wú)機(jī)凝聚劑的研磨廢棄物中環(huán)保地再生出高純度的氧化鋪系研磨材料的氧化鈰系研磨材料的再生方法。
背景技術(shù)：
以氧化鈰(CeO2)作為主成分的氧化鈰系研磨材料用于各種玻璃材料的研磨。最近又用于硬盤等磁記錄介質(zhì)用玻璃、液晶顯示器(Liquid Crystal Display;以下稱為“LCD”)的玻璃基板、等離子顯示板(Plasma Display Panel;以下稱為“PDP”)的玻璃基板之類的玻璃材料的研磨中，其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大。通常，在利用氧化鈰系研磨材料研磨LCD或PDP的玻璃基板之類的玻璃材料時(shí)，利用通過(guò)研磨用粉末噴嘴向玻璃材料噴射氧化鈰系研磨材料而進(jìn)行研磨的噴砂(SandBlast)工藝或利用棍子(role)的浮動(dòng)滾壓(role floating)工藝。在使用氧化鈰系研磨材料的噴砂工藝或浮動(dòng)滾壓工藝中將生成研磨廢棄物，這種研磨廢棄物中存在原來(lái)包含于氧化鋪系研磨材料、玻璃材料中的玻璃熔塊(frit glass)成分及研磨墊成分之類的不純物。所述氧化鈰系研磨材料約占l(T60wt%，所述玻璃熔塊以與所述氧化鈰系研磨材料以粉末狀混合在一起的狀態(tài)存在，或以吸附于氧化鈰系研磨材料表面的狀態(tài)存在。所述玻璃熔塊的主成分為Si02。最近對(duì)IXD和PDP之類顯示器的需求劇增，從而氧化鈰系研磨材料的使用量也有劇增的趨勢(shì)，研磨廢棄物的產(chǎn)生量劇增也是實(shí)情。由于含有這種氧化鈰系研磨材料的研磨廢棄物被全數(shù)廢棄，因而這也成為引發(fā)環(huán)境污染的原因。處理研磨廢棄物的通常的方法為，將包含研磨工序已完畢的氧化鈰系研磨材料的研磨廢棄物漿液送往凈化裝置，在凈化裝置中添加鋁(Al)系或鐵(Fe)系凝聚劑以使固相顆粒沉淀而進(jìn)行固形化，并將所排出的液體進(jìn)行化學(xué)處理而排放，固形化的研磨廢棄物則予以全數(shù)廢棄。然而，為了研磨玻璃材料需要大量氧化鈰系研磨材料，最近又有氧化鈰系研磨材料的價(jià)格上升趨勢(shì)，氧化鈰系研磨材料卻幾乎不在國(guó)內(nèi)(韓國(guó))生產(chǎn)而幾乎全部依賴于進(jìn)口也是實(shí)情。因此，再生出氧化鈰系研磨材料的必要性開(kāi)始顯現(xiàn)，然而盡管存在其再生的必要性，至今為止卻幾乎沒(méi)有進(jìn)行對(duì)氧化鈰系研磨材料再生方法的研究。韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2005-0037510號(hào)涉及根據(jù)濕式比重分選法的布朗管研磨材料漿液的再利用法，其公開(kāi)了根據(jù)濕式比重分選法分離并再利用布朗管研磨材料漿液的方法，然而是一種以不同于LCD用玻璃板研磨材料的組成分別分離回收成分的技術(shù)。韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2006-0103546號(hào)涉及用于顯示器用玻璃板的研磨的廢研磨材料的再生方法，其公開(kāi)了分離顯示器用研磨材料漿液并添加金屬氧化物而進(jìn)行燒結(jié)和粉碎分級(jí)的方法，然而作為一種對(duì)于研磨材料漿液，將金屬氧化物作為燒結(jié)助劑添加并進(jìn)行燒結(jié)和粉碎的技術(shù)，具有工藝復(fù)雜而能量消耗較多的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于提供一種可從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無(wú)機(jī)凝聚劑的研磨廢棄物中環(huán)保地再生出氧化鈰系研磨材料，且能夠獲得高純度的氧化鈰系研磨材料，并具有非常高的收率的氧化鈰系研磨材料再生方法。技術(shù)方案本發(fā)明提供一種氧化鈰系研磨材料的再生方法，該方法為從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無(wú)機(jī)凝聚劑的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的方法，其特征在于，包括如下步驟:將不與所述氧化鈰系研磨材料反應(yīng)生成鹽的有機(jī)酸溶液和所述研磨廢棄物添加于反應(yīng)槽而攪拌，以根據(jù)基于所述有機(jī)酸的酸處理，使所述無(wú)機(jī)凝聚劑變成根離子，使所述玻璃熔塊及所述研磨墊浮游；除去浮游的所述玻璃熔塊及所述研磨墊；執(zhí)行清洗及干燥工序而得到氧化鈰系研磨材料，其中，所述有機(jī)酸的PH為0.5飛范圍。所述氧化鈰系研磨材料再生方法還可以包括如下超聲波處理步驟:用設(shè)置于所述反應(yīng)槽內(nèi)的攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌的同時(shí)通過(guò)設(shè)置于所述反應(yīng)槽內(nèi)的超聲波喇叭施加超聲波；根據(jù)所述超聲波，促進(jìn)所述有機(jī)酸與所述無(wú)機(jī)凝聚劑的化學(xué)反應(yīng)，并使根據(jù)所述超聲波而產(chǎn)生的氣泡劇烈膨脹，從而因高度的壓力在其臨界點(diǎn)爆裂，而氣泡爆裂時(shí)的沖擊波作用于所述研磨廢棄物，從而將附于氧化鈰系研磨材料表面的玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離。所述氧化鈰系研磨材料再生方法還可以包括如下氣泡處理步驟:用設(shè)置于所述反應(yīng)槽內(nèi)的攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌的同時(shí)利用設(shè)置于反應(yīng)槽下部的氣泡發(fā)生裝置注入空氣以產(chǎn)生氣泡，并借助該氣泡爆裂的沖擊波或氣泡浮上來(lái)的力，使玻璃熔塊及研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離而浮上來(lái)。所述氧化鈰系研磨材料再生方法，在所述酸處理之后，還可以包括如下步驟:執(zhí)行濕式振動(dòng)篩分級(jí)，以將再生工序中混入的異物及浮游的所述玻璃熔塊和研磨墊進(jìn)行過(guò)濾。其中，所述濕式振動(dòng)篩分級(jí)優(yōu)選利用5(Γ2000目的篩進(jìn)行篩選。所述氧化鈰系研磨材料再生方法，在除去所述玻璃熔塊和所述研磨墊的步驟之后，還可以包括添加堿溶液而進(jìn)行堿處理的步驟，以溶解殘留于氧化鈰系研磨材料的玻璃熔塊。優(yōu)選地，所述堿溶液使用從氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、碳原子數(shù)為f 10的伯胺、仲胺及叔胺中選擇的至少一種堿性化合物，所述堿處理PH在擴(kuò)13范圍執(zhí)行，而且添加所述堿溶液以使所述氧化鈰系研磨材料與堿溶液的重量比在1:0.5^10范圍，由此選擇性地除去玻璃熔塊。所述無(wú)機(jī)凝聚劑可由硫酸鋁、聚氯化鋁、氨明礬、偏鋁酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸鐵或氯化鐵構(gòu)成。優(yōu)選地，所述有機(jī)酸溶液包含從醋酸、乳酸、檸檬酸及草酸中選擇的至少一種酸。所述氧化鈰系研磨材料再生方法，在用所述有機(jī)酸溶液進(jìn)行酸處理之后，還可以包括使用與所述有機(jī)酸溶液成分不同的有機(jī)酸溶液執(zhí)行二次酸處理的步驟。有益效果 根據(jù)本發(fā)明，可從全數(shù)填埋廢棄的氧化鈰系研磨材料廢棄物中高純度地分離回收氧化鋪系研磨材料而重新利用，從而具有可以取代全數(shù)依賴于進(jìn)口的氧化鋪系研磨材料的效果。其優(yōu)點(diǎn)還在于，可通過(guò)并用化學(xué)方法的酸處理工藝和物理方法的超聲波及/或氣泡處理工藝，既環(huán)保又容易地除去存在于研磨廢棄物中的玻璃熔塊、研磨墊及無(wú)機(jī)凝聚劑，得到高純度的氧化鈰系研磨材料，且收率非常高。而且，由于從研磨廢棄物中再生的高價(jià)的氧化鈰系研磨材料可重新使用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，從而可以大量節(jié)省產(chǎn)業(yè)費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用，并可以通過(guò)杜絕廢棄研磨廢棄物而抑制環(huán)境污染。


圖1為概略地示出通過(guò)氣泡處理工序產(chǎn)生氣泡的同時(shí)使玻璃熔塊和研磨墊浮上來(lái)而去除的反應(yīng)槽的圖。圖2為表示商業(yè)性銷售的氧化鈰系研磨材料的粒度分布的曲線圖。圖3為表示按照實(shí)施例1再生的氧化鈰系研磨材料的粒度分布的曲線圖。圖4至圖6為表示利用超聲波振動(dòng)篩解碎按照實(shí)施例1再生的氧化鈰系研磨材料而得到的氧化鈰系研磨材料的粒度分布的曲線圖。圖7和圖8為正規(guī)品的掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope)照片。圖9和圖10為研磨廢棄物的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。圖11至圖13為利用超聲波振動(dòng)篩解碎按照實(shí)施例1再生的氧化鈰系研磨材料而得到的氧化鈰系研磨材料的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。圖14為表示商業(yè)性銷售的氧化鋪系研磨材料的X射線衍射(X-ray diffraction)圖案的曲線圖。圖15為表示利用超聲波振動(dòng)篩解碎按照實(shí)施例1再生的氧化鈰系研磨材料而得到的氧化鈰系研磨材料的X射線衍射圖案的曲線圖。最優(yōu)實(shí)施方式本發(fā)明提供一種從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無(wú)機(jī)凝聚劑的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的氧化鈰系研磨材料再生方法，其特征在于，包括如下步驟將不與所述氧化鈰系研磨材料反應(yīng)生成鹽的有機(jī)酸溶液和所述研磨廢棄物添加于反應(yīng)槽而攪拌，以根據(jù)基于所述有機(jī)酸的酸處理，使所述無(wú)機(jī)凝聚劑變成根離子，且使所述玻璃熔塊及所述研磨墊浮游；除去浮游的所述玻璃熔塊及所述研磨墊；執(zhí)行清洗及干燥工序而得到氧化鈰系研磨材料，其中，所述有機(jī)酸的pH為O. 5飛范圍。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，以下實(shí)施例是為了讓本技術(shù)領(lǐng)域中具有一般知識(shí)的人充分理解本發(fā)明而提供的，因此可變形為多種其他形式，本發(fā)明的范圍并不局限于下述實(shí)施例。在附圖上同一符號(hào)指同一要素。本發(fā)明公開(kāi)從含有氧化鈰研磨材料的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的方法。當(dāng)利用氧化鈰系研磨材料研磨LCD或TOP的玻璃基板之類的玻璃材料時(shí)，采用將氧化鈰系研磨材料通過(guò)研磨用粉末噴嘴噴射于玻璃材料而進(jìn)行研磨的噴砂工序或利用輥?zhàn)?role)的浮動(dòng)滾壓(role floating)工序。在使用氧化鈰系研磨材料的噴砂工序或浮動(dòng)滾壓工序中將生成研磨廢棄物，這種研磨廢棄物中存在原來(lái)包含于氧化鈰系研磨材料和玻璃材料中的玻璃熔塊(frit glass)成分和研磨墊成分。所述氧化鋪系研磨材料約占l(T60wt%,所述玻璃熔塊及所述研磨墊與所述氧化鈰系研磨材料一同以粉末狀混合的狀態(tài)存在或以吸附于氧化鈰系研磨材料表面的狀態(tài)存在。所述玻璃熔塊的主成分為SiO2。對(duì)于作為玻璃材料的研磨副產(chǎn)物的研磨廢棄物,通過(guò)添加招(Al)系凝聚劑或鐵(Fe)系凝聚劑之類的無(wú)機(jī)凝聚劑而使固相顆粒沉淀并排出液體，由此進(jìn)行固形化。 作為鋁系凝聚劑使用硫酸鋁(Al2 (SO4) 3.18H20)、聚氯化鋁(PAC)、銨明礬(Al2(SO4)3.(NH4)2SO4.24H20)、偏鋁酸鈉(NaAlO2)等，作為鐵系凝聚劑使用硫酸亞鐵(FeSO4.7H20)、硫酸鐵(Fe2(SO4)3)、氯化鐵(FeCl3.6H20)等。這種使用為無(wú)機(jī)凝聚劑的鋁鹽或鐵鹽在水中容易水解成為聚合多價(jià)陽(yáng)離子，并在反應(yīng)過(guò)程中消耗堿或產(chǎn)生CO2而降低pH。例如公知的有:硫酸招(Aluminum sulfate)與水中的堿性成分反應(yīng)生成氫氧化招而引起凝聚，并在此過(guò)程中還生成CO2而降低pH ;硫酸鐵(Ferric sulfate)也與水中的堿反應(yīng)形成氫氧化物，從而產(chǎn)生CO2 ;氯化鐵(Ferric Chloride)也產(chǎn)生鹽酸或CO2而降低pH。正如這樣，作為使用于玻璃材料研磨的副產(chǎn)物的研磨廢棄物中含有使用于玻璃材料研磨的氧化鈰研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊之類的氧化物微顆粒及無(wú)機(jī)凝聚劑成分。氧化鈰系研磨材料與玻璃熔塊之間的比重差顯示出較大偏差，然而平均粒徑并不顯示出偏差。并且，由于氧化鈰系研磨材料和玻璃熔塊的最大顆粒大小為 ο μ m以下，因此不易通過(guò)一般的分級(jí)工序?qū)⒉Ａ蹓K和無(wú)機(jī)凝聚劑選擇性地除去，需要通過(guò)如本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中所公開(kāi)方法的特殊工序除 去。以下，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的氧化鈰系研磨材料的再生方法。可通過(guò)利用有機(jī)酸溶液的酸處理方法從含有氧化鈰系研磨材料的研磨廢棄物中選擇性地分類出氧化鈰系研磨材料。為了僅選擇性地分類出氧化鈰系研磨材料，制造酸性漿(slurry)。具體來(lái)講，執(zhí)行如下酸處理工序:將含有不與氧化鈰系研磨材料反應(yīng)生成鹽(salt)的有機(jī)酸的酸性溶液和研磨廢棄物投入于反應(yīng)槽，然后用攪拌機(jī)將其攪拌而形成固形物含量為0.Γ50重量％左右的酸性漿，以使研磨廢棄物中含有的玻璃熔塊和研磨墊浮游，使無(wú)機(jī)凝聚劑則變化為根離子。為使混合在研磨廢棄物內(nèi)的玻璃熔塊、研磨墊及無(wú)機(jī)凝聚劑能夠充分地分散而進(jìn)行反應(yīng)，制造所述酸性漿時(shí)的攪拌速度優(yōu)選為5(T2000rpm左右。所述有機(jī)酸溶液為不與氧化鈰系研磨材料反應(yīng)生成鹽(salt)的酸溶液，優(yōu)選使用從醋酸(acetic acid)、乳酸(lactic acid)、朽1 樣酸(citric acid)及草酸(oxalic acid)中選擇的至少一種有機(jī)酸。由于氧化鈰系研磨材料可能溶于硝酸、硫酸、鹽酸等無(wú)機(jī)酸中，故優(yōu)選使用有機(jī)酸。所述有機(jī)酸溶液的濃度優(yōu)選為0.f30wt%左右。基于所述有機(jī)酸溶液的酸處理工序優(yōu)選在常溫(例如1(T30° C)至100° C左右的溫度下實(shí)施30分鐘 48小時(shí)。研磨廢棄物與有機(jī)酸優(yōu)選以1:0.Γ10 (研磨廢棄物:有機(jī)酸)左右的重量比相混合。有機(jī)酸的含量過(guò)少的情況下不能使無(wú)機(jī)凝聚劑充分變化為根離子，而有機(jī)酸的含量過(guò)多的情況下可能難以期望進(jìn)一步地將無(wú)機(jī)凝聚劑變化為根離子的效果，因此浪費(fèi)原料而不夠經(jīng)濟(jì)。添加有機(jī)酸以使pH變化為0.5飛.0范圍，更優(yōu)選為2.(Γ4.0范圍。當(dāng)通過(guò)添加有機(jī)酸而調(diào)節(jié)的PH小于0.5時(shí)，不但酸性漿的酸性過(guò)高且不穩(wěn)定，而且可能由于高酸性而使后續(xù)作業(yè)的穩(wěn)定性下降；而如果酸性漿的PH超過(guò)6.0，則可能使無(wú)機(jī)凝聚劑變化為根離子的效果變?nèi)?。添加有機(jī)酸使pH變化的同時(shí)觀察了無(wú)機(jī)凝聚劑的根離子變化及玻璃熔塊和研磨墊的浮游度，其結(jié)果顯示出通過(guò)添加有機(jī)酸而使PH在0.5飛.0范圍的情況下，無(wú)機(jī)凝聚劑變化為根離子的效果最為顯著，玻璃熔塊和研磨墊也容易浮游，從而與氧化鈰系研磨材料的分離進(jìn)行得良好。正如這樣，通過(guò)有機(jī)酸處理方法，無(wú)機(jī)凝聚劑變化為根離子，從而以溶解(solution)狀態(tài)分散于有機(jī)酸溶液，玻璃熔塊則形成絡(luò)合物而浮游于有機(jī)酸溶液上部。由于氧化鈰系研磨材料的比重相對(duì)大于玻璃熔塊和研磨墊的比重，且難溶于有機(jī)酸而又沉重，因此氧化鈰系研磨材料將下沉。根據(jù)比重差，比重大的氧化鈰系研磨材料下沉，而比重相對(duì)較小的玻璃熔塊和研磨墊則與氧化鈰系研磨材料分離而浮游。也可以利用攪拌機(jī)對(duì)衆(zhòng)進(jìn)行攪拌的同時(shí),利用超聲波(ultrasonic wave)振子向漿發(fā)射超聲波而執(zhí)行超聲波處理工序。所述超聲波處理工序起到將附于氧化鈰系研磨材料表面的玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離的作用。研磨廢棄物中含有的玻璃熔塊成分和研磨墊成分通過(guò)所述超聲波處理工序而與氧化鈰系研磨材料分離。發(fā)射的超聲波的頻率可以是28 40kHz左右，超聲波優(yōu)選施加30分鐘飛小時(shí)左右。超聲波通常是指具有20kHz以上頻率的聲波。如果向漿中射入超聲波，則所述漿內(nèi)的氣體分子(氣泡)將劇烈膨脹，所述氣體分子具有非常高 的壓力而在其臨界點(diǎn)爆裂。氣泡爆裂時(shí)的沖擊波作用于研磨廢棄物而起到從氧化鈰系研磨材料剝離周邊的玻璃熔塊和研磨墊的作用。而且，如果向漿中射入超聲波，則促進(jìn)無(wú)機(jī)凝聚劑與有機(jī)酸之間的化學(xué)反應(yīng)。也可以代替所述超聲波處理工序或與超聲波處理工序一同執(zhí)行氣泡處理工序，該氣泡處理工序利用具備于反應(yīng)槽下部的氣泡發(fā)生裝置注入空氣而產(chǎn)生氣泡，并依靠該氣泡爆裂的沖擊波或氣泡浮上來(lái)的力將玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離而使其浮上來(lái)?；旌显谘心U棄物中的玻璃熔塊的比重為1.4左右，氧化鈰系研磨材料的比重約為7左右，玻璃熔塊與氧化鈰系研磨材料之間的比重差顯示出較大偏差，可利用這一點(diǎn)，通過(guò)氣泡處理工序?qū)⒉Ａ蹓K從氧化鈰系研磨材料進(jìn)行分級(jí)，以選擇性地除去玻璃熔塊。圖1示出了通過(guò)氣泡處理工序產(chǎn)生氣泡的同時(shí)使玻璃熔塊和研磨墊浮上來(lái)而進(jìn)行去除的反應(yīng)槽100。所述反應(yīng)槽100內(nèi)設(shè)置有由馬達(dá)M和通過(guò)所述馬達(dá)M而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)葉片110構(gòu)成的攪拌機(jī)120，該攪拌機(jī)120的旋轉(zhuǎn)葉片110以5(T2000rpm旋轉(zhuǎn)。而且，所述反應(yīng)槽100內(nèi)設(shè)置有超聲波喇叭(ultrasonic wave horn) H，所述超聲波喇叭H連接于超聲波發(fā)生器(ultrasonic wave generator,未圖示)。通過(guò)所述超聲波發(fā)生器起振的超聲波施加于超聲波角H，由此在反應(yīng)槽中產(chǎn)生超聲波。施加于超聲波角H的超聲波起到將附于反應(yīng)槽100內(nèi)的氧化鈰系研磨材料表面的玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離的作用。而且，反應(yīng)槽100內(nèi)的下部面設(shè)置有具備多個(gè)微細(xì)氣孔的打孔板130，起到當(dāng)空氣從打孔板130下部注入而從打孔板130通過(guò)時(shí)產(chǎn)生氣泡的功能。憑借攪拌機(jī)120的旋轉(zhuǎn)，使包含玻璃熔塊、研磨墊、無(wú)機(jī)凝聚劑及氧化鈰系研磨材料的漿不致沉淀，以防止打孔板130的氣孔被堵塞。而且，隨著空氣從打孔板130下部的注入口注入，經(jīng)過(guò)打孔板130而產(chǎn)生氣泡，從而玻璃熔塊和研磨墊將與氣泡一同被浮上來(lái)。反之，氧化鈰系研磨材料因比重較大之故不能憑借氣泡浮起而留在反應(yīng)槽100的底面。由于通過(guò)反應(yīng)槽100中的攪拌過(guò)程產(chǎn)生的眾氣泡附于玻璃熔塊和研磨墊表面使浮力變大，因此玻璃熔塊和研磨墊向水面迅速浮上來(lái)。此時(shí)，當(dāng)攪拌機(jī)120的旋轉(zhuǎn)速度過(guò)大時(shí)，形成的漩渦較大，因而氧化鈰系研磨材料也可能憑借漩渦而沿著反應(yīng)槽100的壁面浮上來(lái)，而當(dāng)攪拌機(jī)120的旋轉(zhuǎn)速度過(guò)小時(shí)，玻璃熔塊和研磨墊不會(huì)浮上來(lái)，而是與氧化鈰系研磨材料摻混在一起，從而難以充分地分離，因此攪拌機(jī)120的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選為5(T2000rpm左右。在執(zhí)行酸處理工序之后還可以利用后述的濕式振動(dòng)篩分級(jí)法。使用于濕式振動(dòng)篩分級(jí)法的篩(sieve)使用具有5(Γ2000目(mesh)大小的篩。由于浮上來(lái)的玻璃熔塊和研磨墊以凝聚的形態(tài)具有約10 μ m以上的顆粒大小，而氧化鈰系研磨材料具有小于10 μ m的顆粒大小，因此可利用濕式振動(dòng)篩分級(jí)選擇性地除去玻璃熔塊和研磨墊。如果對(duì)濕式振動(dòng)篩分級(jí)工序具體地說(shuō)明，則在該工序中用具有期望目數(shù)的篩使已完成酸處理工序的漿予以振動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行篩選，由此從漿中選擇性地分離出氧化鈰系研磨材料。具有大粒徑的玻璃熔塊和研磨墊不能通過(guò)篩，而具有小粒徑的氧化鈰系研磨材料將通過(guò)篩，由此，浮上來(lái)的玻璃熔塊和研磨墊將從氧化鈰系研磨材料選擇性地分級(jí)出來(lái)。使沉有氧化鈰系研磨材料的反應(yīng)槽傾斜，由此將浮游的玻璃熔塊和研磨墊成分之類的不純物倒出。此時(shí)，在反應(yīng)槽的底部，氧化鈰系研磨材料將原原本本地殘留著。通過(guò)如上所述地倒出浮游于反應(yīng)槽的玻璃熔塊的過(guò)程，可以輕易地除去玻璃熔塊。由于變化為根離子的無(wú)機(jī)凝聚劑處于分散在有機(jī)酸溶液的狀態(tài)，因此將在倒出玻璃熔塊的過(guò)程中一并除去。當(dāng)然也可以利用各不相同的有機(jī)酸將利用有機(jī)酸溶液的酸處理工序反復(fù)執(zhí)行至少一次。例如可利用醋酸(acetic acid)執(zhí)行一次酸處理,利用草酸(oxalic acid)執(zhí)行二次酸處理。通過(guò)這樣進(jìn)行兩步驟酸處理工序，具有更能徹底除去玻璃熔塊和研磨墊的優(yōu)點(diǎn)。執(zhí)行完酸處理工序后，還可以執(zhí)行利用堿溶液除去氧化鈰系研磨材料中殘留的玻璃熔塊的堿處理工序。作為所述堿溶液可使用從氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、碳原子數(shù)為f 10的伯胺、仲胺及叔胺中選擇的至少一種堿性化合物。所述堿溶液起到溶解玻璃熔塊的作用。所述堿處理優(yōu)選在pH為擴(kuò)13的范圍、更優(yōu)選是在pH為9.5^12的范圍中完成。當(dāng)通過(guò)堿溶液調(diào)節(jié)的PH超過(guò)13時(shí)，不僅不穩(wěn)定，而且難以進(jìn)一步期待溶解玻璃熔塊的效果，而當(dāng)pH小于9時(shí)，溶解玻璃熔塊的效果可能比較微弱。通過(guò)添加堿溶液來(lái)改變pH的同時(shí)觀察了溶解玻璃熔塊的效果，其結(jié)果顯示，當(dāng)通過(guò)添加堿溶液而PH為擴(kuò)13范圍時(shí)，溶解玻璃熔塊的效果最顯著。所述堿處理工序優(yōu)選在常溫(例如1(T30° C)至100° C左右的溫度下實(shí)施30分鐘 48小時(shí)。酸處理過(guò)的氧化鈰系研磨材料與堿溶液優(yōu)選以1:0.5 10 (氧化鈰系研磨材料:堿溶液)左右的重量比進(jìn)行混合。當(dāng)堿溶液的含量過(guò)少時(shí)不能充分溶解玻璃熔塊，而當(dāng)堿溶液的含量過(guò)多時(shí)會(huì) 浪費(fèi)原料而不夠經(jīng)濟(jì)。所述堿溶液的濃度優(yōu)選為0.廣30被％左右。
優(yōu)選地，執(zhí)行完酸處理工序或堿處理工序后，將氧化鈰系研磨材料用水(H2O)清洗至少一次。清洗后執(zhí)行干燥工序。所述干燥工序可通過(guò)熱風(fēng)干燥、真空干燥、噴霧干燥或凍結(jié)干燥等一般性的干燥工序?qū)崿F(xiàn)，所述干燥工序之后可得到氧化鈰系研磨材料。由于氧化鈰系研磨材料的眾多顆粒相互錯(cuò)綜凝聚而存在，因此為了在將顆粒予以相互分離中進(jìn)行微細(xì)化，可以實(shí)施解碎或粉碎工序。所述解碎或粉碎可利用普遍公知的超聲波振動(dòng)篩(ultrasonic sieving)法、球磨(Ball Mill)法等。以下更為具體地公開(kāi)本發(fā)明的實(shí)施例，然而本發(fā)明并不局限于下面公開(kāi)的實(shí)施例。<實(shí)施例1>制造了酸性衆(zhòng)。具體地,將Ikg草酸(oxalic acid)、包含氧化鋪系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及聚氯化招(poly aluminium chloride)無(wú)機(jī)凝聚劑的12kg研磨廢棄物和22kg水(H2O)投入于75L溶解器(高速攪拌機(jī))后，將其攪拌而制造酸性漿，并執(zhí)行了一次酸處理工序。漿的pH為1. 5左右。利用攪拌機(jī)攪拌漿的同時(shí)，為使凝聚的玻璃熔塊和研磨墊浮上來(lái)而執(zhí)行了氣泡處理工序。如圖1所示，用于所述氣泡處理工序的裝置具有反應(yīng)槽100,所述反應(yīng)槽100內(nèi)設(shè)置有由馬達(dá)M和通過(guò)所述馬達(dá)M旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)葉片110構(gòu)成的攪拌機(jī)120，所述反應(yīng)槽100內(nèi)設(shè)置有超聲波喇叭(ultrasonicwave horn) H，所述超聲波喇叭50連接于超聲波發(fā)生器(ultrasonicwave generator,未圖示),反應(yīng)槽100內(nèi)的下部面上設(shè)置有形成有多個(gè)孔的打孔板130，并使得空氣從打孔板130下部注入而經(jīng)由打孔板130時(shí)產(chǎn)生氣泡。使攪拌機(jī)120緩慢地進(jìn)行攪拌的同時(shí)，從下部投入口注入空氣，以使玻璃熔塊和研磨墊借助經(jīng)過(guò)具有微細(xì)氣孔的打孔板130時(shí)產(chǎn)生的氣泡而與氣泡一同浮上來(lái)。氧化鈰系研磨材料由于比重大，不能憑借氣泡浮上來(lái)而留在反應(yīng)槽100的底面。在執(zhí)行所述氣泡處理工序的期間，將28kHz的超聲波施加于所述超聲波喇叭而執(zhí)行了四個(gè)小時(shí)的超聲波處理工序。所述攪拌機(jī)120的旋轉(zhuǎn)葉片30以IOOOrpm進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，攪拌溫度取為25。C，攪拌時(shí)間取為4小時(shí)。執(zhí)行完一次酸處理工序后，為除去浮游的玻璃熔塊、研磨墊及異物而執(zhí)行了濕式振動(dòng)篩分級(jí)。濕式振動(dòng)篩分級(jí)被設(shè)計(jì)成用100目的篩對(duì)浮游的玻璃熔塊和研磨墊進(jìn)行篩選的同時(shí)，通過(guò)振動(dòng)使凝聚的氧化鈰系研磨材料被解碎。用100目的篩進(jìn)行濕式振動(dòng)篩分級(jí)后，利用300目的篩實(shí)施了二次濕式振動(dòng)篩分級(jí)。進(jìn)行濕式振動(dòng)篩分級(jí)而除去浮游的玻璃熔塊和研磨墊后，向已執(zhí)行一次酸處理和濕式振動(dòng)篩分級(jí)的研磨廢棄物中投入2. 4kg檸檬酸(citric acid)和30kg水(H2O)后進(jìn)行攪拌，由此執(zhí)行了二次酸處理工序。使得因檸檬酸(citric acid)的酸性漿的pH達(dá)到1.5左右。執(zhí)行完二次酸處理工序后，使沉有氧化鈰系研磨材料的反應(yīng)槽傾斜而倒出了浮游著的玻璃熔塊。此時(shí),在反應(yīng)槽的底部,氧化鈰系研磨材料將原原本本地殘留著。通過(guò)如上所述地倒出浮游于反應(yīng)槽的玻璃熔塊的過(guò)程，可輕易地除去玻璃熔塊。由于變化為根離子的無(wú)機(jī)凝聚劑處于分散于有機(jī)酸溶液的狀態(tài)，因此將在倒出玻璃熔塊的過(guò)程中被一并除去。使反應(yīng)槽傾斜而倒出浮游的玻璃熔塊后，向已執(zhí)行二次酸處理工序的研磨廢棄物中投入3kg的10%氫氧化鈉(NaOH)水溶液和30kg水(H2O)后進(jìn)行攪拌而執(zhí)行了堿處理工序。使得因氫氧化鈉的堿性漿的PH變?yōu)?1.5左右。執(zhí)行完堿處理工序后，為除去玻璃熔塊或異物而利用1450目的篩執(zhí)行了濕式篩分級(jí)。將已執(zhí)行濕式篩分級(jí)的終產(chǎn)物用30kg水(H2O)清洗了兩回。執(zhí)行了用于使洗凈的終產(chǎn)物干燥的干燥工序。所述干燥工序利用了熱風(fēng)干燥機(jī)，在90° C下干燥二十四個(gè)小時(shí)，得到了高純度的氧化鈰系研磨材料。圖2為表示商業(yè)性銷售的氧化鈰系研磨材料(以下稱為“正規(guī)品”)的粒度分布的曲線圖，圖3為表示按照實(shí)施例1再生的氧化鈰系研磨材料(以下稱為“再生干燥品”)的粒度分布的曲線圖。圖4至圖6為表示用超聲波振動(dòng)篩解碎按照實(shí)施例1再生的氧化鈰系研磨材料而得到的氧化鈰系研磨材料(再生解碎品)的粒度分布的曲線圖。利用超聲波振動(dòng)篩的解碎工序用分別為10kg/kg (圖4)、30kg/kr (圖5)、50kg/hr (圖6)的供應(yīng)速度(feedingspeed)和36kHz的超聲波施加電壓、500目(mesh)的振動(dòng)篩進(jìn)行實(shí)施。由于根據(jù)實(shí)施例1再生的氧化鈰系研磨材料的凝聚程度較弱，因此僅用超聲波振動(dòng)篩之類的解碎工序也能解開(kāi)顆粒間凝聚。比較圖2與圖3，再生干燥品與正規(guī)品相比顯示出幾乎相同的粒度分布；比較圖4至圖6與圖2，再生解碎品與正規(guī)品相比顯示出幾乎相同的粒度分布。將正規(guī)品、再生干燥品及再生解碎品的粒度分析結(jié)果示于下表I。表I
權(quán)利要求
1.一種氧化鈰系研磨材料的再生方法，該方法為從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無(wú)機(jī)凝聚劑的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的方法，其特征在于，包括如下步驟: 將不與所述氧化鈰系研磨材料反應(yīng)生成鹽的有機(jī)酸溶液和所述研磨廢棄物添加于反應(yīng)槽而攪拌，以根據(jù)基于所述有機(jī)酸的酸處理，使所述無(wú)機(jī)凝聚劑變成根離子，使所述玻璃熔塊及所述研磨墊浮游； 除去浮游的所述玻璃熔塊及所述研磨墊； 執(zhí)行清洗及干燥工序而得到氧化鈰系研磨材料； 其中，所述有機(jī)酸的PH為0.5^6.0范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其中，還包括如下超聲波處理步驟: 用設(shè)置于所述反應(yīng)槽內(nèi)的攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌的同時(shí)通過(guò)設(shè)置于所述反應(yīng)槽內(nèi)的超聲波喇叭施加超聲波； 根據(jù)所述超聲波，促進(jìn)所述有機(jī)酸與所述無(wú)機(jī)凝聚劑的化學(xué)反應(yīng)，并使根據(jù)所述超聲波而產(chǎn)生的氣泡劇烈膨脹，從而因高度的壓力在其臨界點(diǎn)爆裂，而氣泡爆裂時(shí)的沖擊波作用于所述研磨廢棄物，從而將附于氧化鈰系研磨材料表面的玻璃熔塊和研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離。
3.如權(quán)利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其中，還包括如下氣泡處理步驟: 用設(shè)置于所述反應(yīng)槽內(nèi)的攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌的同時(shí)利用設(shè)置于反應(yīng)槽下部的氣泡發(fā)生裝置注入空氣以產(chǎn)生氣泡，并借助該氣泡爆裂的沖擊波或氣泡浮上來(lái)的力，使玻璃熔塊及研磨墊從氧化鈰系研磨材料表面剝離而浮上來(lái)。
4.如權(quán)利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其特征在于，在所述酸處理之后，還包括如下步驟: 執(zhí)行濕式振動(dòng)篩分級(jí)，以將再生工序中混入的異物及浮游的所述玻璃熔塊和研磨墊進(jìn)行過(guò)濾； 其中，所述濕式振動(dòng)篩分級(jí)利用5(Γ2000目的篩進(jìn)行篩選。
5.如權(quán)利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其特征在于，除去所述玻璃熔塊和所述研磨墊的步驟之后，還包括添加堿溶液而進(jìn)行堿處理的步驟，以溶解殘留于氧化鈰系研磨材料的玻璃熔塊， 其中，所述堿溶液使用從氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、碳原子數(shù)為f 10的伯胺、仲胺及叔胺中選擇的至少一種堿性化合物，所述堿處理在PH在擴(kuò)13范圍執(zhí)行，而且添加所述堿溶液以使所述氧化鈰系研磨材料與堿溶液的重量比在1:0.5^10范圍，由此選擇性地除去玻璃熔塊。
6.如權(quán)利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)凝聚劑由硫酸鋁、聚氯化鋁、氨明礬、偏鋁酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸鐵或氯化鐵構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其特征在于，所述有機(jī)酸溶液包含從醋酸、乳酸、檸檬酸及草酸中選擇的至少一種酸。
8.如權(quán)利要求1所述的氧化鈰系研磨材料的再生方法，其中，用所述有機(jī)酸溶液進(jìn)行酸處理之后，還包括使用與所述有機(jī)酸溶液成分不同的有機(jī)酸溶液執(zhí)行二次酸處理的步驟 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鈰系研磨材料的再生方法，該方法為從包含氧化鈰系研磨材料、玻璃熔塊、研磨墊及無(wú)機(jī)凝聚劑的研磨廢棄物中再生出氧化鈰系研磨材料的方法，其特征在于，包括如下步驟將不與所述氧化鈰系研磨材料反應(yīng)生成鹽的有機(jī)酸溶液和所述研磨廢棄物添加于反應(yīng)槽而攪拌，以根據(jù)基于所述有機(jī)酸的酸處理，使所述無(wú)機(jī)凝聚劑變成根離子，使所述玻璃熔塊及所述研磨墊浮游；除去浮游的所述玻璃熔塊及所述研磨墊；執(zhí)行清洗及干燥工序而得到氧化鈰系研磨材料；其中，所述有機(jī)酸的pH為0.5~6.0范圍。根據(jù)本發(fā)明，可從研磨廢棄物中環(huán)保地再生出氧化鈰系研磨材料，可得到高純度的氧化鈰系研磨材料，并且收率非常高。
文檔編號(hào)B24B57/00GK103079764SQ201180037945
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者姜佑圭, 金元烈, 宋永春, 黃光澤 申請(qǐng)人:Ranco株式會(huì)社