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稀土抛光粉的种类及应用

日期:2019-01-23 15:30
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摘要: 稀土抛光粉的种类及应用 稀土抛光粉化学组成主要在R2O3、CeO2 ,其中, CaO2 是主要抛光成分。另外, F、SO42-是改变抛光粉晶形、颜色和抛光能力的主要元素之一; 化学活性是指在抛光过程中与玻璃表面形成吸附等化学作用的性质。 稀土抛光粉的物理性质包括真比重、粒度、颜色、硬度、比表面、悬浮性、结构、晶形.

 稀土抛光粉的种类及应用

稀土抛光粉化学组成主要在R2O3、CeO2 ,其中, CaO2 是主要抛光成分。另外, F、SO42-是改变抛光粉晶形、颜色和抛光能力的主要元素之一; 化学活性是指在抛光过程中与玻璃表面形成吸附等化学作用的性质。

稀土抛光粉的物理性质包括真比重、粒度、颜色、硬度、比表面、悬浮性、结构、晶形.

1.以稀土抛光粉中CeO2 量来划分

稀土抛光粉的主要成分是 CeO2 ,据其 CeO2 量的高低可将铈抛光粉分为两大类 : 一类是 CeO2 含 量高的价高质优的高铈抛光粉 ,一般 CeO2/TREO≥ 80% ,另一类是 CeO2 含量低的廉价的低铈抛光 粉,其铈含量在 50% 左右,或者低于 50% ,其余由 La2O3 , Nd2O3 , Pr6O11 组成。

对于高铈抛光粉来讲 ,氧化铈的品位越高 ,抛光能力越大 ,使用寿命也增加 ,特别是硬质玻璃 长时间循环抛光时 ( 石英、光学镜头等 ) ,以使用高品位的铈抛光粉为宜。 

低铈抛光粉一般含有 50% 左右的 CeO2,其余 50% 为 La2O3?SO3,Nd2O3?SO3 , Pr6O11SO3 等碱性无水硫酸盐或 LaOF、NdOF、PrOF等碱性氟化物,此类抛光粉特点是成本低及初始抛光 能力与高铈抛光粉比几乎没有两样,因而广泛用于平板玻璃、显像管玻璃、眼镜片等的玻璃抛光,但使用寿命难免要比高铈抛光粉低。 



2.以稀土抛光粉的大小及粒度分布来划分 

稀土抛光粉的粒度及粒度分布对抛光粉性能有重要影响。对于一定组分和加工工艺的抛光粉,平 均颗粒尺寸越大,则玻璃磨削速度和表面粗糙度越大。在大多数情况下,颗粒尺寸约为 4µm 的抛光 粉磨削速度*大。相反地,如果抛光粉颗粒平均粒度较小,则磨削量减少 ,磨削速度降低,玻璃表 面平整度提高,标准抛光粉一般有较窄的粒度分布,太细和太粗的颗粒很少,无大颗粒的抛光粉能抛 光出高质量的表面,而细颗粒少的抛光粉能提高磨削速度。此外,稀土抛光粉也可以根据其添加剂的 不同种类来划分,稀土抛光粉生产技术属于微粉工程技术, 稀土抛光粉属于超细粉体,国际上一般 将超细粉体分 3 种:纳米级 (1nm ~ 100nm); 亚微米级 ( 100nm ~ 1µ m ) ; 微米级 ( 1µm ~ 100µm ) ,据此分类方法,稀土抛光粉可以分为: 纳米级稀土抛光粉、亚微米级稀土抛光粉及微米级稀土 抛光粉 3 类,通常我们使用的稀土抛光粉一般为微米级,其粒度分布在 1µ m~ 10µ m之间 ,稀土抛 光粉根据其物理化学性质一般使用在玻璃抛光的*后工序,进行精磨 ,因此其粒度分布一般不大于10µ m,粒度大于 10µ m的抛光粉 ( 包括稀土抛光粉 ) 大多用在玻璃加工初期的粗磨。小于 1µ m的 亚微米级稀土抛光粉,由于在液晶显示器与电脑光盘领域的应用逐渐受到重视,产量逐年提高。纳米 级稀土抛光粉目前也已经问世,随着现代科学技术的发展,其应用前景不可预测,但目前其市场份额 还很小,属于研发阶段。 


3、稀土抛光粉生产工艺概述 


生产原料

目前,我国生产铈系稀土抛光粉的原料有下列几种 :(1) 氧化铈 (CeO2) ,由混合稀土盐类经分离 后所得 (w(CeO2)=99%); (2) 混合稀土氢氧化物 (RE(OH)3) ,为稀土精矿 (w(REO)≥50%) 化学处理后 的中间原料 (w(REO)=65% , w(CeO2)≥48%);(3) 混合氯化稀土 (RECl3) ,从混合氯化稀土中萃取分 离得到的少铕氯化稀土 ( 主要含 La , Ce , Pr 和 Nd , w(REO)≥45% , w(CeO2)≥50%); (4) 高品位 稀土精矿 (w(REO)≥60% , w(CeO2)≥48%) ,有内蒙古包头混合型稀土精矿,山东微山和四川冕宁的氟碳铈矿精矿。以上原料中除第 1 种外,第 2 , 3 , 4 种均含轻稀土 (w(REO)≈98%) ,且以 CeO2 为主, w(CeO2) 为 48% ~ 50% 。这些原料均供应充足,这是我国大力发展铈系稀土抛光粉的物质基础 和优势。
 

生产工艺及设备 

高铈系稀土抛光粉的生产 以稀土混合物分离后的氧化铈为原料,以物理化学方法加工成硬度大,粒度均匀、细小,呈面心立方晶体的粉末产品。

其主要工艺过程为 :

原料 → 高温 → 煅烧 → 水淬 → 水力分级 → 过滤 → 烘干 → 上等铈系稀土抛光粉产品。 主要设备有 : 煅烧炉,水淬槽,分级器,过滤机,烘干箱。

主要指标 : 产品中 w(REO)=99% , w(CeO2)=99%; 稀土回收率约 95%; 平均粒经 1µ m~ 6µm( 或 粒度为 200 目~ 300 目 ) ,晶形完好。该产品适用于高速抛光。这种高铈抛光粉*早代替了古典抛光 的氧化铁粉(红粉)。