一种废抛光粉的资源化利用系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种废抛光粉的资源化利用系统及其方法，所述系统包括：物料输送单元、焙烧单元、浸出单元、碳酸化单元及碳酸钠回收单元；所述物料输送单元的出料口和所述焙烧单元的进料口相连接；所述焙烧单元的出料口和所述浸出单元的固体进料口相连接；所述浸出单元和所述碳酸化单元之间依次设置有第一物料泵和第一过滤机；所述碳酸化单元和所述碳酸钠回收单元之间依次设置有第二物料泵和第二过滤机；所述碳酸化单元的出料口和所述第二物料泵的进料口相连接；所述第二过滤机的滤液出口和所述碳酸钠回收单元的进料口相连接。通过上述方法可将废抛光粉中的稀土、钠、铝、硅等元素进行高效回收，碳酸钠介质循环使用，无二次污染产生。

A resource utilization system and method of waste polishing powder

【技术实现步骤摘要】
一种废抛光粉的资源化利用系统及其方法
本专利技术涉及固废利用，具体涉及一种废抛光粉的资源化利用系统及其方法。
技术介绍
近几年来，随着光学、电子仪器和信息技术的快速发展，对材料表面的抛光精度要求越来越高，大大促进了稀土抛光粉的发展，我国稀土抛光粉消费量每年平均以30％的速度增长，随之废稀土抛光粉的排放量也逐年增加，目前废稀土抛光粉年产生量已超过5万吨。在废稀土抛光粉中不仅含有稀土氧化物，而且还含有光学玻璃粉相，一方面受国家稀土矿产资源保护性开发政策的影响，造成稀土资源紧缺和稀土抛光粉的价格升高；另一方面，大量闲置的废弃稀土资源，不仅占用土地，还污染环境，而且导致资源浪费。目前，国内外关于废稀土抛光粉资源化利用技术主要分为浮选法、强酸强碱法、浮选配合强酸强碱浸出法。浮选法分离工艺主要是借助稀土的选矿技术，采用重选和浮选方法，利用废稀土抛光粉中组分的亲水能力差异，密度等，借助重选及浮选药剂对废抛光粉进行处理，改善其组分在水溶液中的亲和力，使稀土组分表面疏水，并与气泡相互作用形成泡沫而被浮选出来，进而达到分离的目的。强酸强碱法分离工艺中多数工艺是经过高浓度强酸，如硫酸、盐酸和硝酸等，浸出后、再经分离、萃取、富集和焙烧等工艺，最终制备出较为纯净的稀土氧化物。而抛光粉中的四价铈由于结构稳定，很难直接由盐酸浸出，强碱可破坏废稀土抛光粉中玻璃相结构，再利用强酸浸出，回收其中的稀土氧化物，具有一定的优势。浮选配合强酸强碱浸出法分离工艺首先用泡沫浮选法和强碱溶解作用除去废抛光粉中玻璃粉和絮凝剂，再进行焙烧和硫酸浸出，去除杂质，可以获得纯度较高的硫酸铈溶液。其特点是可以提前将抛光粉中的玻璃粉等杂质剔除，降低了后续酸碱处理的杂质量和分离难度。如CN108359408A公开了一种从稀土抛光粉废渣中回收抛光粉的方法：其以玻璃抛光行业所产生的稀土抛光粉废渣为原料，首先采用酸性溶液对其进行活化，然后通过特殊药剂浮选、碱液中和及旋流分级等技术手段，实现稀土抛光粉废渣中含有的无效组分及颗粒较细的过磨稀土组分与保持原有抛光特性的稀土组分之间的高效分离，由此获得高含量稀土抛光粉，并且采用碱液中和的方式实现特殊浮选药剂的高效再生与循环利用。CN106498189A公开了一种废弃稀土抛光粉的回收方法，解决了废弃稀土抛光粉中铅元素对环境的污染，同时实现废弃稀土抛光粉中有价组元稀土、铅和硅元素资源化利用，经本专利技术技术处理后富稀土料中铅含量可忽略不计，富稀土料重金属浸出毒性符合国家标准，实现了废弃稀土抛光粉的无害化、减量化和资源化处理，符合我国发展循环经济和节能减排的目标。但是，以上三种方法均有弊端，其中浮选法只是物理过程将抛光粉中的杂质进行了初步分离，难以实现抛光粉的回用，分离后的杂质还含有一部分稀土无法利用，难以彻底解决环境问题和资源回收问题；无论是采用强酸法还是强碱法处理废稀土抛光粉，虽然稀土氧化物的浸出率较高，达到90％以上，但废稀土抛光粉中稀土含量仅为3％～5％，在浸出过程中存在过量的强酸或强碱、形成盐及二次尾渣的处理问题，造成环境污染；虽然浮选配合强酸强碱浸出法可以在一定程度上富集稀土元素，但只是减少了酸碱的用量，并没有实现废稀土抛光粉无害化处理问题。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种废抛光粉的资源化利用系统及其方法，其可将废抛光粉中的稀土、钠、铝、硅等元素进行高效回收，碳酸钠介质循环使用，无二次污染产生。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种废抛光粉资源化利用的系统，所述系统包括：物料输送单元、焙烧单元、浸出单元、碳酸化单元及碳酸钠回收单元；所述物料输送单元的出料口和所述焙烧单元的进料口相连接；所述焙烧单元的出料口和所述浸出单元的固体进料口相连接；所述浸出单元和所述碳酸化单元之间依次设置有第一物料泵和第一过滤机；所述浸出单元的出料口和所述第一物料泵的进料口相连接；所述第一过滤机的滤液出口和所述碳酸化单元的进料口相连接；所述第一过滤机的滤渣出口和第一干燥机的进料口相连接；所述第一干燥机的出料口和破碎机的进料口相连接；所述碳酸化单元和所述碳酸钠回收单元之间依次设置有第二物料泵和第二过滤机；所述碳酸化单元的出料口和所述第二物料泵的进料口相连接；所述第二过滤机的滤渣出口和第二干燥机的进料口相连接；所述第二过滤机的滤液出口和所述碳酸钠回收单元的进料口相连接。通过上述方法可将废抛光粉中的稀土、钠、铝、硅等元素进行高效回收，碳酸钠介质循环使用，无二次污染产生。作为本专利技术优选的技术方案，所述物料输送单元包括依次连接的球磨机和输送机。优选地，所述物料输送单元将废抛光粉和碳酸钠的混合料输送至所述焙烧单元。作为本专利技术优选的技术方案，所述焙烧单元包括焙烧窑和粉尘净化装置。优选地，所述焙烧窑为回转窑。优选地，所述焙烧单元中的加热介质为天然气。优选地，所述粉尘净化装置包括粉尘净化塔和净化塔循环泵。优选地，所述粉尘净化塔的底部和所述净化塔循环泵相连接。优选地，所述浸出单元中包括反应釜。优选地，所述反应釜包括带有换热介质的带夹套反应釜。作为本专利技术优选的技术方案，所述碳酸化单元包括碳酸化反应釜。优选地，所述碳酸化反应釜为带有换热介质的夹套反应釜。优选地，所述碳酸化反应釜的材质为不锈钢。优选地，所述碳酸钠回收单元包括依次连接的蒸发结晶器和干燥器。优选地，所述蒸发结晶器中产生的水作为浸出单元的浸出介质。作为本专利技术优选的技术方案，所述破碎机中的出料为稀土固形物。优选地，所述第二干燥机中的出料为含硅铝物料。作为本专利技术优选的技术方案，所述系统包括：物料输送单元、焙烧单元、浸出单元、碳酸化单元及碳酸钠回收单元；所述物料输送单元的出料口和所述焙烧单元的进料口相连接；所述焙烧单元的出料口和所述浸出单元的固体进料口相连接；所述浸出单元和所述碳酸化单元之间依次设置有第一物料泵和第一过滤机；所述浸出单元的出料口和所述第一物料泵的进料口相连接；所述第一过滤机的滤液出口和所述碳酸化单元的进料口相连接；所述第一过滤机的滤渣出口和第一干燥机的进料口相连接；所述第一干燥机的出料口和破碎机的进料口相连接；所述碳酸化单元和所述碳酸钠回收单元之间依次设置有第二物料泵和第二过滤机；所述碳酸化单元的出料口和所述第二物料泵的进料口相连接；所述第二过滤机的滤渣出口和第二干燥机的进料口相连接；所述第二过滤机的滤液出口和所述碳酸钠回收单元的进料口相连接；其中，所述物料输送单元包括依次连接的球磨机和输送机；所述物料输送单元将废抛光粉和碳酸钠的混合料输送至所述焙烧单元；所述焙烧单元包括焙烧窑和粉尘净化装置；所述焙烧窑为回转窑；所述焙烧单元中的加热介质为天然气；所述粉尘净化装置包括粉尘净化塔和净化塔循环泵；所述粉尘净化塔的底部和所述净化塔循环泵相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废抛光粉资源化利用的系统，其特征在于，所述系统包括：物料输送单元、焙烧单元、浸出单元、碳酸化单元及碳酸钠回收单元；/n所述物料输送单元的出料口和所述焙烧单元的进料口相连接；/n所述焙烧单元的出料口和所述浸出单元的固体进料口相连接；/n所述浸出单元和所述碳酸化单元之间依次设置有第一物料泵和第一过滤机；/n所述浸出单元的出料口和所述第一物料泵的进料口相连接；/n所述第一过滤机的滤液出口和所述碳酸化单元的进料口相连接；/n所述第一过滤机的滤渣出口和第一干燥机的进料口相连接；/n所述第一干燥机的出料口和破碎机的进料口相连接；/n所述碳酸化单元和所述碳酸钠回收单元之间依次设置有第二物料泵和第二过滤机；/n所述碳酸化单元的出料口和所述第二物料泵的进料口相连接；/n所述第二过滤机的滤渣出口和第二干燥机的进料口相连接；/n所述第二过滤机的滤液出口和所述碳酸钠回收单元的进料口相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种废抛光粉资源化利用的系统，其特征在于，所述系统包括：物料输送单元、焙烧单元、浸出单元、碳酸化单元及碳酸钠回收单元；
所述物料输送单元的出料口和所述焙烧单元的进料口相连接；
所述焙烧单元的出料口和所述浸出单元的固体进料口相连接；
所述浸出单元和所述碳酸化单元之间依次设置有第一物料泵和第一过滤机；
所述浸出单元的出料口和所述第一物料泵的进料口相连接；
所述第一过滤机的滤液出口和所述碳酸化单元的进料口相连接；
所述第一过滤机的滤渣出口和第一干燥机的进料口相连接；
所述第一干燥机的出料口和破碎机的进料口相连接；
所述碳酸化单元和所述碳酸钠回收单元之间依次设置有第二物料泵和第二过滤机；
所述碳酸化单元的出料口和所述第二物料泵的进料口相连接；
所述第二过滤机的滤渣出口和第二干燥机的进料口相连接；
所述第二过滤机的滤液出口和所述碳酸钠回收单元的进料口相连接。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物料输送单元包括依次连接的球磨机和输送机；
优选地，所述物料输送单元将废抛光粉和碳酸钠的混合料输送至所述焙烧单元。


3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述焙烧单元包括焙烧窑和粉尘净化装置；
优选地，所述焙烧窑为回转窑；
优选地，所述焙烧单元中的加热介质为天然气；
优选地，所述粉尘净化装置包括粉尘净化塔和净化塔循环泵；
优选地，所述粉尘净化塔的底部和所述净化塔循环泵相连接；
优选地，所述浸出单元中包括反应釜；
优选地，所述反应釜包括带有换热介质的带夹套反应釜。


4.如权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述碳酸化单元包括碳酸化反应釜；
优选地，所述碳酸化反应釜为带有换热介质的夹套反应釜；
优选地，所述碳酸化反应釜的材质为不锈钢；
优选地，所述碳酸钠回收单元包括依次连接的蒸发结晶器和干燥器；
优选地，所述蒸发结晶器中产生的水作为浸出单元的浸出介质。


5.如权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述破碎机中的出料为稀土固形物；
优选地，所述第二干燥机中的出料为含硅铝物料。


6.如权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述系统包括：物料输送单元、焙烧单元、浸出单元、碳酸化单元及碳酸钠回收单元；
所述物料输送单元的出料口和所述焙烧单元的进料口相连接；
所述焙烧单元的出料口和所述浸出单元的固体进料口相连接；
所述浸出单元和所述碳酸化单元之间依次设置有第一物料泵和第一过滤机；
所述浸出单元的出料口和所述第一物料泵的进料口相连接；
所述第一过滤机的滤液出口和所述碳酸化单元的进料口相连接；
所述第一过滤机的滤渣出口和第一干燥机的进料口相连接；
所述第一干燥机的出料口和破碎机的进料口相连接；
所述碳酸化单元和所述碳酸钠回收单元之间依次设置有第二物料泵和第二过滤机；
所述碳酸化单元的出料口和所述第二物料泵的进料口相连接；
所述第二过滤机的滤渣出口和第二干燥机的进料口相连接；
所述第二过滤机的滤液出口和所述碳酸钠回收单元的进料口相连接；
其中，所述物料输送单元包括依次连接的球磨机和输送机；所述物料输送单元将废抛光粉和碳酸钠的混合料输送至所述焙烧单元；所述焙烧单元包括焙烧窑和粉尘净化装置；所述焙烧窑为回转窑；所述焙烧单元中的加热介质为天然气；所述粉尘净化装置包括粉尘净化塔和净化塔循环泵；所述粉尘净化塔的底部和所述净化塔循环泵相连接；所述浸出单元中包括反应釜；所述反应釜包括带有换热介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云山，肖炘，杨刚，安学斌，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11