CN103978434B - 一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其由浆料池（1）、配浆池（2）、旋流分离器（3）、压滤器一（4）、精滤器（5）、压滤器二（6）、均匀剂料斗（9）、加粉料头（12）组成。本发明还公开了一种上述装置的使用方法。本装置直接以浆料形态实现稀土抛光浆料在线循环利用，直接用于配合抛光机进行抛光砂浆的循环利用，可大幅度提高抛光砂浆体系的循环利用次数。本装置通过分段化革除浆料体系中的无效组份、失效微粒而达到浆料循环利用的目的，装置流程具有高效快速、低能耗的技术特点。本装置实现在线循环利用过程中不存在废水、废液排放，符合全程清洁化的生产要求。

Description

一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，以及上述装置的使用方法，适用于配合抛光机进行抛光砂浆的循环利用，提高抛光砂浆体系的循环利用次数。
背景技术
随着稀土被广泛的应用于各个领域，稀土消费量在逐年增加，中国消费稀土已经排在世界第一位。稀土抛光粉（主要是铈基稀土抛光粉）以其独特的物理、化学特性和优良的抛光性能，广泛应用于电子玻璃、光学玻璃、饰品及精密仪器等玻璃器件的精密抛光，因而也被人们称为“抛光粉之王”。
稀土抛光粉的使用首先需要将其与水混合配制而成“抛光浆料”，抛光浆料一般被置于浆料池中，通过输送泵来配合抛光机的抛光进程。通常情况下，浆料池中的抛光浆料浓度约为50～100g/L。在许多应用场合中，为了提高浆料池中抛光浆料的分散性和吸附性，以保证抛光加工过程的均匀和高效，会适当添加LBD-1等分散剂以提高浆料体系的悬浮性。
在抛光加工过程中，由于机械应力的作用，导致作为磨料的稀土抛光粉微粒的球形系数、粒径和粒径分布发生变化，部分的稀土抛光粉微粒会破碎为更小的细粉；另外，在抛光加工的过程中，被磨抛下来的玻璃微粒、玻璃碎屑和其它磨皮杂质同时被夹杂混入到浆料体系中来；同时在微粒表面会存在着一定比例的表面包裹情况。随着磨抛过程的进行，抛光浆料中的无效组份、失效微粒逐步增多，而有效组份、有效微粒的浓度会逐步降低，有效微粒的表面包裹情况越来越严重，浆料体系所对应的磨抛精度和磨抛效率均会大幅度降低，并最终导致抛光浆料彻底失效而成为“废稀土抛光浆料”。
“废稀土抛光浆料”是玻璃磨抛过程中必然会产生的一类工业废弃物。根据对国内废稀土抛光浆料的组份分析和汇总统计，废稀土抛光浆料中抛光粉微粒的破碎率一般介于在7～17%之间，玻璃微粒、玻璃碎屑、有机聚合物类磨皮杂质等无效组份的固含量占比介于3～24%之间；同时在有效微粒表面会存在着一定比例的表面包裹情况。
目前，废稀土抛光浆料的再生利用方法都是采用离线回收加工方式，一方面需要支付庞大的物流成本，并在处置利用过程中消耗大量的材料资源和动力成本，另一方面，从也会严重影响上游企业的生产运行和浆料周转效率。如若，能够通过一种在线的、快速的处置利用装置及其方法，配合于抛光进程来实现抛光浆料的在线循环利用，进而提高抛光浆料的循环利用次数，无疑具有极其重要的经济和环境效益。
发明内容
本发明针对现有离线回收技术的上述不足，提供一种实现实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置及其方法，其具有高效快速、全程清洁化和低能耗的技术特点。
本发明的目的是这样实现的：参见附图，一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其由浆料池（1）、配浆池（2）、旋流分离器（3）、压滤器一（4）、精滤器（5）、压滤器二（6）、均匀剂料斗（9）、加粉料斗（12）组成；浆料池（1）附带搅拌器（7），并通过输送泵（8）与配浆池（2）相连；配浆池（2）附带搅拌器（7），并通过输送泵（8）与旋流分离器（3）相连；旋流分离器（3）附带轻相管线（15）与压滤器一（4）相连，附带重相管线（16）并通过输送泵（8）与精滤器（5）相连；压滤器一（4）附带出渣管线（17），附带出液管线（18）并与浆料池（1）相连；精滤器（5）附带微粉料管线（19）并与浆料池（1）相连，附带超细粉料管线（20）并通过输送泵（8）与压滤器二（6）相连；压滤器二（6）附带出超细粉收集管线（21），附带出液管线（22）并与浆料池（1）相连；均匀剂料斗（9）附带阀板（10）并通过加料管线（11）与配浆池相连；加粉料斗（12）附带阀板（13）并通过加砂管线（14）与浆料池（1）相连。
所述浆料池（1）、配浆池（2）中的浆料直接来源于抛光过程中的抛光浆料池。
所述均匀剂料斗（9）用于向配浆池（2）添加均匀剂，均匀剂为PEG200～10000、丙烯酸类聚合物表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；均匀剂的添加量按重量配比每100份浆料加入均匀剂0～5份。
所述旋流分离器（3）带有上溢出口和下溢出口，其中：上溢出口与轻相管线（15）相连，下溢出口与重相管线（16）相连。
所述出渣管线（17）用于排出浆料体系中的玻璃微粒、玻璃碎屑、有机聚合物类磨皮杂质等无效组份。
所述精滤器（5）为精密板框过滤器、PAE精密过滤器、层叠式精密过滤器、微孔滤芯过滤器、滤膜精密过滤器、滤芯式过滤器和旋流器中的一种或几种组合；精滤器（5）的过滤精度为2000目～15000目。
所述超细粉收集管线（21）用于将超细微粒输送到体系以外进行收集利用，所收集的超细微粒可用于生产超细级的稀土抛光粉。
所述加粉料斗（12）用于向浆料池（1）中添加适当量的新稀土抛光粉，添加量为浆料池（1）中稀土抛光粉总量的0～40%。
所述一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置及其方法，其特征在于：在线循环利用过程中不存在废水、废液排放。
本发明的技术原理是：
1、本装置直接将抛光过程中抛光浆料池（1）内的浆料连续输送到配浆池（2）中，通过均匀剂料斗（9）在配浆池（2）中加入均匀剂以分散浆料体系的团聚性，消除有效微粒表面的表面包裹情况，同时提高浆料的悬浮性，以便于后续的旋流分离；同时上述均匀剂对于稀土抛光浆料的循环利用，可以起到均匀、稳定、增效等有益作用。
2、本装置通过旋流分离器（3）利用浆料体系中各组份的密度差（稀土抛光粉微粒密度6.2～6.8g/cm3、玻璃粉密度2.1～2.7g/cm3、有机聚合物类磨皮密度1.2～1.8g/cm3）将浆料分离成轻相组份、重相组份，其中：轻相组份主要成分是玻璃微粒、玻璃碎屑、有机聚合物类磨皮以及水，重相组份主要成分是稀土抛光粉微粒、少量水。轻相组份再经压滤器一（4）通过出液管线（18）回收其中的液体到浆料池（1）中，同时将玻璃微粒等无效组份通过出渣管线（17）进行踢除。
3、重相组份经本装置的精滤器（5）按照设定的过滤精度分离成微粉料、超细粉料，其中：微粉料主要成分为正常粒径的稀土抛光粉微粒、少量水，超细粉料主要成分为破碎的抛光粉超细微粒以及水。微粉料直接通过微粉料管线（19）进入到浆料池（1）中。超细粉料再经过压滤器二（6）通过出液管线（22）回收其中的液体到浆料池（1）中，同时将破碎的抛光粉超细微粒通过超细粉收集管线（21）输送到体系以外进行收集利用，所收集的超细微粒可直接用于生产超细级的稀土抛光粉。
4、本装置在实际应用过程中，可以根据浆料池（1）中的浆料情况通过加粉料斗（12）向浆料池（1）中添加适当量的新稀土抛光粉，以确保浆料池（1）中的抛光浆料总能满足抛磨要求。
本发明与现有技术相比，其优点在于：
1、本装置直接以浆料形态实现稀土抛光浆料在线循环利用，直接用于配合抛光机进行抛光砂浆的循环利用，可大幅度提高抛光砂浆体系的循环利用次数。本装置技术完全避免了传统离线技术中大量资源和物流成本的消耗。
2、本装置流程紧凑，能够对浆料中各组份完成清晰化分质，通过分段化革除浆料体系中的无效组份、失效微粒而达到浆料循环利用的目的，装置流程具有高效快速、低能耗的技术特点。
3、本装置实现在线循环利用过程中不存在废水、废液排放，符合全程清洁化的生产要求。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
附图1是本发明示意图，参见附图1。
具体实施方式
实施例一：
参见附图，一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其由浆料池（1）、配浆池（2）、旋流分离器（3）、压滤器一（4）、精滤器（5）、压滤器二（6）、均匀剂料斗（9）、加粉料斗（12）组成；浆料池（1）附带搅拌器（7），并通过输送泵（8）与配浆池（2）相连；配浆池（2）附带搅拌器（7），并通过输送泵（8）与旋流分离器（3）相连；旋流分离器（3）附带轻相管线（15）与压滤器一（4）相连，附带重相管线（16）并通过输送泵（8）与精滤器（5）相连；压滤器一（4）附带出渣管线（17），附带出液管线（18）并与浆料池（1）相连；精滤器（5）附带微粉料管线（19）并与浆料池（1）相连，附带超细粉料管线（20）并通过输送泵（8）与压滤器二（6）相连；压滤器二（6）附带出超细粉收集管线（21），附带出液管线（22）并与浆料池（1）相连；均匀剂料斗（9）附带阀板（10）并通过加料管线（11）与配浆池相连；加粉料斗（12）附带阀板（13）并通过加砂管线（14）与浆料池（1）相连。
浆料池（1）、配浆池（2）中的浆料直接来源于抛光过程中的抛光浆料池。
均匀剂料斗（9）用于向配浆池（2）添加均匀剂，均匀剂为平平加O-25；均匀剂的添加量按重量配比每100份浆料加入均匀剂0.3份。
旋流分离器（3）带有上溢出口和下溢出口，其中：上溢出口与轻相管线（15）相连，下溢出口与重相管线（16）相连。
出渣管线（17）用于排出浆料体系中的玻璃微粒、玻璃碎屑、有机聚合物类磨皮杂质等无效组份。
精滤器（5）为层叠式精密过滤器；精滤器（5）的过滤精度为6000目。
超细粉收集管线（21）用于将超细微粒输送到体系以外进行收集利用，所收集的超细微粒可直接用于生产亚微米级稀土抛光粉。
加粉料斗（12）用于向浆料池（1）中添加新稀土抛光粉，添加量为浆料池（1）中稀土抛光粉总量的5%。
本装置在线循环利用过程中不存在废水、废液排放。
在实际应用过程中，采用本装置，稀土抛光砂浆的循环利用次数可以达到15次。
实施例二：
参见附图，一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其由浆料池（1）、配浆池（2）、旋流分离器（3）、压滤器一（4）、精滤器（5）、压滤器二（6）、均匀剂料斗（9）、加粉料斗（12）组成；浆料池（1）附带搅拌器（7），并通过输送泵（8）与配浆池（2）相连；配浆池（2）附带搅拌器（7），并通过输送泵（8）与旋流分离器（3）相连；旋流分离器（3）附带轻相管线（15）与压滤器一（4）相连，附带重相管线（16）并通过输送泵（8）与精滤器（5）相连；压滤器一（4）附带出渣管线（17），附带出液管线（18）并与浆料池（1）相连；精滤器（5）附带微粉料管线（19）并与浆料池（1）相连，附带超细粉料管线（20）并通过输送泵（8）与压滤器二（6）相连；压滤器二（6）附带出超细粉收集管线（21），附带出液管线（22）并与浆料池（1）相连；均匀剂料斗（9）附带阀板（10）并通过加料管线（11）与配浆池相连；加粉料斗（12）附带阀板（13）并通过加砂管线（14）与浆料池（1）相连。
浆料池（1）、配浆池（2）中的浆料直接来源于抛光过程中的抛光浆料池。
均匀剂料斗（9）用于向配浆池（2）添加均匀剂，均匀剂为乳化剂OP-10；均匀剂的添加量按重量配比每100份浆料加入均匀剂0.4份。
旋流分离器（3）带有上溢出口和下溢出口，其中：上溢出口与轻相管线（15）相连，下溢出口与重相管线（16）相连。
出渣管线（17）用于排出浆料体系中的玻璃微粒、玻璃碎屑、有机聚合物类磨皮杂质等无效组份。
精滤器（5）为层叠式精密过滤器；精滤器（5）的过滤精度为7000目。
超细粉收集管线（21）用于将超细微粒输送到体系以外进行收集利用，所收集的超细微粒可直接用于生产亚微米级稀土抛光粉。
加粉料斗（12）用于向浆料池（1）中添加新稀土抛光粉，添加量为浆料池（1）中稀土抛光粉总量的8%。
本装置在线循环利用过程中不存在废水、废液排放。
在实际应用过程中，采用本装置，稀土抛光砂浆的循环利用次数可以达到30次。

Claims (9)

1.一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其由浆料池（1）、配浆池（2）、旋流分离器（3）、压滤器一（4）、精滤器（5）、压滤器二（6）、均匀剂料斗（9）、加粉料斗（12）组成；浆料池（1）附带搅拌器（7），并通过输送泵（8）与配浆池（2）相连；配浆池（2）附带搅拌器（7），并通过输送泵（8）与旋流分离器（3）相连；旋流分离器（3）附带轻相管线（15）与压滤器一（4）相连，附带重相管线（16）并通过输送泵（8）与精滤器（5）相连；压滤器一（4）附带出渣管线（17），附带出液管线（18）并与浆料池（1）相连；精滤器（5）附带微粉料管线（19）并与浆料池（1）相连，附带超细粉料管线（20）并通过输送泵（8）与压滤器二（6）相连；压滤器二（6）附带出超细粉收集管线（21），附带出液管线（22）并与浆料池（1）相连；均匀剂料斗（9）附带阀板（10）并通过加料管线（11）与配浆池相连；加粉料斗（12）附带阀板（13）并通过加砂管线（14）与浆料池（1）相连。
2.根据权利要求1所述的一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其特征在于：所述浆料池（1）、配浆池（2）中的浆料直接来源于抛光过程中的抛光浆料池。
3.根据权利要求1所述的一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其特征在于：所述均匀剂料斗（9）用于向配浆池（2）添加均匀剂，均匀剂为PEG200～10000、丙烯酸类聚合物表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；均匀剂的添加量按重量配比每100份浆料加入均匀剂0～5份。
4.根据权利要求1所述的一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其特征在于：所述旋流分离器（3）带有上溢出口和下溢出口，其中：上溢出口与轻相管线（15）相连，下溢出口与重相管线（16）相连。
5.根据权利要求1所述的一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其特征在于：所述出渣管线（17）用于排出浆料体系中的玻璃微粒、玻璃碎屑、有机聚合物类磨皮杂质。
6.根据权利要求1所述的一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其特征在于：所述精滤器（5）为精密板框过滤器、PAE精密过滤器、层叠式精密过滤器、微孔滤芯过滤器、滤膜精密过滤器、滤芯式过滤器和旋流器中的一种或几种组合；精滤器（5）的过滤精度为2000目～15000目。
7.根据权利要求1所述的一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其特征在于：所述超细粉收集管线（21）用于将超细微粒输送到体系以外进行收集利用，所收集的超细微粒可用于生产超细级的稀土抛光粉。
8.根据权利要求1所述的一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其特征在于：所述加粉料斗（12）用于向浆料池（1）中添加适当量的新稀土抛光粉，添加量为浆料池（1）中稀土抛光粉总量的0～40%。
9.根据权利要求1所述的一种实现稀土抛光浆料在线循环利用的装置，其特征在于：在线循环利用过程中不存在废水、废液排放。
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