CN107841249A - 一种氧化铈抛光粉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧化铈抛光粉的制备方法，包括以下步骤，高温保温灼烧阶段，在800 ～ 1100℃的温度条件下，先采用氧化性气氛灼烧，后采用还原性气氛灼烧，采用还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.005‑5%；降温阶段，采用还原性气氛灼烧氧化铈抛光粉，降温直到温度低于500℃。该氧化铈抛光粉的制备方法，在还原性气氛灼烧时，控制CO占烟气的体积比0.5‑2%，此时三价铈的含量较高，且燃料可以充分燃烧，因此稀土抛光粉的抛光速率较高，从而提高稀土抛光粉抛光的良品率。

Description

一种氧化铈抛光粉的制备方法
技术领域
本发明涉及稀土抛光粉制备技术领域，特别是涉及一种氧化铈抛光粉的制备方法。
背景技术
传统的抛光粉如：氧化铁红、氧化铬、氧化铝等都是从矿物中提炼加工出来，利用金属氧化物的硬度与被抛光材料的硬度接近，在抛光与研磨过程中，通过抛光材料的颗粒与被加工材料的表面产生物理研磨作用，使物质从被加工的材料表面脱除从而实现表面的被抛光。
近现代后由于稀土氧化物的发展，人们发现氧化铈的硬度尽管可能低于被抛光材料，但是有极好的抛光速率。经研究，是氧化铈与被抛光材料同时发生了机械研磨和化学研磨作用，这才使的氧化铈与传统的抛光材料有了本质的不同，大大提升了抛光的速率。
对于氧化铈与抛光材料，主要是玻璃起的化学反应，有研究认为是氧化铈抛光时，铈离子与玻璃表面相互作用，产生氧化还原反应，从而破坏了玻璃基体表面的硅氧键和铝氧键，使抛光时形成了玻璃的碎屑加速从表面的脱除。但是，如何提高氧化铈与玻璃表面的化学反应的速率，从而如何提升氧化铈在抛光过程中氧化还原反应的能力未见报道和应用。
发明内容
基于此，有必要针对如何提高氧化铈与玻璃表面的化学反应的速率的问题，提供一种氧化铈抛光粉的制备方法。通过控制灼烧方式的形式，加大了稀土抛光粉中三价的铈的含量，从而显著的提升了抛光速率，同时抛光的良品率也有所提高
一种氧化铈抛光粉的制备方法，包括以下步骤，
高温保温灼烧阶段，在800 ～ 1100℃的温度条件下，先采用氧化性气氛灼烧，后采用还原性气氛灼烧；
降温阶段，采用还原性气氛灼烧，降温直到温度低于500℃；
其中，采用所述还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.005-5%。
在其中一个实施例中，采用所述还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.1-3%。
在其中一个实施例中，采用所述还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.5-2%。
在其中一个实施例中，所述降温阶段的烟气中CO占烟气的体积比大于所述高温保温灼烧阶段的烟气中CO占烟气的体积比。
在其中一个实施例中，所述高温保温灼烧阶段中，采用所述氧化性气氛灼烧的时间不短于采用所述还原性气氛灼烧的时间。
在其中一个实施例中，还包括以下步骤，将灼烧后的产物经气流粉碎至D50 为0.8～ 2.0μm，得氧化铈抛光粉。
上述氧化铈抛光粉的制备方法，在还原性气氛灼烧时，控制CO占烟气的体积比0.5-2%，此时三价铈的含量较高，且燃料可以充分燃烧，因此稀土抛光粉的抛光速率较高，从而提高稀土抛光粉抛光的良品率。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
一种氧化铈抛光粉的制备方法，包括氧化铈水溶液的制备、脱水、洗涤、灼烧和粉碎步骤，其中灼烧步骤应用于高温炉，采用高温炉灼烧氧化铈，该灼烧步骤包括以下步骤，
高温保温灼烧阶段，在800 ～ 1100℃的温度条件下，先采用氧化性气氛灼烧，后采用还原性气氛灼烧。500℃。[U1] 其中，采用所述还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.005-5%。例如，高温保温灼烧阶段在800℃的温度条件下进行。例如，高温保温灼烧阶段在1100℃的温度条件下进行。例如，采用还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.005%。又如，采用还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比5%。
上述氧化铈抛光粉的制备方法，在还原性气氛灼烧时，控制CO占烟气的体积比0.5-2%，此时三价铈的含量较高，且燃料可以充分燃烧，因此稀土抛光粉的抛光速率较高，从而提高稀土抛光粉抛光的良品率。
在其中一个实施例中，采用所述还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.1-3%。又如，采用所述还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.5-2%。例如，控制烟气中CO占烟气的体积比0.1%。又如，控制烟气中CO占烟气的体积比3%。又如，控制烟气中CO占烟气的体积比0.5%。又如，控制烟气中CO占烟气的体积比2%。CO的含量控制过低时，稀土抛光粉中三价氧的含量较低，不能显著改善抛光粉的性能；CO的含量控制的过高时，稀土抛光粉中三价氧的含量提升到一定量后，不再明显升高，反而会因为燃料燃烧不充分，浪费能源。
在其中一个实施例中，所述降温阶段的烟气中CO占烟气的体积比大于所述高温保温灼烧阶段的烟气中CO占烟气的体积比。这样，在降温过程中，控制烟气中CO占烟气的体积比增大，保持稀土抛光粉的抛光速率。
在其中一个实施例中，[U2] ，例如，先采用氧化性气氛灼烧3小时，后采用还原性气氛灼烧3小时。又如，高温保温灼烧阶段中，先采用氧化性气氛灼烧5小时，后采用还原性气氛灼烧1小时。
在其中一个实施例中，该制备方法的还包括粉碎步骤，所述粉碎步骤包括，将灼烧后的产物经气流粉碎至D50 为0.8 ～ 2.0μm，得氧化铈抛光粉。例如，粉碎步骤中，将灼烧后的产物经气流粉碎至D50 为0.8μm。又如，粉碎步骤中，将灼烧后的产物经气流粉碎至D50为2.0μm。如，粉碎步骤中，将灼烧后的产物经气流粉碎至D50 为1.5μm。
下面采用比较法对该氧化铈抛光粉的制备方法做具体的说明。
实施例一
（1）在氧化铈高温保温灼烧阶段，在950℃高温保温时，前3小时采用氧化气氛灼烧。（2）在950℃高温保温时，后3小时采用还原气氛灼烧，控制烟气中CO含量在0.5%。（3）在氧化铈灼烧的降温阶段，采用还原性气氛灼烧，直到温度400℃。控制烟气中CO含量在1%。（4）灼烧完成后氧化铈进行气流粉碎，得氧化铈抛光粉。其中，控制气流粉碎粒度为D50：0.96μm，D100：3.56μm。样品记为CO-1，对比结果见表一。
实施例二
（1）在氧化铈高温保温灼烧阶段，在1025℃高温保温时，前5小时采用氧化气氛灼烧。（2）在1025℃高温保温时，后1小时采用还原气氛灼烧，控制烟气中CO含量在1%。（3）在氧化铈灼烧的降温阶段，采用还原性气氛灼烧，直到温度350℃。控制烟气中CO含量在2%。（4）灼烧完成后氧化铈进行气流粉碎，得氧化铈抛光粉。其中，控制气流粉碎粒度为D50：1.03μm，D100：4.69μm。样品记为CO-2，对比结果见表一。
比较例一
取国内某厂家干法生产的白色镧铈稀土抛光粉，D50：1.12μm，D100：4.05μm，进行抛光性能对比，样品记为BG-1。
比较例二
取国内某厂家湿法生产的纯铈稀土抛光粉，D50：0.84μm，D100：4.69μm，进行抛光性能对比，样品记为DB-2。
比较例三
取国内某厂家湿法生产的白色镧铈稀土抛光粉，D50：0.99μm，D100：4.51μm，进行抛光性能对比，样品记为QM-3。
其中，抛光粉的性能检测实验条件：所有的抛光粉按同样的条件进行性能对比，3公斤抛光粉加入到30L水中，搅拌10min，过200目筛后，国内某厂手机玻璃抛光产线上进行抛光实验。抛光机台型号16B，抛光玻璃为5寸康宁GG4，转速200rpm，抛光时间30min。每个样品取抛光100片玻璃后的第101至600片进行检测，对比切削厚度，划伤情况，清洗程度，使用寿命。
比较结果如表一所示
表一：抛光粉抛光性能对比
备注：1、切削厚度为抛光前后玻璃厚度变化的均值。
2、良率为表面质量，有划伤的归入不良。即检测对比每组500片玻璃的良品率。
3、清洗为经常超声清洗后检测出的不良率占每组500片玻璃的百分比。
4、使用寿命为抛光实验前后，抛光粉样品粒度下降的情况。
从表一可以得出，相比之下CO-1和CO-2的切削厚度更大、良品率更高，因此，该抛光粉的制备方法可以缩短抛光时间，提升抛光效率，从而提升良品率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种氧化铈抛光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
高温保温灼烧阶段，在800 ～ 1100℃的温度条件下，先采用氧化性气氛灼烧，后采用还原性气氛灼烧；
降温阶段，采用还原性气氛灼烧，降温直到温度低于500℃；
其中，采用所述还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.005-5%。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用所述还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.1-3%。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，采用所述还原性气氛灼烧时，控制烟气中CO占烟气的体积比0.5-2%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，控制所述降温阶段的烟气中CO占烟气的体积比大于所述高温保温灼烧阶段的烟气中CO占烟气的体积比。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温保温灼烧阶段中，采用所述氧化性气氛灼烧的时间不短于采用所述还原性气氛灼烧的时间。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤，将灼烧后的产物经气流粉碎至D50 为0.8 ～ 2.0μm，得氧化铈抛光粉。
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