稀土拋光粉是一種重要的稀土深加工產(chǎn)品，其廣泛應(yīng)用有助于提高稀土產(chǎn)品附加值，促進(jìn)我國稀土產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在國民經(jīng)濟(jì)和國家建設(shè)中占有重要地位。

圖1 氧化鈰粉末

拋光粉拋光能力的大小主要與拋光粉的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，亦即與顆粒形狀、粒度大小及均勻程度、合適的硬度、晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)活性與雜質(zhì)含量等有關(guān)。拋光粉的這些性能在很大程度上與燒結(jié)溫度有關(guān)。因此合理的工藝條件對(duì)于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稀土拋光粉是十分重要的。

目前，我國生產(chǎn)鈰基稀土拋光粉的原料主要有：氧化鈰、氫氧化稀土與碳酸稀土、氯化稀土、氟碳鈰礦。據(jù)其CeO₂量的高低可將鈰基拋光粉分為兩大類：一類是CeO₂含量高的價(jià)高質(zhì)優(yōu)的高鈰拋光粉，一般CeO₂/TREO（Total，Rare，Earth，Oxides）≥80%，另一類是CeO₂含量低的廉價(jià)的低鈰拋光粉，其鈰含量在50%左右，或者低于50%，其余由La₂O₃，Nd₂O₃，Pr₆O₁₁組成。此外還有將其分為三種的分類標(biāo)準(zhǔn)：

圖2 CeO2晶體結(jié)構(gòu)圖

1、高鈰拋光粉

高鈰拋光粉是CeO₂含量高的價(jià)高質(zhì)優(yōu)的高鈰拋光粉，一般CeO₂≥99%。其主要以由“氯化稀土”分離出的氫氧化鈰、或以“氟碳鈰礦”的中間產(chǎn)物，富鈰富集物為初始原料，以物理化學(xué)方法加工成硬度大，粒度均勻、細(xì)小，呈面心立方晶體的粉末產(chǎn)品。

2、中鈰拋光粉

用混合稀土氫氧化物為原料，以化學(xué)方法預(yù)處理得稀土鹽溶液，加入中間體(沉淀劑)使轉(zhuǎn)化成CeO₂≥80% ～ 85%的中級(jí)鈰系稀土拋光粉產(chǎn)品。

3、低鈰拋光粉

低鈰拋光粉是CeO₂含量低的廉價(jià)的低鈰拋光粉，其鈰含量在50%左右，或者低于50%，其余由La₂O₃，Nd₂O₃，Pr₆O₁₁組成。其主要以“氯化稀土、氟碳鈰礦和少釹碳酸稀土制備生產(chǎn)。

目前常用的鈰基稀土拋光粉制備方法有固相反應(yīng)法和和液相反兩種。固相反應(yīng)法是以稀土精礦或者其富集物為原料，直接進(jìn)行高溫焙燒后進(jìn)行細(xì)分處理得到成品。液相反應(yīng)法是通過沉淀、水解、蒸發(fā)等手段將可溶性鈰鹽從溶液中濃縮，然后再經(jīng)過脫水和高溫分解處理得到成品。在此基礎(chǔ)上可將固相反應(yīng)法細(xì)分為氟碳鈰精礦直接煅燒法和碳酸稀土煅燒法；液相反應(yīng)法有氨水沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法等。這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下表展示：

拋光粉制備基本的工藝過程可在下圖中有直觀的了解。

圖 3 拋光粉制備流程

其中用到的主要設(shè)備有用于對(duì)原料與半成品進(jìn)行粉碎和研磨的粉碎機(jī)和球磨機(jī)、用于液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)進(jìn)行處理的溶解槽和沉淀槽、過濾出固態(tài)物質(zhì)的過濾機(jī)、用于在高溫下對(duì)物質(zhì)進(jìn)行處理的煅燒爐和用于對(duì)物料進(jìn)行大小和質(zhì)量的分類的分級(jí)機(jī)和篩分機(jī)。其中煅燒爐及其工藝是制備高性能稀土拋光粉的關(guān)鍵，因?yàn)楸簾郎囟葘?duì)拋光粉的性能影響最大。

圖 4 拋光材料球體示意圖

這主要是因?yàn)楸簾郎囟冗^低時(shí)，拋光粉粒子過軟，極易破碎，致使拋光粉機(jī)械研磨作用下降，另一方面在拋光的單位時(shí)間內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生過多的的具有活性的顆粒新鮮破裂面，只有一小部分能與玻璃表面接觸，其余部分沒有得到利用就被拋光劑漿體飽和了，限制了拋光速度，而焙燒溫度過高，致使拋光粉粒子太硬，研磨中不易破碎，不易暴露顆粒新鮮面，晶格缺陷減少，致使拋光粉化學(xué)活性下降，只能對(duì)玻璃表面起機(jī)械的磨削作用，所以影響拋光速度。而對(duì)拋光粉進(jìn)行高溫淬火處理，可進(jìn)一步增加其拋光效率。

圖 5 焙燒溫度與初始拋光速度的關(guān)系

目前，我國在稀土拋光粉生產(chǎn)和應(yīng)用等方面已取得很大成就，但與國外相比仍有一定差距。特別是最近二十年來稀土拋光粉發(fā)展迅速，但其系統(tǒng)性的基礎(chǔ)理論研究卻相對(duì)滯后。本文致力于使人們對(duì)稀土拋光粉有一個(gè)較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并促進(jìn)其發(fā)展。

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