大理石稀土拋光粉-副本

題目：大理石稀土拋光粉學號：200802198姓名：尹雪嶺導師：李梅學院：材冶學院日期：2009.12.大理石稀土拋光粉研究背景研究現(xiàn)狀研究目的和意義研究方案研究進度研究背景我國稀土儲量為9300萬噸（工業(yè)儲量約為1800萬噸），占世界總儲量21000萬噸的44.29%。進入21世紀以來,隨著釹鐵硼材料突飛猛進的發(fā)展,造成鈰產(chǎn)品大量的積壓,因此應(yīng)該大力開展鈰產(chǎn)品的應(yīng)用研究工作。研究背景我國雖然已經(jīng)有三大級別（高中低鈰稀土拋光粉），11種牌號，18個規(guī)格的稀土拋光粉，但是和國外（30種牌號，50個規(guī)格）相比我們依然有很大的差距，尤其稀土拋光粉在大理石拋光中應(yīng)用較少。因此我們必須研發(fā)更多的稀土拋光粉種類和規(guī)格，提高技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量，為我國提供更多的選擇，減少對精密拋光粉對外依賴度。研究現(xiàn)狀稀土拋光粉的原料稀土拋光粉的分類稀土拋光粉的拋光機理稀土拋光粉的應(yīng)用領(lǐng)域稀土拋光粉的制備工藝稀土拋光粉的原料1.氧化鈰(CeO2)2.混合稀土氫氧化物[RE(OH)3]3.混合氯化稀土(RECl3)和高品位稀土精礦(REO60%CeO248%)按含鈰量分三類：1.高級鈰系稀土拋光粉（REO99%，CeO299%）2.中級鈰系稀土拋光粉（REO90%，CeO280~85%）3.低級鈰系稀土拋光粉（REO45%，CeO248%）根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域的不同分為：微米級：1~100μm，Ce含量40-80%亞微米級：100nm~1μm，Ce含量40-80%納米級：1~100nm，Ce含量99%鈰基拋光粉的拋光機理(1)化學學說，即拋光過程是水、拋光劑、拋光模材料和玻璃之間化學作用的結(jié)果；(2)純機械作用學說，即拋光是研磨過程的繼續(xù)；(3)流變作用學說，即摩檫熱使玻璃表面產(chǎn)生塑性變形和流動，或者是熱軟化以致熔融而產(chǎn)生流動，拋光過程是玻璃表面分子重新分布而形成平整表面的過程；(4)機械、物理化學學說，即拋光過程是一機械的、物理化學作用的綜合過程；稀土拋光粉的制備工藝稀土固體原料焙燒法1高純氧化鈰焙燒法高純氧化鈰→高溫焙燒→水淬→分級→過濾→烘干2氟碳鈰精礦焙燒法氟碳鈰礦→粉碎→焙燒→粉碎→分級→加工3碳酸稀土焙燒法見下圖H-500型稀土拋光粉生產(chǎn)工藝流程圖以可溶性鹽為原料的沉淀-焙燒法氨水沉淀-焙燒法碳酸氫銨沉淀-焙燒法其他沉淀劑沉淀-焙燒法（其他沉淀劑如草酸、碳酸鈉、硫酸銨等）氨水沉淀-焙燒法氨水沉淀-焙燒法以低鈰混合氯化稀土為原料，得到CeO2含量在80%以上，中心粒徑在1.5μm以下，比表面積在6m2/gl以上的半成品拋光粉，再經(jīng)粉碎、分級即可得到拋光粉產(chǎn)品。碳酸氫銨沉淀-焙燒法以輕稀土氯化物為原料，硅氟酸及碳酸氫銨為沉淀劑得稀土氟碳酸鹽沉淀、水洗、過濾、焙燒、球磨、篩分等步驟。所制得的拋光粉產(chǎn)品顆粒細而均勻、化學活性強、拋光效率高、應(yīng)用領(lǐng)域廣。其他沉淀劑沉淀-焙燒法其他沉淀劑如草酸、碳酸鈉、硫酸銨等碳酸氫銨沉淀-焙燒法以輕稀土氯化物為原料，硅氟酸及碳酸氫銨為沉淀劑得稀土氟碳酸鹽沉淀、水洗、過濾、焙燒、球磨、篩分等步驟制得產(chǎn)品。研究現(xiàn)狀拋光粉的應(yīng)用領(lǐng)域稀土拋光粉的應(yīng)用領(lǐng)域拋光粉的應(yīng)用領(lǐng)域：1.玻璃拋光粉作為玻璃拋光的有紅粉(Fe2O3)、鈰基稀土拋光粉(CeO2)、氧化鋯(ZrO2)三類，其中鈰基拋光粉的拋光性能最好，氧化鋯居中，紅粉最差;光學玻璃包括眼鏡片、照相機、攝像機、復印機、望遠鏡、分析儀器及半導體裝置等用的精密透鏡。

拋光粉的應(yīng)用領(lǐng)域：2.寶石拋光粉寶石拋光粉有三氧化二鉻(Cr2O3)、鈰基稀土拋光粉、高嶺土制備的Al-Si尖金石和莫來石拋光粉;大理石拋光粉是一種灰白色超細粉體混合物，主要山α-Al2O3，SnO2和Pb組成拋光粉的應(yīng)用領(lǐng)域：3.大理石拋光粉

大理石拋光粉是一種灰白色超細粉體混合物，主要由α-A2O3，SnO2和Pb組成。稀土拋光粉的應(yīng)用領(lǐng)域：陰極射線管玻璃的拋光光學玻璃的拋光平板玻璃的拋光電子、計算機元件的拋光光掩膜拋光其他應(yīng)用領(lǐng)域陰極射線管玻璃的拋光我國產(chǎn)的797型、C-Ⅰ型、H-500型和877型拋光粉用于電視機顯像管的拋光光學玻璃的拋光高鈰粉-Ⅰ型和A-8型的高級鈰系稀土拋光粉(CeO299%，REO99%)主要適合于精密光學鏡頭制品的高速拋光。739型中級鈰系稀土拋光粉(CeO280%~85%,REO90%)主要適合于光學儀器的中精度、中小球面的光學鏡頭高速拋光。平板玻璃的拋光797型和C-Ⅰ型用于平板玻璃的拋光。電子、計算機元件的拋光我國產(chǎn)的H-500型拋光粉用于液晶顯示器（LCD）。包括玻璃存儲硬盤芯片、液晶顯示屏、中間絕緣層表面及隔離淺槽等。光掩膜拋光光掩模(又稱遮光膜)是用特種玻璃如硼硅酸鹽玻璃制成，這種玻璃需研磨和拋光，技術(shù)要求極其嚴格。研究目的和意義研究目的：我國有豐富的稀土資源，尤其是隨著釹鐵硼材料突飛猛進的發(fā)展,造成鈰產(chǎn)品大量的積壓。包頭稀土礦含鈰50%。為了解決鈰產(chǎn)品積壓和高鈰稀土的應(yīng)用，我們應(yīng)該大力開展鈰產(chǎn)品的應(yīng)用研究，其中在大理石拋光粉領(lǐng)域的空白更值得我們?nèi)パ芯?。研究的意義解決了由于釹鐵硼等材料突飛猛進的發(fā)展,造成鈰產(chǎn)品積壓問題，也拓展了稀土拋光粉的應(yīng)用范圍，把我們的資源優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)品積壓的劣勢轉(zhuǎn)化為低成本的產(chǎn)品優(yōu)勢。本課題研究的大理石稀土拋光粉旨在彌補稀土拋光粉在大理石拋光中應(yīng)用的不足并且把稀土應(yīng)用推向更廣的領(lǐng)域。研究方案（1）晶型碳酸稀土前驅(qū)體的制備過程研究

2RE3++3CO32-+nH2O→RE2（CO3）3·nH2O碳酸鹽前驅(qū)體是以碳酸氫銨為沉淀劑，通過控制沉淀工藝條件，制備出晶形稀土碳酸鹽。研究方案控制沉淀的條件很多，如攪拌條件、2[NH4HCO3]/[REO]摩爾比、溫度、pH值、稀土溶液濃度等，通過這些條件的控制和選擇，發(fā)現(xiàn)符合大理石稀土拋光粉的前驅(qū)體最佳控制條件。（2）驅(qū)體的焙燒條件及產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)分析

在不同的焙燒溫度、焙燒時間及冷卻制度下對碳酸前驅(qū)體進行焙燒，從而得到適合焙燒條件，生產(chǎn)出符合大理石特性的拋光粉。（3）拋光粉的拋光性能研究化學分析：包括稀土氧化物RE203含量測定、CeO2含量測定等。粒度分析：包括最大粒徑、平均粒徑等。X射線衍射分析：通過XRD射線分析生產(chǎn)的拋光粉的晶體結(jié)構(gòu)以及可能的物相組成。掃描電鏡分析：可以通過掃描電鏡對生成的晶體物相進行觀察，從而進一步證實晶體的種類、數(shù)量和形狀。研究進度（1）2009年12月—2010年2月，準備實驗所需要的原料和器材，同時進一步查閱相關(guān)的文獻、專利等，了解國內(nèi)外最前沿的玻璃發(fā)展現(xiàn)狀。（2）2010年3月—2010年11月，開始實驗，制造出拋光粉樣品，使用儀器檢測其化學成分、粒度、晶型和形貌，進一步調(diào)整方案。（3）2010年12月—2011年6月，分析結(jié)果，做補充實驗，進一步調(diào)整前驅(qū)體的制備條件和焙燒條件，到達最佳的實驗目的，制備出符合大理石拋光用的拋光粉，撰寫論文以及答辯。參考文獻[1]陳杰.鈰基拋光粉的制備過程研究.東北大學碩士論文.2005.[2]黃紹東，李學舜.稀土拋光粉的應(yīng)用及發(fā)展簡介.稀土，2008，29（1）：59~62[3]郭瑞華，李梅.稀土拋光粉的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用.稀土，2005，26（1）：82~85[4]李學舜.稀土拋光粉的生產(chǎn)及應(yīng)用.中國稀土學報，2002，10，20（5）：392~397[5]胡艷宏.大顆粒稀土氧化物的制備工藝及流動性研究.內(nèi)蒙古科技大學碩士論文.2006：11~14[6]林河成.我國稀土拋光粉材料的生產(chǎn)機及應(yīng)用.有色金屬，2002，7[7]林河成.我國稀土拋光粉的發(fā)展現(xiàn)狀及前景.中國有色冶金，稀有稀土金屬，2004，2（1）：32~35[8]李進，郝仕油，閔宇霖.拋光粉制備工藝的研究.江西化工，2003，1：35~38[9]林河成.我國稀土拋光粉的生產(chǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀.稀有金屬快報，2001，7：1~3[10]李學舜，崔凌霄，楊國勝等.TCE高性能稀土拋光粉的制備及影響因素的研究.2003，12，24（6）：48~51[11]李永秀，周新木，辜子英等.稀土拋光材料的生產(chǎn)、應(yīng)用及其新發(fā)展.稀土，2002，23（5）：71~74[12]宋洪芳，高瑋。稀土拋光粉最新動向.稀土信息.2006，272：26~29參考文獻[1]郭瑞華，李梅.稀土拋光粉的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用.稀土，2005，26（1）：82~85[2]胡艷宏.大顆粒稀土氧化物的制備工藝及流動性研究.內(nèi)蒙古科技大學碩士論文.2006[3]林河成.我國稀土拋光粉材料的生產(chǎn)機及應(yīng)用.有色金屬，2002，7[4]宋洪芳，高瑋。稀土拋光粉最新動向.稀土信息.2006，272：26~29[5~6]翟永青.土拋光粉的應(yīng)用及發(fā)展[J].河北化工,1998,(l):40~42[7~8]李學舜.稀土拋光粉的生產(chǎn)及應(yīng)用.中國稀土學報,2002,10,20（5）:392~397[9]林河成.我國稀土拋光粉的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].稀有金屬，2004，（1）：32~35[10]郭懷華。包鋼生產(chǎn)H-500型稀土拋光粉可行性分析[J].寶鋼科技，1999，（1）：80~83[11]程耀庚，魏緒鈞等.以氟碳鈰精礦為原料制取稀土拋光粉的研究[J].稀土，1998，19(1)：36~39[12]AlexanderHM,etal.Glasspolishingofrareearthnitrate[P],USpatent,3240580,1966[13]李進，郝仕油.拋光粉制備工藝的研究[J].江西化工，2003，(3)：35~38[14]李學舜.稀土拋光粉的生產(chǎn)及應(yīng)用.中國稀土學報，2002，20（5）：392~397[15]李永銹.稀土產(chǎn)品的物性控制與稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[J].稀土，1999，20(4)：73[16]李學舜，崔凌霄，楊國勝等