一种提高稀土抛光粉高温反应效率的方法技术

本发明专利技术提供了一种提高稀土抛光粉高温反应效率的方法，分别将用于制备稀土抛光粉的灼烧窑内腔表面以及匣钵内外表面和匣钵衬板喷涂红外辐射材料，并进行高温灼烧；在红外辐射匣钵中装入稀土抛光粉原料，然后进入到红外辐射灼烧窑中，灼烧后得稀土抛光粉；其中，红外辐射材料由La2Ce

【技术实现步骤摘要】
一种提高稀土抛光粉高温反应效率的方法


[0001]本专利技术涉及抛光粉领域，尤其是涉及一种提高稀土抛光粉高温反应效率的方法。

技术介绍

[0002]稀土抛光材料是目前稀土功能材料的重要组成部分，近2年我国稀土抛光粉每年用量在4
‑
5万吨，目前大量应用的稀土抛光粉主要分为三类，分别为氧化铈抛光粉、氧化镧铈抛光粉、以及氧化镧铈镨抛光粉。稀土抛光材料具有抛光效率高、抛光质量好、使用寿命长以及清洁环保等优点，已广泛应用于光学玻璃、液晶玻璃基板、手机盖板玻璃、3D玻璃后壳、SNT玻璃等抛光领域。
[0003]目前随着我国光电子信息领域的快速发展，稀土抛光粉需求量以每年10%
ꢀ‑ꢀ
20%的速度增长。稀土抛光粉主要制备工艺为配料、灼烧、破碎、筛分、混料等工序，高温灼烧工序主要是将含有高铈的碳酸稀土和氟化稀土或氟碳酸稀土进行高温反应，在反应过程中镧、镨等元素进入到氧化铈晶格中，仍然保持氧化铈立方萤石结构，氟与氧化铈晶格中氧化镧反应生成氟氧化镧或掺杂于氧化铈固溶体中；目前稀土抛光粉生产采用隧道窑、辊道窑、梭式窑、转窑和悬浮式窑等灼烧设备，转窑和悬浮式窑灼烧的稀土抛光粉产品组分和粒度均匀，如专利CN 102031063 B专利技术了一种稀土抛光粉及其生产方法，原料在悬浮流动状态下灼烧，能使传热传质保持均匀，产品粒度分布均匀，具有连续化程度高、产品均一性好特点。
[0004]灼烧窑产生的热量主要通过对流、传导和辐射来对物体进行加热，温度越高，辐射传热占比越大，尤其当温度大于800℃时，辐射传热占比达到80%以上，因此提高辐射传热的效率对高温工业窑炉的节能至关重要。目前一些企业采用台车式隧道窑和辊道窑灼烧稀土抛光粉，存在着不足之处是：装有原料的匣钵在窑内摆放的位置不同，其受热反应温度有一定的差别，特别是匣钵中装满原料在灼烧过程中靠近匣钵边缘的原料优先分解，而匣钵中间的原料需要在高温段停留一定时间才能完全反应，这样就造成在窑内温度较高的区域和靠近匣钵边缘区域的稀土抛光粉与其它区域相比硬度较大，这样的稀土抛光粉用于抛光物件过程中易出现较多的划痕，稀土抛光粉灼烧窑内温度控制对产品质量起着关键作用。目前企业解决办法是匣钵装满原料后，在原料中间扎几个洞，目的是提高匣钵中间原料分解速率及反应完全，提高稀土抛光粉产品质量的均一性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种提高稀土抛光粉高温反应效率的方法，以降低稀土抛光粉灼烧能源消耗。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种提高稀土抛光粉高温反应效率的方法，该方法包括如下步骤：1）分别将用于制备稀土抛光粉的灼烧窑内腔表面以及匣钵内外表面和匣钵衬板喷涂红外辐射材料，进行高温灼烧后得到具有红外辐射功能的灼烧窑以及匣钵和匣钵衬
板；其中，红外辐射材料由重量份数为100
‑
200份的La2Ce
3.25
O
9.5
、10
‑
30份的(La
0.37
Ce
0.63
)PO4和180
‑
220份的固含量为48%~58% Al(H2PO4)3溶液组成；2）在红外辐射匣钵中装入稀土抛光粉原料，匣钵摆放到红外辐射衬板上，然后进入到红外辐射灼烧窑中，通过预热段、高温段和冷却段，得到灼烧后的稀土抛光粉。
[0007]进一步，红外辐射材料由如下方法制备得到：1）将La2Ce
3.25
O
9.5
、(La
0.37
Ce
0.63
)PO4和分散剂加入水中高速搅拌分散，粉水质量比为（1~2）：1，分散剂的量为浆料总量的1
‰‑5‰
，分散转速为800~1000r/min，分散完全后的浆料转移至砂磨机中砂磨，至粒径D
（90）
≤10.0μm；2）将经过砂磨后的浆料转移至分散机中，加入Al(H2PO4)3溶液，搅拌后得到红外辐射材料。
[0008]进一步，分散剂为BYK190、RT
‑
8040、RT
‑
8022中的一种或两种以上的混合物。
[0009]进一步，步骤1）中，在灼烧窑内腔表面喷涂红外辐射材料前先将灼烧窑内腔耐火材料表面清除耐火泥和灰尘，喷涂之后，在室温干燥，按灼烧窑的烘干程序升温，高温段温度达到1200℃保温2h。
[0010]进一步，步骤1）中，在匣钵和匣钵衬板上喷涂之后，室温干燥，喷涂红外辐射材料的匣钵和匣钵衬板放到红外辐射灼烧窑中烧制，在高温段1200℃下停留2h。
[0011]进一步，步骤2）中，红外辐射灼烧窑高温段温度控制在850℃
‑
1000℃。
[0012]进一步，所述灼烧窑为台车式隧道窑或辊道窑。
[0013]进一步，涂层喷涂厚度为0.2
‑
0.4 mm。
[0014]本专利技术所述的红外辐射材料在工作温度25℃
‑
1000℃范围内全波长积分发射率大于0.92，特别是在灼烧温度接近1000℃时，La2Ce
3.25
O
9.5
的红外辐射发射率达到0.95以上；在灼烧窑预热段，匣钵内稀土抛光粉原料进入隧道窑就具有对流、传导和辐射方式传递热源，随着预热段温度逐渐升高，外辐射材料明显增强了预热段的辐射传热，发射的远红外线穿透到原料内部，促进了匣钵中间原料脱出自由水和结晶水速度以及提前实现原料分解反应；红外辐射材料明显增强了高温段的红外辐射率，改善了灼烧窑内温度场强及均匀性，实现了匣钵边缘和中间原料均匀加热，实现了原料的均匀分解和氟化反应过程，缩短了原料的分解和反应时间，提高了匣钵通过窑体速度。
[0015]相对于现有技术，本专利技术所述的提高稀土抛光粉高温反应效率的方法具有以下优势：（1）本专利技术显著增强了灼烧窑内的红外辐射发射率，改善了灼烧窑内温度场强及均匀性，与常规相同型号的灼烧窑对比，通过高温段时间缩短了20%以上，红外辐射灼烧窑灼烧稀土抛光粉产量提高30%以上，生产量显著提高，能耗明显下降。
[0016]（2）本专利技术红外辐射材料发射的远红外线直接穿透到原料内部进行加热，突破了普通窑炉加热需要经过物体表面逐渐传递到物体内部的限制，达到同样的加热效果的情况下，涂了红外辐射涂料窑炉所需时间更短，缩短了稀土抛光粉在高温段停留时间，降低了抛光粉颗粒间团聚现象，提高了稀土抛光粉高温反应效率，解决了靠近匣钵边缘区域的稀土抛光粉硬度偏大难题，避免了硬度偏大的稀土抛光粉对抛光物件出现划痕现象。
[0017]（3）本专利技术红外辐射材料发射的远红外线直接穿透到原料内部进行加热，改善了窑内温度场强及均匀性，避免了温度的不均匀，因而就避免了抛光粉局部温度过高而发生
氟氧化镧分解产生氧化镧现象。氟氧化镧分解是副反应，减少副反应的发生，相应的主反应的效率便提高了。
[0018]（4）由于耐火材料在高温灼烧过程中不断向窑内气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高稀土抛光粉高温反应效率的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：1）分别将用于制备稀土抛光粉的灼烧窑内腔表面以及匣钵内外表面和匣钵衬板喷涂红外辐射材料，进行高温灼烧后得到具有红外辐射功能的灼烧窑以及匣钵和匣钵衬板；其中，红外辐射材料由重量份数为100
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200份的La2Ce
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、10
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30份的(La
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Ce
0.63
)PO4和180
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220份的固含量为48%~58% Al(H2PO4)3溶液组成；2）在红外辐射匣钵中装入稀土抛光粉原料，匣钵摆放到红外辐射衬板上，然后进入到红外辐射灼烧窑中，通过预热段、高温段和冷却段，得到灼烧后的稀土抛光粉。2.根据权利要求1所述的提高稀土抛光粉高温反应效率的方法，其特征在于：红外辐射材料由如下方法制备得到：1）将La2Ce
3.25
O
9.5
、(La
0.37
Ce
0.63
)PO4和分散剂加入水中高速搅拌分散，粉水质量比为（1~2）：1，分散剂的量为浆料总量的1
‰‑5‰
，分散转速为800~1000r/min，分散完全后的浆料转移至砂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀荣，祁雅琼，张呈祥，李璐，张光睿，闫雅倩，刘文静，彭维，阚丽欣，郝先库，王计平，谌礼兵，曹建伟，
申请(专利权)人：包头市安德窑炉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：