稀土抛光粉的生产及应用

水的混合液） ；保持抛光浆与玻璃直接接触的抛 光平台；使抛光平台相对于玻璃表面运动的抛光 机，通过一个机械装置能使玻璃制品保持一定的 尺寸。表 3 列出了几种玻璃抛光工艺及所用的研 磨材料。 稀土抛光粉主要用于各种玻璃的精抛光，精 抛光是把抛光粉分散液注加到贴在旋转磨床上面 的平面或者曲面的玻璃片上，抛光液循环使用。 抛光垫片的转速对抛光效率来讲至关重要，一般 研磨透镜抛光转速在 #%%% ? 7%%% A ・ 4BC ’ # ，研磨液 晶玻璃则需 #%% A ・ 4BC ’ # 的转速。
国家和产品牌号
抛光能力 5 !% ! " ? ? = = !% ! = # % % % % "6 - (% ! " &= =% ?% &% &= ?% =# &? && && &* &&
应用领域
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各种光学玻璃 各种光学玻璃 各种光学玻璃 电视机屏幕、平面镜和透镜玻璃 电视机屏幕、平面镜和透镜玻璃 玻璃及精密化学 玻璃及精密化学 电视机屏幕玻璃及精密化学
国家或地区 法国 爱沙尼亚 日本
韩国 俄罗斯 中国台湾 英国 美国
戴伯克新材料公司 切列特兹机械厂 台湾清美兴业股份有限公司 光学表面技术公司 () *) 格雷斯 ) 戴维森分公司费罗公司
商丘市稀土徽肥示范厂 广州珠江冶炼厂 哈尔滨华方稀土工业有限公司 中国化学工业公司 （江苏） 山东省单县稀土化工有限公司 浙江稀土公司 杭州市临平稀土化工厂 成都木兰化工有限公司 安阳菲达实业总公司稀土材料厂
稀土抛光粉的生产及应用 !
李学舜!
（包头天骄清美稀土抛光粉有限公司，内蒙古 包头 !"#!"!）
摘要：综述了稀土抛光粉的各种制造工艺及其在玻璃抛光领域的应用现状，以稀土抛光粉不同的化学成分、粒度、用途等对稀土抛光粉进 行了归纳分类，介绍了国内外稀土抛光粉生产企业的生产规模、产品特点，对国内外稀土抛光粉的制备工艺流程进行了归纳，阐述了稀土 抛光粉的抛光工艺及抛光机理，重点讨论了稀土抛光粉的应用领域，预测了稀土抛光粉市场的未来，对稀土抛光粉的应用进行了展望。
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表!
国内外稀土抛光粉主要生产厂家
生产厂 （公司） 罗地亚电子与催化材料公司 塞尔麦特公司 三井矿业冶金公司 清美化学工业公司 （朝日玻璃的公司） 新日本金属化学公司 东兆金属化学公司 （昭和电工的子公司） 国内厂家 包头天骄清美稀土抛光粉有限公司 甘肃稀土公司 山东蓬莱市有色金属材料总厂 产量 ! " #$%% &%% $%%
关键词：稀土；稀土抛光粉；制备；应用 中图分类号： $%"# & ’’ 文献标识码：( 文章编号："!!! ) #’#’ （*!!*） !+ ) !’,* ) !%
在工业领域中广泛应用抛光粉，根据不同的 用途，有工业用金刚石、氧化铝、氧化铁等许多 类型的抛光粉，其中从十九世纪末开始大约 #! 年 间氧化铁一直被使用作为研磨平板玻璃、光学玻 璃等的抛光材料。稀土抛光粉开发的历史可追溯 到第一次世界大战
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无水硫酸盐或 56$<、78$<、9:$< 等碱性氟化物， 此类抛光粉特点是 （ "） 成本低； （ *） 初始抛光能力 与高铈抛光粉比几乎没有两样，因而广泛用于平 板玻璃、显像管玻璃、眼镜片等的玻璃抛光，但 使用寿命难免要比高铈抛光粉低。 "&* 以稀土抛光粉的大小及粒度分布来划分 稀土抛光粉的粒度及粒度分布对抛光粉性能 有重要 影 响。对 于 一 定 组 分 和 加 工 工 艺 的 抛 光 粉，平均颗粒尺寸越大，则玻璃磨削速度和表面 粗糙度越大。在大多数情况下，颗粒尺寸约为 # = 的抛光粉磨削速度最大。相反地，如果抛光粉 " 颗粒平均粒度较小，则磨削量减少，磨削速度降 低，玻璃表面平整度提高，标准抛光粉一般有较 窄的粒度分布，太细和太粗的颗粒很少，无大颗 粒的抛光粉能抛光出高质量的表面，而细颗粒少 的抛光粉能提高磨削速度。此外，稀土抛光粉也 可以根据其添加剂的不同种类来划分，稀土抛光 粉生产技术属于微粉工程技术，稀土抛光粉属于
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型号 89&%% 89&%$
我国生产稀土抛光粉主要规格型号
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收稿日期：*!!* ) !% ) !@；修订日期：*!!* ) !@ ) "3 作者简介：李学舜（",%# ) ） ，男，内蒙古包头市人，工学硕士，高级工程师；研究方向：稀土冶金 CDEFG?H IGJCBK& ?=& K?B?LM& ?.N） ! 通讯联系人（ 2A=6BC：
磨。小于 ! ! " 的亚微米级稀土抛光粉，由于在液 晶显示器与电脑光盘领域的应用逐渐受到重视， 产量逐年提高。纳米级稀土抛光粉目前也已经问 世，随着现代科学技术的发展，其应用前景不可 预测，但目前其市场份额还很小，属于研发阶段。 此外稀 土 抛 光 粉 由 于 其 特 殊 的 物 理 化 学 性 质，各种不同的用途，还没有人对其分类进行详 细的归纳。而且目前国内还没有制定出稀土抛光 粉的国标，各生产企业均按照自己的企标来进行 生产。由包头天骄清美稀土抛光粉有限公司和甘 肃稀土 （集团） 有限责任公司等几家联合制定稀土 抛光粉国家标准的工作目前正在进行中。
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稀土抛光粉的种类
以稀土抛光粉中 -.$* 量来划分 稀土抛 光 粉 的 主 要 成 分 是 -.$* ，据 其 -.$*
［*］ 量的 高 低 可 将 铈 抛 光 粉 分 为 两 大 类 ：一 类 是
-.$* 含 量 高 的 价 高 质 优 的 高 铈 抛 光 粉，一 般 -.$* / 012$"3!4 ，另一类是 -.$* 含量低的廉价 的低铈抛光粉，其铈含量在 +!4 左右，或者低于 +!4 ，其余由 56* $’ ，78* $’ ，9:% $"" 组成。 对于高铈抛光粉来讲，氧化铈的品位越高， 抛光能力越大，使用寿命也增加，特别是硬质玻 璃长时间循环抛光时 （石英、光学镜头等） ，以使 用高品位的铈抛光粉为宜。 低铈抛光粉一般含有 +!4 左右的 -.$* ，其余 ・;$’ ，78* $’・;$’ ，9:% $""・;$’ 等碱性 +!4 为 56* $’
图!
抛光粉制备工艺流程
［(］ 。 系
稀土抛光粉之 " #$ # " 稀土抛光粉抛光机理 所以抛光性能好，主要是由其含有的 %&’" 的性质 决定的，%&’" 具有与玻璃相同或稍高的硬度 （( # ( ，而 且 其 硬 度 还 可 根 据 需 要 在 焙 烧 温 度 ) * # (） （+,, ) !,,, - ） 范围内进行细微调整； 最适宜作为抛光材料的 %&’" 晶体是直径为 .( /0 等轴晶系的球状体，这可通过调整焙烧前 的化合物制得 （图 "） ，在混合稀土中，与 %&’" 共 存的 12" ’$ 和 34" ’$ 也是六方晶系，但几乎无抛 光能力，如果加入无水硫酸盐或氧氟化物为 %&’" 混晶，即通过形成 %&’" 512 （34） 6’$ 或者 %&’" " ’$ 。 （34） 512 ’7，就可具有接近 %&’" 的抛光能力，焙烧 温度对抛光材料的抛光能力有很大影响，图 $ 是 某些稀土抛光粉焙烧温度与初始抛光速度 的 关
我国在 ’% 年代才开始开发稀土抛光粉生产 技术，先后建起了 !% 多家生产企业，规模多为每 年 (% ) *% +，当时甘肃稀土公司是较大的一家生 产稀土抛光粉企业，年产能力约每年 (%% +，企业 生产技术水平不高，产品质量的稳定性也存在缺 隙，销售网络和应用领域不畅，随着稀土抛光粉 应用领域的扩大，近几年来，国内又相继出现了 一些较大型稀土抛光粉生产企业，生产能力、生 产量都有提高。目前，包头天骄清美稀土抛光粉 有限公司是国内最大一家生产稀土抛光粉企业， 年生产稀土抛光粉 !#%% +，表 ( 列出了国内生产 稀土抛光粉主要规格型号。 #$# 稀土抛光粉的制造工艺 低铈抛光粉大致分为“氯化稀土” 系列及 “氟 碳铈矿” 系列两类，以及近年来采用少钕碳酸稀 土生产的稀土抛光粉。 高铈抛光粉也有两类，一类是由 “氯化稀土” 分离出的氢氧化铈制成的；另一类是以 “氟碳铈 矿” 的中间产物,富铈富集物为初始原料含夹杂物 较多的抛光粉。烧成品的破碎、分级方法有干法 和湿法两种，对粒度分布要求严格时一般采用湿 法。
+,9&%% +,9&%: +,9&%; <7= <<# <=<9# <=<9$ <=<97 ;<< 高铈粉 <=& ;#& >+9#$
包头天骄清美稀土抛光粉有限公司采用气流分级 技术对稀土抛光粉进行干法分级，保证了产品质 量的稳定性和一致性，可精确的获得不同粒度范 围的稀土抛光粉，属于国际领先技术。 抛光粉制备的工艺过程如图 # 所示。 $)7 稀土抛光粉的抛光工艺及抛光机制 稀土抛光粉 $ )7 ) # 稀土抛光粉的抛光工艺 具有独特的物理和化学性质，用做玻璃抛光的基 础原材料已有 3% 多年。整套玻璃抛光应具备以下 （抛光粉与 3 个条件：被抛光的玻璃制品；抛光浆
表! 国外部分国家生产的稀土抛光粉物理化学和使用特性
化学成份 - . /01 俄罗斯 78+987: 78+987:,!% 4+7;78: 哈萨克斯坦 18+9@A: B7:9;9+ 爱沙尼亚 B7:9CD9E6 B7FG3; B4 法国 @3;7H!?=% 美国 @3,;9+&#=% 英国 /36987: 0E6:AEGIJK *%% <=% <’% LAH， 0M3C <* *& ) *< <# *= ?? ) ’= ?? ) ’= ?? ) ’= ?? ) ’= ?? ) ’= =( ’% ) *= ?? ’% ?% ) ?= ?% ) ?= ?% ) ?= ?% ) ?= ?% ) ?= > < ) !& ( & &$= * ’$= * * !’ &’ #! !? !( #! (* &% #= ’* &( ’* ’< *= ’< ?# ?% ’= << << *= ) <! == == ’= ) <% > > * ) !& !? !’ !* ’* ’’ ’’ 231# 4 粒度分布 - . % ) !! "
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微米级 （" > "!! " ，据此分类方法，稀土抛光粉 =） 可以分为：纳米级稀土抛光粉、亚微米级稀土抛 光粉及微米级稀土抛光粉 ’ 类，通常我们使用的 稀土抛光粉一般为微米级，其粒度分布在 " > "! = 之间，稀土抛光粉根据其物理化学性质一般使 " 用在玻璃抛光的最后工序，进行精磨，因此其粒 度分布一般不大于 "! " 粒度大于 "! " =， = 的抛光 粉 （包括稀土抛光粉） 大多用在玻璃加工初期的粗
［’］ 超细粉体 ，国际上一般将超细粉体分为 ’ 种： 纳米级 （" > "!! ?=） ；亚微米级 （"!! ?= > " " ； =）
，美国及加拿大率先使用以
氧化铈为主成分的稀土抛光粉，用于高射炮的瞄 准镜等精密军用机器的研磨，取代了氧化铁抛光 粉，稀土抛光粉同氧化铁相比，抛光粉速度提高 数倍，作业时污染少，抛光质量高，正是由于稀 土抛光粉的开发，使玻璃的研磨表面精度得到了 很大程度的改善，从而使稀土抛光粉在世界上被 广泛的利用。
# 稀土抛光粉的生产工艺及抛光机理
#$! 国内外稀土抛光粉的生产状况 选择使用稀土抛光粉要考虑多种因素，包括 被抛光的玻璃、抛光设备、抛光浆和抛光平台的 类型，以及抛光玻璃的件数，抛光粉的成本、产 量和表面质量等。从世界许多供应商可以购买到 !%% 多种玻璃用稀土抛光粉，表 ! 列出了部分国 ［&］ 家生产的稀土抛光粉物理化学和使用特性 。玻 璃抛光用稀土抛光粉是一项世界性产业，表 # 列 出了国内外生产稀土抛光粉的主要厂家。