CN102395529A - 从含有卤代磷酸盐和一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法 - Google Patents

从含有卤代磷酸盐和一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102395529A
CN102395529A CN2010800166331A CN201080016633A CN102395529A CN 102395529 A CN102395529 A CN 102395529A CN 2010800166331 A CN2010800166331 A CN 2010800166331A CN 201080016633 A CN201080016633 A CN 201080016633A CN 102395529 A CN102395529 A CN 102395529A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid
liquid
compound
liquid phase
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800166331A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102395529B (zh
Inventor
J-J·布拉科尼耶
A·罗拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhodia Operations SAS
Original Assignee
Rhodia Operations SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Operations SAS filed Critical Rhodia Operations SAS
Publication of CN102395529A publication Critical patent/CN102395529A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102395529B publication Critical patent/CN102395529B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/10—Preparation or treatment, e.g. separation or purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/32—Phosphates of magnesium, calcium, strontium, or barium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/26—Phosphates
    • C01B25/37—Phosphates of heavy metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/253—Halides
    • C01F17/271—Chlorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/276—Nitrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/01—Recovery of luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7792—Aluminates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/52—Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/82—Recycling of waste of electrical or electronic equipment [WEEE]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种从含有卤代磷酸盐和至少一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法，包括下列步骤：(a)酸侵蚀该混合物；(b)添加碱以使得pH值回升到至少1.5；(c)用烧碱或苛性钾的溶液侵蚀步骤(b)的固体；(d)酸侵蚀步骤(c)的固体，直至获得低于7的pH值，从而产生固相和包含至少一种稀土盐的液相，并将固相与液相分离。

Description

从含有卤代磷酸盐和一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法
技术领域
本发明涉及一种从含有卤代磷酸盐和一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法。
发明背景
节能灯的市场正在迅速扩大。已知照明其实是工业化国家的能源消耗中的主要项目，并且利用这些灯代替白炽灯将有可能降低照明能源消耗的水平。
一些国家颁发的政府指令将加强这种利于节能灯的趋势。
此外，这种类型的灯的发展使得有必要管理其回收和循环利用，因为不仅考虑到其中汞的存在，而且还有在其组成中包括的金属。
目前，由这种类型的灯的加工产生的几乎所有材料(玻璃、汞、金属等)都循环利用，从而达到90％以上的循环利用水平。在除去汞后，只有荧光粉(占灯的1-4重量％)目前填埋在批准的垃圾填埋场。
这些荧光粉包含一种或多种发光体以及用于改善灯的性能的添加剂(氧化铝、钙磷酸盐或硼酸盐等)。
现在，存在于这些粉末中的发光体化合物是生产成本较高的材料，且其含有昂贵的稀有元素(如稀土元素)。
因此，迫切地需要一种方法，使得这些粉末的各种组成能够分离，从而它们可以被分别地再加工。
发明内容
本发明的方法满足了这一需求。
出于这一目的，本发明的方法是从含有至少一种卤代磷酸盐和至少一种一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法，特征在于，它包括下列步骤：
-(a)在液体介质中对所述混合物上进行酸侵蚀(acid attacK)；
-(b)向步骤(a)结束时获得的介质添加碱，以提高所述介质的pH值到至少1.5的值，由此获得包含一种或多种至少部分为磷酸盐形式的稀土元素的第一固相和包含至少一种卤代磷酸盐的碱土元素的第一液相，并将第一固相与第一液相分离；
-(c)用强碱侵蚀步骤(b)产生的固体，由此获得包含一种或多种至少为氢氧化物形式的稀土元素的第二固相和包含强碱阳离子的磷酸盐的第二液相，并将第二固相与第二液相分离；
-(d)在使得反应混合物的pH值低于7的条件下进行对于步骤(c)产生的固体的酸侵蚀，从而产生第三固相和包含至少一种稀土盐的第三液相，并将第三固相与第三液相分离。
本发明的方法是一种导致稀土元素的高回收率的简化方法，所述回收率尤其可以为至少75％或甚至至少80％。
此外，根据一种特定的实施方式，本方法产生可以利用的固体排出物和考虑到环境限制时可以接受的液体排出物。
在阅读了下面给出的说明，参阅附图之后，本发明的其他特征、细节和优势将变得更加清晰，其中：
单张附图是本发明的方法的框图。
对于本说明书，“稀土元素”指由钇和周期表中原子序数为57至71(含端值)的元素组成的组中元素。
还应该指出，在下文中，除非另有说明，在给出的所有值范围或限度内包括所述范围的极限值，如此限定的值范围或限度因而涵盖至少等于或大于下限和/或至多等于或小于上限的任何值。
本发明的回收方法从特别包含至少一种卤代磷酸盐和至少一种一种或多种稀土元素的化合物的固体形式的混合物开始。
本发明的方法可以特别良好地应用于由用于回收或循环利用灯具，例如荧光管、线型、紧凑型、三基色或卤素灯的加工过程产生的混合物，所述加工已经至少部分地回收材料(如玻璃、汞或其他金属)。
这种混合物一般是粉末的形式，其粒度可以特别在以下范围内变化：1μm至10μm，更特别为3μm至10μm，且其密度可以为例如3至5。
原料混合物中存在的第一种类型的卤代磷酸盐是用于发白色光的灯中的发光体。它一般是磷灰石型的化合物，即为磷酸钙和该元素的另一种盐的混合物的化合物，且其也可以包括卤素(如氟或氯)。我们可以提及羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2、氯磷灰石Ca3(PO4)2CaCl2、氟磷灰石Ca5(PO4)3F作为例子。众所周知，这种类型的化合物可以进一步包含另一种碱土元素，如部分取代钙的锶、过渡元素类型的掺杂元素如锑或锰或者稀土类型的掺杂元素。作为一个例子，我们可以提及由通式(Sr，Ca)10(PO4)6(Cl，F)2:Sb3+，Mn2+代表的化合物。
作为另一种类型的卤代磷酸盐，我们可以提及包含卤素、碱土元素和稀土元素(例如铕)的磷酸盐型的产物。我们可以提及式Sr5(PO4)3Cl:Eu2+的化合物作为这种类型化合物的例子。这些卤代磷酸盐一般由于其蓝光发射而被使用。
固体原料混合物进一步包含一种或多种稀土元素的化合物。
这些化合物可以是各种不同种类的。它们可以更特别选自稀土元素的磷酸盐、碱土铝酸盐、硼酸盐、钒酸盐和氧化物。
对于磷酸盐，我们可以更特别地提及铈或铽或这两种稀土元素的组合的磷酸盐。它们也可以是镧与上述两种稀土元素中的至少一种结合的磷酸盐，且它们也可以很特别地是镧、铈和铽的磷酸盐。这些磷酸盐一般是正磷酸盐，其可以由通式LnPO4代表，Ln表示至少一种稀土元素(如镧、铈和铽)。它们特别地是由于其发绿光而被使用的发光体。
对于铝酸盐，它们是碱土铝酸盐，其中碱土金属更特别地是单独或组合的镁、钡、钙或锶。它们一般是由于其发出蓝光或绿光而用于灯中的产物。
稀土元素，其可以作为基质元素或掺杂剂存在，可以特别地为铈、铽、铕、钕和镝，这些元素被单独或组合使用。
因此，钡可以部分地被至少一种选自锶、钙或除铕之外的稀土元素的元素取代。此外，镁可以部分地被至少一种选自锌或锰或钴的元素取代。最后，铝还可以部分地被至少一种选自镓、钪、硼、锗或硅的元素取代。
纯粹作为一个例子，我们可以提及下式的铝酸盐：BaMgAl10O17:Eu2+或(Ce，Tb)MgAl11O19。
稀土元素的硼酸盐可以是式LnBO3的正硼酸盐(Ln代表至少一种稀土元素)或式Ln3BO6的稀土元素氧硼酸盐(oxyborates)。已知在这些硼酸盐中，稀土元素可以作为硼酸盐基质的元素存在，在这种情况下稀土元素可以特别地是镧、镥、钇和钆或这些稀土元素中的至少两种的组合，但也可作为掺杂元素存在。在后一种情况下，稀土元素可以更特别地为铕、钐、铥和镱，这些元素可以被单独或组合使用。掺杂的稀土元素也可以与第二种掺杂剂(如铋、铅、锑、铬和铁)组合存在。
作为硼酸盐的例子，我们可以提及式(Gd，Mg)B5O10:Ce3+，Tb3+的产物。
稀土元素也可以以掺杂有稀土元素(如铕)的钒酸盐的形式存在。因此，我们可以提及化合物YVO4:Eu或Y(P，V)O4:Eu。
最后，原料混合物的稀土元素的化合物可以为通式Ln2O3的稀土氧化物。我们可以更特别地提及氧化钇(Y2O3)或氧化钆(Gd2O3)或钇和钆的混合氧化物((Y，Gd)2O3)。这些钇和/或钆的氧化物一般掺杂有铕，且它们可以任选地含有其他额外的选自除铕、钆和钇之外的稀土元素的元素。我们可以特别地提及铽、钐或镧。这种氧化物一般由于其发红光而用于灯中。
此外，固体原料混合物可以包含如氧化铝Al2O3、二氧化硅SiO2、磷酸钙的化合物和灯加工产生的其他残留物(例如，金属如汞，或塑料或玻璃碎片)。
卤代磷酸盐和稀土元素化合物的相对比例可以特别地根据获得待处理混合物的灯的类型而大范围地变化。本发明的方法可以非常特别地适用于具有至多大约80重量％的卤代磷酸盐的含量的混合物，但该值并不是关键的，它只是作为一个例子给出。
下面详细描述本发明方法的各个步骤，并且在说明书的剩余部分中可以参考附图，这些步骤在附图中示意性地显示。
本发明的方法的第一步，步骤(a)，是刚刚描述的固体混合物的酸侵蚀。
这一侵蚀在液体介质中进行。因此，可以制备固体混合物在水中的分散液，并将由此产生的分散液与酸接触。这可以在容纳分散液的搅拌反应器中进行，将酸溶液引入反应器中。
酸优选是强酸，如硝酸或盐酸。
酸侵蚀优选热进行，例如，在40℃至80℃的温度下。
一般侵蚀进行到直至反应混合物的pH值小于或等于1。
一旦加入必要量的酸后达到该pH值时，通过保持反应混合物在与侵蚀结束时相同的pH值和温度条件下(任选伴随搅拌)来进行反应混合物的熟化可能是有利的。
本方法的第二步，步骤(b)，包括向步骤(a)结束时获得的介质添加碱，任选地保持该介质在与引入碱前所处的相同温度下。
优选使用碱金属氢氧化物型的碱，如烧碱(soda)。以使得反应混合物的pH值升高到至少1.5，更特别地为至少2的方式添加碱。
在加入碱和优选地冷却反应混合物后，通过任何合适的固/液分离的方法(例如过滤、离心、倾析)分离反应混合物的各相。
在该分离结束时，收集第一固相和第一液相。可以进行固相的水洗涤。
第一固相包含固体原料混合物的一种或多种稀土元素。这种稀土元素或这些稀土元素至少部分为磷酸盐的形式，特别是正磷酸盐。固相其实可以包含另一种形式(例如铝酸盐的形式)的一种或多种稀土元素，且特别地根据固体原料混合物的组成，任选地和以残留量包含硼酸盐或氧化物，这些形式对应于没有在酸侵蚀的第一步过程中被侵蚀的稀土化合物。最后，该固相另外可以包含其他化合物，如氧化铝或二氧化硅。
第一液相包括至少一种碱土元素，其为原料卤代磷酸盐的碱土元素，特别是酸侵蚀过程中所使用酸的盐的溶液(一般为水溶液)形式的锶或钙。
该液相可以作为液体排出物从该过程中移除，或它可以随后根据下文描述的方法的一种变型进一步进行处理。
本发明方法的下一步，步骤(c)，为用强碱(其特别地可以为烧碱或苛性钾(potash)的溶液)侵蚀步骤(b)产生的固体(第一固相)。
这种侵蚀通过在搅拌下将溶液形式的强碱与固体接触来进行。加热获得的混合物到至少100℃、更特别地至少120℃的温度，持续可以在例如30分钟至2小时之间变化的时间，所述时间越短，则混合物的温度越高。
如有必要，在侵蚀结束时，可以通过加水稀释反应混合物以降低其粘度。
然后将介质再次通过任何已知的方法，例如通过过滤，进行固相和液相的分离。
在这种分离结束时，收集第二固相和第二液相。可以进行固相的水洗涤。
该第二固相包含一种或多种稀土元素，至少其一部分为氢氧化物Ln(OH)3的形式，Ln代表至少一种稀土元素。
仍特别地根据固体原料混合物的组成，该固相可以包含另一种形式(例如铝酸盐的形式)的一种或多种稀土元素及任选地和以残留量包含对应于没有在酸侵蚀的第一步过程中被侵蚀的稀土化合物的硼酸盐或磷酸盐，以及其他化合物，如氧化铝或二氧化硅。
第二液相包含用于在步骤(c)中侵蚀的强碱阳离子的化合物如磷酸盐，例如磷酸钠或磷酸钾。它可以任选地包含这种阳离子的硅酸盐，如硅酸钠或硅酸钾。
这种液相可以作为另一种液体排出物从该过程中移除，或随后也根据下文描述的方法的一种变型进一步进行处理。
接下来的方法包括处理前述步骤产生的固体(第二固相)的步骤(d)，任选地在用水洗涤后者之后。
这种处理是酸侵蚀。固体因此可以被分散在水中，并向由此获得的分散液添加酸。
酸优选是强酸，如硝酸或盐酸。
酸侵蚀通过在使得反应混合物的pH值低于7、优选低于3、例如等于1的条件下加入酸进行。
根据一种受关注的变型，加热由这种酸侵蚀产生的分散液或介质，例如高达其沸点，并在此温度和起始pH下保持一段时间，例如等于1小时。
通过在例如可以高达200℃的温度下压热器处理该分散液或介质可以适用这一变型。
通过任何已知的方法分离在酸侵蚀结束时获得的介质的固相和液相。
在这种分离结束时，收集第三固相和第三液相。可以进行固相的水洗涤。
液相包含至少一种一种或多种稀土元素的和用于步骤(d)的酸侵蚀的酸的盐(例如硝酸盐或氯化物)。这种液相构成本发明的回收方法的产物，因为它包含存在于固体原料混合物中的一种或多种稀土元素。在稀土元素的混合物的情况下，这些可以例如通过液/液萃取类型的已知方法分离。
回收的固相包含所有没有被侵蚀的物质(例如氧化铝或二氧化硅)，并且它构成本方法的固体残留物。
根据现在描述的一种特定的实施方式，本发明的方法可以包括另外的步骤。
根据固体原料混合物的组成采用这种实施方式。因此，如果这种混合物含有例如碱土金属和稀土元素的铝酸盐的化合物且特别是包含镁的铝酸盐时，它是特别有用的。
根据这种实施方式，该方法因此包括以下另外的步骤：
-(e)混合上述步骤(d)产生的固体与固体碱性化合物，并煅烧由此获得的混合物；
-(f)将前述步骤的煅烧产物再分散在水中；
-(g)从前述步骤结束时获得的分散液分离包含一种或多种至少为氢氧化物形式的稀土元素的第四固相和包含至少一种碱性元素的第四液相；
-(h)制备前述步骤产生的固体的水性分散液，并酸化由此获得的分散液；
-(i)从前述步骤结束时获得的分散液分离第五固相和包含至少一种稀土盐的第五液相。
步骤(e)是固/固反应(碱熔)的步骤，其中步骤(d)产生的固体与碱性化合物混合，所述碱性化合物例如可以是氢氧化物(如NaOH)、氧化物(如NaO)，且更特别地为碳酸盐，甚至更特别地为碳酸钠。混合以一般地相对于该固体过量的重量比例的碱性化合物进行以获得最佳的反应，所述比例可以为例如至少3份碱性化合物对1份固体，特别地是5份碱性化合物对1份固体。
在足以获得混合物熔融的温度(例如，在至少900℃的温度)的熔炉中进行煅烧。这一煅烧的时间可以为，举例来说，1至4小时
在煅烧结束时，获得的固体经冷却并分散于水中，例如热水中，优选伴随搅拌，以便获得分散液。
然后通过任何已知方法，特别是通过过滤，分离分散液的固相和液相，由此获得第四固相和第四液相。
固相(其可以用水洗涤)包含一种或多种稀土元素(其一般以氢氧化物Ln(OH)3的形式存在)以及氧化铝或二氧化硅型的残留物。
液相包含碱性元素(其是步骤(e)中所用的固体化合物的碱性元素)，这种碱性元素一般为氢氧化物(例如NaOH)、铝酸盐(例如NaAlO2)或硅酸盐(例如Na2SiO3)的形式。
该液相可以作为液体排出物从该过程中移除，或随后根据下文描述的方法的变型进一步进行处理。
为了回收步骤(g)产生的固体残留物(第四固相)中包含的一种或多种稀土元素，将该固体分散在水中，并酸化由此获得的分散液。
这种酸化可以用强酸(例如硝酸或盐酸)进行。通过加入酸进行酸化，直到获得的反应混合物的pH值低于7，优选至多3，例如等于1。
根据一种受关注的变型，加热由酸化产生的分散液或介质，例如高达其沸点，并在此温度和起始pH下保持一段时间，例如等于1小时
然后通过任何已知方法、特别是通过过滤分离获得的介质的固相和液相，由此获得第五固相和第五液相。
回收的固相包含没有被侵蚀的物质，例如氧化铝或二氧化硅。
该液相也构成本发明的回收方法的产物，因为它包含仍然存在于在步骤(d)结束时获得的固体中的一种或多种稀土元素。在稀土元素混合物的情况下，后者的分离可以再次通过已知的液/液萃取型的方法来实现。
现在描述本发明方法的一种受关注的变型，其涉及上述的各个步骤中获得的液相的处理。
根据这种变型，上述第一和第二液相及如果适用的话，第四液相(如果采用步骤(e)至(g)的话)混合在一起。由此获得的混合物的pH值被调整到至少5，更特别是至少7，特别是7至8，由此在第六液相中获得沉淀，然后从第六液相分离该沉淀。
通过相对于用于形成混合物的各种液相的相应量向混合物加入碱或酸溶液调整pH值到上述值。
获得的沉淀可以与步骤(d)或步骤(i)结束时回收的固相混合。
当盐酸在步骤(a)中用于酸侵蚀和烧碱溶液用于步骤(c)且如果当应用步骤(e)时，在后一过程中使用钠化合物时，这种变型可能特别有意义。在这种情况下，实际上获得沉淀，其构成该过程的固体排出物且包含羟基磷灰石；并获得第六液相，其构成该过程的液体排出物并包含氯化钠。Ca10(PO4)6(OH)2型的羟基磷灰石是可以利用的固体。
应当指出，根据这种变型，在本方法结束时，只回收可以利用的固体和其处理不构成任何重大问题的液体排出物，这使得从环境的角度来看本方法是有利的。
下面给出非限制性的实施例。
具体实施方式
实施例1
本实施例涉及本发明的一种方法，其中硝酸用于酸侵蚀的操作。
作为原料混合物，以每100克具有如下以各种元素的氧化物表示的组成的发光体粉末为原料：
表1
  Eu2O3   1g
  Gd2O3   2g
  CeO2   2g
  Y2O3   22g
  La2O3   1g
  Tb4O7   ＜1g
  Al2O3   7g
  CaO   35g
  BaO   1g
  MnO   1g
  Sb2O3   1g
  P2O5   27g
酸侵蚀
在搅拌的反应器中，发光体粉末分散于水中，以获得被加热到70℃温度、浓度为170克/升的分散液。在1小时内将硝酸溶液倒入该分散液(其被搅拌并加热)中，直到溶液的pH值保持低于1。然后使得混合物在搅拌下消化1小时，并保持它在相同的温度和相同的pH值下。
然后在1小时内向混合物加入浓度等于4N的烧碱溶液，使得混合物的pH值上升到2。搅拌混合物1小时。
冷却后，过滤混合物，并回收过滤水。它有以下组成：
表2
  Al2O3   1g
  CaO   25.8g
  MnO   0.5g
  P2O5   5g
  MgO   0.5g
  SiO2   7.2g
  SrO   0.5g
  ZnO   0.013g
  B2O3   2.3g
  Na2O   11.6g
然后回收在过滤器上洗涤的残留固体。
用烧碱侵蚀
向搅拌的不锈钢反应器中添加55％的烧碱溶液和前述湿固体。烧碱的量使得NaOH/固体的重量比等于3。加热混合物至140℃的温度45分钟。然后在冷却至80℃后，通过加入60℃的热水稀释混合物。
最后，在混合物已经冷却至50℃后，进行过滤，并回收母液。
在过滤器上洗涤固体残留物，然后回收它并再分散于搅拌反应器中的纯水中。
酸侵蚀
然后加入硝酸溶液，直到在60℃下获得pH值1。过滤所得的混合物，并回收含有稀土元素的硝酸盐的母液用于后续的通过液/液萃取分离稀土元素的处理。
该母液中以氧化物表示的稀土元素的含量如下所示。
表3
  Eu2O3   0.92g
  Gd2O3   2.3g
  CeO2   0.46g
  Y2O3   16.8g
  La2O3   0.46g
  Tb4O7   0.46g
  总计   21.4g
碱熔
在过滤器上洗涤后，固体残留物与碳酸钠Na2CO3以5份碳酸盐对1份残留物的重量比混合。将置于坩埚中的该混合物引入加热炉中以在950℃的温度下煅烧3小时。获得的熔融固体在冷却后在80℃的热纯水中崩解，从而获得100克/升起始残留物的分散液，然后搅拌1小时。冷却后，过滤分散液，并回收母液。
分散/酸化
在过滤器上洗涤后，获得的固体分散在纯水中。通过加入硝酸至pH值1来酸化分散液，再煮沸1小时，保持pH值在1。
冷却后，过滤分散液，并回收含有稀土元素硝酸盐的母液用于后续通过液/液萃取分离稀土元素的处理。
该母液中以氧化物表示的稀土元素的含量如下所示。
表4
  Eu2O3   0.22g
  Gd2O3   0.35g
  CeO2   0.416g
  Y2O3   1.85g
  La2O3   0.128g
  Tb4O7   0.22g
  总计   3.184g
稀土元素的总收率为87.8％。
实施例2
本实施例涉及其中盐酸用于发光体粉末的第一酸侵蚀的本发明方法。以与实施例1中相同的方式进行该方法的后面步骤。
下面的表显示在第一酸侵蚀结束时(表5)和第二酸侵蚀结束时(表6)回收的过滤水的分析。
表5
  Al2O3   0.3g
  CaO   29.4g
  MnO   0.73g
  Sb2O3   0.012g
  P2O5   16.2g
  MgO   0.3g
  SiO2   0.3g
  SrO   0.2g
  ZnO   0.022g
  B2O3   2.1g
  K2O   1.5g
  Na2O   12.51g
表6
  Eu2O3   0.85g
  Gd2O3   2.33g
  CeO2   0.64g
  Y2O3   16.53g
  La2O3   0.21g
  Tb4O7   0.42g
  Total   20.98g
稀土元素的总收率为84.1％。

Claims (10)

1.一种从含有至少一种卤代磷酸盐和至少一种一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法，特征在于，它包括下列步骤：
-(a)在液体介质中对所述混合物进行酸侵蚀；
-(b)向步骤(a)结束时获得的介质添加碱，以提高所述介质的pH值到至少1.5的值，由此获得包含一种或多种至少部分为磷酸盐形式的稀土元素的第一固相和包含至少一种卤代磷酸盐的碱土元素的第一液相，并将第一固相与第一液相分离；
-(c)用强碱侵蚀步骤(b)产生的固体，由此获得包含一种或多种至少为氢氧化物形式的稀土元素的第二固相和包含强碱阳离子的磷酸盐的第二液相，并将第二固相与第二液相分离；
-(d)在使得反应混合物的pH值低于7的条件下对步骤(c)产生的固体进行酸侵蚀，由此获得第三固相和包含至少一种稀土盐的第三液相，并将第三固相与第三液相分离。
2.根据权利要求1的方法，特征在于，使用包含选自磷酸盐、碱土铝酸盐、硼酸盐、钒酸盐和氧化物的化合物作为稀土元素的化合物的固体混合物。
3.根据权利要求1或2的方法，特征在于，用硝酸或盐酸进行步骤(a)的酸侵蚀。
4.根据前述权利要求中的一项的方法，特征在于，在至少100℃的温度下进行步骤(c)。
5.根据前述权利要求中的一项的方法，特征在于，它包括以下的额外步骤：
-(e)混合由步骤(d)产生的固体与固体碱性化合物，并煅烧由此获得的混合物；
-(f)将前述步骤产生的煅烧产物再分散在水中；
-(g)从前述步骤结束时获得的分散液分离包含一种或多种至少为氢氧化物形式的稀土元素的第四固相和包含至少一种碱性元素的第四液相；
-(h)制备由前述步骤产生的固体的水性分散液，并酸化由此获得的分散液；
-(i)从前述步骤结束时获得的分散液分离第五固相和包含至少一种稀土盐的第五液相。
6.根据权利要求5的方法，特征在于，使用含有作为稀土元素化合物的碱土铝酸盐的混合物作为固体原料混合物。
7.根据前述权利要求中的一项的方法，特征在于，在步骤(d)中的酸侵蚀或步骤(h)中的酸化后，加热这些步骤结束时获得的介质，更特别地保持获得的介质沸腾，或者使其接受压热器处理。
8.根据前述权利要求中的一项的方法，特征在于，用硝酸或盐酸进行步骤(d)中的酸侵蚀或步骤(h)中的酸化。
9.根据前述权利要求的方法，特征在于，上述第一和第二液相及，如果适用的话，第四液相混合在一起，并将由此获得的混合物的pH值调整到至少5，由此在第六液相中获得沉淀，然后从所述第六液相分离该沉淀。
10.根据权利要求9的方法，特征在于，用盐酸进行步骤(a)中的酸侵蚀，用烧碱溶液进行步骤(c)，和如果采用步骤(e)，在该步骤期间使用钠化合物，由此获得包含羟基磷灰石的沉淀和包含氯化钠的第六液相。
CN201080016633.1A 2009-04-14 2010-04-02 从含有卤代磷酸盐和一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法 Expired - Fee Related CN102395529B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0901807 2009-04-14
FR0901807A FR2944276B1 (fr) 2009-04-14 2009-04-14 Procede de recuperation des terres rares a partir d'un melange solide contenant un halophosphate et un compose d'une ou plusieurs terres rares
PCT/EP2010/054460 WO2010118967A1 (fr) 2009-04-14 2010-04-02 Procede de recuperation des terres rares a partir d'un melange solide contenant un halophosphate et un compose d'une ou plusieurs terres rares

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102395529A true CN102395529A (zh) 2012-03-28
CN102395529B CN102395529B (zh) 2014-09-24

Family

ID=41479184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080016633.1A Expired - Fee Related CN102395529B (zh) 2009-04-14 2010-04-02 从含有卤代磷酸盐和一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8501124B2 (zh)
EP (1) EP2419377B1 (zh)
JP (1) JP5326040B2 (zh)
KR (1) KR101343166B1 (zh)
CN (1) CN102395529B (zh)
BR (1) BRPI1013925A2 (zh)
CA (1) CA2753832C (zh)
EA (1) EA018809B1 (zh)
ES (1) ES2545214T3 (zh)
FR (1) FR2944276B1 (zh)
MY (1) MY149436A (zh)
WO (1) WO2010118967A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114502753A (zh) * 2019-08-28 2022-05-13 N9Ve自然海洋和价值有限公司 使用海洋大型藻类回收稀土元素和/或锂的方法和系统

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8936770B2 (en) 2010-01-22 2015-01-20 Molycorp Minerals, Llc Hydrometallurgical process and method for recovering metals
US8137645B2 (en) * 2010-02-23 2012-03-20 General Electric Company Rare earth recovery from fluorescent material and associated method
FR2970709A1 (fr) * 2011-01-25 2012-07-27 Rhodia Operations Procede de recuperation des terres rares a partir d'un melange solide contenant un halophosphate et un compose d'une terre rare et melange solide adapte a ce procede
AU2015202640B2 (en) * 2011-01-25 2016-04-28 Rhodia Operations Method of recovering rare earths from a solid mixture containing a halophosphate and a rare earth compound and solid mixture suitable for this method
US8524176B2 (en) 2011-12-15 2013-09-03 Reenewal Corporation Rare earth recovery from phosphor
WO2014071510A1 (en) * 2012-11-08 2014-05-15 Electrochem Technologies & Materials Inc. Process for recovering rare earth oxides from phosphors, fluorescent lamps and light bulbs, cathode ray tubes and other industrial wastes
WO2014081547A1 (en) * 2012-11-22 2014-05-30 General Electric Company Phosphor recovery method
FR3003270B1 (fr) * 2013-03-15 2015-04-17 Eramet Procede de recuperation selective des terres rares d'une solution acide aqueuse de sulfate riche en aluminium et en phosphates
GB201419227D0 (en) * 2014-10-29 2014-12-10 Univ Leuven Kath Process for recovery of yttrium and europium from lamp phosphor waste
FR3049959A1 (fr) * 2016-04-07 2017-10-13 Rhodia Operations Procede de recuperation des terres rares a partir d'un melange solide contenant un halophosphate et un compose d'une ou plusieurs terres rares
FR3049958A1 (fr) * 2016-04-07 2017-10-13 Rhodia Operations Procede de recuperation des terres rares a partir d'un melange solide contenant un halophosphate et un compose d'une ou plusieurs terres rares

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0157249A1 (de) * 1984-03-16 1985-10-09 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Verfahren zur Rückgewinnung von Leuchtstoffen
DD292217A5 (de) * 1986-09-15 1991-07-25 Stickstoffwerke Ag Wittenerg-Piesteritz,De Verfahren zur gewinnung von seltenerdsalzen aus rohphosphaten
DE19918793A1 (de) * 1999-04-26 2000-11-02 Eberhard Gock Verfahren zum Recycling von Dreibanden-Leuchtstoffen
CN101461024A (zh) * 2006-06-02 2009-06-17 奥斯兰姆有限公司 从荧光灯回收稀土金属的方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54118998A (en) * 1978-03-08 1979-09-14 Japan Atom Energy Res Inst Processing method of radioactive material contained liquid
DD246551A1 (de) * 1986-03-07 1987-06-10 Paedagogische Hochschule Wolfg Verfahren zur rueckgewinnung von seltenerdverbindungen aus fluoreszenzlampen
DE3810720A1 (de) * 1988-03-30 1989-10-26 Schulze Rettmer Rainer Verfahren zur reinigung, insbes. zur kontinuierlichen reinigung, von abwasser mit hohem gehalt an ammonium-ionen
JPH04276034A (ja) * 1991-02-28 1992-10-01 Univ Tohoku 希土類元素の抽出分離方法
JPH0772312B2 (ja) * 1991-05-17 1995-08-02 住友金属鉱山株式会社 希土類元素の回収方法
US5160663A (en) * 1991-12-09 1992-11-03 Gte Products Corporation Method of reclaiming lamp phosphor
JP3615943B2 (ja) * 1998-09-16 2005-02-02 三井金属鉱業株式会社 使用済希土類元素系研摩材からの希土類元素の回収方法
JP3497089B2 (ja) * 1998-12-22 2004-02-16 文良 齋藤 廃棄蛍光材からレアメタル成分を選択分離する方法
JP4248937B2 (ja) * 2002-06-07 2009-04-02 昭和電工株式会社 希土類元素を含有する廃液から希土類酸化物を回収する方法
JP3950968B2 (ja) * 2003-01-27 2007-08-01 独立行政法人産業技術総合研究所 ＹおよびＥｕを分離回収する方法
FR2864861B1 (fr) * 2004-01-06 2006-04-28 Recupyl Sa Procede de recyclage integral des tubes cathodiques
AU2006237373A1 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Etech Ag Novel materials used for emitting light

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0157249A1 (de) * 1984-03-16 1985-10-09 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Verfahren zur Rückgewinnung von Leuchtstoffen
DD292217A5 (de) * 1986-09-15 1991-07-25 Stickstoffwerke Ag Wittenerg-Piesteritz,De Verfahren zur gewinnung von seltenerdsalzen aus rohphosphaten
DE19918793A1 (de) * 1999-04-26 2000-11-02 Eberhard Gock Verfahren zum Recycling von Dreibanden-Leuchtstoffen
CN101461024A (zh) * 2006-06-02 2009-06-17 奥斯兰姆有限公司 从荧光灯回收稀土金属的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114502753A (zh) * 2019-08-28 2022-05-13 N9Ve自然海洋和价值有限公司 使用海洋大型藻类回收稀土元素和/或锂的方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP5326040B2 (ja) 2013-10-30
JP2012523370A (ja) 2012-10-04
KR101343166B1 (ko) 2013-12-19
US8501124B2 (en) 2013-08-06
BRPI1013925A2 (pt) 2016-04-05
ES2545214T3 (es) 2015-09-09
CA2753832C (fr) 2013-10-29
FR2944276A1 (fr) 2010-10-15
KR20120006504A (ko) 2012-01-18
FR2944276B1 (fr) 2011-04-01
EP2419377A1 (fr) 2012-02-22
CN102395529B (zh) 2014-09-24
EP2419377B1 (fr) 2015-05-27
US20120070351A1 (en) 2012-03-22
WO2010118967A1 (fr) 2010-10-21
CA2753832A1 (fr) 2010-10-21
EA201171240A1 (ru) 2012-03-30
EA018809B1 (ru) 2013-10-30
MY149436A (en) 2013-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102395529B (zh) 从含有卤代磷酸盐和一种或多种稀土元素的化合物的固体混合物回收稀土元素的方法
CA2878486C (en) Process for recovering rare earth oxides from phosphors, fluorescent lamps and light bulbs, cathode ray tubes and other industrial wastes
JP5424873B2 (ja) 蛍光ランプからの希土類の回収方法
US8137645B2 (en) Rare earth recovery from fluorescent material and associated method
JP5991992B2 (ja) ハロリン酸塩と希土類化合物とを含有する固体混合物から希土類を回収する方法およびこの方法に適した固体混合物
CN102356142A (zh) 基于铕、钇氧化物或钆氧化物的核/壳型组合物，包含这种组合物的发光材料及其制备方法
CN1224658C (zh) 金属氧化物荧光体的制造方法
CN103819086B (zh) 一种制备钠钙硅酸盐玻璃基本配方的方法以及粉煤灰提铝联产玻璃的方法
US20110052472A1 (en) Process for the Preparation of an Yttrium and Rare Earth Mixed Oxide
JP2003502251A (ja) 二種のドーピング剤を含むランタン、ルテチウム、イットリウム又はガドリニウムのホウ酸塩及びそれの前駆物質並びにプラズマ又はｘ線システムにおける使用
AU2015202640B2 (en) Method of recovering rare earths from a solid mixture containing a halophosphate and a rare earth compound and solid mixture suitable for this method
JP2010100763A (ja) 蓄光性蛍光体の製造方法および蓄光性蛍光体
CN1230489C (zh) 低温固相合成独居石型荧光粉的方法
CN1227324C (zh) 低温固相合成稀土氧化物荧光粉的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140924

Termination date: 20170402