CN104232947A

CN104232947A - 一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法

Info

Publication number: CN104232947A
Application number: CN201410475589.0A
Authority: CN
Inventors: 刘勇; 赵�卓; 龚跃民
Original assignee: LONGNAN COUNTY ZHONGLI REGENERATION RESOURCE DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: LONGNAN COUNTY ZHONGLI REGENERATION RESOURCE DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2014-12-24

Abstract

一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法，包括以下步骤：(1)向废荧光粉中加入浓硫酸，混合均匀后放入高温炉中焙烧，使稀土转化为硫酸盐形式；(2)焙烧后的固体产物，用水进行浸出，稀土硫酸盐进入水中，然后进行过滤，过滤后的浸出溶液与浸出渣分开；（3）往浸出溶液中加入草酸，并调节pH值，使稀土以草酸稀土的形式沉淀下来，经过滤、烘干、焙烧制得稀土氧化物。本发明通过将废荧光粉经硫酸化焙烧、水浸、草酸沉淀、草酸稀土焙烧等过程回收其中的稀土元素，流程简单、操作方便、成本较低、稀土回收率高。

Description

一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法

技术领域

本发明涉及生物提取技术领域，具体为一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法。

背景技术

稀土荧光灯由于其节能、环保的优势已广泛应用于国内外大多数国家的照明系统。目前，我国稀土荧光灯产量和使用量居世界首位，据统计，我国每年稀土荧光灯产量达39.5亿支，消耗三基色稀土荧光粉5700余吨。与此同时，我国每年废弃的稀土荧光灯也超过4亿支，其中稀土荧光粉含量接近600吨，而目前这些废弃荧光灯大多数随生活垃圾进入填埋场被当作固体垃圾处理，这不仅造成荧光灯中汞化合物的释放而污染环境，更造成稀土资源的极大浪费。稀土作为21世纪新材料的重要原料，已在引火合金、永磁材料、能源材料、超导材料和发光材料等领域得到了广泛应用。虽然我国是世界上稀土资源最丰富的国家，但稀土是极为重要的战略物资，且人均占有量少。因此，从含稀土的废弃荧光粉中回收稀土元素，对我国稀土资源的可持续发展、节约能源和保护环境，均具有重要的意义。

国内外在废旧荧光粉中回收稀土方面已有较多研究。日本高桥等人首先采用风力分级的方法将稀土荧光粉与不含稀土的的荧光粉分离和富集，然后将稀土荧光粉加强酸溶解，最后用草酸沉淀回收稀土。此法的主要缺陷是稀土总回收率较低。Akira Otsuki采用两步液液萃取法分离人工合成荧光粉混合物中的红粉、蓝粉、绿粉，把荧光粉中各组分分开，取得了较好的分离效果，但仍存在萃取体系复杂、步骤多和萃取剂不能重复使用等问题。Ryosake Shimizu采用了溶解与超临界萃取相结合方法回收稀土金属。在SF-CO₂的介质中将三丁基磷酸盐(TBP)、硝酸和水按一定比例配置成超临界萃取溶剂。利用这种混合萃取剂，在120min、15MPa和333K条件下，能够使荧光粉中钇和铕的萃取率超过99％。超临界萃取大大提高了稀土金属的回收率和萃取速率，但该体系本质上是将硝酸溶解荧光粉与萃取分离过程溶为一体，反应的不确定性容易导致体系不稳定，影响分离过程。上述方法虽然都取得了一定的研究效果，但仍存在流程复杂、稀土元素回收率不高等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种流程简单、操作方便、成本较低、回收率高的从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法，包括以下步骤：

(1) 向废荧光粉中加入浓硫酸，混合均匀后放入高温炉中焙烧，使稀土转化为硫酸盐形式；

(2) 焙烧后的固体产物，用水进行浸出，稀土硫酸盐进入水中，然后进行过滤，过滤后的浸出溶液与浸出渣分开；

（3）往浸出溶液中加入草酸，并调节pH值，使稀土以草酸稀土的形式沉淀下来，经过滤、烘干、焙烧制得稀土氧化物，从而完成对稀土元素的回收。

作为本发明的进一步方案，步骤（1）中，浓硫酸的加入量为0.5～2ml/g﹒荧光粉，焙烧温度为200～500℃，焙烧时间为0.5～4h。

作为本发明的进一步方案，步骤（2）中，焙烧后的固体产物用水浸出时，水的用量为1-4ml/g.烧后的固体产物，浸出温度为当前室温到80℃之间，浸出时间为0.5～4h。

本发明与以往技术相比，具有以下优点：

本发明通过将废荧光粉经硫酸化焙烧、水浸、草酸沉淀、草酸稀土焙烧等过程回收其中的稀土元素，流程简单、操作方便、成本较低、稀土回收率高。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法：称取废荧光粉20g加入坩埚中，荧光粉化学成分为：Y₂O₃ 11.57%，CeO₂ 1.49%，Tb₄O₇ 0.78%，Eu₂O₃ 1.10%，SiO₂ 17.64%，CaO 21.85%，Al₂O₃ 16.08%，P₂O₅ 21.00%，Na₂O 1.55%，BaO 0.49%，MgO 1.28%，PbO 0.90%，再往坩埚中加入98%浓硫酸20ml，搅拌均匀后，将坩埚放入高温炉中进行焙烧，焙烧温度为400℃，焙烧时间为2h；将焙烧后的固体产物取出，并从中称取20g加入到40ml的水中，在搅拌条件下进行浸出反应，反应温度为25℃，反应时间为2h；反应结束后，过滤、洗涤、烘干后分析滤渣成分以及滤液成分，计算出稀土的浸出率分别为：Y₂O₃ 82.10%，CeO₂ 75.94%，Tb₄O₇ 79.11%，Eu₂O₃ 80.10%；向浸出后浸出溶液中加入草酸沉淀，得到草酸稀土，焙烧后获得稀土氧化物。

实施例2

一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法：称取废荧光粉20g加入坩埚中，荧光粉化学成分为：Y₂O₃ 11.57%，CeO₂ 1.49%，Tb₄O₇ 0.78%，Eu₂O₃ 1.10%，SiO₂ 17.64%，CaO 21.85%，Al₂O₃ 16.08%，P₂O₅ 21.00%，Na₂O 1.55%，BaO 0.49%，MgO 1.28%，PbO 0.90%，再往坩埚中加入98%浓硫酸20ml，搅拌均匀后，将坩埚放入高温炉中进行焙烧，焙烧温度为300℃，焙烧时间为2h；将焙烧后的固体产物取出后，并从中称取20g加入到40ml水中，在搅拌条件下进行浸出反应，反应温度为25℃，反应时间为2h；反应结束后，过滤、洗涤、烘干后分析滤渣成分以及滤液成分，计算出稀土的浸出率分别为：Y₂O₃ 83.15%，CeO₂ 77.34%，Tb₄O₇ 80.19%，Eu₂O₃ 81.33%；向浸出后的浸出溶液中加入草酸沉淀，得到草酸稀土，焙烧后获得稀土氧化物。

实施例3

一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法：称取废荧光粉20g加入坩埚中，荧光粉化学成分为：Y₂O₃ 11.57%，CeO₂ 1.49%，Tb₄O₇ 0.78%，Eu₂O₃ 1.10%，SiO₂ 17.64%，CaO 21.85%，Al₂O₃ 16.08%，P₂O₅ 21.00%，Na₂O 1.55%，BaO 0.49%，MgO 1.28%，PbO 0.90%，再往坩埚中加入98%浓硫酸20ml，搅拌均匀后，将坩埚放入高温炉中进行焙烧，焙烧温度为250℃，焙烧时间为2h；将焙烧后的固体产物取出后，并从中称取20g加入到40ml水中，在搅拌条件下进行浸出反应，反应温度为25℃，反应时间为2h；反应结束后，过滤、洗涤、烘干后分析滤渣成分以及滤液成分，计算出稀土的浸出率分别为：Y₂O₃ 75.51%，CeO₂ 70.44%，Tb₄O₇ 72.56%，Eu₂O₃ 73.93%；向浸出后的浸出溶液中加入草酸沉淀，得到草酸稀土，焙烧后获得稀土氧化物。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法，其特征是，包括以下步骤：

2.一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法，其特征是，步骤（1）中，浓硫酸的加入量为0.5～2ml/g﹒荧光粉，焙烧温度为200～500℃，焙烧时间为0.5～4h。

3.一种从废荧光粉中提取回收稀土元素的方法，其特征是，步骤（2）中，焙烧后的固体产物用水浸出时，水的用量为1-4ml/g.烧后的固体产物，浸出温度为当前室温到80℃之间，浸出时间为0.5～4h。