CN105568005A - 一种从荧光粉废粉中回收稀土的方法 - Google Patents

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秦玉芳
许涛
马莹
侯少春
丁艳蓉
包呈敏
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Abstract

本发明涉及一种从荧光粉废粉中回收稀土的方法，其特点是：包括以下步骤：步骤1：将荧光粉废粉与分解剂无水碳酸钠按质量比1:0.3~1:0.6，充分混匀，在500℃~800℃温度下焙烧0.5h~1h，使得荧光粉废粉在分解剂的作用下分解；步骤2：水洗及过滤，洗去过量的分解剂及焙烧分解产生的可溶性盐；步骤3：用盐酸浸出步骤2中滤饼中的稀土元素。其优点是：通过对含稀土荧光粉废粉的处理，实现了从含稀土荧光粉废粉中浸出所有稀土（REO）包括铽、铕、钇、铈、镧，使资源得到充分利用，本方法简便实用，成本低且浸出效率高。

Description

一种从荧光粉废粉中回收稀土的方法
技术领域
本发明涉及一种从荧光粉废粉中回收稀土的方法，属于稀土固体废弃物综合利用领域。
背景技术
自1964年发现Y2O3:Eu是一种高效红色荧光粉以来，稀土荧光粉已得到快速发展。尤其是许多国家相继推出“绿色照明”计划以后，白炽灯逐步被稀土荧光灯取代，稀土荧光粉产量逐年增加。据报道，2013年，稀土荧光粉产量为4337实物吨，其中，灯用三基色荧光粉3600实物吨，占稀土荧光粉总量的83%。稀土三基色荧光粉含有宝贵的稀土资源，如：钇、铕、铽等。荧光粉废粉作为有害固体废弃物，其REO含量约为12%，Ca的含量约27％，以及微量重金属。若将其作为废弃物处理，不但会占用大面积土地造成环境污染，更会造成资源浪费。有效合理地回收废荧光粉中的稀土元素,对它进行综合回收利用，可产生较高的经济效益和社会效益。
长期以来由于没有有效、经济的处理方法，这些废渣一直没有得到回收利用，大多数公司将其仓储堆存，有些甚至直接废弃而造成资源流失和环境污染。近年来相关处理工艺研究取得了一些成果，主要方法有盐酸浸出，硫酸浸出，混酸浸出，酸加添加剂浸出，高温焙烧后，酸加添加剂浸出等等。诸法均存在回收率低，或者只回收了其中的一种或两种较易酸浸出的稀土元素等问题，存在一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种工艺简单，成本低的方法，可高效浸出并最大限度地从稀土荧光粉废粉中回收稀土元素的从荧光粉废粉中回收稀土的方法。
本发明的一种从荧光粉废粉中回收稀土元素的方法，其特点是：包括以下步骤：
步骤1：将荧光粉废粉与分解剂无水碳酸钠按质量比1:0.3~1:0.6，充分混匀，在500℃~800℃温度下焙烧0.5h~1h，使得荧光粉废粉在分解剂的作用下分解；
步骤2：水洗及过滤，洗去过量的分解剂及焙烧分解产生的可溶性盐；
步骤3：用盐酸浸出步骤2中滤饼中的稀土元素。
步骤1中所述荧光粉废粉由某回收废旧荧光灯企业提供。该荧光粉经过对废旧荧光灯两端切割，去掉灯帽灯头，高压冲洗灯管内壁荧光粉涂层，蒸馏脱汞后收集得到，稀土（REO）含量为12wt%。其化学组成及稀土配分见表1，表2。
表1荧光粉废粉化学组成/wt%
表2荧光粉废粉中稀土配分/wt%
所述步骤1中，焙烧方式为静态焙烧；将荧光粉废粉与分解剂无水碳酸钠按质量比1:0.3~1:0.6，充分混匀于瓷坩埚中，置于马弗炉中，500℃~800℃下焙烧0.5h~1h，使得荧光粉废粉在分解剂的作用下分解。焙烧过程中主要发生的化学反应方程式如下：
2REPO4+3Na2CO3=RE2O3+2Na3PO4+3CO2
2CePO4+3Na2CO3+1/2O2=2CeO2+2Na3PO4+3CO2
步骤2所述洗涤用水为去离子水。
步骤2所述洗涤条件为：洗涤两次，洗涤温度为50℃~80℃，两次洗涤时间均为30min~1h，水洗完后过滤。洗涤的目的是洗去过量的分解剂Na2CO3及焙烧分解产生的可溶性盐，如Na3PO4。
所述洗涤两次的第二次水洗液可作为下次洗涤焙烧产物的第一次水洗液。
在步骤3中盐酸浸出条件为：盐酸浓度1mol/L~4mol/L，固液比(g/ml)1:6~1:10，浸出时间0.5h~2h，浸出温度50℃~80℃。盐酸浸出过程中发生下列反应：
RE2O3+6HCl=2RECl3+3H2O
本发明的优点是：通过对含稀土荧光粉废粉的处理，实现了从含稀土荧光粉废粉中浸出所有稀土（REO）包括铽、铕、钇、铈、镧，使资源得到充分利用，本方法简便实用，成本低且浸出效率高。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
（1）将荧光粉废粉与分解剂无水碳酸钠按质量比为1：0.3充分混匀于瓷坩埚中，置于马弗炉中，500℃下焙烧0.5h。使得荧光粉废粉在分解剂的作用下分解；
（2）将焙烧分解产物转入大烧杯中，按固液比(g/ml)为1：10加入去离子水，50℃下搅拌洗涤30min，静置，待固液明显分开，倾去上清液，再次按固液比(g/ml)为1：10加入去离子水，50℃下搅拌洗涤30min，过滤。滤液可用来下一次焙烧分解产物的一次水洗，滤饼用盐酸浸出。
（3）滤饼用3mol/L盐酸按固液比(g/ml)1：6，在水浴加热50℃下搅拌浸出0.5h，过滤得到含稀土离子滤液。
实施例2：
（1）将荧光粉废粉与分解剂无水碳酸钠按质量比为1：0.6充分混匀于瓷坩埚中，置于马弗炉中，800℃下焙烧1h。使得荧光粉废粉在分解剂的作用下分解；
（2）将焙烧分解产物转入大烧杯中，按固液比(g/ml)为1：10加入去离子水，80℃下搅拌洗涤1h，静置，待固液明显分开，倾去上清液，再次按固液比(g/ml)为1：10加入去离子水，80℃下搅拌洗涤1h，过滤。滤液可用来下一次焙烧分解产物的一次水洗，滤饼用盐酸浸出。
（3）滤饼用4mol/L盐酸按固液比(g/ml)1：10，在水浴加热80℃下搅拌浸出2h，过滤得到含稀土离子滤液。
实施例3：
（1）将荧光粉废粉与分解剂无水碳酸钠按质量比为1：0.4充分混匀于瓷坩埚中，置于马弗炉中，700℃下焙烧1h。使得荧光粉废粉在分解剂的作用下分解；
（2）将焙烧分解产物转入大烧杯中，按固液比(g/ml)为1：10加入去离子水，80℃下搅拌洗涤30min，静置，待固液明显分开，倾去上清液，再次按固液比(g/ml)为1：10加入去离子水，80℃下搅拌洗涤30min，过滤。滤液可用来下一次焙烧分解产物的一次水洗，滤饼用盐酸浸出。
（3）滤饼用2mol/L盐酸按固液比(g/ml)1：8，在水浴加热70℃下搅拌浸出2h，过滤得到含稀土离子滤液。
实施例4：
（1）将荧光粉废粉与分解剂无水碳酸钠按质量比为1：0.5充分混匀于瓷坩埚中，置于马弗炉中，700℃下焙烧1h。使得荧光粉废粉在分解剂的作用下分解；
（2）将焙烧分解产物转入大烧杯中，按固液比(g/ml)为1：10加入去离子水，80℃下搅拌洗涤30min，静置，待固液明显分开，倾去上清液，再次按固液比(g/ml)为1：10加入去离子水，80℃下搅拌洗涤30min，过滤。滤液可用来下一次焙烧分解产物的一次水洗，滤饼用盐酸浸出。
（3）滤饼用3mol/L盐酸按固液比(g/ml)1：10，在水浴加热70℃下搅拌浸出2h，过滤得到含稀土离子滤液。

Claims (6)

1.一种从荧光粉废粉中回收稀土的方法，其特点是：包括以下步骤：
步骤1：将荧光粉废粉与分解剂无水碳酸钠按质量比1:0.3~1:0.6，充分混匀，在500℃~800℃温度下焙烧0.5h~1h，使得荧光粉废粉在分解剂的作用下分解；
步骤2：水洗及过滤，洗去过量的分解剂及焙烧分解产生的可溶性盐；
步骤3：用盐酸浸出步骤2中滤饼中的稀土元素。
2.根据权利要求1所述的从荧光粉废粉中回收稀土的方法，其特点是：步骤1中所述荧光粉废粉是对废旧荧光灯两端切割，去掉灯帽灯头，高压冲洗灯管内壁荧光粉涂层，蒸馏脱汞后收集得到。
3.根据权利要求1所述的从荧光粉废粉中回收稀土的方法，其特点是：步骤2所述洗涤用水为去离子水。
4.根据权利要求1所述的从荧光粉废粉中回收稀土的方法，其特点是：步骤2所述洗涤条件为：洗涤两次，洗涤温度为50℃~80℃，两次洗涤时间均为30min~1h，水洗完后过滤。
5.根据权利要求1所述的从荧光粉废粉中回收稀土的方法，其特点是：在步骤3中盐酸浸出条件为：盐酸浓度1mol/L~4mol/L，固液比(g/ml)1:6~1:10，浸出时间0.5h~2h，浸出温度50℃~80℃。
6.根据权利要求4所述的从荧光粉废粉中回收稀土的方法，其特点是：所述洗涤两次的第二次水洗液可作为下次洗涤焙烧产物的第一次水洗液。
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