CN109439891A - 一种从led荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，将LED荧光粉硅胶废料烘干，破碎，用5‑10％盐水分选出下沉固体，在富氧环境下充分焙烧氧化，氧化后废料采用浓硫酸低温焙烧，焙烧产物加水搅拌溶解，过滤洗涤，收集滤液和洗液即得稀土富集物料液；废渣与氢氧化钠或碳酸钠高温煅烧，煅烧产物加水搅拌溶解，过滤洗涤，收集滤渣即得稀土富集物。本发明工艺简单，成本低廉，无需使用有毒害的有机溶剂，稀土元素回收率在96％以上，所得稀土富集液和富集物可直接用于稀土分离加工。

Description

一种从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法
技术领域
本发明涉及一种从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，属于资源回收技术领域。
背景技术
LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。LED产品主要应用于背光源、彩屏、室内照明三大领域。由于背光源是现阶段LED最大的应用市场，近几年驱动LED产业高速增长。未来在产品价格下降以及新一轮全球禁售白炽灯高潮兴起等因素的影响下，室内照明将替代背光源成为未来LED增长最快的细分领域。此外，近年来在小间距显示屏等产品升级因素驱动下，LED产品增速也不断提升，呈现稳健增长的趋势。
LED硅胶是LED光电行业有机硅胶材料的总称。由于环氧树脂的抗臭氧能力较弱以致于胶体变黄，影响透光效果。而LED硅胶是LED光电行业有机硅胶材料的总称，具有较好的热稳定性，耐高温和低温，可在一个较宽的温度范围内使用，再加上抗大气老化、紫外老化和电绝缘性等优异性能，在高端的产品应用上环氧树脂己被LED硅胶材料所取代。
LED硅胶废料就是在LED产品封装工序产生的硅胶废料，除硅胶外，含有一些价值较高的稀土元素，如LuAG黄绿粉中含有镥元素，REO含量占硅胶废料5％左右)，具有很高的回收价值。但是由于废料中主要组成是有机硅胶，放置时间长以后会慢慢固化，具有很强的韧性，固化后的LED硅胶废料酸、碱方法无法直接处理，不能直接回收稀土元素。目前，国外一般是采用LED硅胶溶解剂如DY-711等溶解LED硅胶，从而分离出稀土。但是DY-711为一种可燃性液体，略有腐蚀性，溶解硅胶过程中需要加热，溶解剂蒸汽对人体有害，且价格昂贵，多用在LED产品质检分析方面。随着LED行业的发展，LED硅胶废料量越来越大，在稀土资源日益减少的今天，开发一种从LED硅胶废料中回收稀土的方法具有非常重要的经济意义和社会意义。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，可以较低的成本回收废料中的稀土元素，工艺简单，成本低廉，稀土元素回收率高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将LED荧光粉硅胶废料在低温下烘干，破碎至过20目筛，用盐水浮选出下沉固体，在富氧环境下充分焙烧氧化，得氧化废料；
(2)酸处理：将步骤(1)所得氧化废料，加浓硫酸混匀后低温焙烧，酸焙烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，分别收集滤液、洗液和滤渣，合并滤液、洗液即得稀土富集物料液；
(3)碱处理：将步骤(2)酸处理所得滤渣，与氢氧化钠或碳酸钠高温煅烧，煅烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集滤渣即得稀土富集物。
本发明原理是利用比重差先除去大部分不含稀土的硅胶，提高处理效率，减少后续步骤的能耗和物料消耗；再通过焙烧氧化将含有稀土的废料中的有机硅胶氧化分解。
本发明所述盐水为5-10％的氯化钠溶液，所述低温烘干的温度为110-250℃，所述焙烧氧化温度为400-700℃。
本发明废料在焙烧氧化将有大量轻质硅物质生成，因此还可以在焙烧氧化后再加风选步骤，风选机风量为1500-2500m3/h，使硅物质和稀土成分分离，进一步减少后续步骤的能耗和物料消耗。
本发明所述浓硫酸焙烧的温度为150-400℃，废料与浓硫酸反应的质量比为1:(0.8-1.5)，所述高温煅烧的温度为600-1000℃。
氧化后废料与氢氧化钠的质量比为1:(0.5-1.5)，氧化后废料与碳酸钠的比例为1:(0.8-2.0)。
本发明工艺简单，成本低廉，无需使用有毒害的有机溶剂，稀土元素回收率在96％以上，所得稀土富集液和富集物可直接用于稀土分离加工。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
为了更清楚的描述本发明，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
一种从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，将LED荧光粉硅胶废料在低温下烘干，破碎至过20目筛，用5-20％盐水浮选出下沉固体，在富氧环境下充分焙烧氧化，得氧化废料；将所得氧化废料，加浓硫酸混匀后低温焙烧，酸焙烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，分别收集滤液、洗液和滤渣，合并滤液、洗液即得稀土富集物料液；将酸处理所得滤渣，与氢氧化钠或碳酸钠高温煅烧，煅烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集滤渣即得稀土富集物。
本发明实施例使用LED荧光粉硅胶废料由国外某公司提供，稀土含量约为5％。
实施例1
取LED荧光粉硅胶废料2.0Kg，110℃烘干，破碎至通过20目筛，用20％盐水浮选出下沉固体，在富氧环境下700℃充分焙烧氧化4h，再通过风选机风选，风量为1500m3/h，产物按料：酸质量比0.8：1加入浓硫酸混合均匀，在150℃焙烧24个小时，出料后加水充分搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集合并滤液和洗液得稀土富集物料液，折算REO量74g(Lu2O3＝99.05％)；收集滤渣，按碱：料质量比1.5：1与氢氧化钠固体混合，经600℃煅烧10小时，煅烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集滤渣即得稀土富集物，折算REO量22g(Lu2O3＝99.21％)，稀土总收率96.75％。
实施例2
取LED荧光粉硅胶废料2.5Kg，150℃烘干，破碎至通过20目筛，用15％盐水浮选出下沉固体，在富氧环境下400℃充分焙烧氧化24h，再通过风选机风选，风量为2000m3/h，产物按料：酸质量比1.5：1加入浓硫酸混合均匀，在400℃焙烧4个小时，出料后加水充分搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集合并滤液和洗液得稀土富集物料液，折算REO量108g(Lu2O3＝99.20％)；收集滤渣，按碱：料质量比0.5：1与氢氧化钠固体混合，经800℃煅烧2小时，煅烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集滤渣即得稀土富集物，折算REO量18g(Lu2O3＝98.85％)，稀土总收率96.14％。
实施例3
取LED荧光粉硅胶废料2.0Kg，200℃烘干，破碎至通过20目筛，用10％盐水浮选出下沉固体，在富氧环境下600℃充分焙烧氧化10h，再通过风选机风选，风量为2500m3/h，产物按料：酸质量比1.0：1加入浓硫酸混合均匀，在300℃焙烧8个小时，出料后加水充分搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集合并滤液和洗液得稀土富集物料液，折算REO量80g(Lu2O3＝99.32％)；收集滤渣，按碱：料质量比0.8：1与碳酸钠固体混合，经1000℃煅烧2小时，煅烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集滤渣即得稀土富集物，折算REO量18g(Lu2O3＝99.16％)，稀土总收率96.58％。
实施例4
取LED荧光粉硅胶废料2.5Kg，250℃烘干，破碎至通过20目筛，用5％盐水浮选出下沉固体，在富氧环境下500℃充分焙烧氧化14h，再通过风选机风选，风量为2500m3/h，产物按料：酸质量比1.2：1加入浓硫酸混合均匀，在200℃焙烧12个小时，出料后加水充分搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集合并滤液和洗液得稀土富集物料液，折算REO量106g(Lu2O3＝99.08％)；收集滤渣，按碱：料质量比2.0：1与碳酸钠固体混合，经800℃煅烧4小时，煅烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集滤渣即得稀土富集物，折算REO量21g(Lu2O3＝99.12％)，稀土总收率97.05％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预处理：将LED荧光粉硅胶废料烘干，破碎至过20目筛，用盐水浮选出下沉固体，在富氧环境下充分焙烧氧化，得氧化废料；
(2)酸处理：将步骤(1)所得氧化废料，加浓硫酸混匀后低温焙烧，酸焙烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，分别收集滤液、洗液和滤渣，合并滤液、洗液即得稀土富集物料液，滤渣进入下一工序；
(3)碱处理：将步骤(2)酸处理所得滤渣，与氢氧化钠或碳酸钠高温煅烧，煅烧产物加水搅拌溶解，然后过滤、洗涤，收集滤渣即得稀土富集物。
2.根据权利要求1所述的从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，其特征在于，所述盐水为5-20％的氯化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，其特征在于，所述步骤(1)中烘干温度为110-250℃。
4.根据权利要求1所述的从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，其特征在于，所述步骤(1)中焙烧氧化温度为400-700℃，时间4-24h。
5.根据权利要求1所述的从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，其特征在于，所述步骤(1)预处理还包括将氧化废料通过风选机进行风选，风量为1500-2500m3/h。
6.根据权利要求1-5任一所述的从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，其特征在于，所述步骤(2)中浓硫酸焙烧的温度为150-400℃，时间4-24h，废料与浓硫酸反应的质量比为1:(0.8-1.5)。
7.根据权利要求1-5任一所述的从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，其特征在于，所述步骤(3)中高温煅烧的温度为600-1000℃，时间2-10h。
8.根据权利要求7所述的从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，其特征在于，所述步骤(3)中氧化后废料与氢氧化钠的质量比为1:(0.5-1.5)。
9.根据权利要求7所述的从LED荧光粉硅胶废料中回收稀土的方法，其特征在于，所述步骤(3)中氧化后废料与碳酸钠的比例为1:(0.8-2.0)。
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