RU2622474C1 - Method of selective extraction of europium and yttrium from the waste products of phosphors - Google Patents

Method of selective extraction of europium and yttrium from the waste products of phosphors Download PDF

Info

Publication number
RU2622474C1
RU2622474C1 RU2016123723A RU2016123723A RU2622474C1 RU 2622474 C1 RU2622474 C1 RU 2622474C1 RU 2016123723 A RU2016123723 A RU 2016123723A RU 2016123723 A RU2016123723 A RU 2016123723A RU 2622474 C1 RU2622474 C1 RU 2622474C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
europium
yttrium
calcium
phosphors
precipitation
Prior art date
Application number
RU2016123723A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Борисович Патрикеев
Ахмедали Амиралы оглы Гасанов
Рамиль Азатович Ягафаров
Сергей Александрович Репин
Original Assignee
Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности АО "Гиредмет"
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 Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности АО "Гиредмет" filed Critical Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности АО "Гиредмет"
Priority to RU2016123723A priority Critical patent/RU2622474C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622474C1 publication Critical patent/RU2622474C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00Obtaining rare earth metals
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method includes the dissolution of the original product, taken in the form of chlorides fusion cake, in distilled water. The solution is treated by 40% hydrofluoric acid. The resulting sludge is dried, calcined in muffle furnace at a temperature of 650-800°C and mixed with calcium metal shavings taken from 15-20% excess of stoichiometrically required amount. Next, the mixture is pressed and smelted to obtain yttrium metal and slag containing europium fluoride and calcium.
EFFECT: enables to selectively remove europium and yttrium almost completely from the product recycling phosphors, significantly reducing the duration of the process of separation up to 3-4 hours.
1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии редких металлов, а именно к технологии переработки отходов люминофоров на основе сульфида цинка, содержащих иттрий и европий, и может быть использовано для разделения этих редкоземельных металлов (РЗМ), извлекаемых из указанных отходов.The invention relates to the metallurgy of rare metals, and in particular to the technology for processing waste phosphors based on zinc sulfide containing yttrium and europium, and can be used to separate these rare earth metals (REM) extracted from these wastes.

Отработанные люминофоры являются перспективной сырьевой базой для извлечения РЗМ и их дальнейшего использования в различных отраслях промышленности: металлургической, стекольной и керамической, атомной, электронной, радиотехнической и текстильной. Учитывая то обстоятельство, что редкоземельные металлы являются остродефицитными и дорогостоящими материалами, решение вопросов, связанных с созданием технологии, позволяющей разделять РЗМ при извлечении их из отходов люминофоров, достаточно актуально.Spent phosphors are a promising raw material base for the extraction of rare-earth metals and their subsequent use in various industries: metallurgical, glass and ceramic, nuclear, electronic, radio-technical and textile. Considering the fact that rare-earth metals are extremely scarce and expensive materials, the solution of issues related to the creation of technology that allows the separation of rare-earth metals when extracting them from phosphor waste is quite relevant.

Технической задачей изобретения является создание технологии селективного извлечения иттрия и европия из продуктов переработки отходов люминофоров.An object of the invention is the creation of a technology for the selective extraction of yttrium and europium from the waste products of phosphors.

В АО «Гиредмет» разработана технология переработки таких отходов путем хлорирования. В результате проведения этого процесса образуются два продукта: возгоны, содержащие цинк, и плав хлоридов, в котором концентрируются редкоземельные металлы - европий и иттрий.Giredmet JSC has developed a technology for the processing of such waste by chlorination. As a result of this process, two products are formed: sublimates containing zinc, and a chloride melt in which rare-earth metals - europium and yttrium are concentrated.

Современные схемы разделения, применяемые как при получении индивидуальных РЗМ из природного сырья, так и при извлечении их из отходов, основаны на использовании жидкостной экстракции и ионного обмена.Modern separation schemes used both in obtaining individual REMs from natural raw materials and in extracting them from waste are based on the use of liquid extraction and ion exchange.

Известен способ извлечения металлических иттрия и европия из люминофоров, покрывающих внутреннюю поверхность стеклянных трубок люминесцентных ламп (Rabah М.А. Recyclables recovery of europium and yttrium metals and some salts from spent fluorescent lamps // Waste Manag. 2008. Vol. 28, №2. P. 318-325). В выделенном из отработанных ламп порошке присутствовали оксиды РЗМ: иттрия - 1,65 мас.% и европия - 1,62 мас.% (остальное - сульфат кальция, ортофосфат кальция и другие примеси). Автоклавным выщелачиванием в смеси серной и азотной кислот в течение 4 ч при температуре около 125°C и давлении 5 МПа растворяли иттрий и европий:A known method of extracting metallic yttrium and europium from phosphors covering the inner surface of glass tubes of fluorescent lamps (Rabah, M. A. Recyclables recovery of europium and yttrium metals and some salts from spent fluorescent lamps // Waste Manag. 2008. Vol. 28, No. 2 P. 318-325). The powder extracted from the used lamps contained REM oxides: yttrium — 1.65 wt.% And europium — 1.62 wt.% (The rest was calcium sulfate, calcium orthophosphate, and other impurities). Yttrium and europium were dissolved by autoclave leaching in a mixture of sulfuric and nitric acids for 4 hours at a temperature of about 125 ° C and a pressure of 5 MPa:

Y2O3+3H2SO4=2Y2(SO4)3+3H2O,Y 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = 2Y 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O,

Eu2O3+3H2SO4=2Eu2(SO4)3+3H2O.Eu 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = 2Eu 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O.

Полученные таким образом растворы сернокислых солей РЗМ преобразовывали в тиоцианатные при низкой температуре, добавляя органический растворитель с тиоционатной солью. Для селективного выделения Eu и Y из раствора роданида использовали триметил-бензиламмоний хлорид, а затем извлекали РЗМ из этого органического растворителя с помощью N-трибутилфосфата и азотной кислоты. В результате получали азотнокислые соли Eu и Y. Их отделяли друг от друга путем растворения нитрата иттрия в этиловом спирте, в котором нитрат европия не растворялся.The solutions of REM sulfate salts obtained in this way were converted to thiocyanate salts at low temperature by adding an organic solvent with a thiocyanate salt. For the selective separation of Eu and Y from a solution of thiocyanate, trimethylbenzylammonium chloride was used, and then rare-earth metals were removed from this organic solvent using N-tributyl phosphate and nitric acid. As a result, the nitric salts of Eu and Y were obtained. They were separated from each other by dissolving yttrium nitrate in ethyl alcohol, in which europium nitrate did not dissolve.

Металлические европий и иттрий получали термическим восстановлением с использованием газообразного водорода при 850 и 1575°C соответственно:Metallic europium and yttrium were obtained by thermal reduction using hydrogen gas at 850 and 1575 ° C, respectively:

Eu(NO3)3+3Н2=Eu+3NO2+3H2O,Eu (NO 3 ) 3 + 3H 2 = Eu + 3NO 2 + 3H 2 O,

Y(NO3)3+3Н2=Y+3NO2+3H2O.Y (NO 3 ) 3 + 3H 2 = Y + 3NO 2 + 3H 2 O.

Экономическая оценка показала, что предложенный метод представляется пригодным для промышленного применения.An economic assessment showed that the proposed method seems suitable for industrial use.

Однако такая технология имеет несколько существенных недостатков: требует значительных временных и трудовых затрат, а главное - использования в больших количествах целого ряда агрессивных кислот и органических растворителей, представляющих существенную опасность для окружающей среды.However, this technology has several significant drawbacks: it requires significant time and labor costs, and most importantly - the use in large quantities of a number of aggressive acids and organic solvents that pose a significant environmental hazard.

Европий можно отделить от других РЗМ методом селективного восстанавления до двухвалентного состояния:Europium can be separated from other rare-earth metals by selective reduction to a divalent state:

Eu3+-=Eu2+.Eu 3+ + e - = Eu 2+ .

В этом случае разделение облегчается благодаря значительным отличиям в свойствах соединений двухвалентного европия и других редкоземельных металлов, оставшихся в трехвалентном виде.In this case, the separation is facilitated due to significant differences in the properties of the compounds of divalent europium and other rare earth metals remaining in the trivalent form.

Известен и широко применяется в промышленности при получении РЗМ из природного сырья метод, основанный на восстановлении европия цинковой пылью из хлоридных растворов в присутствии серной кислоты. При этом используется малая растворимость EuSO4, изоморфного сульфата бария и стронция, которые могут служить «носителями» (Зеликман А.Н. Металлургия редкоземельных металлов, тория и урана. М.: Металлургиздат, 1960. С. 145).Known and widely used in industry for the production of rare-earth metals from natural raw materials, a method based on the reduction of europium by zinc dust from chloride solutions in the presence of sulfuric acid. The low solubility of EuSO 4 , isomorphic barium sulfate and strontium, which can serve as “carriers” (Zelikman AN, Metallurgy of rare-earth metals, thorium, and uranium. M: Metallurgizdat, 1960. P. 145), is used.

Восстановление и осаждение:Recovery and precipitation:

2EuCl3+2H2SO4+Zn=2EuSO4↓+ZnCl2+4HCl2EuCl 3 + 2H 2 SO 4 + Zn = 2EuSO 4 ↓ + ZnCl 2 + 4HCl

проводят при pH 2-4 и температуре 0-5°C, способствующей увеличению растворимости сульфатов невосстановленных РЗМ и лучшему их отделению. Из концентратов с высоким содержанием европия (3-5% от суммы РЗМ) EuSO4 можно осаждать без носителя. В осадок переходит от 75 до 95% европия. Фильтрат и промводы возвращают на вторичное восстановление. При низком содержании европия в исходном материале (<0,25%) осаждение EuSO4 ведут на носителе, лучшим из которых является SrSO4; в осадок при этом выделяется до 95% европия (Михайличенко А.И., Михлин Е.Б., Патрикеев Ю.Б. Редкоземельные металлы. М.: Металлургия, 1987. С. 127-128).carried out at a pH of 2-4 and a temperature of 0-5 ° C, which contributes to an increase in the solubility of sulfates of unreduced rare earth metals and their better separation. From concentrates with a high europium content (3-5% of the total REM), EuSO 4 can be precipitated without a carrier. From sediment passes from 75 to 95% europium. The filtrate and wastes are returned to secondary recovery. At a low europium content in the starting material (<0.25%), EuSO 4 is deposited on a support, the best of which is SrSO 4 ; in this case, up to 95% of europium is precipitated (Mikhaylichenko A.I., Mikhlin E.B., Patrikeev Yu.B. Rare-earth metals. M: Metallurgy, 1987. P. 127-128).

Чистый оксид европия из богатых концентратов получают также осаждением гидроксидов. Концентраты растворяют в соляной кислоте, после чего восстанавливают хлорид европия цинком по реакции:Pure europium oxide from rich concentrates is also obtained by precipitation of hydroxides. The concentrates are dissolved in hydrochloric acid, and then restore europium chloride with zinc by the reaction:

2EuCl3+Zn=2EuCl2+ZnCl2 2EuCl 3 + Zn = 2EuCl 2 + ZnCl 2

и добавляют в смесь раствор аммиака до pH 11-12. Все трехвалентные РЗМ осаждаются в виде R(OH)3 (где R - РЗМ), в растворе же остается гидроксид Eu(ОН)2 и комплексный аммиакат цинка. Отфильтрованный раствор обрабатывают небольшим количеством HNO3 для окисления европия и осаждения его в виде Eu(ОН)3. Осадок промывают NH4OH, растворяют в HNO3 и снова осаждают гидроксид европия. Процессы растворения и осаждения гидроксида повторяют до полного удаления цинка. На последней стадии осаждают оксалат европия, прокаливают и получают оксид европия нужной чистоты. Операции с растворами проводят в защитной атмосфере азота, углекислого газа, аргона (Михайличенко А.И., Михлин Е.Б., Патрикеев Ю.Б. Редкоземельные металлы. С. 129).and ammonia solution is added to the mixture to pH 11-12. All trivalent rare-earth metals are precipitated in the form of R (OH) 3 (where R is rare-earth metals), while the solution remains Eu (OH) 2 hydroxide and complex zinc ammonia. The filtered solution was treated with a small amount of HNO 3 to oxidize europium and precipitate it as Eu (OH) 3 . The precipitate was washed with NH 4 OH, dissolved in HNO 3 and europium hydroxide was precipitated again. The processes of dissolution and precipitation of hydroxide are repeated until zinc is completely removed. In the last stage, europium oxalate is precipitated, calcined and europium oxide of the desired purity is obtained. Operations with solutions are carried out in a protective atmosphere of nitrogen, carbon dioxide, argon (Mikhaylichenko A.I., Mikhlin E.B., Patrikeev Yu.B. Rare-earth metals. P. 129).

Вышеописанная технология позволяет перерабатывать концентраты РЗМ с выделением оксида европия в самостоятельный продукт. Однако большое число операций осаждения гидроксида европия, повторяемых для получения чистого оксида, приводит к невысокой степени извлечения целевого продукта, делает процесс трудоемким и плохо поддающимся автоматизации.The technology described above allows the processing of REM concentrates with the release of europium oxide into an independent product. However, a large number of deposition of europium hydroxide, repeated to obtain pure oxide, leads to a low degree of extraction of the target product, makes the process time-consuming and difficult to automate.

Известен способ селективного восстановления европия, включающий растворение его смесей с иттрием, содержащихся в отходах люминофоров, извлекаемых из люминесцентных ламп красного свечения. При этом валентность европия изменяется под действием ультрафиолетового излучения. В качестве исходного материала использовали либо искусственные смеси солей европия и иттрия, имитирующие промышленные составы, либо твердые частицы реальных отходов красного люминофора. После растворения солей или отходов в 0,5 М соляной кислоте к образовавшемуся раствору хлоридов РЗМ добавляли (NH4)2SO4 и по каплям - 1 М NaOH. Затем вводили 20 об.% поглотителя - изопропанола. Полученный раствор облучали ультрафиолетом с помощью ртутной лампы низкого давления мощностью 11 Вт. Восстановленный до двухвалентного состояния европий осаждали в виде сульфата. Из искусственных смесей Eu и Y таким способом удалось извлечь 95% европия в виде сульфата чистотой 98,5%, из промышленных порошков - 50% европия в виде EuSO4 чистотой 96% (Van den Bogaert В., Havaux D., Binnemans K., Van Gerven T. Photochemical recycling of europium from Eu/Y mixtures in red lamp phosphor waste streams // Green Chemistry. 2015. Vol. 17, №4. P. 2180-2187). Способ принят за прототип.A known method for the selective reduction of europium, including the dissolution of its mixtures with yttrium contained in the waste of phosphors extracted from red fluorescent lamps. In this case, the europium valence changes under the influence of ultraviolet radiation. As the starting material, either artificial mixtures of europium and yttrium salts, imitating industrial compositions, or solid particles of real red phosphor wastes were used. After the salts or wastes were dissolved in 0.5 M hydrochloric acid, (NH 4 ) 2 SO 4 was added to the resulting REM chloride solution, and 1 M NaOH was added dropwise. Then, 20 vol% of the absorbent, isopropanol, was introduced. The resulting solution was irradiated with ultraviolet light using an 11 W low-pressure mercury lamp. Restored to the divalent state, europium was precipitated in the form of sulfate. In this way, 95% europium in the form of sulphate with a purity of 98.5% was extracted from artificial mixtures of Eu and Y, and 96% of europium in the form of EuSO 4 with a purity of 96% was extracted from industrial powders of 50% europium (Van den Bogaert B., Havaux D., Binnemans K. , Van Gerven, T. Photochemical recycling of europium from Eu / Y mixtures in red lamp phosphor waste streams // Green Chemistry. 2015. Vol. 17, No. 4. P. 2180-2187). The method adopted for the prototype.

К недостаткам способа относятся:The disadvantages of the method include:

- длительность процесса (в случае реальных отходов один только этап облучения продолжается 50 ч);- the duration of the process (in the case of real waste, only the irradiation stage lasts 50 hours);

- невысокий выход и недостаточная чистота конечных продуктов.- low yield and insufficient purity of the final products.

Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения и разделения иттрия и европия из продуктов переработки отходов люминофоров.The technical result of the invention is to increase the degree of extraction and separation of yttrium and europium from waste products of phosphors.

Технический результат достигается тем, что в способе селективного извлечения иттрия и европия из продуктов переработки отходов люминофоров, включающем растворение продукта с последующим осаждением нерастворимых солей, согласно изобретению его растворяют в дистиллированной воде, раствор обрабатывают 40%-ной фтористоводородной (плавиковой) кислотой до осаждения поликомпонентного фторида, полученный осадок сушат, прокаливают в муфельной печи при температуре 650-800°C и смешивают со стружкой металлического кальция, взятого с 15-20%-ным избытком от стехиометрически необходимого количества, полученную смесь прессуют и плавят в дуговой печи с нерасходуемым электродом в атмосфере аргона при избыточном давлении до получения металлического иттрия и шлака, содержащего фториды европия и кальция.The technical result is achieved by the fact that in the method for the selective extraction of yttrium and europium from the waste products of phosphors, including dissolving the product followed by precipitation of insoluble salts, according to the invention it is dissolved in distilled water, the solution is treated with 40% hydrofluoric (hydrofluoric) acid before precipitation of the multicomponent fluoride, the resulting precipitate is dried, calcined in a muffle furnace at a temperature of 650-800 ° C and mixed with shavings of calcium metal, taken with a 15-20% excess m of the stoichiometrically required quantity, the resulting mixture is compressed and melted in an arc furnace with a nonconsumable electrode in an argon atmosphere at a pressure to obtain a yttrium metal and slag containing calcium fluoride and europium.

Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.

Продукт переработки отходов люминофоров хлорированием - плав хлоридов, содержащий европий и иттрий, растворяют в дистиллированной воде, затем в полученный раствор вводят 40%-ную фтористоводородную кислоту для осаждения поликомпонентного фторида:The product of the processing of phosphor wastes by chlorination — a chloride melt containing europium and yttrium, is dissolved in distilled water, then 40% hydrofluoric acid is added to the resulting solution to precipitate multicomponent fluoride:

RCl3+3HF+nH2O=RF3⋅nH2O↓+3HCl,RCl 3 + 3HF + nH 2 O = RF 3 ⋅nH 2 O ↓ + 3HCl,

где R - иттрий, европий, n - число молекул кристаллизационной воды; полученный осадок сушат, прокаливают в муфельной печи при температуре 650-800°C и восстанавливают металлическим кальцием, взятым с 15-20%-ным избытком от стехиометрически необходимого количества, в дуговой печи с нерасходуемым электродом в атмосфере аргона при избыточном давлении (0,1-0,2 кгс/см2). При нагревании в дуговой печи иттрий восстанавливается кальцием до металла:where R is yttrium, europium, n is the number of crystallization water molecules; the precipitate obtained is dried, calcined in a muffle furnace at a temperature of 650-800 ° C and reduced with metallic calcium, taken with a 15-20% excess of the stoichiometrically necessary amount, in an arc furnace with a non-consumable electrode in an argon atmosphere under excess pressure (0.1 -0.2 kgf / cm 2 ). When heated in an arc furnace, yttrium is reduced by calcium to metal:

2YF3+3Ca=2Y+3CaF2,2YF 3 + 3Ca = 2Y + 3CaF 2 ,

а европий - до двухвалентного состояния, образуя соединение EuF2:and europium - to a divalent state, forming the compound EuF 2 :

2EuF3+Са=2EuF2+CaF2,2EuF 3 + Ca = 2EuF 2 + CaF 2 ,

и полностью переходит в шлак.and completely goes into slag.

Обоснование заявленных режимовJustification of the declared modes

Заявленный интервал температур для операции прокаливания осажденного поликомпонентного фторида составляет 650-800°C. При температуре прокаливания ниже 650°C возможно неполное разложение кристаллогидратов поликомпонентного фторида (RF3⋅nH2O), что при последующем восстановлении приведет к уменьшению выхода годного. Если же она будет превышать 800°C, станет возможным взаимодействие фторидов с кислородом воздуха, что также отрицательно скажется на качестве и выходе годного.The claimed temperature range for the operation of calcining the precipitated multicomponent fluoride is 650-800 ° C. At annealing temperature below 650 ° C, incomplete decomposition of crystalline hydrates of multicomponent fluoride (RF 3 ⋅nH 2 O) is possible, which, upon subsequent reduction, will lead to a decrease in the yield. If it exceeds 800 ° C, the interaction of fluorides with oxygen will become possible, which will also adversely affect the quality and yield.

Заявленный избыток металлического кальция при проведении восстановления поликомпонентного фторида - 15-20% от стехиометрически необходимого количества - обеспечивает полноту селективного восстановления Y и Eu. Уменьшение избытка восстановителя приведет к тому, что часть иттрия не будет восстановлена и вместе с европием перейдет в шлак, а увеличение - к непроизводительному расходу кальция.The claimed excess of metallic calcium during the reduction of multicomponent fluoride - 15-20% of the stoichiometrically necessary amount - ensures the completeness of the selective reduction of Y and Eu. Reducing the excess of reducing agent will lead to the fact that part of the yttrium will not be restored and together with europium will go to slag, and the increase will lead to unproductive consumption of calcium.

Пример осуществления способаAn example of the method

В качестве примера приводятся данные производственного эксперимента. Исходный материал - продукт переработки отходов люминофоров, представляющий собой поликомпонентный хлорид с массовым соотношением европия и иттрия 1:10. Образец массой 315 г растворяли в горячей дистиллированной воде. Затем в полученный раствор вводили 220 мл 40%-ного раствора фтористоводородной кислоты и осаждали поликомпонентный фторид. Осадок рассыпали на противнях слоем ~2 см и высушивали под лампами - термоизлучателями при температуре ~100°C в течение 2-3 часов, затем прокаливали в муфельной печи при температуре 650-800°C в течение одного часа. Прокаленный фторид массой 230 г смешивали со стружкой металлического кальция массой 114 г (с 20%-ным избытком от стехиометрически необходимого количества). Смесь прессовали и расплавляли в дуговой печи с нерасходуемым электродом в атмосфере аргона при избыточном давлении 0,1-0,2 кгс/см2. Продолжительность плавки около 10 мин. При этом иттрий восстанавливался до металла, а европий - до двухвалентного состояния и в виде EuF2 полностью переходил в шлак.As an example, data from a production experiment are given. The starting material is the product of the processing of phosphor waste, which is a multicomponent chloride with a mass ratio of europium and yttrium of 1:10. A 315 g sample was dissolved in hot distilled water. Then, 220 ml of a 40% solution of hydrofluoric acid was introduced into the resulting solution, and multicomponent fluoride was precipitated. The precipitate was scattered on baking sheets with a layer of ~ 2 cm and dried under heat-emitting lamps at a temperature of ~ 100 ° C for 2-3 hours, then calcined in a muffle furnace at a temperature of 650-800 ° C for one hour. Calcined fluoride weighing 230 g was mixed with a chip of calcium metal weighing 114 g (with a 20% excess of the stoichiometrically necessary amount). The mixture was compressed and melted in an arc furnace with a nonconsumable electrode in an argon atmosphere at a pressure of 0.1-0.2 kgf / cm 2. The melting time is about 10 minutes. In this case, yttrium was reduced to a metal, and europium was reduced to a divalent state and, in the form of EuF 2, completely converted to slag.

В результате восстановления получили 140 г иттрия и 191 г шлака. Анализ продуктов показал, что в металлической фазе практически отсутствует европий (остаточное содержание 0,01 мас.%), а в шлаке - иттрий (остаточное содержание 0,01 мас.%).As a result of the recovery, 140 g of yttrium and 191 g of slag were obtained. The analysis of the products showed that europium (residual content of 0.01 wt.%) Is practically absent in the metal phase, and yttrium (residual content of 0.01 wt.%) In slag.

Таким образом, заявленный способ позволяет практически полностью селективно извлечь из концентрата - продукта переработки отходов люминофоров, европий и иттрий. При этом существенно сокращается продолжительность процесса разделения (с 50 часов по прототипу) до 3-4 часов.Thus, the claimed method allows almost completely selectively extracted from the concentrate - a product of the processing of waste phosphors, europium and yttrium. This significantly reduces the duration of the separation process (from 50 hours of the prototype) to 3-4 hours.

Claims (1)

Способ селективного извлечения иттрия и европия из продуктов переработки отходов люминофоров, включающий растворение исходного продукта с последующим осаждением нерастворимых солей, отличающийся тем, что исходный продукт, представляющий собой плав хлоридов, содержащий иттрий и европий, растворяют в дистиллированной воде, осаждение ведут обработкой раствора 40%-ной фтористоводородной кислотой до осаждения поликомпонентного фторида, полученный осадок сушат, прокаливают в муфельной печи при температуре 650-800°C и смешивают со стружкой металлического кальция, взятого с 15-20%-ным избытком от стехиометрически необходимого количества, полученную смесь прессуют и плавят в дуговой печи с нерасходуемым электродом в атмосфере аргона при избыточном давлении до получения металлического иттрия и шлака, содержащего фториды европия и кальция.A method for the selective extraction of yttrium and europium from products of processing phosphor wastes, including dissolving the starting material followed by precipitation of insoluble salts, characterized in that the starting product, which is a chloride melt containing yttrium and europium, is dissolved in distilled water, the precipitation is carried out by processing a 40% solution hydrofluoric acid before precipitation of multicomponent fluoride, the resulting precipitate is dried, calcined in a muffle furnace at a temperature of 650-800 ° C and mixed with shavings of metallic calcium, taken with a 15-20% excess of the stoichiometrically necessary amount, the resulting mixture is pressed and melted in an arc furnace with a non-consumable electrode in an argon atmosphere under excessive pressure to obtain metallic yttrium and slag containing europium and calcium fluorides.
RU2016123723A 2016-06-15 2016-06-15 Method of selective extraction of europium and yttrium from the waste products of phosphors RU2622474C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123723A RU2622474C1 (en) 2016-06-15 2016-06-15 Method of selective extraction of europium and yttrium from the waste products of phosphors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016123723A RU2622474C1 (en) 2016-06-15 2016-06-15 Method of selective extraction of europium and yttrium from the waste products of phosphors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2622474C1 true RU2622474C1 (en) 2017-06-15

Family

ID=59068423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016123723A RU2622474C1 (en) 2016-06-15 2016-06-15 Method of selective extraction of europium and yttrium from the waste products of phosphors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2622474C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54137426A (en) * 1978-04-12 1979-10-25 Lumalampan Ab Method and apparatus for separating mercury from solid material
RU2083709C1 (en) * 1995-04-04 1997-07-10 Научно-производственное объединение "ЭНЭКО" Method of demercurization of articles containing mercury
CA2237291A1 (en) * 1998-05-11 1999-11-11 Scc Environmental Group Inc. Method and apparatus for removing mercury and organic contaminants from soils, sludges and sediments and other inert materials
DE19940684A1 (en) * 1999-08-27 2001-03-01 Dieter Dierkes Removal of elementary mercury from residues produced during natural gas recovery comprises separating out elementary mercury and foreign materials, re-suspending, classifying fine and coarse solids and further treating
RU2175664C1 (en) * 2001-02-09 2001-11-10 Макарченко Георгий Васильевич Method for mercury removal from objects contaminated by mercury "e-2000" and mercury removal composition mercury "e-2000+"
US20050089460A1 (en) * 2003-10-28 2005-04-28 Tranquilla James M. Method of removing mercury from mercury contaminated materials
WO2006058508A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-08 Ustav Chemickych Procesu Av Cr Method of extraction of europium(iii) and/or yttrium(iii) ions from concentrate of luminophore dust or sludge
US20060243096A1 (en) * 2005-05-02 2006-11-02 Dieter Kita Method and apparatus for converting oxidized mercury into elemental mercury

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54137426A (en) * 1978-04-12 1979-10-25 Lumalampan Ab Method and apparatus for separating mercury from solid material
RU2083709C1 (en) * 1995-04-04 1997-07-10 Научно-производственное объединение "ЭНЭКО" Method of demercurization of articles containing mercury
CA2237291A1 (en) * 1998-05-11 1999-11-11 Scc Environmental Group Inc. Method and apparatus for removing mercury and organic contaminants from soils, sludges and sediments and other inert materials
DE19940684A1 (en) * 1999-08-27 2001-03-01 Dieter Dierkes Removal of elementary mercury from residues produced during natural gas recovery comprises separating out elementary mercury and foreign materials, re-suspending, classifying fine and coarse solids and further treating
RU2175664C1 (en) * 2001-02-09 2001-11-10 Макарченко Георгий Васильевич Method for mercury removal from objects contaminated by mercury "e-2000" and mercury removal composition mercury "e-2000+"
US20050089460A1 (en) * 2003-10-28 2005-04-28 Tranquilla James M. Method of removing mercury from mercury contaminated materials
WO2006058508A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-08 Ustav Chemickych Procesu Av Cr Method of extraction of europium(iii) and/or yttrium(iii) ions from concentrate of luminophore dust or sludge
US20060243096A1 (en) * 2005-05-02 2006-11-02 Dieter Kita Method and apparatus for converting oxidized mercury into elemental mercury

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8524176B2 (en) Rare earth recovery from phosphor
JP5424873B2 (en) Recovery method of rare earth from fluorescent lamp
RU2579843C2 (en) Method of red mud processing
JP6622307B2 (en) Method for extraction and separation of rare earth elements
Habashi Extractive metallurgy of rare earths
CA2878486C (en) Process for recovering rare earth oxides from phosphors, fluorescent lamps and light bulbs, cathode ray tubes and other industrial wastes
RU2562989C1 (en) Method of preparing vanadium oxide
CA2872659C (en) System and method for rare earths extraction
WO2015016086A1 (en) Method for recovering zinc from electric-furnace steelmaking dust and device for recovering zinc from electric-furnace steelmaking dust
Önal et al. Recovery of rare earths from waste cathode ray tube (CRT) phosphor powder by selective sulfation roasting and water leaching
Sayed et al. Studies on europium separation from a middle rare earth concentrate by in situ zinc reduction technique
CN105039698A (en) Method of high-effectively recycling rare earth from waste CRT fluorescent powder
Innocenzi et al. Rare earths from secondary sources: profitability study
Soe et al. Study on extraction of lanthanum oxide from monazite concentrate
JP5905592B2 (en) Rare earth element separation method and separation apparatus
RU2622474C1 (en) Method of selective extraction of europium and yttrium from the waste products of phosphors
Kujawski et al. Processes and technologies for the recycling of spent fluorescent lamps
DE102014206223A1 (en) Process for the recovery of rare earths from rare earth-containing compositions
EP3342886B1 (en) Useful method for separating light rare earth elements and heavy rare earth elements
KR20190109082A (en) Recovery method rare earth elements from waste RE:YAG crystal
Holloway et al. Recovery of zinc, gallium and indium from La Oroya zinc ferrite using Na2CO3 roasting
Purwani et al. Separation of Ce, La and Nd in rare earth hydroxide (REOH) by oxidation with potassium permanganate and precipitation
Pramanik et al. Recovery of rare earth oxide from phosphor powder of spent fluorescent lamp
WO2020075288A1 (en) Method and device for processing nickel oxide ore
KR20180014331A (en) Apparatus for recovering rare earth metal ion and recovering method for rare earth metal ion using the same

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20171120