一種從熒光粉廢粉中回收稀土的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種從熒光粉廢粉中回收稀土的方法，屬于稀土固體廢棄物綜合利用 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 自1964年發(fā)現(xiàn)Y2〇3: Eu是一種高效紅色熒光粉以來(lái)，稀土熒光粉已得到快速發(fā)展。 尤其是許多國(guó)家相繼推出"綠色照明"計(jì)劃以后，白熾燈逐步被稀土熒光燈取代，稀土熒光 粉產(chǎn)量逐年增加。據(jù)報(bào)道，2013年，稀土熒光粉產(chǎn)量為4337實(shí)物噸，其中，燈用三基色熒光粉 3600實(shí)物噸，占稀土熒光粉總量的83%。稀土三基色熒光粉含有寶貴的稀土資源，如:釔、銪、 鋱等。熒光粉廢粉作為有害固體廢棄物，其RE0含量約為12%，Ca的含量約27%，以及微量重 金屬。若將其作為廢棄物處理，不但會(huì)占用大面積土地造成環(huán)境污染，更會(huì)造成資源浪費(fèi)。 有效合理地回收廢熒光粉中的稀土元素，對(duì)它進(jìn)行綜合回收利用，可產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益 和社會(huì)效益。
[0003] 長(zhǎng)期以來(lái)由于沒(méi)有有效、經(jīng)濟(jì)的處理方法，這些廢渣一直沒(méi)有得到回收利用，大多 數(shù)公司將其倉(cāng)儲(chǔ)堆存，有些甚至直接廢棄而造成資源流失和環(huán)境污染。近年來(lái)相關(guān)處理工 藝研究取得了一些成果，主要方法有鹽酸浸出，硫酸浸出，混酸浸出，酸加添加劑浸出，高溫 焙燒后，酸加添加劑浸出等等。諸法均存在回收率低，或者只回收了其中的一種或兩種較易 酸浸出的稀土元素等問(wèn)題，存在一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種工藝簡(jiǎn)單，成本低的方法，可高 效浸出并最大限度地從稀土熒光粉廢粉中回收稀土元素的從熒光粉廢粉中回收稀土的方 法。
[0005] 本發(fā)明的一種從熒光粉廢粉中回收稀土元素的方法，其特點(diǎn)是:包括以下步驟： 步驟1:將熒光粉廢粉與分解劑無(wú)水碳酸鈉按質(zhì)量比1: 〇. 3~1:0.6，充分混勻，在500°0 800°C溫度下焙燒0.5h~lh，使得熒光粉廢粉在分解劑的作用下分解； 步驟2:水洗及過(guò)濾，洗去過(guò)量的分解劑及焙燒分解產(chǎn)生的可溶性鹽； 步驟3:用鹽酸浸出步驟2中濾餅中的稀土元素。
[0006] 步驟1中所述熒光粉廢粉由某回收廢舊熒光燈企業(yè)提供。該熒光粉經(jīng)過(guò)對(duì)廢舊熒 光燈兩端切割，去掉燈帽燈頭，高壓沖洗燈管內(nèi)壁熒光粉涂層，蒸餾脫汞后收集得到，稀土 (RE0)含量為12 wt %。其化學(xué)組成及稀土配分見(jiàn)表1，表2。
[0007] 表1熒光粉廢粉化學(xué)組成/ wt%
表2熒光粉廢粉中稀土配分/ wt%
所述步驟1中，焙燒方式為靜態(tài)焙燒;將熒光粉廢粉與分解劑無(wú)水碳酸鈉按質(zhì)量比1: 0.3~1:0.6，充分混勻于瓷坩堝中，置于馬弗爐中，500°C~800°C下焙燒0.5h~lh，使得熒光粉 廢粉在分解劑的作用下分解。焙燒過(guò)程中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式如下： 2REP〇4 + 3Na2C03 = RE2O3 + 2Na3P04 + 3C02 2CeP〇4 + 3Na2C03+l/2〇2 =2Ce〇2 + 2Na3P〇4 + 3C〇2 步驟2所述洗滌用水為去離子水。
[0008] 步驟2所述洗滌條件為：洗滌兩次，洗滌溫度為50°C~80°C，兩次洗滌時(shí)間均為 30min~lh，水洗完后過(guò)濾。洗滌的目的是洗去過(guò)量的分解劑Na2C03及焙燒分解產(chǎn)生的可溶性 鹽，如Na 3P〇4。
[0009] 所述洗滌兩次的第二次水洗液可作為下次洗滌焙燒產(chǎn)物的第一次水洗液。
[0010] 在步驟3中鹽酸浸出條件為:鹽酸濃度lmol/L~4mol/L，固液比（g/ml) 1:6十10，浸 出時(shí)間0.5h~2h，浸出溫度50°C~80°C。鹽酸浸出過(guò)程中發(fā)生下列反應(yīng)： RE2O3 + 6HC1 = 2RECI3 +3H20 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:通過(guò)對(duì)含稀土熒光粉廢粉的處理，實(shí)現(xiàn)了從含稀土熒光粉廢粉中浸 出所有稀土(RE0)包括鋱、銪、釔、鈰、鑭，使資源得到充分利用，本方法簡(jiǎn)便實(shí)用，成本低且 浸出效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 實(shí)施例1: (1) 將熒光粉廢粉與分解劑無(wú)水碳酸鈉按質(zhì)量比為1:0.3充分混勻于瓷坩堝中，置于馬 弗爐中，500°C下焙燒0.5h。使得熒光粉廢粉在分解劑的作用下分解； (2) 將焙燒分解產(chǎn)物轉(zhuǎn)入大燒杯中，按固液比（g/ml)為1:10加入去離子水，50°C下攪 拌洗滌30min，靜置，待固液明顯分開(kāi)，傾去上清液，再次按固液比（g/ml)為1:10加入去離 子水，50°C下攪拌洗滌30min，過(guò)濾。濾液可用來(lái)下一次焙燒分解產(chǎn)物的一次水洗，濾餅用鹽 酸浸出。
[0013] (3)濾餅用3mol/L鹽酸按固液比化/1111)1:6，在水浴加熱50°(3下攪拌浸出0.511，過(guò) 濾得到含稀土離子濾液。
[0014] 實(shí)施例2: (1) 將熒光粉廢粉與分解劑無(wú)水碳酸鈉按質(zhì)量比為1: 〇. 6充分混勻于瓷坩堝中，置于馬 弗爐中，800°C下焙燒lh。使得熒光粉廢粉在分解劑的作用下分解； (2) 將焙燒分解產(chǎn)物轉(zhuǎn)入大燒杯中，按固液比（g/ml)為1:10加入去離子水，80°C下攪 拌洗滌lh，靜置，待固液明顯分開(kāi)，傾去上清液，再次按固液比（g/ml)為1:10加入去離子 水，80°C下攪拌洗滌lh，過(guò)濾。濾液可用來(lái)下一次焙燒分解產(chǎn)物的一次水洗，濾餅用鹽酸浸 出。
[0015] (3)濾餅用4mol/L鹽酸按固液比（g/ml) 1:10，在水浴加熱80°C下攪拌浸出2h，過(guò)濾 得到含稀土離子濾液。
[0016] 實(shí)施例3: (1) 將熒光粉廢粉與分解劑無(wú)水碳酸鈉按質(zhì)量比為1: 〇. 4充分混勻于瓷坩堝中，置于馬 弗爐中，700°C下焙燒lh。使得熒光粉廢粉在分解劑的作用下分解； (2) 將焙燒分解產(chǎn)物轉(zhuǎn)入大燒杯中，按固液比（g/ml)為1:10加入去離子水，80°C下攪 拌洗滌30min，靜置，待固液明顯分開(kāi)，傾去上清液，再次按固液比（g/ml)為1:10加入去離 子水，80°C下攪拌洗滌30min，過(guò)濾。濾液可用來(lái)下一次焙燒分解產(chǎn)物的一次水洗，濾餅用鹽 酸浸出。
[0017] (3)濾餅用2mol/L鹽酸按固液比（g/ml) 1:8，在水浴加熱70°C下攪拌浸出2h，過(guò)濾 得到含稀土離子濾液。
[0018] 實(shí)施例4: (1) 將熒光粉廢粉與分解劑無(wú)水碳酸鈉按質(zhì)量比為1: 〇. 5充分混勻于瓷坩堝中，置于馬 弗爐中，700°C下焙燒lh。使得熒光粉廢粉在分解劑的作用下分解； (2) 將焙燒分解產(chǎn)物轉(zhuǎn)入大燒杯中，按固液比（g/ml)為1:10加入去離子水，80°C下攪 拌洗滌30min，靜置，待固液明顯分開(kāi)，傾去上清液，再次按固液比（g/ml)為1:10加入去離 子水，80°C下攪拌洗滌30min，過(guò)濾。濾液可用來(lái)下一次焙燒分解產(chǎn)物的一次水洗，濾餅用鹽 酸浸出。
[0019] (3 )濾餅用3mo 1/L鹽酸按固液比（g/ml) 1:10，在水浴加熱70°C下攪拌浸出2h，過(guò)濾 得到含稀土離子濾液。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種從熒光粉廢粉中回收稀土的方法，其特點(diǎn)是:包括以下步驟： 步驟1:將熒光粉廢粉與分解劑無(wú)水碳酸鈉按質(zhì)量比1:0.3~1:0.6，充分混勻，在500°0 800°C溫度下焙燒0.5h~lh，使得熒光粉廢粉在分解劑的作用下分解； 步驟2:水洗及過(guò)濾，洗去過(guò)量的分解劑及焙燒分解產(chǎn)生的可溶性鹽； 步驟3:用鹽酸浸出步驟2中濾餅中的稀土元素。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從熒光粉廢粉中回收稀土的方法，其特點(diǎn)是:步驟1中所述熒 光粉廢粉是對(duì)廢舊熒光燈兩端切割，去掉燈帽燈頭，高壓沖洗燈管內(nèi)壁熒光粉涂層，蒸餾脫 汞后收集得到。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從熒光粉廢粉中回收稀土的方法，其特點(diǎn)是:步驟2所述洗滌 用水為去離子水。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從熒光粉廢粉中回收稀土的方法，其特點(diǎn)是:步驟2所述洗滌 條件為:洗滌兩次，洗滌溫度為50°C~80°C，兩次洗滌時(shí)間均為30min~lh，水洗完后過(guò)濾。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從熒光粉廢粉中回收稀土的方法，其特點(diǎn)是:在步驟3中鹽酸 浸出條件為:鹽酸濃度lmo 1 /L~4mo 1 /L，固液比（g/ml) 1:6~1:10，浸出時(shí)間0.5h~2h，浸出溫 度 50°080°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的從熒光粉廢粉中回收稀土的方法，其特點(diǎn)是:所述洗滌兩次的 第二次水洗液可作為下次洗滌焙燒產(chǎn)物的第一次水洗液。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種從熒光粉廢粉中回收稀土的方法，其特點(diǎn)是：包括以下步驟：步驟1：將熒光粉廢粉與分解劑無(wú)水碳酸鈉按質(zhì)量比1:0.3~1:0.6，充分混勻，在500℃~800℃溫度下焙燒0.5h~1h，使得熒光粉廢粉在分解劑的作用下分解；步驟2：水洗及過(guò)濾，洗去過(guò)量的分解劑及焙燒分解產(chǎn)生的可溶性鹽；步驟3：用鹽酸浸出步驟2中濾餅中的稀土元素。其優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)對(duì)含稀土熒光粉廢粉的處理，實(shí)現(xiàn)了從含稀土熒光粉廢粉中浸出所有稀土（REO）包括鋱、銪、釔、鈰、鑭，使資源得到充分利用，本方法簡(jiǎn)便實(shí)用，成本低且浸出效率高。
【IPC分類(lèi)】C22B7/00, C22B59/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105568005
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511015195
【發(fā)明人】秦玉芳, 許濤, 馬瑩, 侯少春, 丁艷蓉, 包呈敏
【申請(qǐng)人】瑞科稀土冶金及功能材料國(guó)家工程研究中心有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日