一種利用微生物浸提廢陰極射線管熒光粉稀土的方法
【專利摘要】一種利用微生物浸提回收廢陰極射線管熒光粉稀土的方法，其特征在于，包括以下步驟：a、預(yù)處理：將熒光粉烘干至恒重，經(jīng)研磨儀磨成細(xì)粉待用；b、微生物選取與培養(yǎng)：選用真菌或細(xì)菌為浸提微生物，培養(yǎng)基選擇液體蔗糖培養(yǎng)基和牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基分別培養(yǎng)真菌和細(xì)菌；c、浸提處理：將磨細(xì)的熒光粉加入到有菌種的培養(yǎng)基中，放入振動(dòng)培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間后，過濾，棄渣，收集菌體，菌體消解，即獲得含有稀土元素的浸提液。本方法不僅可以實(shí)現(xiàn)此廢棄熒光粉的無害化處理，同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)稀土資源的回收。
【專利說明】
一種利用微生物浸提廢陰極射線管熒光粉稀土的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于危險(xiǎn)廢物處理與綜合利用領(lǐng)域，特別涉及一種利用微生物濕法浸提廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土元素的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CRT熒光粉是在陰極射線管屏玻璃的內(nèi)表面上按照一定結(jié)構(gòu)涂有稀土熒光粉。我國是陰極射線管(CRT)顯示器生產(chǎn)使用大國，CRT產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的60%左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國約有4億臺(tái)CRT電視機(jī)，近2000萬臺(tái)計(jì)算機(jī)。隨著電子產(chǎn)品更新速度的加快，新型顯示器替代傳統(tǒng)的CRT顯示器，導(dǎo)致越來越多的CRT顯示器被淘汰。據(jù)估計(jì)，每年電視和計(jì)算機(jī)的淘汰數(shù)量均超過500萬臺(tái)，并且其數(shù)量以每年25%至30%的增長率不斷增加。
[0003]廢棄CRT中熒光粉含有稀土元素(主要是釔(Y)和銪(Eu))及鋅、鉛等重金屬，如果處置不當(dāng)進(jìn)入環(huán)境后，對(duì)環(huán)境存在極大的威脅。稀土金屬進(jìn)入環(huán)境中，稀土重金屬通常具有急性或慢性毒性，進(jìn)入土壤或水體會(huì)對(duì)其中的動(dòng)植物造成很大危害，稀土元素的環(huán)境毒理問題已受到廣泛關(guān)注。另一方面，熒光粉中含有Y和Eu是寶貴的稀土資源，如果能將稀土金屬從各種含稀土廢料中分離出來，對(duì)我國環(huán)境的保護(hù)，稀土資源的循環(huán)再利用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004]目前關(guān)于廢CRT熒光粉稀土資源的回收處理方法主要采用酸浸，然后再萃取分離等方法，將稀土金屬釔和銪從廢棄熒光粉中分離回收。由于不同熒光粉中稀土的賦存狀態(tài)不同，且非稀土成分也不同；雖然對(duì)熒光粉中稀土回收的研究取得了一定成果，但往往存在工藝復(fù)雜、稀土回收率低、成本高、經(jīng)濟(jì)效益低等問題，廢棄熒光粉中稀土組分的含量往往較低，在回收稀土的過程中需要使用酸等試劑除去大量的雜質(zhì)，可能會(huì)引起更大程度上的二次污染。因此，如何綠色、低成本的處理回收廢CRT熒光粉中稀土元素的研究，已成為業(yè)內(nèi)技術(shù)攻關(guān)的熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是提供一種利用微生物浸提回收廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土的方法。該方法基于微生物濕法冶金的理論，利用微生物生長或生長過程中所分泌的大分子有機(jī)物質(zhì)對(duì)熒光粉中含稀土的物質(zhì)進(jìn)行溶解，對(duì)離子態(tài)稀土元素吸收(吸附)或螯合等作用，達(dá)到分離回收稀土元素的目的，該方法具有綠色、低成本、二次染污少的優(yōu)勢(shì)。
[0006]本發(fā)明的內(nèi)容是:利用微生物浸提回收廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土的方法，包括下列步驟:
[0007]a、前處理:將廢棄熒光粉混勻、在烘干至恒重，經(jīng)研磨儀磨成細(xì)粉。
[0008]b、微生物選取與培養(yǎng):選用真菌和細(xì)菌為浸提微生物;培養(yǎng)基選擇液體蔗糖培養(yǎng)基和牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基分別培養(yǎng)真菌和細(xì)菌。
[0009]C、浸提處理:將磨細(xì)的焚光粉加入到有菌種的培養(yǎng)基中，放入振動(dòng)培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間后，過濾，棄渣，收集菌體，獲取含釔、銪的浸提液。
[0010]本發(fā)明所述微生物選取芽孢桿菌、黑曲霉、青霉。
[0011]本發(fā)明步驟c浸提處理方法優(yōu)選將菌種加入培養(yǎng)基中I?3d，然后再加入磨細(xì)的熒光粉。
[0012]本發(fā)明的內(nèi)容中，步驟c浸提處理具體方法如下:將磨細(xì)后的廢棄熒光粉加入到滅菌好的液體培養(yǎng)基中，同時(shí)接入微生物，菌種接入量為培養(yǎng)基體積的0.5%?5% ;廢棄熒光粉的加入量為質(zhì)量比為I %?20%培養(yǎng)基的量，在溫度為20?40°C、轉(zhuǎn)速為100?180r/min振動(dòng)培養(yǎng)7?30d;取出培養(yǎng)瓶經(jīng)過2?5min超聲振蕩，靜置到上清液變得澄清為止，取出上層菌體物，抽取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液，得到含釔、銪的溶解液。
[0013]本發(fā)明步驟c浸提處理優(yōu)選方案如下:將微生物接入到滅菌好的液體培養(yǎng)基中，菌種接入量為培養(yǎng)基體積的0.5%?5%;在溫度為20?40°(:、轉(zhuǎn)速為100?18(^/1^11振動(dòng)培養(yǎng)I?3d，然后再加入磨細(xì)后的廢棄熒光粉，加入量為質(zhì)量比為I %?20%培養(yǎng)基的量，在溫度為20-40°C、轉(zhuǎn)速為100_180r/min振動(dòng)培養(yǎng)7-30d;取出培養(yǎng)瓶經(jīng)過2?5min超聲振蕩，靜置到上清液變得澄清為止，取出上層菌體物，抽取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液，得到含釔、銪的溶解液。
[0014]本發(fā)明利用微生物浸提回收廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土的方法，還進(jìn)一步包括以下步驟:將濾膜上的菌體物質(zhì)放入馬弗爐中105°C烘干，然后在500°C灼燒5h，得到的飛灰用10%稀硝酸溶解，得到含釔、銪的溶解液。
[0015]本發(fā)明的內(nèi)容中:所述廢棄熒光粉的主要組分和質(zhì)量百分比組成為(以氧化物計(jì)):Υ2038% ?30%、Zn0 20 % ?45 %、Eu203 1 % ?2%、A1203 6% ?8%、S 15%?20%、Si2O3 3%?5%，其余為K2O、Na2O、PbO、MgO、Co3OhFe2O3等。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列特點(diǎn)和有益效果:
[0017](I)本發(fā)明從原料廢棄熒光粉出發(fā)，經(jīng)微生物的浸提作用，實(shí)現(xiàn)稀土元素的溶出，分離并濃縮富集，得到濃度較高的含稀土元素溶液為進(jìn)一步的純化提供了有得條件，通過浸提后的殘?jiān)亟饘俚暮看蠼档停粌H可以實(shí)現(xiàn)此廢棄熒光粉的無害化處理，同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)稀土資源的回收。
[0018](2)采用本發(fā)明，變廢為寶，利于污染控制、環(huán)境保護(hù)，利于資源的綜合利用，制備工藝簡單，實(shí)用性強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1:一種利用微生物浸提廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土的方法。本實(shí)施例中，廢棄熒光粉來自于廢陰極射線管，先將熒光粉在80°C烘干24h至恒重，經(jīng)研磨儀磨成200目細(xì)粉。以黑曲霉為浸提菌株，培養(yǎng)基為庶糖液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基經(jīng)滅菌處理后接入準(zhǔn)備好的黑曲霉菌液5mL(總計(jì)約750個(gè)菌絲球)于裝有250mL庶糖培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，同時(shí)加入滅菌好的熒光粉1.25g。在溫度為30°C、轉(zhuǎn)速為170r/min振動(dòng)培養(yǎng)7d。取出三角瓶經(jīng)過2min超聲振蕩，靜置待液體澄清，取出上層菌體，取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液230mL;將濾膜上的菌體物質(zhì)放入馬弗爐中105 °C烘干，然后在500 °C灼燒5h，得到的飛灰用10%稀硝酸溶解，得到含釔、銪的溶解液;電感耦合等離子體光譜儀分析溶液和反應(yīng)前樣品(固體采用HN03/HC104/HF法消解)中釔、銪等元素;結(jié)果表明約70%的釔、88%的銪進(jìn)入溶液。
[0020]實(shí)施例2:—種利用微生物浸提廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土的方法。本實(shí)施例中，廢棄熒光粉來自于廢陰極射線管，先將熒光粉在80°C烘干24h至恒重，經(jīng)研磨儀磨成200目細(xì)粉。以黑曲霉為浸提菌株，培養(yǎng)基為庶糖液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基經(jīng)滅菌處理后接入準(zhǔn)備好的黑曲霉菌液5mL(總計(jì)約750個(gè)菌絲球)于裝有250mL庶糖培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，同時(shí)加入滅菌好的熒光粉3.75g。在溫度為30°C、轉(zhuǎn)速為170r/min振動(dòng)培養(yǎng)7d。取出三角瓶經(jīng)過2min超聲振蕩，靜置待液體澄清，取出上層菌體，取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液225mL;將濾膜上的菌體物質(zhì)放入馬弗爐中105 °C烘干，然后在500 °C灼燒5h，得到的飛灰用10%稀硝酸溶解，得到含釔、銪的溶解液;用電感耦合等離子體光譜儀分析溶液和反應(yīng)前樣品(固體采用HN03/HC104/HF法消解)中釔、銪等元素;結(jié)果表明約80%的釔、85%的銪進(jìn)入溶液。
[0021]實(shí)施例3:—種利用微生物浸提廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土的方法。本實(shí)施例中，廢棄熒光粉來自于廢陰極射線管，先將熒光粉在80°C烘干24h至恒重，經(jīng)研磨儀磨成200目細(xì)粉。以黑曲霉為浸提菌株，培養(yǎng)基為庶糖液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基經(jīng)滅菌處理后接入準(zhǔn)備好的黑曲霉菌液5mL(總計(jì)約750個(gè)菌絲球)于裝有250mL庶糖培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，在溫度為30°C、轉(zhuǎn)速為170r/min振動(dòng)培養(yǎng);待黑曲霉生長3d后，加入滅菌好的熒光粉1.25g。在溫度為30°C、轉(zhuǎn)速為170r/min振動(dòng)培養(yǎng)7d。取出三角瓶經(jīng)過2min超聲振蕩，靜置待液體澄清，取出上層菌體，取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液224mL;將濾膜上的菌體物質(zhì)放入馬弗爐中105°C烘干，然后在500°C灼燒5h，得到的飛灰用10%稀硝酸溶解，得到含釔、銪的溶解液;用電感耦合等離子體光譜儀分析溶液和反應(yīng)前樣品(固體采用HN03/HC104/HF法消解)中釔、銪等元素;結(jié)果表明約85 %的釔、90 %的銪進(jìn)入溶液。
[0022]實(shí)施例4:一種利用微生物浸提廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土的方法。本實(shí)施例中，廢棄熒光粉來自于廢陰極射線管，先將熒光粉在80°C烘干24h至恒重，經(jīng)研磨儀磨成200目細(xì)粉。以黑曲霉為浸提菌株，培養(yǎng)基為庶糖液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基經(jīng)滅菌處理后接入準(zhǔn)備好的黑曲霉菌液5mL(總計(jì)約750個(gè)菌絲球)于裝有250mL庶糖培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，在溫度為30°C、轉(zhuǎn)速為170r/min振動(dòng)培養(yǎng);待黑曲霉生長3d后，加入滅菌好的熒光粉3.75g。在溫度為30°C、轉(zhuǎn)速為170r/min振動(dòng)培養(yǎng)7d。取出三角瓶經(jīng)過2min超聲振蕩，靜置待液體澄清，取出上層菌體，取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液22 ImL;將濾膜上的菌體物質(zhì)放入馬弗爐中105°C烘干，然后在500°C灼燒5h，得到的飛灰用10%稀硝酸溶解，得到含釔、銪的溶解液；用電感耦合等離子體光譜儀溶液和反應(yīng)前樣品(固體采用HN03/HC104/HF法消解)中釔、銪等元素;結(jié)果表明約88 %的釔、92 %的銪進(jìn)入溶液。
[0023]實(shí)施例5:—種利用微生物浸提廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土的方法。本實(shí)施例中，廢棄熒光粉來自于廢陰極射線管，先將熒光粉在80°C烘干24h至恒重，經(jīng)研磨儀磨成200目細(xì)粉。以青霉為浸提菌株，培養(yǎng)基為庶糖液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基經(jīng)滅菌處理后接入準(zhǔn)備好的青菌液5mL(總計(jì)約750個(gè)菌絲球)于裝有250mL庶糖培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，同時(shí)加入滅菌好的熒光粉1.25g。在溫度為30°C、轉(zhuǎn)速為170r/min振動(dòng)培養(yǎng)7d。取出三角瓶經(jīng)過2min超聲振蕩，靜置待液體澄清，取出上層菌體，取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液240mL;將濾膜上的菌體物質(zhì)放入馬弗爐中105 °C烘干，然后在500 0C灼燒5h，得到的飛灰用10 %稀硝酸溶解，得到含釔、銪的溶解液；電感耦合等離子體光譜儀分析溶液和反應(yīng)前樣品(固體采用HN03/HC104/HF法消解)中釔、銪等元素;結(jié)果表明約68%的釔、81 %的銪進(jìn)入溶液。
[0024]實(shí)施例6:—種利用微生物浸提廢陰極射線管(CRT)熒光粉稀土的方法。本實(shí)施例中，廢棄熒光粉來自于廢陰極射線管，先將熒光粉在80°C烘干24h至恒重，經(jīng)研磨儀磨成200目細(xì)粉。以芽孢桿菌為浸提菌株，培養(yǎng)基為牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基經(jīng)滅菌處理后接入準(zhǔn)備好的芽孢桿菌液5mL(菌液中細(xì)菌個(gè)數(shù)大于lOVmL)于裝有250mL培養(yǎng)基的500mL三角瓶中，同時(shí)加入滅菌好的熒光粉1.25g。在溫度為37°C、轉(zhuǎn)速為170r/min振動(dòng)培養(yǎng)7d。取出三角瓶靜置待液體澄清，取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液235mL;將濾膜上的菌體物質(zhì)放入馬弗爐中105 °C烘干，然后在500 °C灼燒5h，得到的飛灰用10 %稀硝酸溶解，得到含釔、銪的溶解液；電感耦合等離子體光譜儀分析溶液和反應(yīng)前樣品(固體采用HN03/HC104/HF法消解)中釔、銪等元素;結(jié)果表明約68%的釔、81 %的銪進(jìn)入溶液。
[0025]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用微生物浸提回收廢陰極射線管熒光粉稀土的方法，其特征在于，包括以下步驟: a、預(yù)處理:將熒光粉烘干至恒重，經(jīng)研磨儀磨成細(xì)粉待用； b、微生物選取與培養(yǎng):選用真菌或細(xì)菌為浸提微生物，培養(yǎng)基選擇液體蔗糖培養(yǎng)基和牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基分別培養(yǎng)真菌和細(xì)菌； C、浸提處理:將磨細(xì)的焚光粉加入到有菌種的培養(yǎng)基中，放入振動(dòng)培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間后，過濾，棄渣，收集菌體，菌體消解，即獲得含有稀土元素的浸提液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微生物浸提回收廢陰極射線管熒光粉稀土的方法，其特性在于:所述微生物選取芽孢桿菌、黑曲霉、青霉。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微生物浸提回收廢陰極射線管熒光粉稀土的方法，其特性在于:所述步驟c浸提處理方法也可先將菌種加入培養(yǎng)基中I?3d，然后再加入磨細(xì)的熒光粉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微生物浸提回收廢陰極射線管熒光粉稀土的方法，其特性在于，所述步驟c浸提處理具體方法如下:將磨細(xì)后的廢棄熒光粉加入到滅菌好的液體培養(yǎng)基中，同時(shí)接入微生物，菌種接入量為培養(yǎng)基體積的0.5%?5% ;廢棄熒光粉的加入量為質(zhì)量比為I %?20%培養(yǎng)基的量，在溫度為20?40°C、轉(zhuǎn)速為100?180r/min振動(dòng)培養(yǎng)7?30d;取出培養(yǎng)瓶經(jīng)過2?5min超聲振蕩，靜置待液體澄清，取出上層菌體物，抽取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液，得到含稀土元素的溶解液。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用微生物浸提回收廢陰極射線管熒光粉稀土的方法，其特性在于，所述步驟c浸提處理具體方法如下:將微生物接入到滅菌好的液體培養(yǎng)基中，菌種接入量為培養(yǎng)基體積的0.5%?5% ;在溫度為20?40°C、轉(zhuǎn)速為100?180r/min振動(dòng)培養(yǎng)I?3d，然后再加入磨細(xì)后的廢棄熒光粉，加入量為質(zhì)量比為1%?20%培養(yǎng)基的量，在溫度為20-40°C、轉(zhuǎn)速為100_180r/min振動(dòng)培養(yǎng)7-30d;取出培養(yǎng)瓶經(jīng)過2?5min超聲振蕩，靜置待液體澄清，取出上層菌體物，抽取上清液通過0.22μπι濾膜過濾，收集過濾液，得到含稀土元素的溶解液。6.權(quán)利要求1-5所述的利用微生物浸提回收廢陰極射線管熒光粉稀土的方法，其特征在于，還進(jìn)一步包括以下步驟:將濾膜上的固體物質(zhì)連同上層菌體放入馬弗爐中105°C烘干，然后在500°C灼燒5h，得到的飛灰用10%稀硝酸溶解，得到含稀土元素的溶解液。
【文檔編號(hào)】C22B3/18GK105838878SQ201610421514
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日
【發(fā)明人】諶書, 楊東升, 嚴(yán)麗娜, 劉益珍, 王彬, 陳夢(mèng)君, 劉璟
【申請(qǐng)人】西南科技大學(xué)