一种从废稀土荧光粉中提取稀土的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于资源综合回收利用领域，具体涉及到从各类废稀土荧光粉中高效回收稀土的方法。
【背景技术】
[0002]由于在荧光粉中添加稀土元素可以明显提高荧光灯的光效、显色性和寿命，因此稀土荧光粉广泛应用于荧光灯、半导体照明发光二极管和彩色显像管等发光材料领域。随着环境问题日益严重以及能源的不断枯竭，国家实施了一系列的节能减排战略，再加上电子信息产业的迅速发展，促使稀土发光材料的发展及应用。从应用领域中所产生的废荧光粉与日俱增。因此，开展从废稀土荧光粉中回收稀土的研宄，不仅可有效解决废荧光粉带来的环境污染问题，同时，提高宝贵稀土资源的利用率，对实现稀土资源可持续发展具有重要意义。
[0003]废稀土荧光粉循环利用的难点在于如何从废粉中高效提取稀土。废三基色稀土荧光粉主要包括红粉、蓝粉、绿粉，其中废粉中红粉的稀土较易提取，如杨幼明，邓声华等(从荧光粉废料中提取稀土工艺研宄[J].有色金属，2012(10)，23-26.)在氧化剂作用下用盐酸浸出荧光粉废料，钇铕浸出率为99%，但Ce、Tb浸出率偏低，而Ce、Tb主要来源于蓝粉和绿粉，因此，如何从蓝粉和绿粉中高效提取稀土成为关键难题。国内许多科研工作者对此进行了研宄，如李洪枚采用硫酸浸出的方法(李洪枚.用硫酸从废旧稀土荧光粉中浸出稀土[J].湿法冶
金，2010，29 (3):189-198.)。结果表明，在反应温度37°C，液固比为50: 1，搅拌速度为250rpm，硫酸浓度2mol.L—1条件下浸出8h，稀土 Y、Ce、Tb、Eu四种稀土元素浸出率分别是75.3%, 61.1%, 66.9和71.5%，各稀土的浸出率均较低;中国专利CN102634667A是先将废料用冷盐酸浸泡除杂，再用浓盐酸加热浸出，回流浸泡得到溶液和固体渣，溶液用草酸沉淀煅烧得到Y、Ce氧化物，固体渣与碳酸钠混合焙烧后水洗，然后用稀盐酸洗涤，得到固体含有La,Eu,Ce,Tb的氧化物，而中国专利CN102660688A则提供了一种高温碱熔一酸浸的方法处理废稀土荧光粉，以上两个专利均取得一定的效果，但二者均未说明废粉中各稀土元素的提取率；李瑞卿，吴玉锋(李瑞卿，吴玉锋等.高温碱熔法提取稀土三基色荧光粉废料中稀土 [J].冶金分析，2012，32: 795-799.)采用高温碱熔一双氧水酸浸的方法高效提取了废稀土荧光粉中各稀土元素，虽然稀土浸出率达100%，但该法主要为废稀土荧光粉提取过程中稀土的检测提供一种途径，各试剂的消耗均大大过量，且整个过程缺乏中间过程中各稀土元素浸出率数据，因此，该法对于废稀土荧光粉的工业提取无明显的借鉴意义。
[0004]目前，国内工业化回收废稀土荧光粉多采用氢氧化钠高温碱熔一酸溶的方法提取稀土，利用该法稀土提取率最高为90%左右。本发明是在焙烧过程中添加还原金属粉末，然后盐酸浸出提取稀土，并不改变现有的生产流程，同时，废稀土荧光粉中各稀土元素的浸出率均达99%以上，易于工业应用。
【发明内容】
[0005]本发明主要提供一种比较简单的工艺方法回收废稀土荧光粉中
的稀土元素，可有效提高酸浸出过程稀土浸出率，使稀土二次资源得到高效循环利用。
[0006]本发明是一种从废稀土荧光粉中高效提取稀土的方法，将碱性物质、废稀土荧光粉和还原性金属粉末按一定比例混合后，置于高温炉中焙烧，焙砂用水浸出，过滤、烘干后的滤渣用盐酸浸出得到含有稀土的溶液。
[0007]所述的废稀土荧光粉包括不同稀土含量的红粉、蓝粉和绿粉，及其组合的混合粉。
[0008]所述的废稀土荧光粉与NaOH、还原铁粉质量比在1: (1~10): (0.001-0.05)。
[0009]所述的焙烧反应过程控制温度为400~1000°C，控制焙烧时间为0.5~5h。
[0010]所述的酸浸反应控制盐酸浓度为0.l~5mol/L,固液比(废粉质量与盐酸体积比)为1:1-1:15,反应温度在30-950C，酸浸时间为0.5~5h。
[0011]所述的碱性物质包含氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾和碳酸氢钾。
[0012]所述的还原性金属粉末包括铁粉和锌粉。
[0013]本发明的优点:
本发明在不改变现有的从混合粉中提取稀土的工艺，通过在碱焙烧过程中添加还原性金属粉末，从而大大提高混合粉当中各稀土元素的浸出率，流程简单，易于工业应用。
[0014]为了更详细的解释本发明，列举以下实例进行说明，但本发明不局限于这些实施例。
【具体实施方式】
[0015]实施例1:
某废稀土荧光粉(蓝粉、绿粉混合粉)20g，氢氧化钠35g，还原铁粉0.1lg混合后置于刚玉坩祸中，在马弗炉内焙烧，温度控制在700°C，反应3h后，焙砂冷水浸出，渣洗数次后，过滤烘干，所得干渣在条件为:盐酸浓度3mol/L、固液比1:7.5，反应温度80°C，反应时间2h。测得废稀土荧光粉中稀土的浸出率为99.12%。
[0016]实施例2:
某废稀土荧光粉(红粉、蓝粉、绿粉混合粉)10g，氢氧化钠40g，还原铁粉0.15g混合后置于刚玉坩祸中，在马弗炉内焙烧，温度控制在800°C，反应3h后，焙砂冷水浸出，渣洗数次后，过滤烘干，所得干渣在条件为:盐酸浓度4mol/L、固液比1:15，反应温度90°C，反应时间
2.5h。测得废稀土荧光粉中稀土的浸出率为99.21%。
[0017]实施例3:
某废稀土荧光粉(蓝粉、绿粉混合粉)20g，碳酸钠20g，还原锌粉0.1Og混合后置于刚玉坩祸中，在马弗炉内焙烧，温度控制在700°C，反应2h后，焙砂冷水浸出，渣洗数次后，过滤烘干，所得干渣在条件为:盐酸浓度311101/1、固液比1:8，反应温度50°C，反应时间4h。测得废稀土荧光粉中稀土的浸出率为92.85%。
[0018]实施例4:
某废稀土荧光粉(蓝粉、绿粉混合粉)20g，氢氧化钾20g，还原锌粉0.12g混合后置于刚玉坩祸中，在马弗炉内焙烧，温度控制在800°C，反应2h后，焙砂冷水浸出，渣洗数次后，过滤烘干，所得干渣在条件为:盐酸浓度2mol/L、固液比1: 5，反应温度60°C，反应时间2h。测得废稀土荧光粉中稀土的浸出率为92.02%。
[0019]实施例5
某废稀土荧光粉(蓝粉、绿粉混合粉)15g，碳酸氢钠20g，还原铁粉0.02g混合后置于刚玉坩祸中，在马弗炉内焙烧，温度控制在750°C，反应3h后，焙砂冷水浸出，渣洗数次后，过滤烘干，所得干渣在条件为:盐酸浓度3mol/L、固液比1: 5，反应温度80°C，反应时间3h。测得废稀土荧光粉中稀土的浸出率为68.13%。
[0020]对比实施例1:
某废稀土荧光粉(蓝粉、绿粉混合粉)20g，氢氧化钠40g，混合后置于刚玉坩祸中，在马弗炉内焙烧，温度控制在750°C，反应2h后，焙砂冷水浸出，渣洗数次后，过滤烘干，所得干渣在条件为:盐酸浓度3mol/L、固液比1:7.5，反应温度80°C，反应时间2h。测得废稀土荧光粉中稀土的浸出率为80.43%ο
【主权项】
1.一种从废稀土荧光粉中提取稀土的方法，其特征在于将碱性物质、废稀土荧光粉和还原性金属粉末按一定比例混合后，置于高温炉中焙烧，焙砂用水浸出，过滤、烘干后的滤渣用盐酸浸出得到稀土溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的废稀土荧光粉包括不同稀土含量的红粉、蓝粉和绿粉，及其组合的混合粉。3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，对所述的废稀土荧光粉与碱性物质、还原性金属粉末质量比在1: (1~10): (0.001-0.05)。4.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述的焙烧反应过程控制温度为400~1000°C，控制焙烧时间为0.5~5h。5.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述的酸浸反应控制盐酸浓度为0.5~5mol/L,固液比(废粉质量与盐酸体积比)为1:1~1:15，反应温度在30~95°C，酸浸时间为 0.5~5ho6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碱性物质包含氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾和碳酸氢钾。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的还原性金属粉末包括铁粉和锌粉。
【专利摘要】本发明公开了一种从废稀土荧光粉中高效提取稀土的方法，该废稀土荧光粉主要是三基色稀土荧光粉中较难提取的蓝粉和绿粉，或红粉、蓝粉、绿粉的任意组合混粉。该方法将碱性物质、废稀土荧光粉和还原性金属粉末按一定比例混合后，置于高温炉中焙烧，焙砂用水浸出，过滤、烘干后的滤渣用盐酸浸出得到含有稀土的溶液。与现行的方法相比，大大提高了废稀土荧光粉中稀土的提取率，浸出率高达99%以上。
【IPC分类】C22B7/00, C22B59/00
【公开号】CN104946896
【申请号】CN201510414239
【发明人】梁勇, 郭斗斗, 刘元鑫, 吕江涛, 邹瑜, 黎永康, 梁鑫
【申请人】江西理工大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月15日