一种高效回收废crt荧光粉中稀土的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种荧光粉中稀土回收的方法，具体涉及一种高效回收废CRT荧光粉 中稀土的方法，属于废物处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着电子产品更新换代速度的日益加快，每年有近百万吨的电子废弃物产生，而 电视机占其中很大比例，CRT显示屏上涂有含稀土的荧光粉。目前我国这些废CRT荧光粉绝 大多数被填埋或者随意丢弃，不仅污染环境，还浪费了宝贵的稀土资源，所以对废弃CRT荧 光粉中的稀土进行回收不仅具有经济效益，同时也具有很高的社会效益。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种高效回收废CRT荧光粉中稀土的方法，其目的在于1)使得回收的 稀土纯度大大提高；2)提高浸出阶段稀土的浸出率；3)不仅提高沉淀率，而且有效保证回 收稀土的纯度；4)回收效率要到达90%以上。
[0004] 本发明的技术解决方案：一种高效回收废CRT荧光粉中稀土的方法，包括如下工 艺步骤： 1) 利用稀盐酸进行预处理； 2) 利用较高浓度的盐酸对预处理所得固体进行酸解； 3) 采用氢氧化物沉淀与草酸沉淀相结合的工艺，回收稀土； 本发明与现有技术相比有如下优点： 1)利用稀盐酸对废CRT荧光粉进行预处理，减少了浸出阶段酸的用量，同时减少了浸 出阶段的非稀土杂质，降低了后续除杂难度，使得回收的稀土纯度大大提高；2)用浓度较高 的盐酸作为浸出剂，不仅可以避免荧光粉中钙的影响，而且提高浸出阶段稀土的浸出率，因 此，采用不同浓度的盐酸分步溶解可大大提高稀土的浸出率；3)采用氨水沉淀与草酸沉淀 相结合的工艺来回收浸出液中的稀土元素，不仅提高沉淀率，而且有效保证回收稀土的纯 度；4)操作简单、成本低廉，即防止了环境污染又回收了资源；5)回收效率能到达90%以上， 生产效益高。了环境污染又回收了资源，回收效率能到达90%以上，生产效益高。
【附图说明】
[0005] 图1是本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0006] 如图1所示，一种高效回收废CRT荧光粉中稀土的方法，包括如下工艺步骤： 1) 利用稀盐酸进行预处理； 2) 利用较高浓度的盐酸对预处理所得固体进行酸解； 3) 采用氨水沉淀与草酸沉淀相结合的工艺，回收稀土。
[0007] 所述的工艺步骤1)利用稀盐酸进行预处理，具体是采用浓度为0. 2-0. 8mol/L盐 酸，在固液比为1:10-1:20、温度为30-55 °C、搅拌的条件下对废CRT荧光粉进行预处理，反 应0. 5-2h，除去荧光粉中较易与酸反应的非稀土杂质；过滤除去含有大量杂质的滤液，得 到稀土纯度较高的剩余固体。
[0008] 所述的2)利用较高浓度的盐酸对预处理所得固体进行酸解，具体是采用2_4mol/ L的盐酸，在固液比为1:5-1:10,温度为40-65 °C、搅拌的条件下，对预处理后所得的剩余 固体进行酸浸，浸出时间为l_2h，过滤所得液体为稀土浸出液。
[0009] 所述的3)采用氨水沉淀与草酸沉淀相结合的工艺，回收稀土。
[0010] 采用氨水沉淀一固液分离一草酸二次沉淀的方法回收浸出液中的稀土，包括 ① 利用氨水沉淀，采用氢氧化物分级沉淀法使稀土元素与氢氧化物溶度积较大的非稀 土杂质进行相分离，然后进行固液分离，有效提高稀土产品的纯度； ② 将一级沉淀所得固体加酸溶解得到稀土富集液，在温度为60-80°C的条件下加入浓 度为50g/L草酸进行沉淀，陈化时间为2-4h，进行过滤，得到水合稀土草酸盐； ③ 将水合稀土草酸盐在l〇5°C下干燥0. 5-lh，之后650-850°C煅烧20-45min，得到稀土 氧化物，回收率达到90%以上。
[0011] 下面结合实例对本发明作进一步说明： 本发明实施例中，待处理的CRT荧光粉的主要成分为Y202S:Eu 3+或者Y 203:Eu3+ (红)、 (Zn，Cd)S:Cu，A1 (绿）和ZnS:Ag (蓝)，通过待处理的CRT荧光粉的XRD图谱分析知该废弃 CRT荧光粉中元素Y和Zn的存在形态主要为Y20 2S和ZnS，另外样品中还含有部分CRT显像 管破碎过程中掺进去的玻璃和金属A1膜等杂质，本发明实例中待处理的CRT荧光粉的成分 如下表，以百分比表示： 焚光粉成分表（％)
1 )CRT荧光粉进行预处理；废CRT荧光粉中稀土的赋存状态主要为Y202S，其结构稳定， 与酸反应较缓慢，ZnS、A1等易溶于酸的杂质会优先发生反应；用稀盐酸进行预处理，大部 分易溶于酸的杂质进入溶液中，而稀土元素反应缓慢，只有极少部分溶解；过滤除去含有大 量杂质的滤液以及碎玻璃，即可得到稀土纯度相对较高的剩余固体；将预处理过程中产生 的气体通入石灰水中予以回收。
[0012]步骤中用0. 8mol/L的盐酸在温度为55°C，搅拌速度为200r/min的条件下搅拌2h 来对CRT荧光粉进行预处理，其中最佳固液比为1 :20。
[0013] 2)采用较高浓度的盐酸作为浸出剂，对预处理阶段所得的剩余固体进行酸解，得 到稀土浸出液： 步骤中用4mol/L的盐酸在温度为65 °C，搅拌速度为200r/min的条件下搅拌2h来对 剩余固体进行酸解，其中固液比为1 :1〇,浸出步骤中发生了大量的反应：
3)采用氨水沉淀一固液分离一草酸二次沉淀的方法回收浸出液中的稀土；此步骤中 先用氨水进行沉淀，pH为7. 5左右使稀土元素与氢氧化物溶度积较大的非稀土杂质（如 Al3+、Fe3+等）及氢氧化物溶度积常数较小的非稀土杂质（如Mg 2+、Fe2+等）进行相分离，过滤； 然后将所得的固体用3ml浓盐酸进行溶解，用浓度为50g/L草酸的来进行二次沉淀，在温度 为80 °C的条件下加入草酸进行沉淀，陈化时间为4h，然后进行过滤，得到水合稀土草酸盐 得到高纯度的稀土草酸盐，涉及的反应如下：
水合稀土草酸盐的热分解过程大致可以分为脱水、分解成碱式碳酸盐、进一步分解为 氧化物三个主要阶段，在55-380 °C间逐步脱除水分；380-650°C间分解成碱式碳酸盐、当温 度大于735 °C碱式碳酸盐向氧化物转变，其反应方程式为：
此步骤中将得到水合稀土草酸盐先于105°C烘箱中干燥lh，之后于马弗炉在850 °C煅 烧lh，得到稀土氧化物，回收率达到90%以上。
【主权项】
1. 一种高效回收废CRT荧光粉中稀土的方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤： 1) 利用稀盐酸进行预处理； 2) 利用较高浓度的盐酸对预处理所得固体进行酸解； 3) 采用氨水沉淀与草酸沉淀相结合的工艺，回收稀土。2. 根据权利要求1所述的一种高效回收废CRT荧光粉中的稀土的方法，其特征是所 述的工艺步骤1)利用稀盐酸进行预处理：采用浓度为0. 2-0. 8mol/L盐酸，在固液比为 1:10-1:20、温度为30-55 °C搅拌的条件下对废CRT荧光粉进行预处理，反应0. 5-2h，除去 荧光粉中较易与酸反应的非稀土杂质；过滤除去含有大量杂质的滤液，得到稀土纯度较高 的剩余固体。3. 根据权利要求1所述的一种高效回收废CRT荧光粉中的稀土的方法，其特征是所述 的工艺步骤2)利用较高浓度的盐酸对预处理所得固体进行酸解：采用浓度2-4mol/L的盐 酸，在固液比为1:5-1:10,温度为40-65 °C的搅拌的条件下，对预处理后所得的剩余固体 进行酸浸，浸出时间为l_2h，过滤所得液体为稀土浸出液。4. 根据权利要求1所述的一种高效回收废CRT荧光粉中的稀土的方法，其特征是所述 的工艺步骤3)采用氨水沉淀与草酸沉淀相结合的工艺，回收稀土：采用氨水沉淀一固液分 离一草酸二次沉淀的方法回收浸出液中的稀土，具体包括 ① 利用氨水沉淀，采用氢氧化物分级沉淀法使稀土元素与氢氧化物溶度积较大的非稀 土杂质进行相分离，然后进行固液分离，有效提高稀土产品的纯度； ② 将一级沉淀所得固体加酸溶解得到稀土富集液，在温度为60-80 °C 的条件下加入浓度为50g/L草酸进行沉淀，陈化时间为2-4h，进行过滤，得到水合稀土 草酸盐； ③ 将水合稀土草酸盐在l〇5°C的温度下干燥0. 5-lh，之后650-850 °C 煅烧20-45min，得到稀土氧化物，回收率达到90%以上。
【专利摘要】本发明是一种高效回收废CRT荧光粉中稀土的方法，包括：1）采用稀盐酸作为预处理剂对废CRT荧光粉进行处理；2）采用较高浓度的盐酸作为浸出剂，浸出稀土元素；3）采用二次沉淀回收稀土元素钇和铕。优点：1）减少了浸出阶段酸的用量、浸出阶段的非稀土杂质，降低了后续除杂难度，使得回收的稀土纯度大大提高；2）不仅可以避免荧光粉中钙的影响，而且提高浸出阶段稀土的浸出率，因此，采用不同浓度的盐酸分步溶解可大大提高稀土的浸出率；3）不仅提高沉淀率，而且有效保证回收稀土的纯度；4）操作简单、成本低廉，即防止了环境污染又回收了资源；5）回收效率能到达90%以上，生产效益高。
【IPC分类】C22B7/00, C22B59/00
【公开号】CN105039698
【申请号】CN201510189446
【发明人】周培国, 李媛媛, 孙倩, 祝芳, 邹从欢, 蔡诚, 陆天宇
【申请人】南京林业大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月21日