从废稀土荧光粉回收稀土

稀土荧光粉广泛应用于发光材料行业,并且用量每年都在不断增长,同时产生的废旧稀土荧光粉也越来越多。因此,从中回收稀土不仅有利于保护环境,而且有利于资源的充分利用。物理方法难以从废旧稀土荧光粉中分离得到高纯度单一稀土,化学方法则可以获得单一高纯稀土。而它的瓶颈在于浸出和分离的高效性及经济性。本文对废稀土荧光粉回收稀土技术的现状进行了分析,认为已具有从废旧稀土荧光粉中提取单一、高纯稀土的成套新技术。

碱熔预处理回收废稀土荧光粉工艺研究

针对当前废稀土荧光粉综合回收利用率低、不当处理造成环境污染等问题,采用碱焙烧-洗涤-酸浸处理废稀土荧光粉,考察了焙烧添加剂用量、液固比、酸浓度、浸出温度及浸出时间对稀土浸出效果的影响。结果表明,采用碱焙烧-洗涤-酸浸处理废弃荧光粉,4种稀土元素回收率分别为:Y_2O_399.47%,Eu_2O_397.79%,CeO_287.55%,Tb_4O_792.67%。通过对碱熔产物物相和形貌分析表明,绿粉致密结构被有效破坏,以铝酸盐形式存在。NaOH添加比例对4种稀土浸出率影响较大,盐酸浓度及浸出温度对Tb_4O_7、CeO_2浸出效果影响较大。

氧化性酸系下废稀土荧光粉浸出实验研究

采用多种氧化性酸系处理废稀土荧光粉,考察了浸出时间、浸出温度、液固比、酸浓度,以及SiO_2对稀土元素浸出的影响。结果表明,采用多种氧化性酸处理废荧光粉,Y和Eu浸出率较为稳定,在90%以上,较优条件下Ce和Tb浸出率在40%以上,浸出时间及液固比对浸出效果的影响较大。采用HF除去SiO_2后,Ce和Tb总浸出率在60%以上,相比于直接酸浸浸出率有着明显提高。

从废稀土荧光粉中酸浸回收稀土的研究

从稀土荧光灯生产工艺过程产生的废稀土荧光粉中酸浸出稀土的实验结果表明,酸浸出法能够浸出废稀土荧光粉中的稀土。与用盐酸和硝酸浸出相比,用硫酸浸出废稀土荧光粉中稀土的浸出率较高,从技术、经济及环保角度考虑,优选用硫酸作为从废稀土荧光粉中浸出回收稀土的浸出剂。提高浸出反应温度、增加硫酸浓度和提升浸出器转速,都能提高稀土的浸出率。在温度45℃条件下,用2 mol.L-1硫酸浸出工艺废稀土荧光粉8 h,4种稀土Y,Eu,Ce,Tb的浸出率分别为67.9%,73.1%,66.4%,67.9%,非稀土成分Al的浸出率为39.2%。当升高温度到接近100℃进行硫酸浸出时,4种稀土Y,Eu,Ce,Tb的浸出率分别上升到80.4%,82.2%,81.4%,80.0%,非稀土成分Al的浸出率则增高到86.1%。扫描电镜图像显示废稀土荧光粉浸出前表面较平整,而其浸出渣的表面则有微小的絮状物和粒度变细,表明硫酸浸蚀废荧光粉而使稀土进入溶液中。浸出前后能谱分析显示,废稀土荧光粉浸出渣中稀土的相对含量已大大降低,表明稀土大部分已被硫酸浸出,浸出渣中的不溶物主要是C。

碱焙烧气氛对废稀土荧光粉铈铽提取的研究

废稀土荧光粉是重要的稀土二次资源,目前从废稀土荧光粉中回收稀土存在铈铽提取率低的问题。为了解决该问题,通过热力学计算,绘制了铈、铽氧化物的离解-生成反应吉布斯自由能图与离解-生成反应平衡图,表明在1000 K条件下碱焙烧废稀土荧光粉,且氧分压低于1.5×10^(-42)Pa时,铈,铽能以Ce_(2)O_(3),Tb_(2)O_(3)形式稳定存在。通过研究O_(2)浓度对废稀土荧光粉碱焙烧过程中抑制Ce,Tb氧化的影响,结果表明:先在O_(2)浓度低于0.4%,温度973 K碱焙烧3 h,后通过液固比10∶1,温度60℃,HCl浓度8 mol·L^(-1),浸出1 h,Ce,Tb提取率分别高达99.11%,99.18%,克服了传统废稀土荧光粉碱焙烧-HCl浸出工艺中Ce,Tb提取率低的难题,从而提出了低氧碱焙烧废稀土荧光粉抑制铈铽氧化的新思路。