一種從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的方法
2023-10-05 13:08:29
一種從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的方法
【專利摘要】本發明涉及一種從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的方法，本發明包括以下依次進行的步驟：廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉焙燒預處理、鹽酸和雙氧水浸出焙燒產物、草酸沉澱稀土；本發明具有步驟流程簡單，稀土回收率高(稀土浸出率達到93％以上)，成本低等優點，解決了從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的難題。
【專利說明】一種從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的方法，具有流程簡 單、稀土回收率高、成本低等優點，解決了從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的難 題。
【背景技術】
[0002] 隨著螢光燈、電腦、手機、彩色電視等產品在日常生活中的普及和廣泛使用，稀土 螢光粉用量日趨增大，如從1998年的200t到2009年的6000t，年平均增長率為36. 23%， 到2013年稀土螢光粉的市場規模超過1. 2萬噸，其中鋁酸鹽綠色螢光粉所佔的比例較大， 並含有不可或缺的高附加值的鋱等中重稀土。如果能從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收 稀土，對稀土資源的可持續發展，提高企業的經濟效益等均具有重要意義。目前國內外主要 採用二類方法，一是直接用酸（硫酸、硝酸或鹽酸）、混酸（硫酸和硝酸、硫酸和鹽酸）或鹼 (氫氧化鈉或氫氧化鉀）浸出廢舊鋁酸鹽稀土螢光粉，稀土浸出率低於40%，因此存在稀土 浸出率低的缺點；二是在高溫（大約125°C )高壓（5MPa)下，利用硫酸和硝酸提取稀土，存 在操作要求高、設備複雜等缺點。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是針對現有廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土技術中存在的 稀土回收率低、成本高、步驟流程複雜等問題，提供一種從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回 收稀土的方法，使稀土浸出率達到93%以上。
[0004] 本發明的技術方案：一種從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的方法，包括 以下依次進行的步驟：廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉焙燒預處理、鹽酸和雙氧水浸出焙燒產 物、草酸沉澱稀土；
[0005] 所述的廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉焙燒預處理是在焙燒溫度800°C?1000°C，焙 燒時間lh?3h，固體碳酸鹽（碳酸鈉、碳酸鉀）的質量與廢舊綠色稀土螢光粉的質量比為 0. 6:1?1. 3:1，反應結束後，取出並進行冷卻至65°C?75°C，然後將焙燒後產物進行研磨， 研磨後的焙燒產物粒度為-100目；
[0006] 所述的鹽酸和雙氧水浸出焙燒產物是採用鹽酸和雙氧水為浸出劑，進行攪拌浸 出，浸出條件為：浸出溫度為65°C?95°C，反應時間為0. 5h?3h，液固比（即液體體積與 固體質量的比值，單位mL:g)為11:1?18:1，鹽酸濃度為lmol ?I/1?4mol噸4,雙氧水為 浸出液體積的2%?10%，攪拌楽的轉速為300r/min?600r/min，反應結束後，進行固液分 離，得到浸出渣和稀土浸出液；
[0007] 所述的草酸沉澱稀土是採用濃度為600g/L?800g/L的草酸溶液為沉澱劑，將 稀土浸出液中的稀土沉澱下來，沉澱條件為：溫度70°C?80°C，pH值為1?2,反應時間： 0. 5h?1. 0h，沉澱劑中的草酸質量與溶液中稀土氧化物的質量之比為1. 3:1，反應結束後， 進行固液分離，得到固體的草酸稀土。
[0008] 本發明具有步驟流程簡單，稀土回收率高（稀土浸出率達到93%以上），成本低等 優點，解決了從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的難題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009] 附圖為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0010] 本發明的三步驟中：廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉焙燒預處理：廢舊鋁酸鹽綠色稀 土螢光粉在碳酸鹽的作用下進行物相重組，轉變為較易浸出的物質；鹽酸和雙氧水浸出焙 燒產物：焙燒後產物與鹽酸和雙氧水助溶劑反應，將稀土溶解，並使之進入溶液中，雙氧水 的作用時將其中難浸出的四價鈰還原成容易浸出的三價鈰，從而提高了稀土浸出率；草酸 沉澱稀土：稀土浸出液按現有常規工藝，加入草酸，則稀土生成草酸稀土沉澱。
[0011] 以下結合實施例對本發明作進一步說明：
[0012] 實施例1
[0013] 取20g廢舊綠色稀土螢光粉與26g碳酸鈉混合均勻後，將混合物放入到溫度升高 到800°C的電爐裡，反應3h後拿出冷卻至65°C，然後將焙燒後產物進行研磨，研磨後的焙燒 產物粒度為-100目，然後進入以下步驟。
[0014] 取焙燒後產物與鹽酸和雙氧水混合，浸出條件為：浸出溫度95°C，浸出時間3h，液 固比11:1，鹽酸濃度為lmol ·ΙΛ雙氧水為浸出液體積的5%，攪拌速度為300r/min。反應 後，進行固液分離，將浸出液進行稀土含量分析，計算出稀土浸出率為93. 4%。
[0015] 採用濃度為600g/L的草酸溶液為沉澱劑，將稀土浸出液中的稀土沉澱下來，沉澱 條件為：溫度70°C，pH值為1，反應時間：0.5h，沉澱劑中的草酸的質量與溶液中稀土氧化物 的質量之比為1.3:1。反應結束後，進行固液分離，得到固體的草酸稀土，計算出稀土直收 率為91. 2%。
[0016] 實施例2
[0017] 取20g廢舊綠色稀土螢光粉與20g碳酸鉀混合均勻後，將混合物放入到溫度升高 到800°C的電爐裡，反應3h後拿出冷卻至75°C，然後將焙燒後產物進行研磨，研磨後的焙燒 產物粒度為-100目，然後進入以下步驟。
[0018] 取焙燒後產物與鹽酸和雙氧水混合，浸出條件為：浸出溫度65°C，浸出時間0. 5h， 液固比18:1，鹽酸濃度為4mol噸'雙氧水為浸出液體積的2%，攪拌速度為600r/min。反 應後，進行固液分離，將浸出液進行稀土含量分析，計算出稀土浸出率為94. 1%。
[0019] 採用濃度為700g/L的草酸溶液為沉澱劑，將稀土浸出液中的稀土沉澱下來，沉澱 條件為：溫度75°C，pH值為1.5,反應時間：1. 0h，沉澱劑中的草酸的質量與溶液中稀土氧化 物的質量之比為1.3:1。反應結束後，進行固液分離，得到固體的草酸稀土，計算出稀土直收 率為91. 3%。
[0020] 實施例3
[0021] 取20g廢舊綠色稀土螢光粉與12g碳酸鈉混合均勻後，將混合物放入到溫度升高 到1000°C的電爐裡，反應lh後拿出冷卻至70°C，然後將焙燒後產物進行研磨，研磨後的焙 燒產物粒度為-100目，然後進入以下步驟。
[0022] 取焙燒後產物與鹽酸和雙氧水混合，浸出條件為：浸出溫度75°C、浸出時間lh、液 固比15:1，鹽酸濃度為2mol噸'雙氧水為浸出液體積的4%，攪拌速度為400r/min。反應 後，進行固液分離，將浸出液進行稀土含量分析，計算出稀土浸出率為93. 9%。
[0023] 採用濃度為800g/L的草酸溶液為沉澱劑，將稀土浸出液中的稀土沉澱下來，沉澱 條件為：溫度80°C，pH值為2,反應時間：1. 0h，沉澱劑中的草酸的質量與溶液中稀土氧化物 的質量之比為1.3:1。反應結束後，進行固液分離，得到固體的草酸稀土，計算出稀土直收 率為91. 1%。
[0024] 實施例4
[0025] 取20g廢舊綠色稀土螢光粉與16g碳酸鉀混合均勻後，將混合物放入到溫度升高 到950°C的電爐裡，反應2h後拿出冷卻至70°C，然後將焙燒後產物進行研磨，研磨後的焙燒 產物粒度為-100目，後進入以下步驟。
[0026] 取焙燒後產物與鹽酸和雙氧水混合，浸出條件為：浸出溫度85°C、浸出時間2h、液 固比13:1，鹽酸濃度為3mol噸'雙氧水為浸出液體積的5%，攪拌速度為450r/min。反應 後，進行固液分離，將浸出液進行稀土含量分析，計算出稀土浸出率為94.8%。
[0027] 採用濃度為750g/L的草酸溶液為沉澱劑，將稀土浸出液中的稀土沉澱下來，沉澱 條件為：溫度80°C，pH值為2,反應時間：0.5h，沉澱劑中的草酸的質量與溶液中稀土氧化物 的質量之比為1.3:1。反應結束後，進行固液分離，得到固體草酸稀土，計算出稀土直收率 為 91. 5%。
【權利要求】
1. 一種從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的方法，其特徵是：包括以下依次進 行的步驟：廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉焙燒預處理、鹽酸和雙氧水浸出焙燒產物、草酸沉澱 稀土； 所述的廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉焙燒預處理是在焙燒溫度800°c?1000°C，焙燒時 間lh?3h,固體碳酸鹽的質量與廢舊綠色稀土突光粉的質量比為0. 6:1?1. 3:1,反應結 束後，取出並進行冷卻至65°C?75°C，然後將焙燒後產物進行研磨，研磨後的焙燒產物粒 度為-100目； 所述的鹽酸和雙氧水浸出焙燒產物是採用鹽酸和雙氧水為浸出劑，進行攪拌浸出，浸 出條件為：浸出溫度為65°C?95°C，反應時間為0. 5h?3h，液固比為11:1?18:1，鹽酸 濃度為lmol · L-1?4mol · L-1，雙氧水為浸出液體積的2%?10%，攪拌漿的轉速為300r/ min?600r/min，反應結束後，進行固液分離，得到浸出渣和稀土浸出液。
2. 根據權利要求1所述的一種從廢舊鋁酸鹽綠色稀土螢光粉中回收稀土的方法，其特 徵是：最佳實施方案是：廢舊綠色稀土螢光粉與碳酸鉀質量比為1:0. 6,混合均勻後，將混 合物放入到溫度升高到950°C的電爐裡，反應2h後拿出冷卻至70°C，然後將焙燒後產物進 行研磨，研磨後的焙燒產物粒度為-100目； 取焙燒後產物與鹽酸和雙氧水混合，浸出條件為：浸出溫度85°c、浸出時間2h、液固比 13:1，鹽酸濃度為3mol · Γ1，雙氧水為浸出液體積的5%，攪拌速度為450r/min，反應後進 行固液分離，將浸出液進行稀土含量分析，計算出稀土浸出率為94. 8% ; 採用濃度為750g/L的草酸溶液為沉澱劑，將稀土浸出液中的稀土沉澱下來，沉澱條件 為：溫度80°C，pH值為2,反應時間：0. 5h，沉澱劑中的草酸的質量與溶液中稀土氧化物的 質量之比為1.3:1，反應結束後進行固液分離，得到固體草酸稀土，計算出稀土直收率為 91. 5%。
【文檔編號】C22B7/00GK104046806SQ201410305236
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】廖春發, 曾顏亮, 李啊林, 焦芸芬 申請人:江西理工大學