[發明專利]一種高效回收熒光粉廢料中稀土元素的方法

無效

• 申請號: 201310673350.X
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103667709A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 曾華靈;陳星斌;陳金清
• 申請（專利權）人: 江西省鎢與稀土產品質量監督檢驗中心（江西省鎢與稀土研究院）
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B59/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種從熒光粉廢料中回收稀土元素高效可循環的方法。

背景技術

經過幾十年的研究，發光材料的開發與應用進入了飛速發展的時代。稀土熒光粉的出現，使熒光燈技術有了新的突破。與鹵熒光粉相比，應用了稀土發光材料節能燈，其光效更高、顯色性更好，使用壽命更長，并且能夠在鹵熒光燈的基礎上節能30～50%，顯色指數提高15～40%，使用壽命增加3倍以上，獲得了越來越廣泛地應用。2003年，稀土熒光粉產量僅在1,400噸，但到了2009年，我國稀土發光材料的產銷量就占到世界總產量的70%以上。雖然稀土熒光粉的產量在近期內大幅下調，降至4,500噸以內，但是，隨著其應用領域的不斷擴大，國家政策扶持力度的不斷加強，預計到2015年，稀土熒光粉的需求量還將繼續擴大在，稀土發光材料的市場需求量估計年增長率在超過25%左右。目前，我國稀土熒光粉的生產能力達2萬多噸，按這個規模生產，預計就有6,000噸的熒光粉廢料。因此，從稀土熒光粉廢料中回收稀土元素，具有很強的現實意義。

稀土熒光粉廢料的來源主要有三個方面：(1)生產過程的燒結廢料。在稀土熒光粉高溫固相反應生產過程中，可產生20～25%的廢品。(2)燈具廠家產生的廢料。我國稀土熒光燈從單一品種年產100多萬只到現在多品種，年產量高達50億只，已經成為世界上最大的節能熒光燈生產與出口國。在燈具生產過程中，由于破損、報廢、切除管所產生的不合格品也是占有相當大部份。(3)成品回收。廢舊的等離子電視、廢舊熒光燈、半導體發光二極管等。如果簡單的以固體垃圾廢物處理，不僅對環境造成破壞，也造成了稀土等寶貴資源的極大浪費。如何才能得到最有效的利用，日美等發達國家起步較早，工藝比較成熟，技術也相對較為保密，而我國對稀土熒光廢粉的回收利用起步較晚，對此方面的探索較少，隨著新產品的不斷開發，傳統的酸浸法已經遠遠不能滿足現在的生產要求。

傳統的工藝方法，對易溶釔銪熒光粉有較高的回收率，但是對鑭鈰含量較高的稀土熒光粉效果卻不佳，只有大約20～40%回收率。因此，需要開發出一種高效回收稀土熒光粉的新型工藝，以解決上述問題。

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發明內容

本發明的目的在于為解決上述問題，開發一種新型的回收工藝，既可以高效地回收稀土元素，同時也可以實現循環利用，并且能得到另一種副產品。

本發明的目的通過以下工藝步驟實現：

(1)稀土熒光粉廢料于300～450℃下低溫焙燒；

(2)將焙燒好的廢料與循環母液磨制成合格的料漿。循環母液中Na₂O?濃度150～240g/L，鋁濃度63.50～84.65g/L。為了達到預期的溶出效果，需要通過一系列的實驗，確定最適宜的配料比。實驗獲得的配料比與溶出α_K的關系式為：

式中：M—堿與鋁的式量比；

??????W—熒光粉廢料中鋁含量；

??????α_K—溶出液的苛化系數；

k—富泥中堿與稀土含量的比，k值在1.6～2.2的范圍內；

η—熒光粉廢料中稀土含量；

γ—循環母液比重,約為1.4左右；

N_K—循環母液堿濃度；

A—循環母液鋁濃度；

???(3)將配好的料漿置入反應釜中，加入“助析劑”，保持壓力為1.6MPa左右，溫度為120～250℃，反應30～480min傾出后稀釋分離。溶液溫度不低于95℃，一般保持在102～110℃，稀土濃度<0.3mg/ml，苛性系數α_K為1.20～1.62；

???(4)富泥需要經過堿洗，堿濃度為20～40g/L，用鹽酸、硝酸或硫酸進行酸溶，?P507+煤油萃取、草酸沉淀后放入馬弗爐中在700～900℃下煅燒2h最終得到單一稀土產品；?

???(5)溶液加入晶種后進行分解，溶液需要降至最終分解穩定溫度40～45℃，分解析出氫氧化鋁沉淀，一部分煅燒后得到氧化鋁副產品，另一部分作為分解晶種，種子比為0.6～0.8；

???(6)分解母液通過蒸發濃縮和補充堿液后，達到循環母液要求，返回步驟(2)進行配料。

附圖說明

本發明的工藝流程如圖1所示。

具體實施方式

下面通過具體實例來進一步說明本方法回收效果:

實例1