[發明專利]一種利用季膦類離子液體回收廢棄熒光粉中有價金屬元素的方法

有效

• 申請號: 201410109393.X
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103924084A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 楊華玲;江國慶;商艷芳;金瑞娣;朱西挺
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B26/20;C22B59/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉霞

技術領域

本發明涉及一種綠色環保及資源綜合利用的方法，具體涉及一種利用季膦類離子液體回收廢棄熒光粉中有價金屬元素的方法。

背景技術

稀土與光電、信息、能源以及國家安全等高技術領域與行業聯系緊密，產品具有很高的附加值，特別是稀土磁性材料、發光材料、催化材料等高科技領域的廣泛應用，為國民經濟、國防及社會發展提供重要的支撐。因此稀土作為不可再生的重要戰略資源受到了廣泛的關注和重視。國務院在下發的關于《促進稀土行業持續健康發展的若干意見》中提出了促進稀土利用和環境協調發展，其中，關鍵詞“節約資源”“保護環境”“高效利用”對稀土資源開發利用提出的明確要求。

稀土熒光燈作為稀土發光材料的重要產品之一，已廣泛應用于我國的照明系統。據報道，僅一年我國高效節能稀土熒光燈產量已達到17.6億支，年消耗熒光燈數量4億多支，我國燈用三基色稀土熒光粉年產量達到3200余噸，稀土熒光燈年產量達到22億支。與此同時，每年都有大量的廢舊稀土熒光燈被當作固體垃圾處置，這不僅污染環境，而且造成稀土資源的浪費。因此，將稀土金屬從廢棄的熒光燈中分離回收出來，不僅保護了環境衛生，緩解環境的壓力，而且也能夠我國緩解稀土產量與需求量不平衡的矛盾，保證對高科技產業穩定地供給稀土金屬原料。

目前關于廢棄熒光燈中稀土資源的回收方法已經開始了探索性的研究。國外的學者主要采用浮選法從回收熒光燈中回收稀土等有價元素，但稀土回收率較低。也有學者提出采用的是火法/濕法冶金聯用法來回收熒光燈中得稀土金屬，這種方法工藝繁瑣，工藝過程能耗太大，對環境引起二次污染。中國專利（倪海勇，一種回收廢棄熒光燈中稀土元素方法，CN200810029417.5）報道了采用傳統的酸性膦萃取劑P204或P507回收熒光燈中得稀土元素，但該方法產生氨氮廢水污染，并且反萃過程中酸耗高，不符合能源資源節約和生態環境保護的新政策要求

發明內容

本發明提出了利用新型的雙功能離子液體萃取劑回收稀土熒光燈中稀土元素，該方法萃取體系不用皂化，萃取后的有機相可經去離子水反萃，減少了大量的酸堿消耗，節約生產成本和減少環境污染的目的。另外該萃取體系充分利用熒光粉自身的特點（鋁含量較高）將稀土元素與大量的鋁元素分離、回收、再利用。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

本發明提供的一種新型的雙功能離子液體萃取劑，其陽離子部分為三己基十四烷基季膦鹽[P6,6,6,14]⁺，陰離子為去質子化的二（2-乙基己基）膦酸(P204)或2-乙基己基膦酸單（2-乙基己基）酯(P507)，所形成的雙功能離子液體萃取劑分別為[P_6,6,6,14][P204]，[P_6，6,6,14][P507]。其陰陽離子的具體結構式如下所示：

本發明提供的一種利用季膦類離子液體回收廢棄熒光粉中有價金屬元素的方法，其具體步驟和條件如下：

（1）將熒光粉與NaOH或者Na₂CO₃的重量比為1:2～1:5，混合均勻，在200～900℃下熔融2～10個小時，獲得堿熔物；

（2）向堿熔物加入硝酸進行浸取，將堿熔物中可溶于硝酸的組分與不溶于硝酸的組分分離，得到含鋁離子，稀土離子和硝酸根離子等組分的料液。所述硝酸濃度優選為1～7mol/L,更優選為2～5mol/L。

（3）在浸取過程中，硝酸將熒光粉的堿熔物中的鋁和稀土元素浸出，生成相應的金屬離子存在于得到的料液中；其他不能與硝酸發生反應的化合物作為不溶物過濾。為了提高稀土和鋁離子的浸出鋁，本發明在攪拌的條件下進行浸取，浸取溫度優選為20～40℃，浸取時間優選為0.5～1h。為了有利于下一步雙功能離子液體萃取劑對稀土離子的萃取，所述料液酸度優選為0.1～3.0mol/L。