[發明專利]一種從廢熒光粉中回收稀土的綠色方法及其用途

在審

• 申請號: 201710447791.6
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107299234A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 趙君梅;劉會洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B7/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及回收稀土技術領域，尤其涉及一種從廢熒光粉中回收稀土的綠色方法及其用途。

背景技術

廢棄舊熒光燈中含有的熒光粉是稀土的重要二次資源之一，根據其中稀土的含量，熒光粉中稀土的用量代表了約32％以上的稀土市場份額。對其中的稀土加以回收，不僅可以緩解環境污染問題，而且具有客觀的經濟利益。此外，還有助于解決其中關鍵稀土元素的平衡問題。稀土元素往往共伴生，且輕稀土相對于重稀土，在礦物中的含量大。如果為了滿足某個別稀土元素的使用而大量生產，勢必會導致其他共伴生的稀土元素的過量生產，因此從二次稀土資源中有效回收稀土元素，實現稀土的循環利用，具有非常重要的現實意義。

CN101307391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。

CN103924084A公開了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，提出了利用新型的雙功能離子液體萃取劑回收熒光燈中稀土元素，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[P6,6,6,14][P204]，[P6,6,6,14][P507]。這類雙功能化離子液體萃取劑，粘度大，有時呈半固態，在萃取金屬離子過程中，不得不采用另一種離子液體或揮發性有機溶劑作為稀釋劑。如果采用另一種離子液體作為稀釋劑，不可避免存在同樣的問題，即其是否參與反應，參與反應時是否為離子交換機理，CN103924084A中稀釋劑用的是異辛醇和煤油，都屬于揮發性的、惰性的有機溶劑，只能起到稀釋作用，這樣的單一離子液體萃取體系的萃取能力在現有技術中難以取得突破。

CN106148697A公開了一種稀土協萃體系及利用該萃取體系從硝酸稀土料液中提取分離稀土元素。但是，該體系對雜質元素，如Fe³⁺、Al³⁺、Si⁴⁺要求高。Fe、Al和Si會優先被萃取，進而會影響稀土的萃取，稀土的回收率和純度難以保障。

發明內容

鑒于現有技術中從熒光粉提取稀土金屬元素存在的問題，包括熒光粉提取稀土金屬元素的現有技術中產生氨氮廢水污染，反萃過程中酸耗高，不環保，且浸出率受限等，本發明的目的在于提供一種從廢熒光粉中回收稀土的綠色方法。

為達此目的，本發明采用如下技術方案：

一方面，本發明提供一種從廢熒光粉中回收稀土的綠色方法，所述方法包括如下步驟：

(1)將廢熒光粉與堿混合，熔融，得到堿熔物；

(2)將步驟(1)所得堿熔物中加水進行水浸，分離，得到水浸不溶物和水浸液，將所述水浸不溶物中加酸進行酸浸，分離，得到酸浸不溶物和酸浸液；

(3)用萃取劑萃取步驟(2)所得酸浸液中的稀土離子，得到萃余液和負載有稀土離子的萃取液；

其中，所述萃取劑包括A組分和B組分：(A)季磷鹽離子液體和/或季銨鹽離子液體；(B)中性有機膦酸酯；

(4)將步驟(3)所得萃取液用水進行反萃，得到離子液體相和含稀土離子的水相。

本發明采用堿熔水浸的辦法，可以優先除去體系中大量的Al³⁺，這就為直接采用該離子液體協萃體系從堿熔水浸之后得到的水浸渣的酸浸液中回收稀土提供了便利條件，無需考慮雜質元素的干擾，這樣稀土的回收率和純度都可以得到保障。

本發明步驟(1)所述堿優選包括碳酸鈉、氫氧化鈉和過氧化鈉中的任意一種或至少兩種的組合，優選過氧化鈉和/或碳酸鈉。

優選地，步驟(1)所述廢熒光粉與堿的堿的質量比為1:0.3～1，例如1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9或1:1等，優選1:0.5～0.8。

本發明步驟(1)所述熔融的溫度優選為500～900℃，例如500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃或℃900℃等，優選700～850℃；

優選地，步驟(1)所述熔融的時間為0.5～3h，例如0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.2h、2.5h、2.8h或3h等，優選1～2h。