[發明專利]一種利用堿熔預處理廢棄熒光粉回收稀土元素的方法及助熔劑

有效

• 申請號: 202210810450.1
• 申請日: 2022-07-11
• 公開（公告）號: CN114990366B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 符靚;黎樹春;謝華林;廖新仁;馬俊才;李萍;徐展
• 申請（專利權）人: 重慶上甲電子股份有限公司;重慶大學
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B7/00
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 譚春艷

本發明提供了一種利用堿熔預處理廢棄熒光粉回收稀土元素的方法及助熔劑，由重量百分比的以下組分組成：堿50％～60％、KBe₂F₅35％～45％、KAlF₄5％～15％，所述堿為堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物。采用本發明的低溫堿性助熔體系，通過控制熔融溫度、熔融時間、廢舊熒光粉與堿性助熔劑的比例、熔鹽各組分的配比，從廢舊熒光粉中提取稀土元素的回收率均在98％以上。采用所述低溫堿性助熔體系的熔融溫度比單一堿熔體系下降了200～500℃，熔融時間縮短了60～90min。

技術領域

本發明屬于工業廢棄物資源化再利用領域，具體涉及一種利用堿熔預處理廢棄熒光粉回收稀土元素的方法及助熔劑。

背景技術

稀土熒光粉通常以薄層涂在熒光燈的內壁，其所含稀土元素釔(Y)、銪(Eu)、鋱(Tb)、鈰(Ce)是高科技稀土功能材料的基礎原料，也是我國急缺的戰略性稀土元素，其中Y、Eu、Tb還位于美國能源局列出的5種最為關鍵的稀土之列。隨著稀土元素在照明領域中應用的日益增加，廢舊稀土熒光粉的數量也在不斷增加，而廢舊稀土熒光粉是一種潛在的二次資源，有效、合理地利用稀土資源，既可使稀土資源得到重復利用，又減輕了廢舊稀土熒光粉對環境的污染。

稀土熒光粉包括紅粉、綠粉和藍粉，分別為磷酸鹽體系、鋁酸鹽體系、硼酸鹽體系和硅酸鹽體系。其中，鋁酸鹽體系因其具有抗紫外線老化，高溫下穩定，很高的紫外線靈敏度及很高的發光效率等特點，逐漸成為世界范圍內最廣泛應用的熒光粉體系。為回收鋁酸鹽體系中的有價稀土，需要對熒光粉混合物進行處理，主要方法有酸溶和堿熔。紅粉(Y₂O₃:Eu³⁺)中的稀土元素是以氧化物形式存在，其中的Y、Eu容易被酸浸出；而鋁酸鹽體系綠粉(MgAl₁₁O₁₉：Ce³⁺，Tb³⁺)和藍粉(BaMgAl₁₀O₁₇：Eu²⁺)是鎂鋁尖晶石結構，具有很強地抗酸性能，其中的Tb、Ce、Eu很難直接用酸浸出，需要采用堿熔預處理破壞其晶體結構，然后采用酸浸才能實現其中稀土元素的有效回收。

堿熔預處理是以堿為介質，通常以氫氧化鈉、氫氧化鉀、鈉鹽、鉀鹽為單一或混合熔劑，在高溫條件下熔煉金屬資源，能有效破壞鋁酸鹽體系綠粉和藍粉的晶體結構。堿熔預處理屬于復雜的多相反應過程，為提高熔煉金屬的回收率，需要較高的反應溫度和較長的反應時間，存在能耗大、回收成本高以及堿消耗量大等問題，不利于廢舊熒光粉中稀土資源的低成本回收利用。

發明內容

針對現有技術問題，本發明的第一目的在于提供了一種利用堿熔預處理廢棄熒光粉回收稀土元素的助熔劑，第二目的在于提供一種利用堿熔預處理廢棄熒光粉回收稀土元素的助熔方法。適用于鋁酸鹽體系的綠粉和藍粉。回收的稀土元素可用于錳鋅鐵氧體或軟磁鐵氧體的摻雜元素。

為實現以上第一目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種利用堿熔預處理廢棄熒光粉回收稀土元素的助熔劑，其特征在于，由重量百分比的以下組分組成：堿50％～60％、KBe₂F₅ 35％～45％、KAlF₄ 5％～15％，所述堿為堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物。

堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂等。

優選：由重量百分比的以下組分組成：氫氧化鈉50％、KBe₂F₅ 40％、KAlF₄10％。氫氧化鈉易得，價格便宜。

本發明的第二目的是這樣實現的：一種利用堿熔預處理廢棄熒光粉回收稀土元素的助熔方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將助熔劑、廢舊熒光粉、鐵粉充分混合均勻；