一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法
【專利摘要】一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法，包括以下步驟：(1)向廢熒光粉中加入濃硫酸，混合均勻后放入高溫爐中焙燒，使稀土轉(zhuǎn)化為硫酸鹽形式；(2)焙燒后的固體產(chǎn)物，用水進(jìn)行浸出，稀土硫酸鹽進(jìn)入水中，然后進(jìn)行過濾，過濾后的浸出溶液與浸出渣分開；（3）往浸出溶液中加入草酸，并調(diào)節(jié)pH值，使稀土以草酸稀土的形式沉淀下來，經(jīng)過濾、烘干、焙燒制得稀土氧化物。本發(fā)明通過將廢熒光粉經(jīng)硫酸化焙燒、水浸、草酸沉淀、草酸稀土焙燒等過程回收其中的稀土元素，流程簡(jiǎn)單、操作方便、成本較低、稀土回收率高。
【專利說明】—種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物提取【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]稀土熒光燈由于其節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外大多數(shù)國家的照明系統(tǒng)。目前，我國稀土熒光燈產(chǎn)量和使用量居世界首位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年稀土熒光燈產(chǎn)量達(dá)39.5億支，消耗三基色稀土熒光粉5700余噸。與此同時(shí)，我國每年廢棄的稀土熒光燈也超過4億支，其中稀土熒光粉含量接近600噸，而目前這些廢棄熒光燈大多數(shù)隨生活垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)被當(dāng)作固體垃圾處理，這不僅造成熒光燈中汞化合物的釋放而污染環(huán)境，更造成稀土資源的極大浪費(fèi)。稀土作為21世紀(jì)新材料的重要原料，已在引火合金、永磁材料、能源材料、超導(dǎo)材料和發(fā)光材料等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。雖然我國是世界上稀土資源最豐富的國家，但稀土是極為重要的戰(zhàn)略物資，且人均占有量少。因此，從含稀土的廢棄熒光粉中回收稀土元素，對(duì)我國稀土資源的可持續(xù)發(fā)展、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，均具有重要的意義。
[0003]國內(nèi)外在廢舊熒光粉中回收稀土方面已有較多研究。日本高橋等人首先采用風(fēng)力分級(jí)的方法將稀土熒光粉與不含稀土的的熒光粉分離和富集，然后將稀土熒光粉加強(qiáng)酸溶解，最后用草酸沉淀回收稀土。此法的主要缺陷是稀土總回收率較低。Akira Otsuki采用兩步液液萃取法分離人工合成熒光粉混合物中的紅粉、藍(lán)粉、綠粉，把熒光粉中各組分分開，取得了較好的分離效果，但仍存在萃取體系復(fù)雜、步驟多和萃取劑不能重復(fù)使用等問題。Ryosake Shimizu采用了溶解與超臨界萃取相結(jié)合方法回收稀土金屬。在SF-CO2的介質(zhì)中將三丁基磷酸鹽(TBP)、硝酸和水按一定比例配置成超臨界萃取溶劑。利用這種混合萃取劑，在120min、15MPa和333K條件下，能夠使熒光粉中釔和銪的萃取率超過99%。超臨界萃取大大提高了稀土金屬的回收率和萃取速率，但該體系本質(zhì)上是將硝酸溶解熒光粉與萃取分離過程溶為一體，反應(yīng)的不確定性容易導(dǎo)致體系不穩(wěn)定，影響分離過程。上述方法雖然都取得了一定的研究效果，但仍存在流程復(fù)雜、稀土元素回收率不高等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種流程簡(jiǎn)單、操作方便、成本較低、回收率高的從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法，包括以下步驟:
(1)向廢熒光粉中加入濃硫酸，混合均勻后放入高溫爐中焙燒，使稀土轉(zhuǎn)化為硫酸鹽形式；
(2)焙燒后的固體產(chǎn)物，用水進(jìn)行浸出，稀土硫酸鹽進(jìn)入水中，然后進(jìn)行過濾，過濾后的浸出溶液與浸出渣分開；
(3)往浸出溶液中加入草酸，并調(diào)節(jié)pH值，使稀土以草酸稀土的形式沉淀下來，經(jīng)過濾、烘干、焙燒制得稀土氧化物，從而完成對(duì)稀土元素的回收。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，步驟(I)中，濃硫酸的加入量為0.5?2ml/g.熒光粉，焙燒溫度為200?500°C，焙燒時(shí)間為0.5?4h。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案，步驟(2)中，焙燒后的固體產(chǎn)物用水浸出時(shí)，水的用量為l-4ml/g.燒后的固體產(chǎn)物，浸出溫度為當(dāng)前室溫到80°C之間，浸出時(shí)間為0.5?4h。
[0008]本發(fā)明與以往技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明通過將廢熒光粉經(jīng)硫酸化焙燒、水浸、草酸沉淀、草酸稀土焙燒等過程回收其中的稀土元素，流程簡(jiǎn)單、操作方便、成本較低、稀土回收率高。

【具體實(shí)施方式】
[0009]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0010]實(shí)施例1
一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法:稱取廢熒光粉20g加入坩堝中，熒光粉化學(xué)成分為=Y2O3 11.57%, CeO2 1.49%, Tb4O7 0.78%, Eu2O3 1.10%, S12 17.64%, CaO21.85%, Al2O3 16.08%, P2O5 21.00%, Na2O 1.55%, BaO 0.49%, MgO 1.28%, PbO 0.90%，再往坩堝中加入98%濃硫酸20ml，攪拌均勻后，將坩堝放入高溫爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為400°C，焙燒時(shí)間為2h ;將焙燒后的固體產(chǎn)物取出，并從中稱取20g加入到40ml的水中，在攪拌條件下進(jìn)行浸出反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25°C，反應(yīng)時(shí)間為2h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾、洗滌、烘干后分析濾渣成分以及濾液成分，計(jì)算出稀土的浸出率分別為=Y2O3 82.10%, CeO2 75.94%，Tb4O7
79.11%, Eu2O3 80.10%;向浸出后浸出溶液中加入草酸沉淀，得到草酸稀土，焙燒后獲得稀土氧化物。
[0011]實(shí)施例2
一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法:稱取廢熒光粉20g加入坩堝中，熒光粉化學(xué)成分為=Y2O3 11.57%, CeO2 1.49%, Tb4O7 0.78%, Eu2O3 1.10%, S12 17.64%, CaO21.85%, Al2O3 16.08%, P2O5 21.00%, Na2O 1.55%, BaO 0.49%, MgO 1.28%, PbO 0.90%，再往坩堝中加入98%濃硫酸20ml，攪拌均勻后，將坩堝放入高溫爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為300°C，焙燒時(shí)間為2h ;將焙燒后的固體產(chǎn)物取出后，并從中稱取20g加入到40ml水中，在攪拌條件下進(jìn)行浸出反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25°C，反應(yīng)時(shí)間為2h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾、洗滌、烘干后分析濾渣成分以及濾液成分，計(jì)算出稀土的浸出率分別為=Y2O3 83.15%，CeO2 77.34%，Tb4O7
80.19%,Eu2O3 81.33%;向浸出后的浸出溶液中加入草酸沉淀，得到草酸稀土，焙燒后獲得稀土氧化物。
[0012]實(shí)施例3
一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法:稱取廢熒光粉20g加入坩堝中，熒光粉化學(xué)成分為=Y2O3 11.57%, CeO2 1.49%, Tb4O7 0.78%, Eu2O3 1.10%, S12 17.64%, CaO21.85%, Al2O3 16.08%, P2O5 21.00%, Na2O 1.55%, BaO 0.49%, MgO 1.28%, PbO 0.90%，再往坩堝中加入98%濃硫酸20ml，攪拌均勻后，將坩堝放入高溫爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為250°C，焙燒時(shí)間為2h ;將焙燒后的固體產(chǎn)物取出后，并從中稱取20g加入到40ml水中，在攪拌條件下進(jìn)行浸出反應(yīng)，反應(yīng)溫度為25°C，反應(yīng)時(shí)間為2h;反應(yīng)結(jié)束后，過濾、洗滌、烘干后分析濾渣成分以及濾液成分，計(jì)算出稀土的浸出率分別為=Y2O3 75.51%，CeO2 70.44%，Tb4O772.56%, Eu2O3 73.93% ;向浸出后的浸出溶液中加入草酸沉淀，得到草酸稀土，焙燒后獲得稀土氧化物。
[0013]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0014]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法，其特征是，包括以下步驟: (1)向廢熒光粉中加入濃硫酸，混合均勻后放入高溫爐中焙燒，使稀土轉(zhuǎn)化為硫酸鹽形式； (2)焙燒后的固體產(chǎn)物，用水進(jìn)行浸出，稀土硫酸鹽進(jìn)入水中，然后進(jìn)行過濾，過濾后的浸出溶液與浸出渣分開； (3)往浸出溶液中加入草酸，并調(diào)節(jié)pH值，使稀土以草酸稀土的形式沉淀下來，經(jīng)過濾、烘干、焙燒制得稀土氧化物，從而完成對(duì)稀土元素的回收。
2.一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法，其特征是，步驟(I)中，濃硫酸的加入量為0.5?2ml/g.熒光粉，焙燒溫度為200?500°C，焙燒時(shí)間為0.5?4h。
3.一種從廢熒光粉中提取回收稀土元素的方法，其特征是，步驟(2)中，焙燒后的固體產(chǎn)物用水浸出時(shí)，水的用量為l_4ml/g.燒后的固體產(chǎn)物，浸出溫度為當(dāng)前室溫到80°C之間，浸出時(shí)間為0.5?4h。
【文檔編號(hào)】C22B59/00GK104232947SQ201410475589
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】劉勇, 趙 卓, 龔躍民 申請(qǐng)人:龍南縣中利再生資源開發(fā)有限公司