[发明专利]一种从废弃荧光粉中提取稀土元素的方法

说明书

本发明公开了一种从废弃荧光粉中提取稀土元素的方法，属于资源回收技术领域。本发明的具体步骤如下：(1)将氯化铝与氟化锂粉末进行准确称量并混合均匀，得到混合卤化物；(2)将废弃荧光粉过筛，去除其中的大颗粒杂质，得到杂质含量低的荧光粉废料；(3)将混合卤化物加热熔化，然后向卤化物熔融盐中加入荧光粉废料，并在600～1100℃下反应5～10h；(4)反应后对所得反应产物进行澄清分离，分别得到固体残余物和熔盐，固体残余物为荧光粉中未与卤化物熔盐反应的组分，而熔盐即为稀土卤化物‑氯化铝‑氟化锂的混合物。本发明中的氯化铝能选择性地与废弃荧光粉中稀土氧化物反应，氟化锂能改善熔盐的物理性质，并能有效提高铈与铽的提取率。

技术领域

本发明属于稀土资源的回收及二次资源的清洁利用技术领域，更具体地说，涉及一种从废弃荧光粉中提取稀土元素的方法。

背景技术

稀土荧光粉因其发光亮度与发光效率高、色纯度与稳定性好、使用寿命长及无害性，现已广泛应用于三基色节能灯、等离子体显示器、阴极射线管电视、液晶显示背光源等领域。随着稀土荧光粉应用领域的拓展与行业的不断发展，其产量不断增加。同时，大量的废弃荧光粉也应运而生，据估算我国每年实际可供回收的稀土荧光粉废料约2000吨。荧光粉废料中含有大量的钇及少量的铕、铈与铽等稀土元素，是工业上储量较大的一种稀土二次资源。稀土是一种重要的战略资源，此类废弃荧光粉若被当做固体垃圾处理，不仅会污染环境，还将造成稀土资源的浪费。因此，从废弃荧光粉中提取、回收稀土元素，不仅可以节约资源，减少工业垃圾，还可以减少从稀土矿开采到生产、加工所带来的环境污染，对我国的稀土资源和环境保护均具有重要意义。

目前关于废弃荧光粉中稀土元素的提取方法主要有浮选分离、酸浸法、复合优溶无氨皂化工艺、选择性氧化还原法、超临界技术萃取法、离心分离法高压釜消解等。

Hirajima T等(Hirajima T,Sasaki K,Tsunekawa M,et al.Feasibility of anefficient recovery of rare earth-activated phosphors from waste fluorescentlamps through dense-medium centrifugation.Separation&Purification Technology,2005,44(3):197-204.)利用二碘甲烷为密度离心介质，以油酸钠为表面活性剂，实现了密度较小的卤磷酸钙与密度较大的稀土荧光粉的分离；梅光军等(Guangjun Mei,Peng Rao,Mitsuaki Matsuda,et al.Separation of Red(Y₂O₃:Eu³⁺),Blue(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺)andGreen(CeMgAl₁₀O₁₇:Tb³⁺)Rare Earth Phosphors by Liquid/Liquid Extraction.JournalWuhan university of Technology-Mater.Sci.Ed.,2009,24(4):603-607.)采用浮选法能较好地将荧光粉废料中的卤磷酸钙与三基色稀土荧光粉分开，但所得三基色稀土荧光粉的回收率和纯度不高，无法直接返回利用。此外，该过程中需分离介质、表面活性剂或浮选剂等，成本较高且不稳定，对环境易造成污染。

解科峰(解科峰.废弃荧光灯无害化、资源化回收处理研究.武汉：武汉理工大学,2007.)通过盐酸浸出－氨水沉淀－草酸沉淀工艺回收废旧稀土荧光粉中的稀土元素，稀土浸出率可达93.19％；杨幼明等(杨幼明,邓声华,谢芳浩,等.从荧光粉废料中提取稀土工艺研究.有色金属：冶炼部分,2012(10):23-26.)先以盐酸酸浸出荧光粉废料中的稀土元素，再以碳酸钠焙烧法提取渣中较难浸出的铈与铽，最后对酸浸液进行中和、除杂。采用上述酸浸法工艺较简单、易操作，适合工业大规模生产，但存在酸耗大、回收率低、环境污染严重等问题。