[发明专利]一种废旧稀土基铝酸盐荧光粉选择性硫化-浮选分离回收铈和铽的方法

说明书

本发明公开了一种废旧稀土基铝酸盐荧光粉选择性硫化‑浮选分离回收铈和铽的方法，该方法是将含铈和铽的废旧稀土基铝酸盐荧光粉与固体碱性化合物进行碱熔焙烧，碱熔焙烧产物采用有机稀酸进行淋洗脱除镁铝得到铈铽氧化物富集渣，铈铽氧化物富集渣与硫磺进行硫化焙烧，硫化焙烧产物经过磨矿后，进行浮选分离，得到硫化铽精矿，尾矿为氧化铈富集渣。该方法得到的精矿中铽总回收率可达95％以上，尾矿中铈总回收率可达95％以上，该选择性硫化‑浮选法相对以往传统方法具有高效，清洁等特点，宜于工业推广。

技术领域

本发明涉及一种废旧稀土基铝酸盐荧光粉的回收方法，具体涉及一种基于选择性硫化-浮选分离方法从稀土基铝酸盐(Ce,Tb)MgAl₁₁O₁₉荧光粉(以下简称CTMA)中分类回收铈和铽的方法，属于稀土二次资源回收与再利用领域。

背景技术

工业维生素——稀土，因具有优良的光、磁和电学性质，已被广泛应用于航空航天、石油化工和国防军工等领域。特别是其具有丰富的电子能级和长寿命激发态，能够提供大量的能级跃迁通道，表现出良好的光学特性，可用于制造CRT显示器荧光粉，三基色稀土基荧光粉(荧光灯管用)，黄色荧光粉(白光LED用)和长余辉荧光粉(新能源、医疗等使用)。

随着氮化镓等第四代照明半导体的应用和国家节能减排等政策实施，数量庞大的稀土荧光灯将达到生命终期，据报道仅2015年就有超40亿支废旧荧光灯产生，这意味着将产生大量的废旧三基色稀土荧光粉。废旧荧光粉中稀土含量通常是稀土矿的数十倍以上，从废旧稀土荧光粉中回收稀土元素具有理想的经济价值。废旧稀土荧光粉中的钇和铽等对环境具有潜在的危害，只有通过绿色清洁的处置才能避免稀土污染风险。此外，废旧稀土荧光粉中含有的钇、铽、铕和铈等都是稀土先进功能材料的原料，属于战略性稀土元素，同时钇、铕和铽也被发达国家列为5种最为关键的稀土元素。可见，从废旧稀土基荧光粉中回收在经济和环境保护方面具有深刻意义。

目前，市售的稀土基荧光粉主要包括红粉——Y₂O₃:Eu³⁺，绿粉——(Ce,Tb)MgAl₁₁O₁₉和蓝粉——BaMgAl₁₀O₁₉:Eu³⁺。稀土基荧光粉资源化利用尚处于起步状态，主要方法是通过湿法酸浸。其中，一段酸浸技术主要指采用硫酸或盐酸对红粉中Y₂O₃进行浸出，由于绿粉和蓝粉具有稳定的镁铝尖晶石结构，很难以被酸侵蚀。因此，许多学者提出二段酸浸技术，其主要方法是首先将易于溶解的红粉先进行酸浸出，其次将绿粉等难溶解稀土进行碱熔焙烧，再进行二段酸浸。中国专利(CN110627104A)公开了一种碱熔—盐酸浸出—萃取—灼烧法回收氧化钇、氧化铈、氧化铕和氧化铽，该方法虽然得到产品纯度较高，但流程繁琐，且盐酸用量大，腐蚀严重。此外，中国专利(CN105568005A)公开了使用碳酸钠作为碱熔原料预处理稀土基荧光粉的方法，但与(CN110627104A)类似经过碱熔后生成的高价态稀土氧化物CeO₂和TbO₂酸浸难度大、高液固比和耗酸量大等特点。

发明内容

针对CTMA荧光粉酸浸难度大、耗酸量大、流程复杂和效率低的问题，本发明的目的是在于创新性地提出一种从废旧稀土基铝酸盐荧光粉中通过选择性硫化-浮选将其中的铈(Ce)和铽(Tb)进行分类回收的方法，该方法从废旧稀土基铝酸盐荧光粉回收的含铽精矿中铽总回收率可达95％以上，含铈尾矿中铈总回收率可达95％以上，且选择性硫化-浮选法相对现有传统浸出回收的方法具有高效，清洁等特点，宜于工业推广。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种废旧稀土基铝酸盐荧光粉选择性硫化-浮选分离回收铈和铽的方法，其包括以下步骤：

1)将含铈和铽的废旧稀土基铝酸盐荧光粉与固体碱性化合物进行碱熔焙烧，得到碱熔焙烧产物；

2)将碱熔焙烧产物采用有机稀酸进行淋洗，得到铈铽氧化物富集渣；