一种回收废弃荧光灯中稀土元素的方法技术

一种回收废弃荧光灯中稀土元素的方法。其特征是荧光粉用ＮａＯＨ或ＫＯＨ熔融，碱熔物加水，得到水浸不溶物和碱性滤液；用盐酸溶解水浸不溶物，获得中性滤液；用Ｐ↓［２０４］或Ｐ↓［５０７］萃取，得到萃取液和萃余液；用ＨＣｌ反萃取萃取液，得到反萃取液，用Ｈ↓［２］Ｃ↓［２］Ｏ↓［４］或ＮＨ↓［４］ＨＣＯ↓［３］沉淀，得到含混合Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ的稀土沉淀物；萃余液用ＮＨ↓［４］ＨＣＯ↓［３］沉淀，得到含Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｂ沉淀；调整碱性滤液的ｐＨ＝３～５，得到Ａｌ（ＯＨ）↓［３］沉淀和含锰滤液；洗涤，过滤，煅烧Ａｌ（ＯＨ）↓［３］沉淀，得到氧化铝；含锰滤液中加入草酸，得到碳酸锰。本发明专利技术方法实现了稀土元素Ｅｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｙ与Ｍｇ、Ｂａ、Ｃａ等碱土金属分离，资源得到综合回收利用，工艺流程合理且经济实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环境保护及资源综合回收利用的方法，特别一种荧光 灯中稀土元素回收利用的方法。
技术介绍
据国家电光源质量监督检验中心披露，中国已成为世界上最大的节能灯生产国和出口国，2006年飙升至近24亿只，世界上85%以上的节能灯产 自中国。每只节能灯中含有3g荧光粉，而荧光粉所用的激活稀土离子Eu、 Tb是发展荧光材料最为重要的元素。同时在地壳中Eu、 Tb含量非常低，如 果随意丢弃荧光灯，不仅造成环境污染问题，而且造成资源浪费。目前国内外对废弃荧光灯稀土资源回收研究较少，基本上还处于起步 阶段。国外在处理废弃荧光灯管中汞污染方法有两种湿法碾碎灯管后硫 化固汞及干法碾碎灯管后蒸馏除汞。对荧光粉中有价稀土元素Eu、 Tb、 Y 缺乏有效处理技术。CN1902723公开了一种回收荧光灯的方法及用于实施该回收方法的设 备。该法将荧光灯的碎片在100 33(TC下加热，形成含有汞蒸汽的气体， 在大约-38 0。C的温度下，冷却形成液态汞，收集汞，未涉及到稀土分离回 收。CN101150032公开了一种回收处理包括日常照明用高效直管荧光灯、 节能灯、稀土三基色荧光灯等废弃荧光灯的方法，该法包括回收气态汞; 金属回收及附着的汞回收；荧光粉中汞的回收及荧光粉中稀土元素及其他 有价元素的火法分离回收；玻璃管及粘附的荧光粉中汞及稀土等元素火法 回收。该法通过氯化分解荧光粉，形成氯化物，存在环境污染问题及氯化成本高，在工业上几乎是不可实现的。市场上荧光灯所用荧光粉可分为卤磷酸钙体系Ca3 (P04) 2 (F， Cl): Sb3+， M^+和稀土三基色荧光粉，红粉Y203:Eu3、蓝粉BaMgAl1Q017:Eu2+ 及绿粉CeMgAluO^:Tb"。由于荧光灯中的荧光粉含有稀土元素Eu、 Tb、 Y及其他有价元素Mg、 Sb、 Mn、 Al、 Ba等，以上两种方法都没有实现稀 土元素与其他有价元素的分离。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种回收荧光灯中的稀土元素Eu、 Tb、 Y的方法， 实现稀土元素与Mg、 Sb、 Mn、 Al、 Ba的分离。本专利技术的方法包括以下步骤①按荧光粉:NaOH或KOH重量比=1: 2 5，混合均匀后，在320 60(TC下熔融2 10小时，获得碱熔物；②碱熔 物加水搅拌，过滤，得水浸不溶物和碱性滤液，洗涤水浸不溶物，用10 30% 盐酸溶解，过滤，获得中性滤液；③调整中性滤液的pH=2 4，用P2Q4或 P，萃取，得萃取液和萃余液； 用10 30MHC1反萃取萃取液，得反萃取 液，用H2C204或NH4HC03沉淀，得到含混合Y、 Ce、 Tb、 Eu的稀土沉淀 物；萃余液用NH4HC03沉淀，得到含Mg、 Ba、 Sb沉淀；⑤调整碱性滤液 的pH=3 5，过滤，获得Al(OH)3沉淀和含锰滤液；(D洗涤，过滤，煅烧 Al(OH)3沉淀，得到氧化铝；含锰滤液中加入草酸，加热至90°C，再加 NH4HC03，获得碳酸锰。流程中产生的废水及洗涤沉淀的水中，添加CaO，过滤，获得Ca3(P04)2， 滤液调整pH致7.0左右排放。以铝酸盐为基质的蓝粉、绿粉稀土三基色荧光粉以及卤磷酸钙发光粉 的两类荧光粉是在高温条件下煅烧合成的，因此在常压常温下的抗酸碱性 能非常强，以致于任何酸碱都无法分解这两类荧光粉。本专利技术采用碱熔融 的方法，使其与NaOH或KOH在高温下反应，形成可溶性NaA102或KA102 盐，分解铝酸盐基质荧光粉。其它组分在高温下也与NaOH或KOH反应，分别生成金属氢氧化物或Na或K盐，如Mg(OH)2、 Ca(OH)2、 Eu(OH)3、 Y(OH)3、 Tb(OH)3+x、 Ce(OH)3、 NaSb(OH)6、 Ba(OH)2、 Na3P04、 Mn042-、 NaA102等。利用Mg(OH)2、 Ca(OH)2、 Eu(OH)3、 Tb(OH)3+x、 Ce(OH)3、 Ba(OH)2在水中溶解度较小，而NaA102、 Na3P04、 MnO户—为可溶性物质， 通过水溶解过滤，实现水浸不溶物Mg(OH)2、Ca(OH)2、Eu(OH)3、Tb(OH)3+x、 Ce(OH)3、 Ba(OH)2与可溶性物质NaA102、 Na3P04、 MnO^分离。通过盐酸溶解沉淀物，萃取分离，实现稀土元素Eu、 Tb、 Ce、 Y与 Mg、 Ba、 Ca等碱土金属分离。采用草酸沉淀Eu、 Tb、 Ce、 Y离子，获得 混合草酸稀土。本专利技术方法回收废弃荧光灯中的稀土元素Eu、 Tb、 Y、 Ce， 资源得到综合回收利用，工艺流程合理且经济实用。各种流程中产生的碱水、酸水收集回收，经过酸碱中和，Ca3(P04)2沉 淀后，废水中主要离子为Na+、 Cr、 NH4+，达到安全排放标准。 附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。具体实施方式 实施例1取100g废弃混合荧光粉，500gNaOH，混合均匀后，在320。C碱熔2 小时后，获得碱熔物。碱熔物用1000g水搅拌浸出，过滤，洗涤，获得62.5g 水浸不溶物和碱性滤液。水浸不溶物用10%盐酸溶解，过滤，获得中性滤 液，调整中性滤液的pH-4，用P2Q4萃取分离稀土含Y、 Ce、 Eu、 Tb、 Mg、 Ba、 Sb中性滤液，得到萃取液和萃余液，用30%HC1反萃取萃取液获得反 萃取液，反萃取液用NH4HC03沉淀，获得60.2g混合Y、 Ce、 Tb、 Eu稀 土沉淀物。萃余液用NH4HC03沉淀，获得12.3g含Ba、 Mg、 Sb沉淀。调 整碱性滤液pH^3.8，过滤，获得含锰滤液和氢氧化铝沉淀。洗涤、过滤、 煅烧氢氧化铝沉淀，获得65g氧化铝。加热含锰滤液至卯t:，加入2g草 酸，搅拌，加入NH4HC03，获得0.5g草酸锰。实施例2取100g废弃混合荧光粉，300gNaOH，混合均匀后，在400。C碱熔6 小时后，获得碱熔物。碱熔物用1000g水搅拌浸出，过滤，洗涤，获得68.5g 水浸不溶物和碱性滤液。水浸不溶物用10%盐酸溶解，过滤，获得中性滤 液，调整中性滤液的pH=2.5，用P5Q7萃取分离稀土含Y、 Ce、 Eu、 Tb、 Mg、 Ba、 Sb中性滤液，得到萃取液和萃余液，用20%HC1反萃取萃取液 获得反萃取液，反萃取液用H2C204沉淀，获得88.2§混合￥、 Ce、 Tb、 Eu 稀土沉淀物。萃余液用NH4HC03沉淀，获得10.5g含Ba、 Mg、 Sb沉淀。 调整碱性滤液pH^5，过滤，获得含锰滤液和氢氧化铝沉淀。洗涤、过滤、 煅烧氢氧化铝沉淀，获得65g氧化铝。加热含锰滤液至90。C，加入2g草 酸，搅拌，加入NH4HC03，获得0.6g草酸锰。 实施例3取100g废弃混合荧光粉，300gKOH，混合均匀后，在50(TC碱熔10 小时后，获得碱熔物。碱熔物用1000g水搅拌浸出，过滤，洗涤，获得68.5g 水浸不溶物和碱性滤液。水浸不溶物用10%盐酸溶解，过滤，获得中性滤 液，调整中性滤液的pH=3.2，用P，萃取分离稀土含Y、 Ce、 Eu、 Tb、 Mg、 Ba、 Sb中性滤液，得到萃取液和萃余液，用10%HC1反萃取萃取液 获得反萃取液，反萃取液用NH4HC03沉淀，获得62g混合Y，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收废弃荧光灯中稀土元素的方法，其特征是包括以下步骤：①按荧光粉∶ＮａＯＨ或ＫＯＨ重量比＝１∶２～５，混合均匀后，在３２０～６００℃下熔融２～１０小时，获得碱熔物；②碱熔物加水搅拌，过滤，得水浸不溶物和碱性滤液，洗涤水浸不溶物，用１０～３０％盐酸溶解，过滤，获得中性滤液；③调整中性滤液的ｐＨ＝２～４，用Ｐ↓［２０４］或Ｐ↓［５０７］萃取，得萃取液和萃余液；④用１０～３０％ＨＣｌ反萃取萃取液，得反萃取液，用Ｈ↓［２］Ｃ↓［２］Ｏ↓［４］或ＮＨ↓［４］ＨＣＯ↓［３］沉淀，得到含混合Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｅｕ的稀土沉淀物；萃余液用ＮＨ↓［４］ＨＣＯ↓［３］沉淀，得到含Ｍｇ、Ｂａ、Ｓｂ沉淀；⑤调整碱性滤液的ｐＨ＝３～５，过滤，获得Ａｌ（ＯＨ）↓［３］沉淀和含锰滤液；⑥洗涤，过滤，煅烧Ａｌ（ＯＨ）↓［３］沉淀，得到氧化铝；含锰滤液中加入草酸，加热至９０℃，再加ＮＨ↓［４］ＨＣＯ↓［３］，获得碳酸锰。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪海勇，
申请(专利权)人：广州有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]