一种从废旧稀土发光材料中分离回收稀土的方法，工艺步骤是：废旧稀土发光材料的收集，包括稀土荧光灯的快速识别及其拆解破碎、CRT显示器的破碎、废旧稀土发光材料与玻璃基体剥离和收集；废旧稀土发光材料的预处理，包括脱汞氧化沉淀、碱熔和酸解；稀土元素的萃取分离得到稀土氯化物富集物；稀土元素的萃取提纯得到高纯稀土氯化物；稀土元素的沉淀分离得到草酸稀土或碳酸稀土沉淀物；草酸稀土或碳酸稀土沉淀物焙烧得到高纯级稀土氧化物。本方法实现了稀土元素Ce、Eu、Tb、Y与Mg、Ba、Ca等杂质元素分离和轻、中、重稀土元素全分离回收，并提纯得到高纯稀土氧化物，使资源得到了综合回收利用，工艺流程合理、经济实用，稀土回收率高，产物附加值高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于资源循环再利用领域，特别是涉及一种从废旧稀土发光材料中综合回收稀土的方法。
技术介绍
稀土用量日益增长，战略地位日益凸显，被誉为“工业味精”、“工业维生素”等，是高新技术必不可少的工业原料，被广泛应用于电子信息、国防军工、冶金机械、石油化工、农牧等各个领域。我国是世界上稀土最丰富的国家，长期提供世界稀土需求量的90%以上，导致我国从20世纪70年代占世界总量的74%，下降到33%，并且环境污染严重，生态破坏加剧。我国稀土二次资源回收发展空间和潜力巨大。目前我国日光灯灯管产量和使用量居世界首位，2010年我国电光源总产量为80亿支，其中稀土荧光灯15亿支，稀土荧光粉约6000吨。显像管是阴极射线管(CRT)电视机的关键部件，约占CRT电视机总质量的60%。据统计，2008年，我国电视机居民保有量为50 419万台。从2005年起我国迎来电视机更新换代的高峰，预计每年至少有500万台电视机报废，CRT显像管屏玻璃上的荧光粉涂层含有金属络合物等物质、铕、钇等稀土金属元素，稀土荧光粉含量10_60g/只。目前国内对废弃荧光灯稀土资源回收研究较少，基本处于起步阶段，大部分废旧荧光灯随生活垃圾进行焚烧或掩埋，荧光灯中的稀土金属及少量的汞的环境累积性、生物吸收与富集性、通过食物链摄入机体内的蓄积性及其可能产生的生物毒性效应对人体和环境都造成巨大的危害，国外在处理废弃荧光灯，仅处理灯管中汞的，废旧CRT显示器绝大多数仅仅回收其中的玻璃部分，均未对有价值的三基色荧光粉实现稀土元素Ce、Eu、Tb和Y高效地全分离、提纯和回收。废旧稀土发光材料等二次资源循环再利用与原生稀土矿产最大的区别有两点一是废旧稀土发光材料经过高温煅烧合成的陶瓷相，一般为方铁锰矿立方晶系、磁铅矿六方晶系、独居石单斜晶系、单斜晶系SiO4四面体β-氧化铝六方晶系、磷灰石六方晶系等结构，晶体结构复杂，结构稳定，稀土离子难以分离；二是废旧稀土发光材料含有大量的Al元素，严重影响稀土的回收，特别是稀土的回收率低。废旧稀土荧光灯及其废旧稀土发光材料回收再利用的三大关键技术，即汞污染、陶瓷相晶体结构解体和Al杂质元素脱除，国内外没有相关的成套技术和工艺解决。随着稀土，特别是战略性中重稀土资源，日益匮乏，迫切需要继续开发废旧稀土发光材料回收再利用的成套关键技术和工艺。
技术实现思路
本专利技术目的是提供，通过废旧稀土发光材料的收集、预处理、萃取分离、萃取提纯、沉淀和焙烧，解决废旧稀土荧光灯及其废旧稀 土发光材料回收再利用的汞污染、陶瓷相晶体结构解体和Al杂质元素脱除的问题，最大限度杜绝了回收过程的二次污染问题，同时提高稀土的回收率，易于工业化生产。本专利技术的主要步骤如下 1)废旧稀土发光材料的收集，包括稀土荧光灯的快速识别及其拆解破碎、CRT显示器的破碎、废旧稀土发光材料与玻璃基体剥离和收集； 2)废旧稀土发光材料的预处理，包括脱汞氧化沉淀、碱熔和酸解； 3)稀土元素的萃取分离，得到稀土氯化物富集物； 4)稀土元素的萃取提纯，得到99.9%-99. 9999%稀土氯化物； 5)稀土元素的沉淀分离,得到99.9%-99. 9999%草酸稀土或碳酸稀土沉淀物； 6)草酸稀土或碳酸稀土沉淀物的焙烧，得到99.9%-99. 9999%稀土氧化物。所述稀土元素主要为铺、铺、铕、宇乙。以上所述的主要步骤具体包括 1)废旧稀土发光材料的收集 Ca)采用人工辅助方式，快速识别废旧稀土荧光灯，采用全封闭式破碎，负压收集汞蒸汽，采用硫化沉淀及活性炭吸附等方式回收汞；荧光粉、玻璃及灯头等采用重力分选方式收集。(b) CRT显像管屏锥分离，负压收集稀土荧光粉，铅玻璃集中交于专业机构处理； 2)废旧稀土发光材料的预处理 Ca)脱汞废弃荧光灯和CRT显示器，经拆解破碎，负压收集汞蒸汽。废旧荧光粉采用浓度为1(Γ30#%的丙酮溶液清洗，采用浓度为O. 2^1g/L高锰酸钾进行氧化反应，添加硫化锌O. 3^0. 8g/L，通过硫化反应沉淀Hg2+，脱汞时间为O. 5飞h，最后通过活性炭去除荧光粉中的残余汞。(b)碱熔按将清洗后的废旧稀土发光材料与碱混合搅拌均匀，(按质量比计)废旧稀土发光材料=NaOH或KOH为1:1 10，在600 12001下碱熔1 1011，碱熔产物经二次去离子多次洗涤后，进入下一步酸解工艺。(C)酸解经洗涤后的碱熔产物，采用3 8mol/L的盐酸，配制成固液比为1:3 10的酸解液，用氨水调节PH在3飞范围，添加2 5#%的PAC絮凝剂，在2(T80°C酸解f 8h，去除酸解溶液中的Al3+，得到氯化稀土溶液。3)稀土元素萃取分离 将氯化稀土溶液的pH值调节在3. 5 4. 5范围内，且其中RECl3含量为O. 5^1. 5mol/L，萃取剂采用O. 5 1. 5mol/L的P204-磺化煤油，进行稀土的萃取分离。首先进行轻稀土分组，将稀土(Ce、Eu、Tb和Y)萃入有机相，以浓度为O. 6^1 mo I/L盐酸作洗涤液I将进入有机相的轻稀土 Ce洗下，用Vw表示有机萃取剂体积，V 表示料液体积，Vtt表示洗涤液体积，流比为V有Vfi :V洗=2 3:1:0. 2 O. 3，得到CeCl3溶液。轻稀土分组出口有机相I用I. 5^2. 5mol/L的盐酸反萃中稀土，用Viw表示新有机相的体积，Vwr表示料液中有机相的体积，V#表示水相体积，流比为Viw=Viw=V7J^=O. Γ0. 15:1:0. Γο. 15进行中稀土分组，最后用Ρ204-磺化煤油作有机相萃取重稀土，出口水相2分别得到含铕、铽富集物，中稀土分组后的出口有机相2用3. 5^4. 5mol/L盐酸反萃取重稀土，用Vw表示有机相体积，V#表示水相体积，相比为V有V水=1:0. Γ0. 2，经过多级萃取，得到钇富集物，其中钇含量约75%。4)稀土元素萃取提纯(a)铈的提纯 将铈富集物，经草酸沉淀、焙烧后，用硫酸溶解，调配料液含RECl3为O. 5^1. 5mol/L,加入高锰酸钾10 50g/L与料液混合，萃取剂为O. 5 I. 5mol/L的P507-磺化煤油，将轻稀土(Ce)萃入有机相4，以O. 2^1mol/L盐酸为酸洗液2将进入有机相5的中重稀土洗下，用Vw表示有机萃取剂，Vw表示料液体积，Vtt表示洗涤液体积，流比为Vw:Vw:Vft=1. 5 2. 5:1:0. 4 0· 8，得到轻稀土液(CeCl4)。再用I. 5 2. 5mol/L盐酸反萃轻稀土，用V有表示有机相体积，V#表示水相体积，相比为Vw V*=1:0. Γ0. 2，经多级萃取后获得纯度为99. 99%的氯化铈溶液。(b)铽的提纯、 以铽富集物为原料，采用分段分馏萃取，调配料液含RECl3为O. 5^1. 5mol/L，萃取剂为O. 5 I. 5mol/L mo I/L的P204-磺化煤油，第一段分馏萃取皂化度25% 40%的萃取剂与稀土料液同时进槽并流10级后成稀土皂化形式进槽，萃取后有机相7用3 5. 5mol/L盐酸洗液，用Vw表示有机萃取剂，卩《表示料液体积，Vtt表示洗涤液体积，流比Vw =Vfi Vtt=6^20:1:O.3^1. 8，进入第二段分馏萃取以第一萃取段流出的有机相8本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张深根，刘虎，潘德安，田建军，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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