專利名稱：一種兩代酸解分解廢舊稀土發(fā)光材料的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于資源循環(huán)再利用領(lǐng)域，具體涉及一種兩代酸解工藝分解廢舊稀土發(fā)光材料的方法。
背景技術(shù)：
從廢舊稀土發(fā)光材料中回收稀土過程中，為了獲得高的回收率，由于廢舊稀土發(fā)光材料中藍(lán)、綠粉為高溫鋁鎂酸鹽，采用直接酸解的工藝未能有效地將其中的稀土元素浸出，從而大大影響稀土回收的回收率，影響產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及寶貴稀土資源的浪費。目前，中國專利(申請?zhí)?00810029417. 5)公開了從一種回收廢棄熒光燈中稀土 元素的方法，采用堿熔方法，將廢棄稀土熒光粉直接與堿混合焙燒，待藍(lán)、綠粉分解后再酸解、萃取回收。這種方法使稀土的浸出率得到提高，但造成大量不必要的堿消耗及回收過程的能源損耗，同時非稀土元素，例如Ca、Mg、Ba等，并沒有合理地與稀土元素分離，造成后期萃取劑的使用效率較低。通過本專利方法，能高效將Y、Eu、Tb和Y分步浸出，并初步分離富集。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用兩代酸解的優(yōu)點在于(1)稀土浸出效率更高效；
(2)稀土元素與非稀土元素得到有效分離，同時稀土元素之間也得以簡單分離及富集，工序簡單易于控制，減輕后期萃取壓力；(3)節(jié)能減排效果明顯，堿熔量減少50%以上，后期萃取藥劑消耗減少，可以大大降低回收成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種更高效和更節(jié)能地分解廢舊稀土發(fā)光材料的工藝，為兩代法，首先將廢舊稀土發(fā)光材料中紅粉(Y203:Eu，約占60%)直接采用HCl溶液酸解，從而獲得富宇乙少銪濾液，通過CaSO4沉淀反應(yīng),使得非稀土元素Ca與稀土元素有效分離，同時未溶解的濾渣與堿混合均勻后經(jīng)高溫焙燒，堿熔產(chǎn)物經(jīng)洗滌后，獲得第二濾渣和NaAlO2溶液，經(jīng)固液分離后，使得非稀土元素Al與稀土元素得到有效分離，第二濾渣采用HCl溶液繼續(xù)二次酸解，獲得第二濾液，通過(Ba、Mg) SO4沉淀反應(yīng)，使得非稀土元素Ba、Mg與稀土元素有效分離，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液。本發(fā)明的原理可用如下化學(xué)反應(yīng)說明。紅粉酸溶Y203:Eu+HC1 — YC13+EuC13+H20除鈣、鎂、鋇反應(yīng)Ca2++S0廣—CaSO4Mg2++S0 廣—MgSO4Ba2++S0 廣—BaSO4藍(lán)粉堿熔Cea67Tbaci3MgAl11Olt^NaOHA NaAlO2+Mg0+Ce02+Tb203
綠粉堿熔BaMgAl10O17 :Eu+NaOH — NaAlO2+Mg0+BaC03+Eu203Ce02+HCl — CeCl4+H20 Tb203+HCl — TbCl3+H20本發(fā)明的方法包括以下步驟I、一種兩代酸解分解廢舊稀土發(fā)光材料的工藝，其特征在于包括以下步驟(I)廢舊稀土發(fā)光材料采用HCl溶液優(yōu)先溶解其中的紅粉Y2O3:Eu，獲得稀土濾液和濾渣；(2)稀土濾液添加Na2SO4, Ca2+以CaSO4沉淀回收，獲得富釔銪型稀土濾液，待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物；濾渣與堿混合在高溫下進(jìn)行堿熔按濾渣堿為I:廣1:4質(zhì)量比均勻混合，堿為NaOH, KOH、Na2CO3和K2CO3中的一種或幾種，在40(T800°C下堿熔焙燒I 8h，獲得堿熔產(chǎn)物；(3)堿熔產(chǎn)物采用去離子水洗滌，去離子水堿熔產(chǎn)物質(zhì)量比為10:1，清洗5 8次，經(jīng)固液分離得到含稀土的洗滌物與含NaAlO2的洗滌液，達(dá)到稀土元素與非稀土元素Al的高效分離；(4)采用HCl溶液對步驟(3)的洗滌物進(jìn)行二次酸解，得到第二濾渣和第二濾液；第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔，提高稀土總回收率；第二濾液經(jīng)過添加Na2SO4，去除雜質(zhì)離子Mg、Ba,最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。進(jìn)一步的，所述步驟(I)采用3 10mol/L的HCl溶液，固液比為1:3 10:1，在2(T80°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解flOh，獲得稀土濾液。進(jìn)一步的，所述步驟(2)添中，Na2SO4的濃度為0. 5 2mol/L。進(jìn)一步的，所述步驟(4)中，洗滌物采用3 10mol/L的HCl溶液，在2(T80°C下進(jìn)行攪拌酸解f 10h，其中固液比為I: l(Tl: 20，獲得第二濾液和第二濾渣。進(jìn)一步的,所述步驟(4)中，所述Na2SO4的濃度為0. 5 2mol/L。為確保廢舊稀土發(fā)光材料的分解，提高稀土回收率，本發(fā)明通過兩代工藝，首先酸解其中的紅粉，然后堿熔分解藍(lán)、綠粉，最后再二次酸解，能有效提高廢舊發(fā)光材料的分解率，進(jìn)而提高稀土浸出率，同時有效將Ca、Al、Mg、Ba雜質(zhì)元素與稀土元素分離，而且稀土之間得到簡單分離與富集，最終獲得富釔少銪濾液和鋱Tb、鈰Ce的富集液。本發(fā)明大大減少堿熔時堿的用量，減輕氯化稀土的萃取量，緩解后期萃取分離提純壓力，節(jié)能減排效果顯著，生產(chǎn)成本低。


附圖I為本發(fā)明的工藝流程圖.
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實施例。實施例I采用3mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:10，在60°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解3h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為0. 5mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的94. 04%,銪Eu含量占稀土總量的5. 14%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH質(zhì)量比為1:4均勻混合，在500°C下堿熔焙燒6h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用7mol/L的HCl溶液，固液比為1:10，在70°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解4h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為lmol/L，雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的49. 78%，鋱Tb含量占稀土總量的29. 83%，釔Y含量占稀土總量的10. 34%，銪Eu含量占稀土總量的5. 61%，待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為94. 7%，其中釔Y浸出率為99. 5%，銪Eu浸出率為98. 9，鈰Ce浸出率為76. 5%，鋱Tb浸出率為72. 3%。實施例2采用4mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:9，在70°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解4h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4，濃度為Imol/ L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的93. 38%，銪Eu含量占稀土總量的5.02%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣K0H質(zhì)量比為1:3均勻混合，在600°C下堿熔焙燒7h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用8mol/L的HCl溶液，固液比為1:12，在80°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解5h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為1.5mol/L，雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的48. 46%，鋱Tb含量占稀土總量的29. 43%，釔Y含量占稀土總量的10. 67%，銪Eu含量占稀土總量的5. 26%，待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為93. 6%，其中釔Y浸出率為99. 1%，銪Eu浸出率為98. 4，鈰Ce浸出率為74. 1%，鋱Tb浸出率為70. 3%。實施例3采用5mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:8，在80°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解5h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為I. 5mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的92. 98%，銪Eu含量占稀土總量的5. 08%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH與KOH混合堿質(zhì)量比為1:2均勻混合，在700°C下堿熔焙燒8h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用9mol/L的HCl溶液，固液比為1:14，在20°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解6h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4，濃度為2mol/L，雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg, Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的48. 74%，鋪Tb含量占稀土總量的28. 94%,乾Y含量占稀土總量的10. 56%,銪Eu含量占稀土總量的5.48%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為94.0%，其中釔Y浸出率為99. 2%，銪Eu浸出率為98. 1，鈰Ce浸出率為73. 2%，鋱Tb浸出率為71. 6%。實施例4采用6mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1: 7，在20°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解6h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為2mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的94. 32%，銪Eu含量占稀土總量的5. 21%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH質(zhì)量比為I I均勻混合，在800°C下堿熔焙燒lh，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用lOmol/L的HCl溶液，固液比為1:16，在30°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解7h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為0. 5mol/L,雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) S04形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的49. 54%，鋱Tb含量占稀土總量的29. 43%，釔Y含量占稀土總量的10. 16%，銪Eu含量占稀土總量的5. 40%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為91. 7%，其中釔Y浸出率為96. 8%，銪Eu浸出率為96. 1，鈰Ce浸出率為70. 5%，鋱Tb浸出率為71. 3%。實施例5 采用7mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:6，在30°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解7h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為0. 5mol/L，Ca2+以CaSO4形式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的92. 14%，銪Eu含量占稀土總量的4. 96%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣K0H質(zhì)量比為1:4均勻混合，在400°C下堿熔焙燒2h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用3mol/L的HCl溶液，固液比為1:18，在40°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解8h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為lmol/L，雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的47. 35%，鋱Tb含量占稀土總量的29. 45%，釔Y含量占稀土總量的10. 46%，銪Eu含量占稀土總量的5. 24%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為93. 1%，其中釔Y浸出率為98. 3%，銪Eu浸出率為97. 6，鈰Ce浸出率為73. 5%，鋱Tb浸出率為70. 1%。實施例6采用8mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1: 5，在40°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解8h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4，濃度為Imol/L，Ca2+以CaSO4形式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的94. 21%，銪Eu含量占稀土總量的5. 17%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH與KOH混合堿質(zhì)量比為1:3均勻混合，在500°C下堿熔焙燒3h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用4mol/L的HCl溶液，固液比為1:20，在50°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解9h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為I. 5mol/L,雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg, Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的49. 32%，鋪Tb含量占稀土總量的29. 95%,乾Y含量占稀土總量的10. 56%,銪Eu含量占稀土總量的5. 79%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為94. 2%，其中釔Y浸出率為99. 1%，銪Eu浸出率為98. 2，鈰Ce浸出率為74. 3%，鋱Tb浸出率為71. 3%。實施例7采用9mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:4，在50°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解9h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為I. 5mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的93. 76%，銪Eu含量占稀土總量的5. 02 %。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH質(zhì)量比為I 2均勻混合，在600°C下堿熔焙燒4h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用5mol/L的HCl溶液，固液比為1:10，在60°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解10h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為2mol/L，雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的50. 12%，鋱Tb含量占稀土總量的30. 73%，釔Y含量占稀土總量的9. 55%，銪Eu含量占稀土總量的5. 13%待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為94. 1%，其中釔Y浸出率為98. 7%，銪Eu浸出率為98. 2，鈰Ce浸出率為75. 2%，鋱Tb浸出率為71.8%。實施例8采用lOmol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:3，在60°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解10h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4，濃度為2mol/L，Ca2+以CaSO4形式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的91. 98%，銪Eu含量占稀土總量的4. 95%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣K0H質(zhì)量比為I I均勻混合，在700°C下堿熔焙燒5h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用6mol/L的HCl溶液，固液比為1:12，在70°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解lh，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為0. 5mol/L,雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的50. 85%，鋱Tb含量占稀土總量的31. 45%，釔Y含量占稀土總量的8. 43%，銪Eu含量占稀土總量的4. 65%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為92. 4%，其中釔Y浸出率為97. 2%，銪Eu浸出率為96. 3，鈰Ce浸出率為70. 3%，鋱Tb浸出率為68. 5%。實施例9采用3mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:10，在70°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解8h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為0. 5mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的94. 06%,銪Eu含量占稀土總量的5. 12%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH與KOH混合堿質(zhì)量比為1:4均勻混合，在800°C下堿熔焙燒6h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用7mol/L的HCl溶液，固液比為1:14，在80°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解2h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4，濃度為lmol/L，雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg, Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的49. 53%，鋪Tb含量占稀土總量的29. 43%,乾Y含量占稀土總量的10. 54%,銪Eu含量占稀土總量的5.62%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為93.6%，其中釔Y浸出率為98. 8%，銪Eu浸出率為98. 1，鈰Ce浸出率為73. 7%，鋱Tb浸出率為71. 6%。實施例10采用4mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:9，在80°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解6h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4，濃度為Imol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的94. 60%,銪Eu含量占稀土總量的5. 18%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH質(zhì)量比為I 3均勻混合，在400°C下堿熔焙燒7h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用8mol/L的HCl溶液，固液比為1:16，在20°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解3h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為I. 5mol/L,雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的51. 36%，鋱Tb含量占稀土總量的30. 38%，釔Y含量占稀土總量的10. 03%,銪Eu含量占稀土總量的5. 36%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為92. 5%，其中釔Y浸出率為96. 2%，銪Eu浸出率為95. 4，鈰Ce浸出率為74. 5%，鋱Tb浸出率為73. 0%。實施例11
采用5mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:8，在20°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解4h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為I. 5mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的93. 93%，銪Eu含量占稀土總量的5.06%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣K0H質(zhì)量比為1:2均勻混合，在500°C下堿熔焙燒8h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用9mol/L的HCl溶液，固液比為1:18，在30°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解4h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為2mol/L，雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的50. 75%，鋱Tb含量占稀土總量的29. 54%，釔Y含量占稀土總量的10. 48%，銪Eu含量占稀土總量的5. 66%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為93. 2%，其中釔Y浸出率為98. 5%，銪Eu浸出率為98. 3，鈰Ce浸出率為73. 5%，鋱Tb浸出率為70. 6%。實施例12采用6mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1: 7，在30°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解2h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為2mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的93. 84%，銪Eu含量占稀土總量的5. 03%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH與KOH混合堿為I: I均勻混合，在600°C下堿熔焙燒lh，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用lOmol/L的HCl溶液，固液比為1:20，在40°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解5h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為0. 5mol/L,雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg, Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的51. 57%，鋱Tb含量占稀土總量的30. 93%，釔Y含量占稀土總量的10. 46%，銪Eu含量占稀土總量的5. 28%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為91. 8%，其中釔Y浸出率為97. 3%，銪Eu浸出率為96. 2，鈰Ce浸出率為74. 5%，鋱Tb浸出率為70. 1%。實施例13采用7mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:6，在40°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解lh，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為0. 5mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的93. 75%，銪Eu含量占稀土總量的5. 01%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH質(zhì)量比為1:4均勻混合，在700°C下堿熔焙燒2h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用3mol/L的HCl溶液，固液比為1:10，在50°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解6h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為lmol/L，雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的50. 78%，鋱Tb含量占稀土總量的30. 36%，釔Y含量占稀土總量的10. 54%，銪Eu含量占稀土總量的5. 73%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為93. 9%，其中釔Y浸出率為99. 2%，銪Eu浸出率為98. 3，鈰Ce浸出率為74. 2%，鋱Tb浸出率為71.4%。實施例14采用8mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1: 5，在50°C下對廢舊 發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解3h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4，濃度為Imol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的93. 63%，銪Eu含量占稀土總量的4. 99%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣K0H質(zhì)量比為I 3均勻混合，在800°C下堿熔焙燒3h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用4mol/L的HCl溶液，固液比為1:12，在60°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解7h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為I. 5mol/L,雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的48. 18%，鋱Tb含量占稀土總量的28. 45%，釔Y含量占稀土總量的12. 54%，銪Eu含量占稀土總量的5. 97%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為92. 5%，其中釔Y浸出率為98. 2%，銪Eu浸出率為97. 4，鈰Ce浸出率為73. 8%，鋱Tb浸出率為69. 5%。實施例15采用9mol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:4，在60°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解5h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4,濃度為I. 5mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的94. 20%,銪Eu含量占稀土總量的5. 16%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH與KOH混合堿質(zhì)量比為1:2均勻混合，在500°C下堿熔焙燒4h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用5mol/L的HCl溶液，固液比為1:14，在70°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn)行攪拌酸解8h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4，濃度為2mol/L，雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg, Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的50. 75%，鋱Tb含量占稀土總量的30. 32%，釔Y含量占稀土總量的9. 53%，銪Eu含量占稀土總量的5.26%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為92.9%，其中釔Y浸出率為97. 4%，銪Eu浸出率為96. 7，鈰Ce浸出率為73. 4%，鋱Tb浸出率為71. 8%。實施例16采用lOmol/L的HCl溶液溶解廢舊稀土發(fā)光材料，固液比為1:3，在70°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解7h，獲得稀土濾液I。在稀土濾液I添加適量Na2SO4，濃度為2mol/L，Ca2+以CaSO4B式沉淀回收，同時獲得富釔銪型稀土濾液，其中釔Y占稀土總量的93. 82%，銪Eu含量占稀土總量的5. 03%。經(jīng)過HCl溶液優(yōu)先溶解后的濾渣，按濾渣=NaOH質(zhì)量比為
I I均勻混合，在600°C下堿熔焙燒5h，獲得堿熔產(chǎn)物。堿熔產(chǎn)物采用去離子水多次清洗，將NaAlO2洗盡。采用6mol/L的HCl溶液，固液比為1:16，在80°C下對堿熔洗滌后產(chǎn)物進(jìn) 行攪拌酸解9h，獲得稀土第二濾液和第二濾渣，其中第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔。稀土第二濾液，添加適量Na2SO4,濃度為0. 5mol/L,雜質(zhì)離子Mg2+、Ba2+以(Mg，Ba) SO4形式沉淀，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，其中鈰Ce含量占稀土總量的50. 47%，鋱Tb含量占稀土總量的30. 57%，釔Y含量占稀土總量的9. 54%，銪Eu含量占稀土總量的5. 26%。待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。稀土總浸出率為94. 3%，其中釔Y浸出率為98. 7%，銪Eu浸出率為98. 2，鈰Ce浸出率為74. 4%，鋱Tb浸出率為70. 7%。
權(quán)利要求
1.一種兩代酸解分解廢舊稀土發(fā)光材料的工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)廢舊稀土發(fā)光材料采用HCl溶液優(yōu)先溶解其中的紅粉Y2O3:Eu，獲得稀土濾液和濾渣； (2)稀土濾液添加Na2SO4,Ca2+以CaSO4沉淀回收，獲得富釔銪型稀土濾液，待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物； 濾渣與堿混合在高溫下進(jìn)行堿熔按濾渣堿為1:1 -1:4質(zhì)量比均勻混合，堿為NaOH, KOH、Na2CO3和K2CO3中的一種或幾種，在40(T800°C下堿熔焙燒I 8h，獲得堿熔產(chǎn)物； (3)堿熔產(chǎn)物采用去離子水洗滌，去離子水堿熔產(chǎn)物質(zhì)量比為10:1，清洗51次，經(jīng)固液分離得到含稀土的洗滌物與含NaAlO2的洗滌液，達(dá)到稀土元素與非稀土元素Al的高效分離； (4)采用HCl溶液對步驟(3)的洗滌物進(jìn)行二次酸解，得到第二濾渣和第二濾液；第二濾渣重新回到堿熔工藝中，繼續(xù)堿熔，提高稀土總回收率；第二濾液經(jīng)過添加Na2SO4，去除雜質(zhì)離子Mg、Ba，最終獲得鋱Tb、鈰Ce的富集液，待繼續(xù)萃取分離提純以獲得高純稀土產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝，其特征在于所述步驟(I)采用3 10mol/L的HCl溶液，固液比為1:3 1:10，在2(T80°C下對廢舊發(fā)光材料進(jìn)行攪拌酸解flOh，獲得稀土濾液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝，其特征在于所述步驟(2)添中，Na2SO4的濃度為0.5 2mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝，其特征在于所述步驟(4)中，洗滌物采用3 10mol/L的HCl溶液，在2(T80°C下進(jìn)行攪拌酸解flOh，其中固液比為l:l(Tl:20，獲得第二濾液和第二濾渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝，其特征在于所述步驟(4)中，所述Na2SO4的濃度為·0.5 2mol/L。
全文摘要
本發(fā)明屬于資源循環(huán)再利用領(lǐng)域，具體涉及一種兩代酸解分解廢舊稀土發(fā)光材料的工藝。首先采用鹽酸優(yōu)先溶解其中的紅粉(Y2O3:Eu)，過濾后獲得富釔銪型氯化稀土溶液和濾渣。濾渣主要含綠粉與藍(lán)粉，濾液采用Na2SO4去除Ca2+并以CaSO4沉淀分離得到富釔銪型氯化稀土溶液。濾渣與堿混合在高溫下進(jìn)行堿熔分解綠粉和藍(lán)粉，獲得偏鋁酸鈉、氧化鎂、碳酸鋇和稀土氧化物。堿熔產(chǎn)物經(jīng)水洗滌過濾得到偏鋁酸鈉溶液和含稀土氧化物的濾渣。采用鹽酸二次酸解后，采用Na2SO4去除Mg2+和Ba2+并以MgSO4和BaSO4沉淀分離獲得終獲得銪、鋱和鈰的氯化稀土溶液?？纱蟠鬁p少堿熔時燒堿的用量，減輕氯化稀土的萃取量，節(jié)能減排效果顯著，生產(chǎn)成本低。
文檔編號C22B3/04GK102776366SQ20121028574
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者劉虎, 張深根, 楊敏, 潘德安, 田建軍 申請人:北京科技大學(xué)