[发明专利]一种从废荧光粉中回收稀土的绿色方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及回收稀土技术领域，尤其涉及一种从废荧光粉中回收稀土的绿色方法及其用途。

背景技术

废弃旧荧光灯中含有的荧光粉是稀土的重要二次资源之一，根据其中稀土的含量，荧光粉中稀土的用量代表了约32％以上的稀土市场份额。对其中的稀土加以回收，不仅可以缓解环境污染问题，而且具有客观的经济利益。此外，还有助于解决其中关键稀土元素的平衡问题。稀土元素往往共伴生，且轻稀土相对于重稀土，在矿物中的含量大。如果为了满足某个别稀土元素的使用而大量生产，势必会导致其他共伴生的稀土元素的过量生产，因此从二次稀土资源中有效回收稀土元素，实现稀土的循环利用，具有非常重要的现实意义。

CN101307391报道了采用传统的酸性膦萃取剂P204或P507回收荧光灯中得稀土元素，但该方法产生氨氮废水污染，并且反萃过程中酸耗高，不符合能源资源节约和生态环境保护的新政策要求。

CN103924084A公开了一种利用季膦类离子液体回收废弃荧光粉中有价金属元素的方法，提出了利用新型的双功能离子液体萃取剂回收荧光灯中稀土元素，其阳离子部分为三己基十四烷基季膦盐[P6,6,6,14]⁺，阴离子为去质子化的二(2-乙基己基)膦酸(P204)或2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯(P507)，所形成的双功能离子液体萃取剂分别为[P6,6,6,14][P204]，[P6,6,6,14][P507]。这类双功能化离子液体萃取剂，粘度大，有时呈半固态，在萃取金属离子过程中，不得不采用另一种离子液体或挥发性有机溶剂作为稀释剂。如果采用另一种离子液体作为稀释剂，不可避免存在同样的问题，即其是否参与反应，参与反应时是否为离子交换机理，CN103924084A中稀释剂用的是异辛醇和煤油，都属于挥发性的、惰性的有机溶剂，只能起到稀释作用，这样的单一离子液体萃取体系的萃取能力在现有技术中难以取得突破。

CN106148697A公开了一种稀土协萃体系及利用该萃取体系从硝酸稀土料液中提取分离稀土元素。但是，该体系对杂质元素，如Fe³⁺、Al³⁺、Si⁴⁺要求高。Fe、Al和Si会优先被萃取，进而会影响稀土的萃取，稀土的回收率和纯度难以保障。

发明内容

鉴于现有技术中从荧光粉提取稀土金属元素存在的问题，包括荧光粉提取稀土金属元素的现有技术中产生氨氮废水污染，反萃过程中酸耗高，不环保，且浸出率受限等，本发明的目的在于提供一种从废荧光粉中回收稀土的绿色方法。

为达此目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种从废荧光粉中回收稀土的绿色方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将废荧光粉与碱混合，熔融，得到碱熔物；

(2)将步骤(1)所得碱熔物中加水进行水浸，分离，得到水浸不溶物和水浸液，将所述水浸不溶物中加酸进行酸浸，分离，得到酸浸不溶物和酸浸液；

(3)用萃取剂萃取步骤(2)所得酸浸液中的稀土离子，得到萃余液和负载有稀土离子的萃取液；

其中，所述萃取剂包括A组分和B组分：(A)季磷盐离子液体和/或季铵盐离子液体；(B)中性有机膦酸酯；

(4)将步骤(3)所得萃取液用水进行反萃，得到离子液体相和含稀土离子的水相。

本发明采用碱熔水浸的办法，可以优先除去体系中大量的Al³⁺，这就为直接采用该离子液体协萃体系从碱熔水浸之后得到的水浸渣的酸浸液中回收稀土提供了便利条件，无需考虑杂质元素的干扰，这样稀土的回收率和纯度都可以得到保障。

本发明步骤(1)所述碱优选包括碳酸钠、氢氧化钠和过氧化钠中的任意一种或至少两种的组合，优选过氧化钠和/或碳酸钠。

优选地，步骤(1)所述废荧光粉与碱的碱的质量比为1:0.3～1，例如1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9或1:1等，优选1:0.5～0.8。

本发明步骤(1)所述熔融的温度优选为500～900℃，例如500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃或℃900℃等，优选700～850℃；

优选地，步骤(1)所述熔融的时间为0.5～3h，例如0.5h、0.8h、1h、1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.2h、2.5h、2.8h或3h等，优选1～2h。