[发明专利]一种利用碱熔预处理废弃荧光粉回收稀土元素的方法及助熔剂

说明书

本发明提供了一种利用碱熔预处理废弃荧光粉回收稀土元素的方法及助熔剂，由重量百分比的以下组分组成：碱50％～60％、KBe₂F₅35％～45％、KAlF₄5％～15％，所述碱为碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物。采用本发明的低温碱性助熔体系，通过控制熔融温度、熔融时间、废旧荧光粉与碱性助熔剂的比例、熔盐各组分的配比，从废旧荧光粉中提取稀土元素的回收率均在98％以上。采用所述低温碱性助熔体系的熔融温度比单一碱熔体系下降了200～500℃，熔融时间缩短了60～90min。

技术领域

本发明属于工业废弃物资源化再利用领域，具体涉及一种利用碱熔预处理废弃荧光粉回收稀土元素的方法及助熔剂。

背景技术

稀土荧光粉通常以薄层涂在荧光灯的内壁，其所含稀土元素钇(Y)、铕(Eu)、铽(Tb)、铈(Ce)是高科技稀土功能材料的基础原料，也是我国急缺的战略性稀土元素，其中Y、Eu、Tb还位于美国能源局列出的5种最为关键的稀土之列。随着稀土元素在照明领域中应用的日益增加，废旧稀土荧光粉的数量也在不断增加，而废旧稀土荧光粉是一种潜在的二次资源，有效、合理地利用稀土资源，既可使稀土资源得到重复利用，又减轻了废旧稀土荧光粉对环境的污染。

稀土荧光粉包括红粉、绿粉和蓝粉，分别为磷酸盐体系、铝酸盐体系、硼酸盐体系和硅酸盐体系。其中，铝酸盐体系因其具有抗紫外线老化，高温下稳定，很高的紫外线灵敏度及很高的发光效率等特点，逐渐成为世界范围内最广泛应用的荧光粉体系。为回收铝酸盐体系中的有价稀土，需要对荧光粉混合物进行处理，主要方法有酸溶和碱熔。红粉(Y₂O₃:Eu³⁺)中的稀土元素是以氧化物形式存在，其中的Y、Eu容易被酸浸出；而铝酸盐体系绿粉(MgAl₁₁O₁₉：Ce³⁺，Tb³⁺)和蓝粉(BaMgAl₁₀O₁₇：Eu²⁺)是镁铝尖晶石结构，具有很强地抗酸性能，其中的Tb、Ce、Eu很难直接用酸浸出，需要采用碱熔预处理破坏其晶体结构，然后采用酸浸才能实现其中稀土元素的有效回收。

碱熔预处理是以碱为介质，通常以氢氧化钠、氢氧化钾、钠盐、钾盐为单一或混合熔剂，在高温条件下熔炼金属资源，能有效破坏铝酸盐体系绿粉和蓝粉的晶体结构。碱熔预处理属于复杂的多相反应过程，为提高熔炼金属的回收率，需要较高的反应温度和较长的反应时间，存在能耗大、回收成本高以及碱消耗量大等问题，不利于废旧荧光粉中稀土资源的低成本回收利用。

发明内容

针对现有技术问题，本发明的第一目的在于提供了一种利用碱熔预处理废弃荧光粉回收稀土元素的助熔剂，第二目的在于提供一种利用碱熔预处理废弃荧光粉回收稀土元素的助熔方法。适用于铝酸盐体系的绿粉和蓝粉。回收的稀土元素可用于锰锌铁氧体或软磁铁氧体的掺杂元素。

为实现以上第一目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种利用碱熔预处理废弃荧光粉回收稀土元素的助熔剂，其特征在于，由重量百分比的以下组分组成：碱50％～60％、KBe₂F₅ 35％～45％、KAlF₄ 5％～15％，所述碱为碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物。

碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁等。

优选：由重量百分比的以下组分组成：氢氧化钠50％、KBe₂F₅ 40％、KAlF₄10％。氢氧化钠易得，价格便宜。

本发明的第二目的是这样实现的：一种利用碱熔预处理废弃荧光粉回收稀土元素的助熔方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将助熔剂、废旧荧光粉、铁粉充分混合均匀；