CN102796872A - 一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法，包括以下步骤：(1)取阴极射线管荧光粉，加入浓度为5％～15％的稀硫酸进行溶解，在85～90℃温度下搅拌0.5～2h，抽滤，得含稀土离子的滤液；(2)取氢氟酸溶液加入所述含稀土离子的滤液，反应生成稀土氟化物，抽滤分离滤液，稀土氟化物残留在滤饼中，洗涤滤饼1～5次，得含纯净稀土氟化物的滤饼。本发明能够从废弃物中有效回收稀土资源，合理易行，环境友好，能够工业化，具有较高的经济效益和社会效益。

Description

一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法
技术领域
本发明涉及从电子产品中回收资源的方法，尤其涉及一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法。
背景技术
20世纪60年代，由于稀土分离技术的突破，高纯单一稀土氧化物被制备出来，稀土元素因其发光上的优异特性被应用于电视机的阴极射线管(CRT)中。自从70年代起，阴极射线管被广泛应用于彩色电视机、计算机显示器和示波器等电子设备中。随着早期生产的阴极射线管已经或即将到达报废年限，以及电子科技产品更新换代速度的加快，越来越多的阴极射线管被(将被)淘汰成为电子垃圾。由于阴极射线管中的稀土具有较高的价值，如果随意丢弃将造成极大的资源浪费，因此，寻求一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法已经迫在眉睫。
目前，相关领域的研究尚处于起步阶段，仅有数篇报道提供了从废弃荧光灯等灯具中回收稀土成分的方法，而从阴极射线管荧光粉中回收稀土的研究仍是空白。在阴极射线管切割过程中，屏玻璃上存在大量的荧光粉。该荧光粉的主要成份是铕(Eu)、钇(Y)、铒(Er)等稀土氧化物以及非稀土(铝、钡、锌和镉等其它金属)氧化物或无机盐在高温焙烧下得到的金属络合物。若直接丢弃，阴极射线管荧光粉中的金属络合物将进入土壤、空气和河流中，造成严重的污染。
综上，从资源利用以及环境管理的角度双方面考虑，对阴极射线管荧光粉中的稀土进行妥善的回收处理显得十分重要。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提供一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法，能够从废弃物中有效回收稀土资源，合理易行，环境友好，能够工业化，具有较高的经济效益和社会效益。
本发明提供了一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法，包括以下步骤：
(1)取阴极射线管荧光粉，加入浓度为5％～15％的稀硫酸进行溶解，在85～90℃温度下搅拌0.5～2h，抽滤，得含稀土离子的滤液；
(2)取氢氟酸溶液加入所述含稀土离子的滤液，反应生成稀土氟化物，抽滤分离滤液，稀土氟化物残留在滤饼中，洗涤滤饼1～5次，得含纯净稀土氟化物的滤饼。
本发明步骤(1)中稀硫酸的浓度优选为10％。浓度过低可能需要增加反应时间，浓度过高则不利于溶解稀土。优选地，步骤(1)中阴极射线管荧光粉与稀硫酸的固液比为1∶20。酸溶后抽滤，得到的含稀土离子的滤液中含有铕(Eu)离子、钇(Y)离子和铒(Er)离子中的一种或几种。钡离子和铅离子与稀硫酸反应生成硫酸钡和硫酸铅等沉淀物，抽滤后，沉淀物残留在滤饼中。
步骤(2)中，优选地，氟化氢溶液的加入量与步骤(1)中阴极射线管荧光粉的液固比为2∶1。氢氟酸溶液可以选择性与稀土离子形成沉淀(稀土氟化物，例如氟化铕、氟化钇和氟化铒等)而不受非稀土离子的影响，从而有效地将铕(Eu)、钇(Y)、铒(Er)等稀土与铝、锌和镉等非稀土离子分离。这是因为氟离子的离子半径较小，与稀土离子可以形成稳定的二元多键晶体，而与非稀土离子形成可溶性的盐溶液。抽滤后，得含有非稀土离子的滤液，稀土氟化物残留在滤饼中。由于稀土氟化物表面仍可能吸附有部分非稀土离子，因此需要通过数次洗涤将这些非稀土离子洗脱，从而制得较为纯净的稀土氧化物。
优选地，本发明进一步包括步骤(3)：回收处理过量的氢氟酸。具体为：取步骤(2)中抽滤得到的含有非稀土离子的滤液，加碱调节pH值至10～12沉淀过量的氢氟酸中的非稀土离子，生成氢氧化铝沉淀、氢氧化锌沉淀和氢氧化镉沉淀。随后进行抽滤，抽滤后所得的含氟滤液返回步骤(2)，这样有利于减少试剂的浪费从而有效控制成本。
本发明提供的一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法，具有以下有益效果：能够从废弃物中有效回收稀土资源，合理易行，环境友好，能够工业化，具有较高的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。图1为本发明的流程示意图。
实施例一
原料阴极射线管中稀土含量经测定，全分析结果为：Y(6.54g/L)、Eu(399.4mg/L)、Er(3.03mg/L)、La(0.56mg/L)、Ce(0.33mg/L)、Tb(0.32mg/L)和Gd(0.21mg/L)。
一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法，包括以下步骤：
(1)取上述原料阴极射线管荧光粉，按固液比为1∶20加入浓度为10％的稀硫酸在88℃温度下溶解，充分搅拌1h，抽滤，得含稀土离子的滤液，该滤液中Y3+、Eu3+和Er3+浓度分别为5.81g/L、377.6mg/L和2.34mg/L；
(2)取氢氟酸溶液加入所述含稀土离子的滤液，反应生成稀土氟化物，氟化氢溶液的加入量与步骤(1)中所述原料阴极射线管荧光粉的液固比为2∶1，抽滤，得含非稀土离子的滤液，稀土氟化物残留在滤饼中，洗涤滤饼3次，得含纯净稀土氟化物的滤饼，在滤饼中稀土都是以氟化物的形式存在，Y、Eu和Er的金属量分别为：56.74％、3.5％和0.026％，主要稀土金属Y和Eu的回收率分别是：89％和94.5％。
(3)回收处理过量的氢氟酸：取含有非稀土离子的滤液，加NaOH调节pH值至11沉淀过量的氢氟酸中的非稀土离子，生成氢氧化铝沉淀、氢氧化锌沉淀和氢氧化镉沉淀。抽滤后得含氟化钠的滤液，氟化钠滤液中Al、Zn、Cd离子含量分别为1.02％、0.22％和0.08％，该滤液返回步骤(2)。
本发明能够从废弃物中有效回收稀土资源，合理易行，环境友好，能够工业化，具有较高的经济效益和社会效益。

Claims (4)

1.一种回收阴极射线管荧光粉中稀土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取阴极射线管荧光粉，加入浓度为5％～15％的稀硫酸进行溶解，在85～90℃温度下搅拌0.5～2h，抽滤，得含稀土离子的滤液；
(2)取氢氟酸溶液加入所述含稀土离子的滤液，反应生成稀土氟化物，抽滤分离滤液，稀土氟化物残留在滤饼中，洗涤滤饼1～5次，得含纯净稀土氟化物的滤饼。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括步骤(3)：取步骤(2)中所述抽滤得到的含有非稀土离子的滤液，加碱调节pH值至10～12沉淀过量的氢氟酸中的非稀土离子，抽滤，抽滤后所得含氟滤液返回步骤(2)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述阴极射线管荧光粉与所述稀硫酸的固液比为1∶20。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述氟化氢溶液的加入量与步骤(1)中所述阴极射线管荧光粉的液固比为2∶1。
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