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专利名称：一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202210480600.7

专利申请（专利权）人：龙南京利有色金属有限责任公司
权利人地址：江西省赣州市龙南市龙南经济技术开发区富康工业园

专利发明（设计）人：刘勇

专利摘要：本发明公开了一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法，涉及荧光粉废料回收技术领域，包括以下步骤：将稀土荧光粉废料粉碎，机械球磨，碱焙烧法处理；将焙烧产物加入盐酸浸提，同时加入双氧水，得到浸出液；中和，得稀土氯化物溶液；向其中加入硫酸镁、锌粉，搅拌反应，得硫酸亚铕粗沉淀；向沉淀中加入双氧水和盐酸，搅拌反应，中和除杂，得氯化铕溶液；向氯化铕溶液中加入锌粉还原，皂化P507?磷酸三丁酯?磺化煤油体系萃。玫铰然穷鹛岽恳海幌蛱岽恳褐屑尤胨跛趸，N235?环烷酸?异辛醇?煤油有机体系萃。玫铰然鹛岽恳海幌蛱岽恳杭尤氩菟崛芤悍从，过滤，洗涤，高温灼烧，即得氧化铕。本发明对于荧光粉废料中稀土的浸出率高，制得的氧化铕纯度高，可达99.92％，且品位稳定。

主权利要求：
1.一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将稀土荧光粉废料粉碎，机械球磨，然后采用碱焙烧法进行焙烧处理；
S2、将焙烧产物加入盐酸浸提，同时加入双氧水，得到浸出液；
S3、采用氢氧化钠溶液中和浸出液，过滤，得稀土氯化物溶液；
S4、向稀土氯化物溶液中加入硫酸镁、锌粉，搅拌反应至不再出现沉淀，过滤，得硫酸亚铕粗沉淀；
S5、向硫酸亚铕粗沉淀中加入双氧水和盐酸，搅拌反应；然后加入氢氧化钠溶液进行中和除杂，过滤，得氯化铕溶液；
S6、向氯化铕溶液中加入锌粉进行还原得到氯化亚铕溶液，然后采用皂化P507?磷酸三丁酯?磺化煤油体系萃。玫铰然穷鹛岽恳海
S7、向氯化亚铕提纯液中加入双氧水，将氯化亚铕氧化成氯化铕，再通过N235?环烷酸?异辛醇?煤油有机体系萃。玫铰然鹛岽恳海
S8、向氯化铕提纯液加入草酸溶液反应，过滤，洗涤，高温灼烧，即得氧化铕；
其中，
S1中，碱焙烧法是将稀土荧光粉废料和氢氧化钠按照1：0.6?1的质量比混合焙烧；
S2中，焙烧产物、盐酸、双氧水的质量比为1：0.7?1.2：0.2?0.4，盐酸浓度为3mol/L，双氧水浓度为30wt％；
S3中，采用氢氧化钠溶液中和pH至5?5.5；
S5中，硫酸亚铕粗沉淀、盐酸、双氧水的质量比为1：1?1.5：0.3?0.6，盐酸浓度为3mol/L，双氧水浓度为30wt％；
S6中，皂化P507?磷酸三丁酯?磺化煤油体系中，P507的皂化率为50?60％，P507、磷酸三丁酯、磺化煤油的质量比为10?25：1?5：100；
S7中，N235?环烷酸?异辛醇?煤油有机体系中，N235、环烷酸、异辛醇、煤油的质量比为
20?30：8?15：5?10：100。
2.根据权利要求1所述的从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法，其特征在于，S1中，将稀土荧光粉废料粉碎至60?100目再进行机械球磨。
3.根据权利要求1所述的从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法，其特征在于，S1中，机械球磨的球料比为2?4：1，球磨转速200?300r/min，球磨时间40?60min。
4.根据权利要求1所述的从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法，其特征在于，S2中，浸提温度为45?55℃，浸提时间为2?4h。 说明书 : 一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法技术领域[0001] 本发明涉及荧光粉废料回收技术领域，尤其涉及一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法。背景技术[0002] 氧化铕是一种红色荧光粉的激活剂，在照明和显示等应用领域有着广泛应用。然而，应用末端待回收的荧光粉废粉成分复杂，几种荧光粉混合在一起，其中有价元素很多。此类废粉中含有大量的Y、Eu、Tb等稀土元素，以及Ce、La等，且不能通过简单的清洗过筛等物理方法回收，最常用的方法为直接酸溶或碱浸?净化除杂?萃取分离提纯。然而现有技术中对于荧光粉废料中稀土元素的浸出率低，经提纯得到的氧化铕的纯度低且品位不稳定。发明内容[0003] 基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法。[0004] 本发明提出的一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法，包括以下步骤：[0005] S1、将稀土荧光粉废料粉碎，机械球磨，然后采用碱焙烧法进行焙烧处理；[0006] S2、将焙烧产物加入盐酸浸提，同时加入双氧水，得到浸出液；[0007] S3、采用氢氧化钠溶液中和浸出液，过滤，得稀土氯化物溶液；[0008] S4、向稀土氯化物溶液中加入硫酸镁、锌粉，搅拌反应至不再出现沉淀，过滤，得硫酸亚铕粗沉淀；[0009] S5、向硫酸亚铕粗沉淀中加入双氧水和盐酸，搅拌反应；然后加入氢氧化钠溶液进行中和除杂，过滤，得氯化铕溶液；[0010] S6、向氯化铕溶液中加入锌粉进行还原得到氯化亚铕溶液，然后采用皂化P507?磷酸三丁酯?磺化煤油体系萃。玫铰然穷鹛岽恳海籟0011] S7、向氯化亚铕提纯液中加入双氧水，将氯化亚铕氧化成氯化铕，再通过N235?环烷酸?异辛醇?煤油有机体系萃。玫铰然鹛岽恳海籟0012] S8、向氯化铕提纯液加入草酸溶液反应，过滤，洗涤，高温灼烧，即得氧化铕。[0013] 优选地，S1中，将稀土荧光粉废料粉碎至60?100目再进行机械球磨。[0014] 优选地，S1中，机械球磨的球料比为2?4：1，球磨转速200?300r/min，球磨时间40?60min。[0015] 优选地，S1中，碱焙烧法是将稀土荧光粉废料和氢氧化钠按照1：0.6?1的质量比混合焙烧。[0016] 优选地，S2中，焙烧产物、盐酸、双氧水的质量比为1：0.7?1.2：0.2?0.4，盐酸浓度为3mol/L，双氧水浓度为30wt％。[0017] 优选地，S2中，浸提温度为45?55℃，浸提时间为2?4h。[0018] 优选地，S3中，采用氢氧化钠溶液中和pH至5?5.5。[0019] 优选地，S5中，硫酸亚铕粗沉淀、盐酸、双氧水的质量比为1：1?1.5：0.3?0.6，盐酸浓度为3mol/L，双氧水浓度为30wt％。[0020] 优选地，S6中，皂化P507?磷酸三丁酯?磺化煤油体系中，P507的皂化率为50?60％，P507、磷酸三丁酯、磺化煤油的质量比为10?25：1?5：100。[0021] 优选地，S7中，N235?环烷酸?异辛醇?煤油有机体系中，N235、环烷酸、异辛醇、煤油的质量比为20?30：8?15：5?10：100。[0022] 有益效果：本发明将荧光粉废料进行机械球磨后再经碱焙烧处理，使得废料中易酸溶的稀土铕能有效被酸溶浸提出，采用碱液中和以除去部分Fe、Al、Si等杂质离子，再利3+ 2+用锌粉还原Eu 得到Eu ，并加入硫酸盐将其转化成硫酸亚铕从而将铕与其它稀土元素分3+ 2+离，再通过沉淀转化、中和除杂得到Eu ，再经锌粉还原得到Eu ，然后通过对萃取体系成分2+的优化选择进行萃取提纯，先是通过皂化P507?磷酸三丁酯?磺化煤油体系从富含Eu 的溶液中将Tb、Y等三价稀土离子萃入有机相，达到分离的目的；然后再经氧化处理，N235?环烷酸?异辛醇?煤油有机体系萃取除去Al、Zn、Fe等非稀土杂质，从而得到高纯度的氯化铕溶液，经草酸沉淀后高温灼烧，得到高纯度的氧化铕。本发明方法对于荧光粉废料中稀土的浸出率高，制得的氧化铕纯度高，可达99.92％，且品位稳定。具体实施方式[0023] 下述实施例中，所用盐酸浓度为3mol/L，双氧水浓度为30wt％。[0024] 经X射线荧光光谱检测，本发明实施例中所使用的稀土荧光粉废料中稀土氧化物的含量为24.56％(主要含有Ce9.21％，Eu8.97％，Tb4.13％，Y75.35％)。[0025] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。[0026] 实施例1[0027] 本发明提出的一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法，包括以下步骤：[0028] S1、将稀土荧光粉废料粉碎至60目，机械球磨，球料比为2：1，球磨转速200r/min，球磨时间40min，然后采用碱焙烧法将稀土荧光粉废料和氢氧化钠按照1：0.6的质量比混合焙烧；[0029] S2、将焙烧产物加入盐酸于45℃浸提2h，同时加入双氧水，焙烧产物、盐酸、双氧水的质量比为1：0.7：0.2，得到浸出液；[0030] S3、采用氢氧化钠溶液中和浸出液pH至5，过滤，得稀土氯化物溶液；[0031] S4、向稀土氯化物溶液中加入过量硫酸镁、锌粉，搅拌反应至不再出现沉淀，过滤，得硫酸亚铕粗沉淀；[0032] S5、向硫酸亚铕粗沉淀中加入双氧水和盐酸，硫酸亚铕粗沉淀、盐酸、双氧水的质量比为1：1：0.3，于60℃搅拌反应2h；然后加入氢氧化钠溶液进行中和除杂，过滤，得氯化铕溶液；[0033] S6、向氯化铕溶液中加入过量锌粉进行还原得到氯化亚铕溶液，然后采用皂化P507?磷酸三丁酯?磺化煤油体系(P507、磷酸三丁酯、磺化煤油的质量比为10：1：100)萃。玫铰然穷鹛岽恳海籟0034] S7、向氯化亚铕提纯液中加入双氧水，将氯化亚铕氧化成氯化铕，再通过N235?环烷酸?异辛醇?煤油有机体系(N235、环烷酸、异辛醇、煤油的质量比为20：8：5：100)萃。玫铰然鹛岽恳海籟0035] S8、向氯化铕提纯液加入过量草酸溶液反应，过滤，洗涤，980℃下高温灼烧，即得氧化铕。[0036] 实施例2[0037] 本发明提出的一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法，包括以下步骤：[0038] S1、将稀土荧光粉废料粉碎至80目，机械球磨，球料比为3：1，球磨转速250r/min，球磨时间50min，然后采用碱焙烧法将稀土荧光粉废料和氢氧化钠按照1：0.8的质量比混合焙烧；[0039] S2、将焙烧产物加入盐酸于50℃浸提3h，同时加入双氧水，焙烧产物、盐酸、双氧水的质量比为1：1：0.3，得到浸出液；[0040] S3、采用氢氧化钠溶液中和浸出液pH至5.3，过滤，得稀土氯化物溶液；[0041] S4、向稀土氯化物溶液中加入过量硫酸镁、锌粉，搅拌反应至不再出现沉淀，过滤，得硫酸亚铕粗沉淀；[0042] S5、向硫酸亚铕粗沉淀中加入双氧水和盐酸，硫酸亚铕粗沉淀、盐酸、双氧水的质量比为1：1.2：0.5，于65℃搅拌反应2.5h；然后加入氢氧化钠溶液进行中和除杂，过滤，得氯化铕溶液；[0043] S6、向氯化铕溶液中加入过量锌粉进行还原得到氯化亚铕溶液，然后采用皂化P507?磷酸三丁酯?磺化煤油体系(P507、磷酸三丁酯、磺化煤油的质量比为18：4：100)萃。玫铰然穷鹛岽恳海籟0044] S7、向氯化亚铕提纯液中加入双氧水，将氯化亚铕氧化成氯化铕，再通过N235?环烷酸?异辛醇?煤油有机体系(N235、环烷酸、异辛醇、煤油的质量比为25：10：10：100)萃。玫铰然鹛岽恳海籟0045] S8、向氯化铕提纯液加入过量草酸溶液反应，过滤，洗涤，980℃下高温灼烧，即得氧化铕。[0046] 实施例3[0047] 本发明提出的一种从稀土荧光粉废料中回收高纯氧化铕的方法，包括以下步骤：[0048] S1、将稀土荧光粉废料粉碎至100目，机械球磨，球料比为4：1，球磨转速300r/min，球磨时间60min，然后采用碱焙烧法将稀土荧光粉废料和氢氧化钠按照1：1的质量比混合焙烧；[0049] S2、将焙烧产物加入盐酸于55℃浸提4h，同时加入双氧水，焙烧产物、盐酸、双氧水的质量比为1：1.2：0.4，得到浸出液；[0050] S3、采用氢氧化钠溶液中和浸出液pH至5.5，过滤，得稀土氯化物溶液；[0051] S4、向稀土氯化物溶液中加入过量硫酸镁、锌粉，搅拌反应至不再出现沉淀，过滤，得硫酸亚铕粗沉淀；[0052] S5、向硫酸亚铕粗沉淀中加入双氧水和盐酸，硫酸亚铕粗沉淀、盐酸、双氧水的质量比为1：1.5：0.6，于70℃搅拌反应3h；然后加入氢氧化钠溶液进行中和除杂，过滤，得氯化铕溶液；[0053] S6、向氯化铕溶液中加入过量锌粉进行还原得到氯化亚铕溶液，然后采用皂化P507?磷酸三丁酯?磺化煤油体系(P507、磷酸三丁酯、磺化煤油的质量比为25：5：100)萃。玫铰然穷鹛岽恳海籟0054] S7、向氯化亚铕提纯液中加入双氧水，将氯化亚铕氧化成氯化铕，再通过N235?环烷酸?异辛醇?煤油有机体系(N235、环烷酸、异辛醇、煤油的质量比为30：15：8：100)萃。玫铰然鹛岽恳海籟0055] S8、向氯化铕提纯液加入过量草酸溶液反应，过滤，洗涤，980℃下高温灼烧，即得氧化铕。[0056] 对本发明实施例中稀土浸出率和氧化铕纯度进行检测。[0057] 采用偶氮胂(Ⅲ)分光光度法测定浸出液中稀土含量，计算铕浸出率(以氧化物计)；按照GB/T3504?2015对制备的氧化铕的纯度进行检测。检测结果见表1。[0058] 表1稀土荧光粉废料中铕浸出率和纯度[0059] 实施例1 实施例2 实施例3铕浸出率 89.11 92.86 93.78铕纯度 99.91 99.91 99.92[0060] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

专利地区：江西

专利申请日期：2022-05-05

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN115072759B