【摘要】：隨著廢舊稀土熒光粉數(shù)量的不斷增加,在市場需求穩(wěn)定增長的形勢下,有效地從含稀土的廢舊熒光粉中回收利用稀土元素具有重要應用前景和現(xiàn)實意義。本文針對混合類熒光粉直接浸出回收率低的問題,采用堿焙燒預處理-水洗-鹽酸浸出的工藝路線,并對堿焙燒過程物相變化和浸出熱力學進行了研究。主要工作和研究成果如下:首先對廢舊稀土熒光粉焙燒過程添加不同焙燒助劑的焙燒結(jié)果進行分析,可知添加氫氧化鈉的焙燒結(jié)果最優(yōu)。對堿焙燒工序,采用三因素四水平L9(34)正交試驗研究,得出影響稀土浸出率的主次順序依次為氫氧化鈉添加量、焙燒溫度、焙燒時間。通過對原料添加氫氧化鈉的差熱-熱重分析可知焙燒過程大致分為三個階段。對不同焙燒因素下的物相進行分析,可知最優(yōu)焙燒條件下的產(chǎn)物主要為各稀土高價氧化物(CeO_2、Tb_4O_7、Y_2O_3、Eu_2O_3)、NaAlO_2、NaYO_2以及MgO、BaCO_3等產(chǎn)物。通過對綠粉和藍粉焙燒反應的模擬熱力學數(shù)據(jù)、動力學參數(shù)進行了計算。反應活化能為212.31kJ·mol~(-1),反應速率常數(shù)為0.56 min~(-1),指前因子為1.76×1016 min~(-1)。在最優(yōu)焙燒條件下:氫氧化鈉添加量75%,焙燒溫度850℃,焙燒時間1.5 h,稀土浸出率達99.64%,鋁浸出率低至1.74%。通過對浸出過程中Ce、Tb的氧化物與酸反應的吉布斯自由能計算和Ce-H_2O系、Tb-H_2O系的電位-pH圖分析可知,Ce的低價氧化物易與酸反應,而高價氧化物不與酸反應。CeO_2只可在強酸體系中穩(wěn)定存在,Tb的低價或高價氧化物都易與酸反應,因此,在浸出過程中,采取添加一定的還原助劑使高價稀土氧化物還原成低價態(tài)以此提高稀土浸出率。通過對最優(yōu)焙燒產(chǎn)物酸浸,可知最優(yōu)浸出工藝為:鹽酸濃度:2 mol·L~(-1),液固比:11:1,添加雙氧水體積分數(shù):10%,浸出溫度:75℃,浸出時間:1.5 h。此時稀土浸出率可達到99.98%。通過對原料、水洗渣、浸出渣進行電鏡分析可知原料結(jié)構(gòu)已被完全破壞,進一步驗證浸出效果較好。
【圖文】：

表 1.1 2000~2012 年我國稀土消費情況及消費結(jié)構(gòu)（噸，REO，%）消費結(jié)構(gòu)年份冶金/機械 石油/化工 玻璃/陶瓷新材料(永磁/熒光等)農(nóng)業(yè)/輕工/紡織總計消費量 比例 消費量 比例 消費量 比例 消費量 比例 消費量 比例2000 5200 27.0 4300 22.3 2000 10.4 4620 24.0 3150 16.3 1922001 5500 24.3 4500 20.0 2900 12.8 6300 27.9 3400 15.0 2262002 5400 24.5 4500 21.5 2800 12.7 6000 27.3 3300 15.0 2202003 5410 18.3 4935 17.0 6000 20.3 10000 34.0 3155 10.7 2952004 5000 15.0 4000 12.0 6200 18.6 15911 47.6 2300 6.9 3342005 9738 18.8 6000 11.6 6500 12.5 24662 47.5 5000 9.6 5192006 10085 16.06 6800 10.83 7607 12.11 30701 48.9 7600 12.10 6272007 10994 15.15 7548 10.40 7872 10.85 38450 53.0 7686 10.59 7252008 10370 15.32 7520 11.11 7160 10.58 35510 52.47 7120 10.52 6762009 11000 15.07 7500 10.27 7200 9.86 40300 55.21 7000 9.59 7302010 11200 12.87 7500 8.62 7600 8.73 53825 61.85 6900 7.93 8702011 10100 12.15 7500 9.02 7000 8.42 55010 66.20 3500 4.21 8312012 12000 11.5 7600 11.7 7000 10.08 46697 72.1 2500 3.9 647

圖 1.3 浮選法分離回收單一稀土熒光粉工藝流程圖接從廢舊熒光材料中分離回收熒光粉的相關(guān)研究較少取法分離回收稀土熒光粉。試驗先將綠粉、藍粉、紅粉噻吩甲酰三氟丙酮（HTTA）、表面活性劑后分散于下，用庚烷做萃取劑，酒石酸結(jié)合藍粉使其進入有機結(jié)合綠粉，紅粉使其進入水相。用乙醇溶解除去水粉和紅粉的混合物，使綠粉進入氯仿中，實現(xiàn)單一稀土粉、綠粉的回收率達 90%以上，紅粉回收率達 76%左，仍需進一步的處理。法回收稀土元素熒光粉中所含的中重稀土元素，如：釔(Y)、銪(Eu)、特有的南方離子型稀土礦，從廢舊熒光粉中直接回收稀土資源的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。目前已有大量
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF845

【參考文獻】

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本文編號：2605986