废旧荧光粉稀土元素综合回收（3）

3、废旧稀土荧光粉中稀土的回收方法

随着稀土元素在照明领域中应用的日益增加，稀土元素的需求量也日渐增大，但世界稀土储量是有限的，如何有效、合理地利用稀土资源是目前急需解决的问题。目前，美国、日本等发达国家通过法律法规、行政和经济等手段，有效地回收了废弃荧光灯管(或泡)、汞和其它金属材料。

3.1废荧光灯回收技术

   目前国外废荧光灯(包括废旧稀土荧光灯)资源回收综合利用技术主要有两种，一种是拆分回收技术；另一种是破碎回收技术。破碎回收技术又分干法回收技术和湿法回收技术，湿法回收技术因采用水作为介质清洗破碎组分，需要含汞废水处理循环设备，成本较高，实际工程中已很少使用。

3.1.1拆分回收技术

   拆分回收技术工艺过程是:先将荧光灯的冒头(或底座)等组件与灯管(灯泡)拆分开，用高速气流将荧光粉吹出，荧光粉被回收；玻璃管直接或经过破碎、热空气流处理后回收利用；冒头(或底座)经过压碎分离回收金属；含汞荧光粉经过蒸馏后，含汞气体(包括空气)流经过活性炭净化回收汞，汞经过精制后再利用。该技术能使废弃荧光灯组件的回收率达到99%。该工艺拆分设备技术含量高，其它设备相对简单。目前，拆分回收技术己在德国的WEREC Gmbh Berlin公司、日本NKK公司的子公司NKK环境和日本的神钢朋太克公司等废旧荧光灯处理公司得到应用。

3.1.2破碎回收技术

   破碎回收技术的主要工艺过程是：先将废荧光灯整体破碎，然后通过分离设备将汞、荧光粉、金属和玻璃进行分离回收。汞通过精制再利用，荧光粉、金属和玻璃送给有关行业再利用或处置。该工艺破碎设备简单,但分离设备比较复杂。

   可见上述回收技术可知，目前荧光灯回收的荧光粉是个混合物体系，不能直接用作生产新稀土荧光灯的原料，因此，需要研究从废荧光粉中回收稀土金属或稀土荧光粉的实验工作。

 

3.2废旧稀土荧光粉中稀土元素回收方法

   目前对于废弃稀土荧光粉的回收利用有两个方向：一是从荧光粉中回收稀土；二是稀土荧光粉的分离。

   近年来，科研人员主要采用以下几种方法对回收的荧光粉进行处理，回收其中的稀土金属。

3.2.1浮选分离法

   浮选法能较好地将荧光粉废料中的三基色稀土荧光粉和卤磷酸钙分离，获得稀土荧光粉，或将荧光粉废料三种基色粉中的红粉、蓝粉、绿粉分离，但所得三基色稀土荧光粉或分离出的红粉、蓝粉、绿粉回收率和纯度不高，还无法加以返回使用。分离介质或表面活性剂或浮选剂有二碘甲烷、油酸钠、十二烷基醋酸铵等。其存在体系较复杂、不稳定和成本高，而且CH₂I₂是有毒品，经皮肤进入人体具有麻醉和刺激作用，并且对环境危害较大，容易造成大气污染等问题。

3.2.2高压釜消解法

   高压釜消解法是在高温（大约125℃）高压（5MPa）下，利用硫酸和硝酸提取出废弃稀土荧光粉中的Y和Eu，将其转化成硫氰酸盐，然后结果萃取和还原得到稀土金属。

   该法能够得到纯度高的稀土金属，可作为制取其它材料的前驱体，但其所用的是高压釜和腐蚀性高的硝酸，存在一定的危险性；萃取剂消耗损失比较大，工艺环境比较恶劣；采用易燃易爆的 H₂作为还原剂，过程控制较难和存在一定的危险性。

3.2.3碱处理法

   碱处理法是通过添加碱（如 NaOH、KOH 等）在一定温度下或通过超声波辅助下，将废旧荧光粉中稀土变成氢氧化稀土。通过水洗后将稀土用酸溶解或添加助溶剂得到含稀土料液，再用氨水或草酸沉淀得到稀土沉淀。经过反复多次酸溶沉淀，得到纯度达到要求的沉淀稀土，再通过煅烧得到混合稀土氧化物。或通过稀土料液用传统成熟的萃取方法分离得到各种稀土料液，再用沉淀的方法得到稀土沉淀，沉淀煅烧后得到单一稀土氧化物。

   此法是通过强碱性物质预处理得到氢氧化稀土，最后能够得到较纯的稀土氧化物。但在预处理时的反应容器要求较高，添加超声波设备还未工业化。工艺也较复杂繁琐、环境较差等缺点。

3.2.4 湿法处理分离法

   湿法处理的基本原理是：利用稀土元素能溶解于酸的特点，将其浸出并进行回收。其工艺流程主要分为浸出、净化，稀土分离等工序。

   浸出主要是通过各种预处理手段或者直接浸出方法，把废旧稀土荧光粉的结构破坏，使稀土离子进入到溶液中去。

   分离就是从浸出液中分离出稀土元素或者将稀土元素以沉淀的形式和其它元素分离开来。分离的方法主要有萃取分离法、中和沉淀法和离子交换法。萃取分离是通过有机溶剂（如 TBP、环烷酸等），在一定的萃取体系中把稀土元素与其它元素分离开来；中和沉淀是利用沉淀剂（如氨水、氢氧化物、草酸等）与稀土离子结合的离子积和其它元素之间的差异，达到分离的目的；离子交换是将含稀土离子的溶液流经装有阳离子树脂的阳离子交换柱，利用稀土离子和其它离子与阳离子树脂的结合能力的差异，达到分离的目的。稀土的分离率都很高，能达到 80%以上，但是其所用的试剂较昂贵，导致成本较高；由于用到有机溶剂，所以工作环境较差，溶剂损失也很大。