本發(fā)明屬于二次稀土資源回收利用領(lǐng)域，具體涉及一種從稀土熒光粉混合廢料中梯度回收稀土的方法。
背景技術(shù)：
隨著熒光燈、高端顯示屏等產(chǎn)品的使用，稀土熒光粉的產(chǎn)量逐漸增加，因此稀土熒光粉混合廢料逐年增加。而稀土是高端產(chǎn)品的必備原材料，一直受到國(guó)家的高度重視。如果能從稀土熒光粉混合廢料中經(jīng)濟(jì)地綜合回收稀土，一方面提高了稀土資源再利用水平，并增加了國(guó)家戰(zhàn)略性稀土資源，另一方面保護(hù)環(huán)境，將具有重大的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。目前國(guó)內(nèi)主要采用的方法是直接用酸浸出或或堿預(yù)處理后再酸浸，最終得到混合稀土溶液。其中，直接酸浸的主要缺點(diǎn)是稀土浸出率低；而堿預(yù)處理后再酸浸的主要缺點(diǎn)是堿消耗量大，以及混合稀土溶液包含稀土熒光粉混合廢料中所有的稀土元素，成份復(fù)雜，導(dǎo)致后續(xù)稀土分離較困難，因此成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前從稀土熒光粉混合廢料中回收稀土存在稀土回收率低、試劑消耗量大、稀土浸出液中稀土元素種類多、成本高等問(wèn)題，提供一種從稀土熒光粉混合廢料中梯度回收稀土的方法，使稀土浸出率達(dá)到98％以上。
本發(fā)明采取以下技術(shù)方案，一種從稀土熒光粉混合廢料中梯度回收稀土的方法，包括以下依次進(jìn)行的步驟：
步驟(1)，稀土熒光粉混合廢料直接酸浸：往稀土熒光粉混合廢料中配入鹽酸并攪拌，控制浸出終點(diǎn)ph值、浸出溫度、浸出時(shí)間和液固比(ml/g)，浸出結(jié)束后進(jìn)行固液分離，得到含稀土y和eu的稀土浸出液和直接酸浸渣；
步驟(2)，將步驟(1)得到的直接酸浸渣堿轉(zhuǎn)化：控制堿與直接酸浸渣的質(zhì)量比、堿轉(zhuǎn)化溫度和時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫(25℃)，產(chǎn)出堿轉(zhuǎn)化稀土物料；
步驟(3)，將步驟(2)得到的堿轉(zhuǎn)化稀土物料脫鋁：為了提高稀土浸出率以及降低稀土浸出液中的鋁含量，進(jìn)行攪拌浸出鋁；在浸出過(guò)程中僅加入水，控制浸出溫度、浸出時(shí)間和液固比(ml/g)，得到鋁浸出液和脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料，鋁浸出液另行處理；
步驟(4)，將步驟(3)得到的脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料酸浸：往脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料中配入鹽酸和還原劑并攪拌，控制浸出終點(diǎn)ph值、還原劑濃度、浸出溫度、浸出時(shí)間和液固比(ml/g)，浸出結(jié)束后進(jìn)行固液分離，得到含稀土ce和tb的稀土浸出液和稀土酸浸渣。
所述步驟(1)中的鹽酸浸出終點(diǎn)ph值為2.0～4.0，浸出溫度為80℃～95℃，浸出時(shí)間為60min～120min，液固比(mg/l)為4：1～10：1。
所述步驟(2)中的堿與直接酸浸渣的質(zhì)量比為0.9～1.0，堿轉(zhuǎn)化溫度為830℃～950℃，堿轉(zhuǎn)化時(shí)間為100min～160min。
所述步驟(3)中的浸出溫度為80℃～95℃，浸出時(shí)間為30min～60min，液固比(ml/g)為3：1～4：1。
所述步驟(4)中的浸出終點(diǎn)ph值為2.0～4.0，還原劑濃度為1.5mol/l～1.7mol/l，浸出溫度為80℃～95℃，浸出時(shí)間為60min～120min，液固比(mg/l)為4：1～10：1。
所述步驟(2)中使用的堿為naoh、na2co3、koh或k2co3中的一種。
所述步驟(4)中的還原劑為亞硝酸鈉或雙氧水中的一種。
步驟(1)、步驟(2)、步驟(3)中的攪拌速度均為360r/min～500r/min。
本發(fā)明的稀土浸出率達(dá)到98.00wt％以上，稀土浸出率高，分別得到富含y和eu的稀土浸出液和富含ce和tb的稀土浸出液，實(shí)現(xiàn)了梯度回收稀土的目的，減輕了后續(xù)稀土分離提純的負(fù)擔(dān)，并減少了堿的用量，因此降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制：
實(shí)施例1
取含稀土氧化物re2o349.32wt％，al2o340.39wt％的稀土熒光粉混合廢料，其中re2o3的配分(即組成)為y2o382.36wt％，ceo26.77wt％，eu2o36.50wt％，th4o74.18wt％，er2o30.19wt％。
首先，稀土熒光粉混合廢料直接攪拌酸浸，浸出條件為：鹽酸浸出終點(diǎn)ph值為2.0，浸出溫度為80℃，浸出時(shí)間為60min，液固比(mg/l)為4：1，攪拌速度為360r/min。浸出結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，分別得到含y和eu的稀土浸出液和和直接酸浸渣，直接酸浸的稀土浸出率為85.13％，且稀土浸出液中的y和eu占稀土浸出液中總稀土的96wt％以上。
其次，將直接酸浸渣進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，堿轉(zhuǎn)化條件為：k2co3與直接酸浸渣的質(zhì)量比為1.0，堿轉(zhuǎn)化溫度為950℃，堿轉(zhuǎn)化時(shí)間為160min。堿轉(zhuǎn)化結(jié)束后，冷卻至室溫(25℃)，產(chǎn)出堿轉(zhuǎn)化稀土物料。
然后，堿轉(zhuǎn)化稀土物料進(jìn)行脫鋁，在脫鋁過(guò)程中僅加入水，具體的攪拌浸出條件為：溫度為80℃，浸出時(shí)間為60min，液固比(ml/g)為4：1，攪拌速度為500r/min。浸出結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾，分別得到鋁浸出液和脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料，鋁浸出液另行處理。
最后，脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料進(jìn)行酸浸，攪拌浸出條件為：鹽酸浸出終點(diǎn)ph值為2.0，亞硝酸鈉濃度為1.6mol/l，浸出溫度為80℃，浸出時(shí)間為60min，液固比(mg/l)為4：1，攪拌速度為360r/min。浸出結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾，分別得到含稀土ce和tb的稀土浸出液和稀土酸浸渣，脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料酸浸的稀土浸出率為90.21wt％，且稀土浸出液中的ce和tb占稀土浸出液中總稀土的92wt％以上。
本實(shí)施例分別得到含稀土y和eu的稀土浸出液和含稀土ce和tb的稀土浸出液，浸出液稀土元素成分簡(jiǎn)單，降低了后續(xù)分離提純的難度，在這二種浸出液中稀土總浸出率為98.54wt％，達(dá)到梯度回收稀土的目的，有利于降低生產(chǎn)成本。
實(shí)施例2
取含稀土氧化物re2o349.32wt％，al2o340.39wt％的稀土熒光粉混合廢料，其中re2o3的配分(即組成)為y2o382.36wt％，ceo26.77wt％，eu2o36.50wt％，th4o74.18wt％，er2o30.19wt％。
首先，稀土熒光粉混合廢料直接攪拌酸浸，浸出條件為：鹽酸浸出終點(diǎn)ph值為3.0，浸出溫度為95℃，浸出時(shí)間為90min，液固比(mg/l)為10：1，攪拌速度為500r/min。浸出結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，得到含y和eu的稀土浸出液和和直接酸浸渣，直接酸浸的稀土浸出率為84.28％，且稀土浸出液中的y和eu占稀土浸出液中總稀土的96wt％以上。
其次，將直接酸浸渣進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，堿轉(zhuǎn)化條件為：koh與直接酸浸渣的質(zhì)量比為0.95，堿轉(zhuǎn)化溫度為890℃，堿轉(zhuǎn)化時(shí)間為120min。堿轉(zhuǎn)化結(jié)束后，冷卻至室溫(25℃)，產(chǎn)出堿轉(zhuǎn)化稀土物料。
然后，堿轉(zhuǎn)化稀土物料進(jìn)行脫鋁，在脫鋁過(guò)程中僅加入水，具體的攪拌浸出條件為：溫度為90℃，浸出時(shí)間為45min，液固比(ml/g)為3.5：1，攪拌速度為430r/min。浸出結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾，分別得到鋁浸出液和脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料，鋁浸出液另行處理。
最后，脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料進(jìn)行酸浸，攪拌浸出條件為：鹽酸浸出終點(diǎn)ph值為3.0，雙氧水濃度為1.7mol/l，浸出溫度為95℃，浸出時(shí)間為120min，液固比(mg/l)為10：1，攪拌速度為500r/min。浸出結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾，分別得到含稀土ce和tb的稀土浸出液和稀土酸浸渣，脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料酸浸的稀土浸出率為89.98wt％，且稀土浸出液中的ce和tb占稀土浸出液中總稀土的92wt％以上。
本實(shí)施例分別得到主要含稀土y和eu的稀土浸出液和含稀土ce和tb的稀土浸出液，浸出液稀土元素成分簡(jiǎn)單，降低了后續(xù)分離提純的難度，在這二種浸出液中稀土總浸出率為98.42wt％，達(dá)到梯度回收稀土的目的，有利于降低生產(chǎn)成本。
實(shí)施例3
取含稀土氧化物re2o349.32wt％，al2o340.39wt％的稀土熒光粉混合廢料，其中re2o3的配分(即組成)為y2o382.36wt％，ceo26.77wt％，eu2o36.50wt％，th4o74.18wt％，er2o30.19wt％。
首先，稀土熒光粉混合廢料直接攪拌酸浸，浸出條件為：鹽酸浸出終點(diǎn)ph值為4.0，浸出溫度為87℃，浸出時(shí)間為120min，液固比(mg/l)為7：1，攪拌速度為430r/min。浸出結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，得到含y和eu的稀土浸出液和和直接酸浸渣，直接酸浸的稀土浸出率為85.77％，且稀土浸出液中的y和eu占稀土浸出液中總稀土的96wt％以上。
其次，將直接酸浸渣進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，堿轉(zhuǎn)化條件為：naoh與直接酸浸渣的質(zhì)量比為1.0，堿轉(zhuǎn)化溫度為830℃，堿轉(zhuǎn)化時(shí)間為100min。堿轉(zhuǎn)化結(jié)束后，冷卻至室溫(25℃)，產(chǎn)出堿轉(zhuǎn)化稀土物料。
然后，堿轉(zhuǎn)化稀土物料進(jìn)行脫鋁，在脫鋁過(guò)程中僅加入水，具體的攪拌浸出條件為：溫度為95℃，浸出時(shí)間為30min，液固比(ml/g)為3：1，攪拌速度為360r/min。浸出結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾，分別得到鋁浸出液和脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料，鋁浸出液另行處理。
最后，脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料進(jìn)行酸浸，攪拌浸出條件為：鹽酸浸出終點(diǎn)ph值為4.0，雙氧水濃度為1.5mol/l～1.7mol/l，浸出溫度為88℃，浸出時(shí)間為90min，液固比(mg/l)為7：1，攪拌速度為430r/min。浸出結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾，分別得到含稀土ce和tb的稀土浸出液和稀土酸浸渣，脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料酸浸的稀土浸出率為90.31wt％，且稀土浸出液中的ce和tb占稀土浸出液中總稀土的92wt％以上。。
本實(shí)施例分別得到含稀土y和eu的稀土浸出液和含稀土ce和tb的稀土浸出液，浸出液稀土元素成分簡(jiǎn)單，降低了后續(xù)分離提純的難度，在這二種浸出液中稀土總浸出率為98.62wt％，達(dá)到梯度回收稀土的目的，有利于降低生產(chǎn)成本。
實(shí)施例4
取含稀土氧化物re2o349.32wt％，al2o340.39wt％的稀土熒光粉混合廢料，其中re2o3的配分(即組成)為y2o382.36wt％，ceo26.77wt％，eu2o36.50wt％，th4o74.18wt％，er2o30.19wt％。
首先，稀土熒光粉混合廢料直接攪拌酸浸，浸出條件為：鹽酸浸出終點(diǎn)ph值為2.5，浸出溫度為90℃，浸出時(shí)間為100min，液固比(mg/l)為5：1，攪拌速度為400r/min。浸出結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，得到含y和eu的稀土浸出液和和直接酸浸渣，直接酸浸的稀土浸出率為84.89％，且稀土浸出液中的y和eu占稀土浸出液中總稀土的96wt％以上。
其次，將直接酸浸渣進(jìn)行堿轉(zhuǎn)化，堿轉(zhuǎn)化條件為：na2co3與直接酸浸渣的質(zhì)量比為0.98，堿轉(zhuǎn)化溫度為930℃，堿轉(zhuǎn)化時(shí)間為140min。堿轉(zhuǎn)化結(jié)束后，冷卻至室溫(25℃)，產(chǎn)出堿轉(zhuǎn)化稀土物料。
然后，堿轉(zhuǎn)化稀土物料進(jìn)行脫鋁，在脫鋁過(guò)程中僅加入水，具體的攪拌浸出條件為：溫度為92℃，浸出時(shí)間為50min，液固比(ml/g)為3：1，攪拌速度為400r/min。浸出結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾，分別得到鋁浸出液和脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料，鋁浸出液另行處理。
最后，脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料進(jìn)行酸浸，攪拌浸出條件為：鹽酸浸出終點(diǎn)ph值為2.0～4.0，亞硝酸鈉濃度為1.7mol/l，浸出溫度為90℃，浸出時(shí)間為100min，液固比(mg/l)為5：1，攪拌速度為400r/min。浸出結(jié)束后，進(jìn)行過(guò)濾，分別得到含稀土ce和tb的稀土浸出液和稀土酸浸渣，脫鋁后的堿轉(zhuǎn)化稀土物料酸浸的稀土浸出率為89.85wt％，且稀土浸出液中的ce和tb占稀土浸出液中總稀土的92wt％以上。。
本實(shí)施例分別得到含稀土y和eu的稀土浸出液和含稀土ce和tb的稀土浸出液，浸出液稀土元素成分簡(jiǎn)單，降低了后續(xù)分離提純的難度，在這二種浸出液中稀土總浸出率為98.47wt％，達(dá)到梯度回收稀土的目的，有利于降低生產(chǎn)成本。