从废旧稀土荧光粉中回收稀土

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稀土荧光粉中，红粉主要是由稀土元素Ｙ和Ｅｕ组成的氧化物体系；蓝粉主要是含稀土元素Ｅｕ的磷酸盐体系、铝酸盐体系、硼酸盐体系和硅酸盐体系的荧光粉；绿粉的种类和蓝粉的种类一样，也主要是磷酸盐体系、铝酸盐体系、硼酸盐体系和硅酸盐体系的荧光粉，所含稀土元素主要是Ｃｅ和Ｔｂ。

稀土荧光粉在其生产过程中会产生的大量废料，每年实际可供回收的稀土荧光粉废料将近２０００吨。每年至少有５００万台电视机报废，废旧显示器中包含了大量的稀土元素。然而，每年全世界有大量含稀土荧光粉的废旧电子产品被当作固体垃圾处理，稀土荧光粉末未得到很好的收集及回收，造成具有重要战略价值的稀土资源的极大浪费；另一方面，废弃的稀土元素进入土壤、水体等环境后，通过生物食物链进入人体，危害人体健康。因此，加快对废旧稀土荧光粉中稀土的回收，对我国稀土资源的可持续发展、节约能源和保护环境，均具有重要的意义。
目前，从稀土荧光粉中回收稀土的方法主要有浮选分离和湿法冶金。据报道，采用二碘甲烷为密度离心介质、油酸钠为表面活性剂，将密度较大的稀土荧光粉与密度较小的卤磷酸钙分开，９０％白色卤磷酸钙进入上层悬浮液，而含稀土的三基色荧光粉进入底层。虽然仅有占总量４８.６１％的稀土荧光粉进入底层，但底层含稀土的三基色荧光粉回收率可达９７.３４％。湿法冶金回收稀土的基本原理是：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”就是通过各种酸把废旧稀土荧光粉的结构破坏，使稀土离子进入溶液中。“分离”就是从浸出液中分离出稀土元素或使稀土元素以沉淀的形式与其他元素分离。分离的方法主要有萃取、中和沉淀和离子交换。
从目前研究结果看，这些方法均能有效回收稀土元素或稀土氧化物，但湿法浸出分离过程复杂、浸出率低，存在二次污染问题；萃取剂大多采用Ｐ５０７、环烷酸和ＴＢＰ，而且是将稀土元素分离成单一元素，之后又将相关稀土混合成相应材料的前驱体，使得工序增多，成本增加。此外，这些工艺均处于实验阶段，尚缺乏相关的基础理论，工艺技术路线也需要进一步优化，回收率有待进一步提高。
针对从稀土荧光粉中回收稀土存在浸出率低的问题，江西理工大学借鉴重金属冶炼中的焙烧法来处理原料，以达到重构物相的目的，结果表明经焙烧后稀土浸出率可达８０％以上，比未焙烧的稀土浸出率提高２０％以上，有利于随后的萃取分离。因此，强化浸出过程，提高稀土浸出率，研究选择性强的稀土分离技术和相关的材料修复技术，是回收废旧稀土荧光材料的下一步发展方向。