堿焙燒-酸浸法從稀土廢粉中回收稀土工藝及機理研究.pdf

1、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

2、)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（CeO2、Tb4O7、Y2O3、Eu2O3）、NaAlO2、NaYO2以及MgO、BaCO3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212.31 kJ

3、?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-H2O系、Tb-H2O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。CeO2只可在強酸體系中穩(wěn)定存在，Tb的