稀土荧光材料

我国稀土发光材料产能居世界首位，其中灯用三基色荧光粉约占 75% 。我国每年约生产 30 亿支荧光灯，同时产生近亿支废弃荧光灯。稀土荧光粉中含有的稀土元素包括钇( Y) 、铕( Eu) 、铈( Ce) 、铽 ( Tb) 、镧( La) 、镝( Dy) 、钆( Gd) 等，如表 1 所示。可见，报废的荧光灯及荧光粉废料将是一种潜在的稀土二次资源。针对这几种主要稀土元素的分离提取，我国的研究还较少，因此研究从荧光粉废料中回收稀土的工艺，对我国稀土资源的保护具有重要的意义。

  1.直接萃取技术

直接萃取技术方法简单，能较为有效地分离其中的 红、蓝 和 绿 粉。 MEI 等分 别 采 用 CH₃ ( CH₂ ) ₁₁NH₂ ( DDA) 、CH₃ ( CH₂ ) ₁₇ NH₂ 为阳离子表面活性剂，C₁₈H₂₉ SO₃Na( SDBS) 、CH₃ ( CH₂ ) ₇ SO₃Na为阴离子表面活性剂，N，N － 二甲基甲酰胺( DMF) /庚烷混合液为萃取剂，采用两步液液直接萃取技术分离废弃稀土荧光粉中的红、蓝、绿粉，试验结果表明分离效果良好，红、蓝、绿粉的回收率分别达到90.9% 、95.2% 、91.8% 。直接萃取技术一般只适用于一种类型稀土荧光粉废料的分离，但对于多种不同类型的混合稀土荧光粉废料则效果欠佳，且该技术使用的萃取剂不能重复利用，使得生产成本增加并对环境造成污染。

 2.湿法浸取分离技术

湿法浸取分离技术是利用稀土荧光粉废料能溶于强酸、王水和其他苛性酸的特点，将稀土元素从液相中予以回收。杨幼明等研究了湿法浸取分离技术从荧光粉废料中回收稀土，分别采用 4 种方案进行试验，对比稀土的浸出效果。方案 1: 废料→碱 煮→过滤→盐酸浸出→过滤; 方案 2: 废料→盐酸浸出→过滤; 方案 3: 废料→硫酸浸出→洗涤→过滤;方案 4: 废料→盐酸 + 硫酸混合浸出→过滤。研究表明，碱煮对稀土的浸出率没有影响，而添加氧化剂可提高稀土的浸出率，采用盐酸浸出具有最高的浸出率，这是因为稀土硫酸盐溶解度较小，随温度升高反而降低，浸出反应过程中液固比小且温度高，导致大量的稀土硫酸盐析出并附着于未分解的荧光粉废料表面，阻碍反应进行，使得稀土浸出率降低。同 时，盐酸浸出法流程简单，稀土浸出率高，适合规模化生产。毛林春等研究了用盐酸从废弃荧光粉中浸出稀土的最佳工艺条件，在盐酸浓度 2 mol /L、液固体积质量比 5∶1、反应温度 70 ℃、反应时间 4 h、搅 拌 速 度 150 r/min 条 件 下，稀 土 浸 出 率 为83.15% 。湿法浸取分离技术采用化学方法处理稀土荧光粉废料，可以有效回收其中的单一稀土元素。但是，该技术工艺流程复杂，且存在环境污染问题。