堿焙燒-酸浸法從稀土廢粉中回收稀土工藝及機(jī)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(chǎng)需求穩(wěn)定增長(zhǎng)的形勢(shì)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(yīng)用前景和現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)混合類熒光粉直接浸出回收率低的問(wèn)題，采用堿焙燒預(yù)處理-水洗-鹽酸浸出的工藝路線，并對(duì)堿焙燒過(guò)程物相變化和浸出熱力學(xué)進(jìn)行了研究。主要工作和研究成果如下：
　　首先對(duì)廢舊稀土熒光粉焙燒過(guò)程添加不同焙燒助劑的焙燒結(jié)果進(jìn)行分析，可知添加氫氧化鈉的焙燒結(jié)果最優(yōu)。對(duì)堿焙燒工序，采用三因素四水平L9(34

2、)正交試驗(yàn)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(shí)間。
　　通過(guò)對(duì)原料添加氫氧化鈉的差熱-熱重分析可知焙燒過(guò)程大致分為三個(gè)階段。對(duì)不同焙燒因素下的物相進(jìn)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(jià)氧化物（CeO2、Tb4O7、Y2O3、Eu2O3）、NaAlO2、NaYO2以及MgO、BaCO3等產(chǎn)物。通過(guò)對(duì)綠粉和藍(lán)粉焙燒反應(yīng)的模擬熱力學(xué)數(shù)據(jù)、動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。反應(yīng)活化能為212.31 kJ

3、?mol-1，反應(yīng)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(shí)間1.5 h，稀土浸出率達(dá)99.64%，鋁浸出率低至1.74%。
　　通過(guò)對(duì)浸出過(guò)程中Ce、Tb的氧化物與酸反應(yīng)的吉布斯自由能計(jì)算和Ce-H2O系、Tb-H2O系的電位-pH圖分析可知，Ce的低價(jià)氧化物易與酸反應(yīng)，而高價(jià)氧化物不與酸反應(yīng)。CeO2只可在強(qiáng)酸體系中穩(wěn)定存在，Tb的