Способ регенерации люминофора на основе ортованадата редкоземельных элементов Советский патент 1982 года по МПК C09K11/01 

ЭТОМ осадка оксалатов редкоземельных элементов, сушку его и прокаливание 2j, Такой способ не позволяет полностью извлекать РЗЭ и пятиркись i ванадия за один цикл однократной обработки, что приводит к потерям и требует в последующем при возврате продукта в технологический процесс необходимой корректировки соотношения между основой люминофора - ванадатом иттрия и активатором - ванадатом европия. Целью данного изобретения являетс повышение степени селективного чения ванадия и редкоземельных элементов из люминофора на основе ортованадата редкоземельных элементов п( сохранении исходного соотношения последних в извлекаемом продукте. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерации люминофора на основе ортованадата редкоземельных элементов, обработку исходного люминофора ведут концентрированной серной кислотой при Т:Ж 1:4-5 и нагревании до образования реакционного продукта в виде сульфатной массы, добавления к полу ченному реакционному продукту воды,по следующего введения в него азотной кис лоты при 80-ЭСГс, выдерживания его до из менения цвета и дополнительной обработ ки аммиачной водой до рН 1,1-1 ,.(; последующим выделениемиз образовавшейся при этом пульпы осадка пятиокиси ванадия, осаждением оставшегося маточного раствора щавелевой кислотой, промывкой полученного осадка оксалатов редкоземельных элементов, сушкой его и прокаливанием. Оптимальность предложенных условий по Т:Ж, рН и соотношению азотной кислоты и люминофора определяетс следующим. При соотношении Т:Ж менее 1:4 про исходит неполное вскрытие люминофора (не более 75-80) , при соотношении более чем 1:5 перерасходуется серная кислота. При этом при тем пературе менее также происходит неполное вскрытие, примерно на 80Концентрированную азотную кислоту используют для перевода ванадия в пятивалентное состояние. При соот ношении люминофора и кислоты менее 1:1 ванадий переходит в пятивалент934 ное состояние не полностью. Увеличе- ние количества азотной кислоты по отношению к количеству-люминофора выше 1 j5 не влияет на ок-исление ванадия, а приводит только к дополнительному расходу и кислоты и аммиачной воды. При рН менее 1,1 или более 1 , выделение гидратированной пятиокиси ванадия аммиачной водой не происходит, так как при рН меньше 1,1 ванадий связан в комплексе с серной кислотой, при рН выше ,k идет образование растворимого ванадата аммония, Предложенный способ обеспечивает селективное извлечение ванадия и редкоземельных элементов при сохранении исходного состояния последних в извлекаемом продукте. В результате переработки люминофорных отходов по данному предложению получают чистую смесь окисей РЗЭ исходного компонентного состава и пятиокись ванадия. Извлечение описанных составляющих компонентов РЗЭ, пятиокиси ванадия в продукт регенерации повышено примерно на 10 и составляет 9б-Э8. Пример 1. Отходы ортованадатного люминофбра марки в количестве 200 г, содержащие 112 г и 88 г окислов иттрия и ванадия соответственно и k,6% окиси европия, загружают в концентрированную серную кислоту, нагретую до 80 С, взятую в количестве 0,2 ли выдерживают 10 мин до образования густой массы сульфатов. Затем раствор нагревают до 8оС и приливают к нему 0,2 л концентрированной азотной кислоты, выдерживают при этой температуре до изменения цвета окраски из зеленого в светло-соломенный и дополнительно обрабатывают аммиачной водой чда при рН 1,1, из образовавшейся пульпы выделяют гидратированную пятиокись ванадия. Для этого пульпу перемешивают при 30 мин и отфильтровывают осадок пятиокиси ванадия, который промывают горячей обессоленной водой при Т:Ж 1:5 два раза. Отфильтрованную гидратированную пятиокись ванадия загружают в кварцевую кювету, сушат k ч при и прокаливают 12 ч при , после чего охлаждают до комнатной температуры и просеивают. В горячий раствор РЗЭ при 80 С, юставшийся после фильтрации гидратированной пятиокиси ванадия, при включении мешалки засыпают 3,5 кг щавелевой кислоты. После отстаивания образовавшегося осадка оксалатов РЗЭ проверяют полноту их осаждения. В случае отсутствия полноты добавляют 0,2 кг щавелевой кислоты,затем оксалаты РЗЭ промывают деканатацией горячей обессоленной водой при 80°С три раза при Т:Ж 1:5 и отфильтровывают. Оксалаты загружают в кварцевую кювету и прокаливают при 900°С 2 ч. Полученные оксиды РЗЭ охлаждают до комнатной температуры и пpoceивaюt через капроновую сетку № 35. В результате получают 109,76 г окисного продукта РЗЭ при содержании в нем окисла европия ,591 и 86,2 г пятиокиси ванадия.

Пример 2. Отходы ортованадатного люминофора по примеру 1 эагружают в концентрированную серную кислоту, нагретую до 85 С, взятую в количестве 0,5 л, выдерживают 10 мин. Затем в полученную пульпу небольшими порциями заливают ,9 л обессоленной воды и перемешивают до полного растворения пульпы. Раствор нагревают до и приливают 0,2 л концентрированной азотной кислоты, выдерживают при этой температуре до изменения цвета окраски из зеленого в светло-соломенный, затем обрабатывают аммиачной водой при рН 1,2 и выделяю.т образовавшуюся гидратированную пятиокись ванадия. Пульпу пятиокиси ванадия перемешивают при 85с 30 мин и отфильтровывают. Осадок промывают горячей обессоленной водой при Т:Ж 1:5 два раза. Отфильтрованную гидратированную пятиокись ванадия загружают в кварцевую кювету и после А-х ч сушки при прокаливают 12 ч при . Охлаждают до комнатной температуры и просеивают.

В горячий раствор РЗЭ при 85 С после фильтрации гидратированной пятиокиси ванадия при включенной мешалке зёсыпают 3,5 кг щавелевой кислоты. После отстаивания осадка оксалатов РЗЭ проверяют полноту их осаждения. В случае отсутствия полноты, добавляют 0,2 кг щавелевой кислоты. Затем оксалаты РЗЭ промывают декантацией горячей обессоленной водой при 85 С три раза при |И отфильтровывают. Оксалаты загружают в кварцевую кювету и прокаливают при 2 ч. Полученный окисный продукт РЗЭ охлаждают до комнатной температуры и просеивают через капроновую сетку № 35.

5 В результате получают 109,8 г окисей РЗЭ и 86,3 г пятиокиси ванадия. Содержание окиси европия в РЗЭ-продукте .

Данные примеров показывают, что

0 продукт переработки люминофорных отходов имеет примерно такое же соотношение окисей РЗЭ, что и исходный. Это позволяет использовать регенерированные продукты для синтеза

5 люминофора без корректировки между основой люминофора и активатором (европием).

Регенерация смеси окислов РЗЭ и пятиокиси ванадия из отходов орто0 ванадатного люминофора обеспечивает повышенное извлечение указанных компонентов и позволяет таким образом экономить дорогостоящее редкоземельное сырье при получении данного

5 1типа люминофоров.

Формула изобретения

1.Способ регенерации люминофора 0 на основе ортованадата редкоземель-.

ных элементов, включакяций обработку его минеральной кислотой при нагревании, добавление к полученному реакционному продукту воды, выделение

, из реакционной пульпы осадка пятиокиси ванадия, осаждение оставшегося маточного раствора щавелевой кислотой , промывку полученного осадка оксалатов редкоземельных элементов,

0 сушку его и прокаливание, отличающийся тем, что, с целью повышения степени селективного извлечения ванадия и редкоземельных элементов при сохранении исходного соotнoшeния последних в извлекаемом продукте, обработку исходного люминофора ведут концентрированной серной кислотой при Т:Ж 1:4-5 до образования реакционного продукта в виде сульфатной массы, а в полученный после добавления к последней воды раствор вводят азотную кислоту выдерживают его до изменения цвета и дополнительно обрабатывают аммиачной водой до рН I,-, и из образовавшейся при этом пульпы выделяют осадок пятиокиси ванадия.

2.Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что азотную кислоту

79355238

вводят в раствор из расчета ее ве- 1. Патент США Н 3577351, соврго отношения к люминофору 1-1,5 кл. 252-301Л опублик.. 1972. при температуре 80-90 С.

Источники информации,2. Патент США № 3 20860,

принятые во внимание при экспертизе кл. 2бО- 29.2, опублик, 19б9