废旧荧光粉中稀土元素浸出的电位-pH图

摘要

废旧稀土荧光粉经"酸浸-碱焙烧-水洗-酸浸"处理可浸出回收其中的Y, Eu, Tb, Ce等稀土。本文根据酸浸过程中的各组分的吉布斯自由能Δ_fG分别计算出各酸浸过程中各化学反应的吉布斯自由能Δ_rG,由能斯特公式计算出反应的电位与pH关系,进而绘制出两段酸浸过程中的电位-pH图,即不同活度的Al^(3+)与Y-Eu-H_2O系的电位-pH图和Tb-Ce-H_2O系电位-pH图,并分析了各组分的稳定区域。结果表明:废旧稀土荧光粉直接酸浸时,从25～100℃,在pH<6的酸性条件下,红粉中的Y_2O_3, Eu_2O_3以Y^(3+), Eu^(3+)的形式稳定存在水溶液中, Al(OH)_3稳定区域在pH为4.8～8.3之间,为防止Al ^(3+)水解,酸浸出液终点pH值应控制在3.5～4.0之间;从25～100℃,在酸性条件下,经碱焙烧水洗除铝后得到的TbO_2, CeO_2很难被酸直接浸出,同时Tb^(4+), Ce^(4+)在水溶液中不能稳定存在,但通过加入适当的还原剂,可将Tb^(4+), Ce^(4+)还原成Tb^(3+), Ce^(3+),便可存在于水溶液中。