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我国稀土荧光粉的产量不断增加,而稀土矿储存量迅速下降。因此,从废旧荧光粉中回收稀土元素具有重大意义。本文针对废旧荧光粉回收稀土存在浸出率低、杂质铝含量高、酸碱消耗量大以及稀土浸出过程缺乏热力学、动力学研究等问题,采取碱焙烧-两步酸浸法工艺,对焙烧过程进行物相机理分析,对浸出过程进行了热力学、动力学研究。具体工作如下:首先对一次酸浸过程进行热力学分析,结合热力学分析对浸出影响因素进行研究,当盐酸浓度为3 mol·L-1,浸出温度为80℃,浸出时间为60 min,搅拌速度为360 r·min-1,液固比控制为4:1,一次酸浸的浸出率最高。通过分析绿粉与氢氧化钠、蓝粉与氢氧化钠的差热-热重图,确定两个焙烧反应的起始温度与终点温度。通过对焙烧产物物相分析,当氢氧化钠与稀土荧光粉中的Na2O、Al2O3按苛性比n(Na2O):n(Al2O3)=2:1,焙烧温度850℃,焙烧时间2h,荧光粉中的Ce、Eu、Tb等稀土元素均会形成单一氧化物,即Tb4O7、CeO2、Eu2O3,非稀土元素Al转变为NaAlO2,Mg变成MgO,Ba形成BaCO3。此条件下,稀土碱焙烧效果最好。通过绘制Al-H2O系E-pH图,确定偏铝酸钠水解最低pH值,并研究在水浸过程中各因素对铝脱出率的影响。研究表明:当Na2O与Al2O3苛性比n(Na2O):n(Al2O3)为2:1,水浸液固比为3:1,水浸温度为25℃时,偏铝酸钠浸出率最高,达到98.56%。对二次酸浸过程进行热力学分析,绘制Ce-Tb-H2O系E-pH图,可知CeO2与TbO2不能直接被盐酸浸出,需要添加额外的还原剂,H2O2作为还原剂对浸出率效果比NaNO2、Na2SO3和Na2S好。通过二次酸浸进行动力学分析,二次酸浸反应适用于动力学方程1-(1-η)1/3=kt,浸出过程受界面化学反应控制,反应表观活化能Ea为6.645 kJ·mol-1,表观级数为0.2035。