Способ регенерации люминофора на основе ортованадата редкоземельных элементов

(5 )М. Кл. С 09 К 11/01 Гоеударстееииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ЛЮМИНОФОРА НА ОСНОВЕ ОРТОВАНАДАТА РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Изобретение относится к производ= ству люминофоров, конкретно, к технологии регенерации отходов люминофоров на основе ванадатов редкоземельных элементов (ВЗЭ), образующихся как в процессе. изготовления этих люминофоров, так и при изготовлении дневных ртутных ламп (ДРЛ), и может быть использовано при получении люминофоров на основе редкоземельных элементов.Известен способ регенерации продукта из смеси люминофоров для цветного телевидения, включающий красную составляющую свечения из окисного иттрий-гадолиниевого люминофора, активированного европием, и ортованадата иттрия, и синюю или зеленую составляющую из сульфидов кадмия и/или цинка. Исходный продукт снацала обрабатывают минеральной кислотой при нагревании до рН раствора 3,5-4,0, при котором ванадатная составляющая остается в твердой,фазе, а редкоземельная - в растворе. Из полученной при этом суспензии отделяют ортованадат иттрия без вскрытия в виде твердого продукта, а раствор осаждают щавелевой кислотой. Осажденные оксалаты далее прокаливают и получают оксиды РЗЭ 1Однако способ не обеспечивает регенерацию ванадатной составляющей, которая не претерпевает изменения и по существу без вскрытия уходит в отход.Известен также способ регенерации люминофора на основе ортованадата редкоземельных элементов, включающий обработку его 5-10 М-ной соляной кислотой или 10-15 М-ной азотной кислотой при нагревании до 80 С,добавление к полученному реакционному продукту воды, выделение из реакционной пульпы образовавшегося осадка пятиокиси ванадия., осаждение оставшегося маточного раствора щавелевой кислотой, промывку полученного при935523 О этом осадка оксалатов редкоземельных элементов, сушку его и прокаливание 2.Такой способ не позволяет полностью извлекать РЗЭ и пятиркись ванадия за один цикл однократной обработки, что приводит к потерям и требует в последующем при возвра. те продукта в технологический процесс необходимой корректировки соотношения между основой люминофора - ванадатом иттрия и активатором - ванадатом европия.Целью данного изобретения является повышение степени селективного Извлечения ванадия и редкоземельных элементов из люминофора на основе орто-, ванадата редкоземельных элементов при сохранении исходного соотношения последних в извлекаемом продукте. ное состояние не полностью. Увеличе ние количества азотной кислоты по отношению к количеству-люминофора выше 1,5 не влияет на окисление ванадия, а приводит. только к дополнительному расходу и кислоты и аммиачной воды.При рН менее 1,1 или более 1.,4 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 1,4 идет образование растворимого ванадата аммония.Предложенный способ обеспечиваетселективное извлечение ванадия и редкоземельных элементов при сохранении исходного состояния последнихв извлекаемом продукте. В результате переработки люминофорных отходов по данному предложе 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 полученному реакционному продукту воды,последующего введения в него азотной кислоты при 80-9 ЮС, выдерживания его до изменения цвета и дополнительной обработки аммиачной водой до рН 1,1-1,4 с по" следующим выделением из образова в- шейся при этом пульпы осадка пятиокиси ванадия, осаждением оставшегося маточного раствора щавелевой кис" лотой, промывной полученного осадка оксалатов редкоземельных элементов, сушкой его и прокаливанием.Оптимальность предложенных условий по Т:Ж, рН и соотношению азотной кислоты и люминофора определяется следующим.При соотношении Т;Ж менее 1;4 происходит неполное вскрытие люмино" Фора (не более 75-803), при соотношении более чем 1:5, перерасходуется серная кислота. При. этом при температуре менее 80. С также происходитонеполное вскрытие, примерно на 80- 903.Концентрированную азотную кислоту используют для перевода ванадия в пятивалентное состояние, При соотношении люминофора и кислоты менее 1:1 ванадий переходит в пятивалентнию получает чистую смесь окисейРЗЭ. исходного компонентного составаи пятиокись ванадия.Извлечение описанных составляющих компонентов РЗЗ, пятиокиси ванадия в продукт регенерации повышенопримерно на 103 и составляет 96-98/.П р и м е р 1, Отходы ортованаз датного люминофора марки Лв количестве 200 г, содержащие 112 г и88 г окислов иттрия и ванадия соответственно и 4,64 окиси европия,загружают в концентрированную сернуюОкислоту, нагретую до 80 С, взятую 35в количестве 0,2 л. и выдерживают10 мин до образования густой массысульфатов, Затем раствор нагреваютдо 80 С и приливают к нему 0,2 л аоконцентрированной азотной кислоты,выдерживают при этой температуредо изменения цвета окраски из зеленого в светло-соломенный и дополнительно обрабатывают аммиачной водой"чда" при рН = 1,1, из образовавшей.45ся пульпы выделяют гидратированнуюпятиокись ванадия, Для этого пульпуперемешивают при 80 С 30 мин и отофильтровывают осадок пятиокиси ванадия, который промывают горячейобессоленной водой при Т:Ж = 1:5 двараза, Отфильтрованную гидратированную пятиокись ванадия загружают вкварцевую кювету, сушат 4 ч при150 С и прокаливают 12 ч при 550 С, 55 после чего охлаждают до комнатнойтемпературы и просеивают.оВ горячий раствор РЗЭ при 80 С,1. Способ регенерации люминофора на основе ортованадата редкоземель-, ных элементов, включающий 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 редкоземельнцх элементов, сушку его и прокаливание, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени селективного извле. чения ванадия и редкоземельных элементов при сохранении исходного соотношения 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 1,1-1,4 и из образовавшейся при этом пульпы выделяют осадок пятиокиси ванадия.2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что азотную кислоту рованной 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 щавелевойкислоты,затем оксалаты РЗЭ промывают деканатацией горячей обессоленной водой при 80 С три рдзд при Т:Ж = 1:5 и отфильтро О вывают. Оксалаты загружают в кварцевую кювету и прокаливают при 900 С 2 ч. Полученные оксиды РЗЭ охлаждают до комнатной температуры и просеивают через капроновую сетку 1 ф У 35. В результате получают 10976 г окисного продукта РЗЭ при сОдержании в нем окисла европия 4,59 и 86,24 г пятиокиси ванадия.П р и м е р 2, Отходы ортована датного люминофора по примеру 1 загружают в концентрированню серную кислоту, нагретую до 85 С, взятую в количестве 0,5 л, выдерживают О мин. Затем в полученную пульпу 25 небольшими порциями заливают 4,9 л обессоленной воды и перемешивают до полного растворения пульпы. Раствор нагревают до 85 С и приливают 0,2 л концентрированной азотной кис- зе лоты, выдерживают при этой температуре до изменения цвета окраски из зеленого в светло-соломенный, затем обрабатывают аммиачной водой при рН в 1,2 и выделяют образовавшуюся гидратированную пятиокись ванадия, Пульпу пятиокиси ванадия перемешивают при 85 С 30 мин и отфильтровы 0вают. Осадок промывают горячей обессоленной водой при Т:Ж = 1:5 два раза. Отфильтрованную гидратированную пятиокись ванадия загружают в кварцевую кювету и после 4-х ч сушки при 150 С прокаливают 12 ч при 550 С, Охлаждают до комнатной темопературц и просеивают.оВ горячий раствор РЗЭ при 85 С после фильтрации гидратированной пятиокиси ванадия при включенной мешалке засыпают 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 Т:Ж=1:5и отфильтровывают; Оксалаты загружают в кварцевую кювету и прокалива 23 6ют при 900 С 2 ч, Полученный окисный продукт РЗЭ охлаждают до комнатной температуры и просеивают через капроновую сетку У 35.В результате получают 109,8 г окисей РЗЭ и 86,3 г пятиокиси ванадия. Содержание окиси европия в РЗЭ"продукте 4,6.Данные примеров показывают, что продукт переработки люминофорных отходов имеет примерно такое же соотношение окисей РЗЭ, что и исходный. Это позволяет использовать регенерированные продукты для синтеза люминофора без корректировки между основой люминофора и активатором (европием).Регенерация смеси окислов РЗЭ и пятиокиси ванадия из отходов ортованадатного люминофора обеспечивает повышенное извлечение указанных компонентов и позволяет таким образом экономить дорогостоящее редкоземельное сырье при получении данного 1типа люминофоров. формула изобретенияСоставитель Л. РоманцеваТехред А, Ач Корректор М.Коста Редактор А. Гулько Заказ 4156/31 Тираж 661 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, И, Раушская наб д, 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,4 93552 вводят в раствор из расчета ее весового отношения к люминофору 1-1,5 при температуре 80-90 С.оИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 3 8 1. Патент США У 3577351 ф кл, 252-301,4 опублик. 1972. 2. Патент США йф 3420860,кл. 260-429.2, опублик, 1969