Y_2P_4O_(13):Eu~(3+)荧光材料的制备及其性能

采用湿化学法制备了Eu~(3+)掺杂Y_2P_4O_(13)荧光材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和荧光光谱(FL)等手段表征制备产物的物相结构、荧光性能,并对合成原料中稀土与磷的比例(n(Y+Eu)/n(P))和pH调节剂种类对制备样品的物相结构及性能的影响进行分析。结果表明:合成原料中n(Y+Eu)/n(P)比值和pH调节剂种类直接影响着制备产物的物相结构与性能。在n(Y+Eu)/n(P)=12.1、以NH_4HCO_3为pH调节剂调节pH为6的条件下可获得正交晶系的Eu~(3+)掺杂Y_2P_4O_(13)荧光材料。所制备的Y_2P_4O_(13):2at%Eu~(3+)荧光材料在395nm光的激发下可发射出橙红光。     

微波辅助盐酸浸出废弃荧光粉中的稀土元素钇和铕

某废弃荧光粉中含有49.63%的稀土氧化物，具有极大的回收利用价值。为实现该废弃荧光粉中稀土元素的快速高效浸出，对该废弃荧光粉进行了微波辅助盐酸浸出稀土元素Y和Eu的研究。浸出热力学计算结果表明，在273~373 K温度范围内红粉易于与酸反应，而绿粉、蓝粉不与酸进行反应，可通过酸浸法优先浸出红粉中的稀土元素Y和Eu。浸出试验结果表明；在微波功率为600 W，微波辐射时间为60 min，反应温度为60 ℃、盐酸浓度为4 mol/L、过氧化氢添加量为0.2 mL/g、液固比为7.5 mL/g的条件下，该废弃荧光粉中稀土元素Y和Eu的浸出率可达98.84%和88.72%，几乎实现了红粉中稀土元素的完全浸出，且与常规加热方式相比，微波辅助浸出在不降低浸出率的条件下可明显缩短反应时间，为废弃荧光粉中稀土元素的快速高效浸出提供了技术依据。     

响应曲面法优化微波浸出废弃荧光粉中稀土元素钇和铕

某废弃荧光粉中含有49.56%的稀土氧化物,具有极大的回收利用价值。为优化该废弃荧光粉中稀土元素Y和Eu的微波浸出工艺,使用响应面法对浸出工艺进行优化,选取对浸出过程有显著影响的反应时间、微波功率和盐酸浓度三个因素作为考察因素,建立了微波功率、反应时间和盐酸浓度及三者间交互作用对稀土元素Y和Eu浸出率影响的二次多项式回归模型。研究结果表明,反应时间对稀土元素Y和Eu浸出率的影响最显著,微波功率和盐酸浓度影响次之,反应时间和盐酸浓度的交互影响对稀土元素Y和Eu的浸出率具有显著性影响。最佳优化工艺条件为：微波功率850 W、反应时间76.10 min、盐酸浓度3.58 mol/L,在此条件下,稀土元素Y和Eu浸出率的分别为97.44%和89.20%,与模型预测值十分接近,证明所用模型是可靠和准确的。     

从低品位稀土抛光渣中回收CeO_2的试验

抛光渣是抛光粉在使用过程中因混入杂质而失去使用价值的废弃物,传统的丢弃或掩埋处理不仅造成资源的浪费,而且造成环境污染。本研究以某低品位铈基稀土抛光渣(CeO_2含量为0.88%)为试样,采用初步沉降预富集,硫酸+双氧水浸出,氨水、Na2S相继除杂,草酸沉淀,沉淀产物高温煅烧工艺进行了CeO_2回收试验。结果表明:(1)废弃抛光渣在pH=9的情况下沉降8 h,可得到CeO_2品位为1.70%、回收率为84.62%的预富集产物。(2)预富集产物在硫酸浓度为0.5 mol/L,用量为100 m L,双氧水用量15 m L,反应温度为80℃情况下水浴加热、搅拌、浸出3.5 h,稀土浸出率可达94.70%。(3)用氨水、Na2S对浸出液进行了除杂处理,Al~(3+)、Fe~(3+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)的去除率分别为94.03%、76.67%、99.89%、99.94%,然后用草酸沉淀稀土,稀土沉淀率为91.82%。(4)稀土草酸盐沉淀产物高温煅烧得到CeO_2含量为93.48%的晶体,纯度较高,扫描电镜观察表明,该CeO_2晶体多呈块状。     

碱熔预处理回收废稀土荧光粉工艺研究

针对当前废稀土荧光粉综合回收利用率低、不当处理造成环境污染等问题, 采用碱焙烧-洗涤-酸浸处理废稀土荧光粉, 考察了焙烧添加剂用量、液固比、酸浓度、浸出温度及浸出时间对稀土浸出效果的影响。结果表明, 采用碱焙烧-洗涤-酸浸处理废弃荧光粉, 4种稀土元素回收率分别为：Y₂O₃ 99.47%, Eu₂O₃ 97.79%, CeO₂ 87.55%, Tb₄O₇ 92.67%。通过对碱熔产物物相和形貌分析表明, 绿粉致密结构被有效破坏, 以铝酸盐形式存在。NaOH添加比例对4种稀土浸出率影响较大, 盐酸浓度及浸出温度对Tb₄O₇、CeO₂浸出效果影响较大。     

钙长石系尾矿微晶玻璃的制备及发光性能

以钼尾矿、铁尾矿和铜尾矿等为主要原料,采用烧结法制备了钙长石系微晶玻璃。采用X射线衍射仪(XRD)、差热扫描量热仪(DTA)表征了结构和性能,研究了Eu~(3+)在微晶玻璃中的发光性能。结果表明,采用一步法制备钙长石微晶玻璃:较佳熔制温度为1450℃,Eu_2O_3在掺杂浓度0.1%时荧光强度最好,当晶化温度到1050℃时荧光强度最强,Eu~(3+)的有效激发波长为415 nm,发射波长为591 nm的橙-红光。     

风化壳淋积型稀土矿除杂渣中分步回收稀土和铝的研究

提出了一种从风化壳淋积型稀土矿除杂渣中分步浸出回收稀土和铝的工艺。在40 ℃、液固比10∶1条件下用8 mol/L NaOH浸出除杂渣,铝浸出率约为96%,而稀土仍保留在滤渣中。再在40 ℃、液固比10∶1条件下用1 mol/L HCl浸出碱浸后的滤渣,稀土La和Y浸出率分别达87.09%和72.01%。酸浸液经草酸沉淀得草酸稀土,滤液与碱浸液混合得氢氧化铝,稀土和铝总回收率分别为78%和97%。该工艺对资源利用和环境保护具有重要意义。     

硫酸铵-草酸联合法分离溶液中稀土和钙的研究

针对目前草酸沉淀法处理含钙的稀土料液时难以实现钙和稀土有效分离的问题,以酸溶废水沉淀渣所得酸浸液为研究对象,通过在酸浸液中添加适量的硫酸铵和草酸,生成可溶性的(NH_4)_2[Ca(SO_4)_2]和草酸稀土沉淀的方法实现稀土与钙的分离;系统考察了(NH_4)_2SO_4浓度、草酸用量、搅拌时间、温度、溶液初始p H值、初始稀土浓度等对溶液中稀土和钙分离的影响。结果表明,在不搅拌、(NH_4)_2SO_4浓度为80 g/L、草酸用量为理论量的1.2倍、反应温度30℃、溶液初始p H=2、初始稀土浓度20 g/L时,稀土沉淀率为99.02%,除钙率为99.35%。     

蓝光激发的Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料发光性能研究

采用高温固相法合成了新型Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料,并对其光致发光性能、余辉性能和光色热稳定性能进行了研究。结果表明:Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料在320—490 nm范围的宽带吸收与蓝光LED芯片相匹配,其发射光谱为位于450—650 nm范围的宽发射带,对应于Ce^(3+)的5d-4f跃迁;Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)的内量子效率可以达到83.28%,τ80值约为12 s,远大于交流LED对于内量子效率>60%和τ80>0.4 ms的要求;在423 K前,Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)具有良好的光色稳定性。以上结果表明,Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)是一种潜在的能被蓝光激发的交流LED用绿色长余辉材料。     

褐铁矿型红土镍矿硫酸高压浸出的研究

研究了褐铁矿型红土镍矿硫酸高压浸出过程中浸出温度和时间、硫酸用量对镍、钴、锰、铁、铝、镁、硅、铬浸出的影响。在浸出温度为250℃,浸出压力3.9 MPa,浸出时间为40 min,硫酸用量240kg/t干矿的优化条件下,镍,钴,锰的浸出率分别为96.8%,96.6%,98.7%,铁、铝、镁、硅的浸出率分别降低到2.6%,16.9%,61.8%,1.9%,铬的浸出率降低到0.7%,浸出液中的铬以Cr~(3+)的形式存在,浸出液中没有Cr~(6+)。静置分离试验表明,在此浸出条件下的浸出矿浆固液分离效率较高。扫描电镜分别对30、40、60 min浸出渣相微观形貌的分析表明,浸出30 min时针铁矿中Fe~(3+)绝大部分溶出并经过水解重新沉淀,延长浸出时间只是使铁相的等粒-圆粒状颗粒分布趋于均化。浸出渣相的主要成分为Fe_2O_3,(H_3O)Al_3(OH)_6(SO_4)_2,KAl_3(SO_4)_2(OH)_6及Si O_2。     

酒石酸对离子型稀土矿杂质浸出行为的影响

为提高稀土浸出过程的选择性,以酒石酸为抑杂剂考察其对硫酸铵浸出稀土时浸出行为的影响。结果表明,以硫酸铵为浸出剂、酒石酸为抑杂剂浸出不同种类稀土矿时,与单独以硫酸铵作浸出剂相比,浸出液中铝、铁去除率可达90%以上,且不影响稀土浸出率。对酒石酸与Al~(3+)、Fe~(3+)的溶液化学计算和分析结果表明,3pH6时,酒石酸可解离出与金属离子稳定络合的配位离子C_4H_5O_6~-、C_4H_4O_6~(2-),与离子型稀土矿浸出时矿石表面解离出的Al~(3+)、Fe~(3+)生成难溶络合物而提高稀土浸出的选择性,浸出过程酒石酸络合铁离子与铝离子的适宜pH范围为4~5。     

Gd_2O_2SO_4:Tb~(3+)纳米荧光粉的共沉淀合成及光致发光

以L-半胱氨酸为硫源,通过共沉淀法成功合成了Gd_2O_2SO_4∶Tb~(3+)纳米荧光粉。采用X射线衍射(XRD)、差热热重分析(DSC-TG)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和光致发光(PL)光谱对产物的结构、形貌和发光性能进行表征。研究pH值、反应物的摩尔比和Tb~(3+)浓度对产物相组成、形貌和发光性能的影响。结果表明,当Gd~(3+)∶SO_4~(2-)=2∶3、pH=7.5时,合成的前驱体在800℃煅烧2h可获得单相Gd_2O_2SO_4纳米粉体。该粉体呈近球形,团聚较严重,平均粒径约为30nm。在230nm紫外光激发下,Gd_2O_2SO_4∶Tb~(3+)纳米荧光粉具有优异的发光性能,主发射峰位于544nm,归属于Tb~(3+)的~5 D_4→~7F_5跃迁。当Tb~(3+)浓度达到12%时,Gd_2O_2SO_4∶Tb~(3+)发光强度达到最大值。Gd_2O_2SO_4∶Tb~(3+)衰减过程符合双e指数衰减行为,对应的荧光寿命为τ1=0.177μs,τ2=0.119μs。     

废稀土抛光粉盐酸浸出过程研究

采用盐酸直接浸出方式从稀土废抛光粉中回收稀土，考察了盐酸浓度、浸出温度、浸出时间和液固比对稀土和主要杂质元素Al₂O₃浸出率的影响，并探讨了浸出机理。结果表明，HCl体系单级浸出的优化条件为：HCl浓度8 mol/L、浸出温度80℃、浸出时间3 h、液固比4∶1,此时稀土元素浸出率为90.81%,Al₂O₃浸出率为43.68%。对比了单级浸出、二级浸出和三级逆流浸出效果，证实三级逆流浸出时稀土浸出率高达98.38%,浸出液中稀土总量增加，有利于稀土元素的下一步萃取回收，大大降低了回收成本。     

Y2O3∶Er3+和Y2O3∶Er3+,Yb3+纳米粉体的制备及上转换发光性能的研究

利用硝酸盐和尿素作为原料通过均相共沉淀法合成了分散性良好的Y_2O_3:Er~(3+)和Y_2O_3:Er~(3+),Yb~(3+)球形纳米粉体,粒径大小分别为100～115 nm和110～145nm.X-射线衍射结果显示,所制备的掺杂粉体仍然保持了立方Y_2O_3的物相结构.在980nm激光的激发下,Y_2O_3:Er~(3+)样品的发光情况随着Er~(3+)离子浓度的增加,上转换红光的发射强度都先增加后减小,而绿光的强度则逐渐减小.究其原因是交叉弛豫2H_(11/2)+~4I_(13/2)→~4I_(9/2)+~4F_(9/2),~4F_(7/2)+~4I_(11/2)→~4F_(9/2)+~4F_(9/2),~2H_(11/2)+~4I_(15/2)→~4I_(9/2)+~4I_(13/2)和~4I_(13/2)+~4I_(11/2)→~4F_(9/2)+~4I_(15/2)的发生.Y_2O_3:Er~(3+),Yb~(3+)则且随着Yb~(3+)离子浓度的提高,上转换红、绿光的发射强度都增加,但上转换红光发射强度增加的幅度明显要大于上转换绿光发射强度增加的幅度.通过调整Yb"离子的掺杂浓度使其发光颜色在绿色、红色之间转变,其中单带红光上转换发光是由于在Yb~(3+)离子掺杂浓度较高时,Er~(3+)离子和Yb~(3+)离子之间发生了能量反向传递.     

湖北某稀土矿选冶试验

在对湖北某稀土矿矿石性质分析的基础上,进行了选冶工艺试验研究。通过探索试验,确定采用湿法冶金的方法对矿石中的稀土元素进行回收,最终采用硫酸浸出稀土矿—浸出液净化—草酸沉淀稀土—煅烧的工艺流程,在最佳浸出条件硫酸用量为150 g/L、浸出温度为80℃、浸出时间为3 h、液固比为3∶1的条件下,获得了稀土氧化物品位为60%的精矿,稀土元素总回收率可达到85%的满意指标。     

钕铁硼废料中稀土的回收

采用焙烧-盐酸浸出工艺回收钕铁硼废料中的稀土。以钕铁硼废料为原料,研究焙烧温度、焙烧时间对废料中铁氧化率的影响;以钕铁硼废料焙烧料为原料回收其中稀土元素,研究了盐酸浓度、浸出时间、浸出温度以及固液比对稀土浸出率的影响。实验结果表明,钕铁硼废料的最佳焙烧条件为: 焙烧温度700 ℃、焙烧时间1.5 h,此时铁氧化率可达99.30%;盐酸浸出焙烧料的最佳条件为: 盐酸浓度4 mol/L、液固比3∶1、浸出温度90 ℃、浸出时间1.5 h,此时稀土浸出率可达98.11%。     

广东某稀土浸出试验与除杂化学分析

某稀土中TREO离子相含量0.1%,采用硫酸铵作浸出剂从浸出剂浓度、淋洗液固比和淋浸速度,做了相关的条件试验,并得出最佳浸出条件,同时针对稀土浸出液除杂问题从离子浓度层面做了相关的化学分析,在淋出液稀土浓度1.10 g/L,pH=4.21左右,杂质主要是Al_2O_3,含量0.42 g/L,试验既要满足使用碳酸氢铵有效的去除Al_2O_3,又能尽量减少碳酸稀土的沉淀而造成稀土的损失,通过溶液化学分析得到了最佳的除杂pH值为5.0,最终稀土沉淀作业回收率最高为99.706%的优良指标。     

球磨强化盐酸-氯化铁体系浸出废弃线路板中的锡

以废弃线路板为研究对象, 通过球磨强化盐酸-氯化铁体系浸出废弃线路板中的锡。考察了盐酸浓度、氯化铁浓度、反应温度、球磨机转速和反应时间对锡浸出率的影响, 得到最佳实验条件为:盐酸浓度3 mol/L、氯化铁浓度12 g/L、液固比4∶1、反应温度50 ℃、球磨机转速50 r/min, 此条件下锡浸出率达到98.83%。该工艺较好地实现了废弃线路板中锡的高效提取, 为废弃线路板有价金属回收提供了新思路。     

废弃锂离子电池正极材料酸浸出试验研究

以废弃三星手机锂电池正极活性材料为对象,将其经焙烧预处理后,采用氨基磺酸(NH_2SO_3H)溶液作为反应浸出剂,研究了不同试验条件下废弃锂电池正极活性材料的浸出行为,并对反应可能的产物和机理进行探索。试验结果表明:正极材料在450℃下焙烧1 h能够与集流体较好地分离,得到活性材料粉末;在酸浓度为0.75 mol/L,还原剂H_2O_2用量为2%.Vol,温度为80℃,固液比为10 g/L,反应时间为100 min时,钴、锂元素的回收率分别可达到93.05%和97.16%;同时分析可能生成的产物,当反应温度在氨基磺酸水解温度(60℃)以下时,产物为氨基磺酸钴,而超过60℃时,产物为硫酸钴。本研究实现了对废弃锂电池正极材料中的钴元素和锂元素的高效浸出,为进一步纯化分离钴和锂两种有价金属元素提供有利条件。     

硫脲—盐酸体系从稀土抛光粉废料中浸出回收稀土氧化物

基于稀酸溶液中Ce(Ⅳ)难溶而Ce(Ⅲ)易溶的特点,采用硫脲-稀盐酸体系还原浸出稀土抛光粉废料中稀土氧化物.考察了浸出温度、浸出时间、液固比(L/S)、盐酸浓度和硫脲用量对稀土抛光粉废料中铈浸出率的影响.结果表明:在盐酸浓度为4 mol/L、L/S为4.2、浸出温度90℃、浸出时间60 min、硫脲用量0.04 g/g...