一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于資源循環(huán)再利用領(lǐng)域，具體涉及一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的方法及設(shè)備。傳統(tǒng)廢舊稀土熒光粉回收方法因含有機(jī)物和玻璃雜質(zhì)，致稀土回收率低、回收成本高。本發(fā)明公開了一種廢舊稀土熒光粉富集、余熱利用的方法及其設(shè)備。廢舊稀土熒光粉低溫焙燒去除有機(jī)物雜質(zhì)，然后經(jīng)振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理去除玻璃渣雜質(zhì)，達(dá)到廢舊稀土熒光粉富集和除雜的目的。同時(shí)焙燒的余熱和風(fēng)選過程中物料釋放的余熱直接用于酸解液。本發(fā)明提供的方法及設(shè)備提高了稀土熒光粉的富集效率和回收率，實(shí)現(xiàn)了余熱綜合利用，具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、適合工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。
【專利說明】一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的方法及設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于資源循環(huán)再利用領(lǐng)域，具體涉及一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的方法及設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]收集的廢舊稀土熒光粉一般含玻璃渣(以二氧化硅計(jì))約25%，其中稀土熒光粉顆粒小于10 μ m,而玻璃渣大于30 μ m。硅雜質(zhì)元素在廢舊稀土熒光粉堿熔后酸解時(shí)形成硅鋁膠體，不僅降低稀土元素的浸出率，而且導(dǎo)致稀土萃取效率低，造成稀土回收率低、回收成本高。
[0003]現(xiàn)有的廢舊稀土熒光粉回收文獻(xiàn)主要集中在稀土元素回收，如中國(guó)發(fā)明專利CNlOl 150032公開了一種回收處理廢棄熒光燈的方法，包括熒光燈的切割，汞的回收，燈頭金屬的回收以及稀土熒光粉中的稀土元素的火法分離。該方法能將廢舊熒光燈合理的很好地拆解以及分類，但火法處理具有能耗較高以及污染較大的問題。CN101942298A公開了再生燈用稀土三基色熒光粉的方法，經(jīng)過過篩、去除磁性物質(zhì)雜質(zhì)的熒光粉，再洗滌干燥中還原氣氛中還原得到再生的熒光粉直接應(yīng)用于燈的再制造。該方法工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，但由于熒光粉的長(zhǎng)期使用以及回收處理，導(dǎo)致回收的熒光粉質(zhì)量有所下降。
[0004]同時(shí)中國(guó)發(fā)明專利ZL201210144094.0公開了一種從廢舊稀土發(fā)光材料中回收稀土的方法，采用濕法回收方法，浸出及萃取分離最終獲得單一高純的稀土氧化物，但對(duì)廢舊稀土熒光粉的純度要求較高，若含有玻璃渣雜質(zhì)，稀土回收率將會(huì)降低。CN103773357A公開了一種去除廢舊稀土熒光粉中玻璃渣和硅鋁氧化物的方法，采用預(yù)燒處理，物理篩分和化學(xué)溶解硅的綜合方法去除廢舊稀土熒光粉中的玻璃渣和硅鋁氧化物。該方法預(yù)燒處理后，廢舊稀土熒光粉將出窯爐后將冷卻至室溫再進(jìn)行下一步工序，同時(shí)該發(fā)明涉及化學(xué)方法，產(chǎn)生相應(yīng)的廢水。處理后采用濕法工藝回收稀土元素仍會(huì)有少量的硅元素?zé)o法完全除盡，不利于稀土的完全回收。
[0005]為了更加環(huán)保地解決廢舊稀土熒光粉的稀土熒光粉的富集難題，本發(fā)明公開了低溫焙燒，振動(dòng)篩分-空氣重力分選雙物理模式協(xié)同除玻璃渣，達(dá)到稀土熒光粉的高效富集。低溫焙燒的余熱通過本發(fā)明設(shè)計(jì)的余熱回收裝置進(jìn)行回收用于加熱后續(xù)酸解工序。本發(fā)明具有高效稀土熒光粉的富集、工藝清潔環(huán)保、降低了生產(chǎn)成本，適合工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是提供一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的方法及設(shè)備，采用低溫焙燒，振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理協(xié)同除玻璃渣，達(dá)到稀土熒光粉的高效富集，提高稀土回收率。同時(shí)余熱綜合利用設(shè)備合理利用物料預(yù)燒和分選余熱用于酸解液加熱，本工藝環(huán)保清潔,生產(chǎn)成本低。
[0007]—種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的設(shè)備，所述設(shè)備由輥道窯、振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選裝置、酸解槽和負(fù)壓裝置四部分組成；其中輥道窯和振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選裝置由傳送機(jī)連接，所述輥道窯的冷卻區(qū)(2)和振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選裝置的余熱由回收管道(16)傳送至酸解槽。
[0008]進(jìn)一步地，所述輥道窯還具有焙燒區(qū)(I)，所述焙燒區(qū)(I)長(zhǎng)度為10m-20m，冷卻區(qū)(2)長(zhǎng)度為5m-10m;所述輥道窯冷卻區(qū)(2)窯爐壁上方設(shè)有冷風(fēng)進(jìn)口(3)，所述冷風(fēng)進(jìn)口
(3)設(shè)有空氣過濾裝置，以及鋪裝換熱金屬網(wǎng)格槽(4)。
[0009]進(jìn)一步地，所述振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選裝置由密閉容器構(gòu)成，所述密閉容器內(nèi)包括保溫層出)、振動(dòng)篩分裝置(7)、波紋管(8)、風(fēng)口(9)、鼓風(fēng)機(jī)(10)、玻璃落料滑槽
(11)、熒光粉落料滑槽(12)和空氣分選管道(15)，所述密閉容器內(nèi)側(cè)依次設(shè)定波紋管(8)及保溫層出)，所述振動(dòng)篩分裝置(7)設(shè)置在密閉容器內(nèi)底側(cè)，所述振動(dòng)篩分裝置(7)通過玻璃落抖滑槽(11)連接設(shè)置在密閉容器外側(cè)的玻璃儲(chǔ)箱(13)，所述振動(dòng)篩分裝置(7)通過熒光粉落料滑槽(12)連接設(shè)置在密閉容器外側(cè)的熒光粉儲(chǔ)箱(14)。
[0010]進(jìn)一步地,所述振動(dòng)篩分裝置(7)為I級(jí)或多級(jí)篩分,篩孔為100目-300目；振動(dòng)篩分裝置(7)與水平呈10° -30°。
[0011]進(jìn)一步地，所述振動(dòng)篩分裝置(7)高的一端與容器壁連接處為斜面。
[0012]進(jìn)一步地,所述風(fēng)口(9)設(shè)置在振動(dòng)篩上方5cm_15cm處。
[0013]一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的方法，應(yīng)用于上述的設(shè)備，包括以下步驟:
[0014](I)將廢舊稀土熒光粉在輥道窯焙燒區(qū)進(jìn)行焙燒處理，隨后進(jìn)入冷卻區(qū)快速冷卻，將余熱進(jìn)行回收用于加熱酸解液；
[0015](2)從冷卻區(qū)出來的廢舊稀土熒光粉經(jīng)振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選富集稀土熒光粉并去除玻璃渣，同時(shí)將回收的余熱用于加熱酸解液。
[0016]進(jìn)一步地，所述步驟(I)焙燒溫度為400°C -700°C，物料推進(jìn)速度為0.5m/min-2m/min，冷卻區(qū)出料溫度為100°C _200°C。
[0017]本發(fā)明通過在振動(dòng)篩分及分選雙物理模式下進(jìn)行廢舊稀土熒光粉的富集，有效去除玻璃雜質(zhì)，工藝過程環(huán)保清潔，有利于提高稀土回收率，具有工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)等特點(diǎn)。同時(shí)通過本發(fā)明余熱綜合利用的設(shè)備能夠回收部分余熱，有效降低稀土回收成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0019]附圖2為本發(fā)明的余熱綜合再利用裝置示意圖。
[0020]其中，1、焙燒區(qū)，2、冷卻區(qū)，3、冷風(fēng)入口，4、換熱金屬網(wǎng)格槽，5、出料傳送機(jī)，6、保溫層，7、振動(dòng)篩分裝置，8、波紋管，9、鼓風(fēng)管道，10、鼓風(fēng)機(jī)，11、玻璃落料滑槽，12、熒光粉落料滑槽，13、玻璃儲(chǔ)箱，14、熒光粉儲(chǔ)箱，15、空氣分選管道，16、余熱回收管道，17、負(fù)壓泵，18、攪拌器，19、酸解槽。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實(shí)施例。
[0022]實(shí)施例1
[0023]廢舊稀土熒光粉在輥道窯進(jìn)行焙燒處理，焙燒溫度為400°C，推進(jìn)速度為0.5m/min,焙燒區(qū)長(zhǎng)度為1m,冷卻區(qū)長(zhǎng)度為5m,出窯溫度為20CTC。焙燒后傳送經(jīng)振動(dòng)篩分-重力風(fēng)選雙模物理分選，在協(xié)同方式下共同處理，振動(dòng)篩分為2級(jí)篩分，篩孔分別為200目和300目。振動(dòng)篩和收集槽與水平呈10°，在振動(dòng)篩上方1cm處，安置鼓風(fēng)管道，出風(fēng)為水平方向，振動(dòng)篩傾斜高的一端與容器壁連接處為斜面。同時(shí)焙燒的余熱和風(fēng)選過程中物料釋放的余熱由負(fù)壓裝置收集用于加熱酸解液。經(jīng)過上述方法分選得到的稀土熒光粉純度為
96.37%，雜質(zhì)硅元素含量低于2%，分選篩上玻璃渣純度為96.25%，稀土熒光粉損失率低于2%，余熱回收率為83.18%。
[0024]實(shí)施例2
[0025]廢舊稀土熒光粉在輥道窯進(jìn)行焙燒處理，焙燒溫度為500°C，推進(jìn)速度為lm/min，焙燒區(qū)長(zhǎng)度為15m,冷卻區(qū)長(zhǎng)度為6m,出窯溫度為180°C。焙燒后傳送經(jīng)振動(dòng)篩分-重力風(fēng)選雙模物理分選，在協(xié)同方式下共同處理，振動(dòng)篩分為3級(jí)篩分，篩孔分別為100目、200目和300目。振動(dòng)篩和收集槽與水平呈20°，在振動(dòng)篩上方15cm處，安置鼓風(fēng)管道，出風(fēng)為水平方向，振動(dòng)篩傾斜高的一端與容器壁連接處為斜面。同時(shí)焙燒的余熱和風(fēng)選過程中物料釋放的余熱由負(fù)壓裝置收集用于加熱酸解液。經(jīng)過上述方法分選得到的稀土熒光粉純度為
97.25%，雜質(zhì)硅元素含量低于2 %，分選篩上玻璃渣純度為94.15 %，稀土熒光粉損失率低于2%，余熱回收率為81.78%。
[0026]實(shí)施例3
[0027]廢舊稀土熒光粉在輥道窯進(jìn)行焙燒處理，焙燒溫度為600°C，推進(jìn)速度為1.5m/min,焙燒區(qū)長(zhǎng)度為20m,冷卻區(qū)長(zhǎng)度為7m,出窯溫度為16CTC。焙燒后傳送經(jīng)振動(dòng)篩分-重力風(fēng)選雙模物理分選，在協(xié)同方式下共同處理，振動(dòng)篩分為4級(jí)篩分，篩孔分別為100目、150目、200目和300目。振動(dòng)篩和收集槽與水平呈30°，在振動(dòng)篩上方5cm處，安置鼓風(fēng)管道，出風(fēng)為水平方向，振動(dòng)篩傾斜高的一端與容器壁連接處為斜面。同時(shí)焙燒的余熱和風(fēng)選過程中物料釋放的余熱由負(fù)壓裝置收集用于加熱酸解液。經(jīng)過上述方法分選得到的稀土熒光粉純度為96.83 %，雜質(zhì)硅元素含量低于2 %，分選篩上玻璃渣純度為94.31 %，稀土熒光粉損失率低于2%，余熱回收率為81.72%。
[0028]實(shí)施例4
[0029]廢舊稀土熒光粉在輥道窯進(jìn)行焙燒處理，焙燒溫度為700°C，推進(jìn)速度為2m/min，焙燒區(qū)長(zhǎng)度為15m,冷卻區(qū)長(zhǎng)度為8m,出窯溫度為140°C。焙燒后傳送經(jīng)振動(dòng)篩分-重力風(fēng)選雙模物理分選，在協(xié)同方式下共同處理，振動(dòng)篩分為I級(jí)篩分，篩孔為300目。振動(dòng)篩和收集槽與水平呈20°，在振動(dòng)篩上方1cm處，安置鼓風(fēng)管道，出風(fēng)為水平方向，振動(dòng)篩傾斜高的一端與容器壁連接處為斜面。同時(shí)焙燒的余熱和風(fēng)選過程中物料釋放的余熱由負(fù)壓裝置收集用于加熱酸解液。經(jīng)過上述方法分選得到的稀土熒光粉純度為96.86%,雜質(zhì)硅元素含量低于2%，分選篩上玻璃渣純度為92.65%，稀土熒光粉損失率低于2%，余熱回收率為86.18%。
[0030]實(shí)施例5
[0031]廢舊稀土熒光粉在輥道窯進(jìn)行焙燒處理，焙燒溫度為600°C，推進(jìn)速度為lm/min，焙燒區(qū)長(zhǎng)度為10m，冷卻區(qū)長(zhǎng)度為9m，出窯溫度為120°C。焙燒后傳送經(jīng)振動(dòng)篩分-重力風(fēng)選雙模物理分選，在協(xié)同方式下共同處理，振動(dòng)篩分為2級(jí)篩分，篩孔分別為100目和300目。振動(dòng)篩和收集槽與水平呈30°，在振動(dòng)篩上方15cm處，安置鼓風(fēng)管道，出風(fēng)為水平方向，振動(dòng)篩傾斜高的一端與容器壁連接處為斜面。同時(shí)焙燒的余熱和風(fēng)選過程中物料釋放的余熱由負(fù)壓裝置收集用于加熱酸解液。經(jīng)過上述方法分選得到的稀土熒光粉純度為97.31 %，雜質(zhì)硅元素含量低于2 %，分選篩上玻璃渣純度為97.03 %，稀土熒光粉損失率低于2 %，余熱回收率為86.08%。
[0032]實(shí)施例6
[0033]廢舊稀土熒光粉在輥道窯進(jìn)行焙燒處理，焙燒溫度為500°C，推進(jìn)速度為0.5m/min,焙燒區(qū)長(zhǎng)度為15m,冷卻區(qū)長(zhǎng)度為1m,出窯溫度為10CTC。焙燒后傳送經(jīng)振動(dòng)篩分-重力風(fēng)選雙模物理分選，在協(xié)同方式下共同處理，振動(dòng)篩分為3級(jí)篩分，篩孔分別為100目、200目和300目。振動(dòng)篩和收集槽與水平呈10° ,在振動(dòng)篩上方5cm處,安置鼓風(fēng)管道，出風(fēng)為水平方向，振動(dòng)篩傾斜高的一端與容器壁連接處為斜面。同時(shí)焙燒的余熱和風(fēng)選過程中物料釋放的余熱由負(fù)壓裝置收集用于加熱酸解液。經(jīng)過上述方法分選得到的稀土熒光粉純度為97.57%，雜質(zhì)硅元素含量低于2 %，分選篩上玻璃渣純度為94.97%，稀土熒光粉損失率低于2%，余熱回收率為86.82%。
[0034]實(shí)施例7
[0035]廢舊稀土熒光粉在輥道窯進(jìn)行焙燒處理，焙燒溫度為400°C，推進(jìn)速度為1.5m/min,焙燒區(qū)長(zhǎng)度為20m,冷卻區(qū)長(zhǎng)度為8m,出窯溫度為15CTC。焙燒后傳送經(jīng)振動(dòng)篩分-重力風(fēng)選雙模物理分選，在協(xié)同方式下共同處理，振動(dòng)篩分為4級(jí)篩分，篩孔分別為100目、150目200目和300目。振動(dòng)篩和收集槽與水平呈30°，在振動(dòng)篩上方1cm處，安置鼓風(fēng)管道，出風(fēng)為水平方向，振動(dòng)篩傾斜高的一端與容器壁連接處為斜面。同時(shí)焙燒的余熱和風(fēng)選過程中物料釋放的余熱由負(fù)壓裝置收集用于加熱酸解液。經(jīng)過上述方法分選得到的稀土熒光粉純度為97.15%，雜質(zhì)硅元素含量低于2 %，分選篩上玻璃渣純度為97.20 %，稀土熒光粉損失率低于2 %，余熱回收率為85.04%。
[0036]實(shí)施例8
[0037]廢舊稀土熒光粉在輥道窯進(jìn)行焙燒處理，焙燒溫度為700°C，推進(jìn)速度為1.5m/min,焙燒區(qū)長(zhǎng)度為15m,冷卻區(qū)長(zhǎng)度為5m,出窯溫度為20CTC。焙燒后傳送經(jīng)振動(dòng)篩分-重力風(fēng)選雙模物理分選，在協(xié)同方式下共同處理，振動(dòng)篩分為2級(jí)篩分，篩孔分別為150目和300目。振動(dòng)篩和收集槽與水平呈20°，在振動(dòng)篩上方15cm處，安置鼓風(fēng)管道，出風(fēng)為水平方向，振動(dòng)篩傾斜高的一端與容器壁連接處為斜面。同時(shí)焙燒的余熱和風(fēng)選過程中物料釋放的余熱由負(fù)壓裝置收集用于加熱酸解液。經(jīng)過上述方法分選得到的稀土熒光粉純度為98.01%,雜質(zhì)硅元素含量低于2%，分選篩上玻璃渣純度為98.15%，稀土熒光粉損失率低于2%，余熱回收率為87.14%。
【權(quán)利要求】
1.一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的設(shè)備，其特征在于:所述設(shè)備由輥道窯、振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選裝置、酸解槽和負(fù)壓裝置四部分組成；其中輥道窯和振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選裝置由傳送機(jī)連接，所述輥道窯的冷卻區(qū)(2)和振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選裝置的余熱由回收管道(16 )傳送至酸解槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的設(shè)備，其特征在于:所述輥道窯還具有焙燒區(qū)(I )，所述焙燒區(qū)(I)長(zhǎng)度為10 m-20m,冷卻區(qū)(2)長(zhǎng)度為5m-10m ;所述輥道窯冷卻區(qū)(2)窯爐壁上方設(shè)有冷風(fēng)進(jìn)口(3)，所述冷風(fēng)進(jìn)口(3)設(shè)有空氣過濾裝置，以及鋪裝換熱金屬網(wǎng)格槽(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的設(shè)備，其特征在于:所述振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選裝置由密閉容器構(gòu)成，所述密閉容器內(nèi)包括保溫層(6)、振動(dòng)篩分裝置(7)、波紋管(8)、風(fēng)口(9)、鼓風(fēng)機(jī)(10)、玻璃落料滑槽(11)、熒光粉落料滑槽(12)和空氣分選管道(15)，所述密閉容器內(nèi)側(cè)依次設(shè)定波紋管(8)及保溫層(6)，所述振動(dòng)篩分裝置(7)設(shè)置在密閉容器內(nèi)底側(cè)，所述振動(dòng)篩分裝置(7)通過玻璃落抖滑槽(11)連接設(shè)置在密閉容器外側(cè)的玻璃儲(chǔ)箱(13)，所述振動(dòng)篩分裝置(7)通過熒光粉落料滑槽(12)連接設(shè)置在密閉容器外側(cè)的熒光粉儲(chǔ)箱(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的設(shè)備，其特征在于:所述振動(dòng)篩分裝置(7)為I級(jí)或多級(jí)篩分,篩孔為100目-300目；振動(dòng)篩分裝置(7)與水平呈10° -30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的設(shè)備，其特征在于:所述振動(dòng)篩分裝置(7)高的一端與容器壁連接處為斜面。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的設(shè)備，其特征在于:所述風(fēng)口(9)設(shè)置在振動(dòng)篩上方5cm_15cm處。
7.一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的方法，應(yīng)用于上述權(quán)利要求1-6之一所述的設(shè)備，其特征在于，包括以下步驟: (1)將廢舊稀土熒光粉在輥道窯焙燒區(qū)進(jìn)行焙燒處理，隨后進(jìn)入冷卻區(qū)快速冷卻，將余熱進(jìn)行回收用于加熱酸解液； (2)從冷卻區(qū)出來的廢舊稀土熒光粉經(jīng)振動(dòng)篩分-風(fēng)選雙模物理分選富集稀土熒光粉并去除玻璃渣，同時(shí)將回收的余熱用于加熱酸解液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種廢舊稀土熒光粉富集及余熱綜合利用的設(shè)備，其特征在于:所述步驟(I)焙燒溫度為400°C -700°C，物料推進(jìn)速度為0.5m/min-2m/min，冷卻區(qū)出料溫度為 100°C -200°C。
【文檔編號(hào)】C22B7/00GK104357665SQ201410680043
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】張深根, 劉虎, 潘德安, 劉波, 田建軍 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)