含β-Ga2O3的荧光粉的回收方法

技术领域

本公开涉及湿法冶金领域，更具体地涉及一种含β-Ga

背景技术

稀土荧光粉又名长余辉稀土蓄光发光材料，在日光或灯光照射下吸光5～10分钟后，将吸收的光能转化后储存在晶格中，在暗处又可将储存的能量转化为光能而发光，可有效持续发光达到3小时以上，化学性质稳定，吸光、蓄光、发光过程可重复进行。应用领域广泛，市场范围很大，极具商业价值。

稀土荧光粉在生产过程中有一定的废品率，而合格的荧光粉达到使用年限后也需要进行回收处理。如果将这些荧光粉放置不管，会造成资源的浪费。

稀土荧光粉采用稀土中的部分元素经过提炼烧结加工而成，由钇铝镓石榴石组成的蓝粉和绿粉晶体结构稳定。烧结过程中镓元素变成β-Ga

我国金属镓的消费领域包括半导体和光电材料、太阳能电池、合金、医疗器械、磁性材料等，其中半导体行业已成为镓最大的消费领域，约占总消费量的80％。随着镓下游应用行业的快速发展，尤其是半导体行业和太阳能电池行业，未来金属镓需求也将稳步增长。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种含β-Ga

为了实现上述目的，本公开提供了一种含β-Ga

在一些实施例中，在步骤一中，荧光粉的粉碎筛分粒度为200目以下。

在一些实施例中，在步骤二中，氢氧化钠的质量为荧光粉颗粒的质量的1～2倍。

在一些实施例中，在步骤二中，坩埚中还加入过氧化钠。

在一些实施例中，在步骤二中，过氧化钠的质量为荧光粉颗粒的质量的0.2～0.4倍。

在一些实施例中，在步骤二中，坩埚为镍坩埚，加热设备为马弗炉，煅烧温度为600℃～650℃。

在一些实施例中，在步骤三中，水的质量为荧光粉颗粒的质量的10～20倍。

在一些实施例中，在步骤三中，烧杯在磁力搅拌器上进行搅拌反应的时间为1～2h。

在一些实施例中，在步骤三中，移走坩埚之前还用水清洗坩埚，并将清洗的洗液倒入烧杯的水内。

在一些实施例中，在步骤四中，加热混合液的温度为60～90℃。

在一些实施例中，镓的浸出率达95％以上。本公开的有益效果如下：

(1)采用该方法回收荧光粉中的镓，镓的浸出率可达95％以上；

(2)选择用熔融的氢氧化钠和过氧化钠来浸出荧光粉中的镓，在600℃～650℃时效率高、周期短、回收率高。

(3)从难溶的β-Ga

具体实施方式

下面详细说明根据本公开的含β-Ga

根据本公开的含β-Ga

在步骤一中，目数，是指原料(即荧光粉颗粒)的粒度或粗细度，一般定义是指在1英寸×1英寸的面积内有多少网孔数。目数越大，说明原料粒度越细荧光粉的比表面积随之越大，使得反应越充分；目数越小，说明原料粒度越大，荧光粉颗粒的比表面积越小，反应越不充分。由此，在本公开中，考虑荧光粉中镓的回收率和整个回收时间效率，在一些实施例中，荧光粉颗粒为100目以下。在一些实施例中，荧光粉粉碎筛分粒度为200目以下。

在步骤二中，在一些实施例中，在反应物中，氢氧化钠的质量为荧光粉颗粒的质量的1～2倍。镓元素在荧光颗粒中以β-Ga

在步骤二中，反应过程如下式所示：

Ga

Al

在步骤二中，在一些实施例中，坩埚中还加入过氧化钠。过氧化钠的加入可以让整个反应保持在强氧化环境中，破坏原料(即荧光粉颗粒，尤其是β-Ga

在步骤二中，在一些实施例中，过氧化钠的质量为荧光粉颗粒的质量的0.2～0.4倍。当过氧化钠的质量小于荧光粉颗粒的质量的0.2倍时，使荧光粉中镓离子氧化不充分，降低镓的回收率；当过氧化钠的质量大于荧光颗粒的质量的0.4倍时，造成过氧化钠过量，造成资源浪费。

在步骤二中，在一些实施例中，坩埚为镍坩埚。由于所用坩埚材质必须为耐碱熔融的材质。铂金坩埚较贵，增加成本；不锈钢坩埚不会增加成本，但是耐腐蚀性差。相比之下，镍坩埚既能耐腐蚀又能节约成本。

在步骤二中，在一些实施例中，加热设备为马弗炉。由于本公开中煅烧温度高，一般的加热设备达不到600℃以上的温度，而马弗炉能达到600℃及以上的加热温度，并且操作简单，安全。此外，马弗炉通过控制温度具有干燥功能，例如在煅烧之前进行干燥，干燥温度为120～150℃，干燥时间为20～40min。

在步骤二中，在一些实施例中，煅烧温度为600～650℃。当煅烧温度低于600℃时，使碱熔进行地不完全，造成β-Ga

在步骤三中，碱熔后的渣冷却后将坩埚一同放入烧杯的水中。由于，碱熔后的渣要进行水浸，将坩埚一同放入烧杯，便于将渣与坩埚分离，并且能够进行边水浸边铲渣的操作。

在步骤三中，在一些实施例中，水的质量为荧光粉颗粒的质量的10～20倍。当水的质量小于荧光粉颗粒质量的10倍时，水的量不足，会造成NaGaO

在步骤三中，在一些实施例中，烧杯在磁力搅拌器上进行搅拌反应的时间为1～2h。当搅拌时间小于1h时，NaGaO

在步骤三中，在一些实施例中，将烧杯加热至70～90℃以及在70～90℃下搅拌反应由带加热功能的磁力搅拌器来实现。

在步骤三中，在一些实施例中，移走坩埚之前还用水清洗坩埚，并将清洗的洗液倒入烧杯的水内。清洗包括清洗坩埚的内壁和坩埚的外壁，清洗坩埚的内壁使坩埚内的可能残留的渣彻底移入到烧杯的水，清洗坩埚的外壁避免坩埚的外壁从烧杯的水内携带出渣，如此提高回收率。此外，清洗的水量需要与原烧杯中的水量一起考虑，换句话说，在一些实施例中，在这种情况下，依然保证水的总体的质量为荧光粉颗粒的质量的10～20倍。

在步骤四中，涉及到的反应原理为：

3Ca(OH)

在步骤四中，在一些实施例中，加热混合液的温度为60～90℃。由于Ca(OH)

在步骤四中，熟石灰的加入量以满足铝离子全部沉淀即可，在一些实施例中，对应上面的方程以及原料中的铝含量，采用理论量1.2～1.5倍的熟石灰。

在步骤五中，涉及到的反应原理为：GaO

在本申请的含β-Ga

最后给出测试过程。

实施例1

将博睿的钇铝镓石榴石的荧光粉(含Ga 14.12％，Al 12.59％)过200目筛子，10g荧光粉与10g氢氧化钠混匀，放入1

表1实施例2的测试结果

计算方法：Ga浸出率＝Ga浓度*溶液体积/(原料质量*Ga的占比)

实施例2

将博睿的钇铝镓石榴石的荧光粉(含Ga 14.12％，Al 12.59％)过100目筛子，10g荧光粉与20g氢氧化钠混匀，放入1

表2实施例2的测试结果

计算方法：Ga浸出率＝Ga浓度*溶液体积/(原料质量*Ga的占比)

从实施例1和实施例2可以看出：在坩埚中加入氢氧化钠、荧光粉颗粒或在坩埚中加入氢氧化钠、荧光粉颗粒和过氧化钠，Ga浸出率均在95％以上。在实施例2中，加入氢氧化钠、荧光粉颗粒、过氧化钠的2

上述公开特征并非用来限制本公开的实施范围，因此，以本公开权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本公开的权利要求范围之内。