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PROCESS FOR RECYCLING RARE EARTH IN QUEBEC, CANADA(Canadian Patent 2,878,486 C) |
PROCÉDÉ DE RECYCLAGE DES TERRES RARES AU QUÉBEC, CANADA(Brevet Canadien 2,878,486 C)
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Download the BILINGUAL
BROCHURE on the RECYCLING OF RARE EARTH from FLUORESCENT LAMPS [PDF file (5.5 MB)] |
Télécharger la BROCHURE BILINGUE sur la RECYCLAGE DES TERRES RARES de LAMPES FLUORESCENTES [Fichier PDF (5.5 Mo)] |
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PROCESS FOR RECYCLING
RARE EARTH FROM END-OF-LIFE FLUORESCENT LAMP PHOSPHORS POWDER
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PROCÉDÉ DE RECYCLAGE
DES TERRES RARES À PARTIR DE POUDRE DE LUMINOPHORES DE LAMPES
FLUORESCENTES
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OUTLINE
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PLAN |
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This
novel chemical process addresses
the recovery of rare earth metal oxides such as terbium, europium,
yttrium, lanthanum and cerium oxides from the phosphors powder
originating from
the
recycling of end-of-life fluorescent lamps and light
bulbs, cathode ray tubes and other industrial wastes
containing rare earths elements in the form of halophosphates, tri-band
phosphors and other fluorescent materials. The process consists: (1) to submit the wastes or spent materials to either caustic fusion or hot alkaline leaching; (2) to perform the hot alkaline leaching of the solidified melt to produce insoluble solid residues and a barren alkaline leaching solution; (3) to recover the tri-basic sodium phosphate by crystallization from the barren solution; (4) to oven-dry or calcine the insoluble solid residues; (5) to perform the hot acid leaching of the oven-dried or calcined solids; (6) to recover the cerium (IV) oxide from insoluble solids; (7) to reduce the cerium-free solution, precipitate, acid leach, precipitate, calcine and recover the europium (III) oxide; (8) to precipitate the remaining rare earths as oxalates; (9) to calcine the rare earths oxalates and dissolve the rare earths oxides in acid; (10) to separate the lanthanium, yttrium, gadolinium, terbium and lutetium by ion exchange (IX) or solvent extraction (SX); (11) to precipitate and calcine the pure oxalates to yield pure yttrium (III) oxide, gadolinium (III) oxide, terbium (III, IV) oxides, and lutetium (III) oxide; (12) Finally, to regenerate the spent alkaline solution after causticizing with calcium oxide or calcium hydroxide and recycle it back to the upstream process. The process was invented by Francois CARDARELLI and it is entitled PROCESS FOR RECOVERING RARE EARTH OXIDES FROM PHOSPHORS, FLUORESCENT LAMPS AND LIGHT BULBS, CATHODE RAY TUBES AND OTHER INDUSTRIAL WASTES is now patented and enforced in Canada Canadian Patent CA 2,878,486 C [PDF file (1.84 MB)]. |
Ce
nouveau procédé chimique concerne la récupération des oxydes de métaux
des terres rares tels que les oxydes de terbium, d'europium, d'yttrium,
de lanthane et de cérium à partir de la poudre de luminophores
provenant du recyclage des lampes fluorescentes et des ampoules
électriques en fin de vie, des tubes à rayons cathodiques et d'autres
déchets industriels contenant éléments de terres rares sous forme
d'halophosphates, de luminophores tri-bandes et d'autres matériaux
fluorescents. Le procedes consiste: (1) à soumettre les déchets ou les matériaux à une fusion caustique ou à une lixiviation alcaline à chaud; (2) effectuer la lixiviation alcaline à chaud de la masse fondue solidifiée pour produire des résidus solides insolubles et une solution de lixiviation alcaline stérile; (3) récupérer le phosphate de sodium par cristallisation à partir de la solution stérile; (4) sécher au four ou calciner les résidus solides insolubles; (5) effectuer la lixiviation à chaud des solides séchés au four ou calcinés; (6) récupérer l'oxyde de cérium (IV) à partir de solides insolubles; (7) réduire la solution sans cérium, précipiter, lixivier à l'acide, précipiter, calciner et récupérer l'oxyde d'europium (III); (8) précipiter les terres rares restantes sous forme d'oxalates; (9) calciner les oxalates des terres rares et dissoudre les oxydes des terres rares dans l'acide; (10) pour séparer le lanthanium, l'yttrium, le gadolinium, le terbium et le lutétium par échange d'ions ou extraction par solvant; (11) pour précipiter et calciner les oxalates purs pour donner de l'oxyde d'yttrium (III) pur, de l'oxyde de gadolinium (III), des oxydes de terbium (III, IV) et de l'oxyde de lutétium (III); (12) Enfin, pour régénérer la solution alcaline usée après caustification avec de l'oxyde de calcium ou de l'hydroxyde de calcium et la recycler en amont. Le procédé a été inventé par François CARDARELLI et il porte la dénomination PROCESS FOR RECOVERING RARE EARTH OXIDES FROM PHOSPHORS, FLUORESCENT LAMPS AND LIGHT BULBS, CATHODE RAY TUBES AND OTHER INDUSTRIAL WASTES dont le brevet Canadien est octroye et en vigueur Brevet Canadien CA 2,878,486 C, [Fichier PDF (1.84 Mo)]. |
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BACKGROUND & CURRENT SITUATION
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FONDEMENTS & SITUATION ACTUELLE
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RECYCLING PHOSPHORS POWDER vs. OPENING A NEW RARE EARTH MINE
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LES AVANTAGES DU RECYCLAGE vs. L'OUVERTURE D'UNE MINE DE TERRES RARES
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CHALLENGES
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LES DÉFIS
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PILOT TESTINGThe pilot testing of the process was performed succesfully in-house during 2016 at ELECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATERIALS INC. facilities located in Boucherville, Qc, Canada. This using our proprietary equipments such as a 12 kW shaft kiln, 30-Liter nickel and 25-Liter fused quartz crucibles along with our 60-Liter caustic digestion vessel. The nameplate processing capacity was only 25 kg per day of retorted phosphors powders, that is, an annual nameplate capacity of 8.75 tonnes of phosphors powder if such process was carried-on 350 days in a row with sufficient raw material, enough chemicals, and staff. Larger furnaces for processing batches above 1000 kg were identified but they will require additional investment and workforce.
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ESSAIS PILOTELes essais pilotes ont été effectués avec succés dans les installations d'ÉLECTROCHEM TECHNOLOGIES & MATÉRIAUX INC. situées a Boucherville, Qc, avec nos équipements exclusifs comme le four de 12kW, nos creusets de 30 litres en nickel et de 25 litres en quartz fondu et et notre digesteur de 60 litres qui nous permet d'effectuer toutes les opérations unitaires requises par ce procédé chimique vert et innovant. La capacité de traitement était seulement de 25 kg par jour de poudre de luminophores, cela correspond à une capacité nominale annuelle de 8.75 tonnes si la production est effectuée 350 jours en ligne avec suffisament de matière première, de réactif et de personnel. Des équipements plus grand permettant de recycler 1000 kg par jour ont été identifié mais cela requiert un imvestissement en capital supplémentaire.
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PERFORMANCES
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LES PERFORMANCES
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TECHNICAL BENEFITS
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LES AVANTAGES TECHNOLOGIQUES
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ENVIRONMENTAL BENEFITS
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LES AVANTAGES ENVIRONNEMENTAUX
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ECONOMIC BENEFITS
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LES AVANTAGES ÉCONOMIQUES
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INTELLECTUAL PROPERTY (IP) - CANADIAN PATENT |
PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE - BREVET CANADIEN |
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PRESS RELEASESNEW YORK CITY, NY –
June 1st, 2014 – The
American trade magazine CHEMICAL ENGINEERING (www.che.com)
has just published its June
2014 issue including a press release describing the novel metallurgical
process and entitled - A
process that recovers rare-eath elements from "urban mining"
-
written by
Gerald Ondrey [PDF
file (49 kB)] . The article
is published in the CHEMENTATOR
section on page 12.
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COUPURES DE PRESSENEW YORK CITY, NY –
June 1st, 2014 – The
American trade magazine CHEMICAL ENGINEERING (www.che.com)
has just published its June
2014 issue including a press release describing the novel metallurgical
process and entitled - A
process that recovers rare-eath elements from "urban mining"
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written by
Gerald Ondrey [PDF
file (49 kB)] . The article
is published in the CHEMENTATOR
section on page 12.
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