制定废旧稀土回收处理技术规范第2部分废弃荧光灯中稀土的回收文档格式.docx
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每支稀土三基色荧光灯管中平均含4.5g稀土荧光粉。
根据中国照明电器协会统计，2011年我国荧光灯行业产量约为70.24亿只，出口量约为35.89亿只；
其中，紧凑型荧光灯产量约为44.50亿只，其中自镇流荧光灯产量约41.22亿只，单端荧光灯产量约为3.28亿只，紧凑型荧光灯出口量约为28.22亿只；
直管荧光灯产品产量约为21.66亿只，T8直管荧光灯产量约为10.98亿只，T5直管荧光灯产量约为7.92亿只；
环型荧光灯产量约为1.83亿只。
按照我国2008年发布的行业标准《照明电器产品中有毒有害物质的限量要求》规定，紧凑型荧光灯含汞量不超过5毫克，直管型荧光灯含汞量不超过10毫克，每年荧光灯行业耗汞数十吨。
同时，也将耗用稀土荧光粉16000多吨，折合稀土氧化物3000多吨。
可见其中的经济和战略价值显著，如不加以回收，将造成巨大的资源浪费，特别是目前稀土在各个领域使用量的大幅增长，保护稀土资源，走可持续发展的道路已经势在必行。
1.3制定标准目的、意义
环境保护部2011年初发布了《稀土工业污染物排放标准》（GB26451-2011），规定了稀土工业企业或生产设施水污染物和大气污染物排放限值、监测和监控要求，以及标准的实施与监督等相关规定。
我国于2009年9月1日颁布的标准《废弃荧光灯回收再利用技术规范》（GB/T22908-2008），阐明了相应的技术措施，但是其中仅将荧光粉做建筑填充物处理，并未利用其中的稀土元素。
另外，目前还没有从荧光灯中回收稀土的相关标准。
因此，有必要制定相关标准，对稀土的回收、拆解、运输、贮存、工艺技术、污染防护等方面进行规范，从而达到既能有效回收稀土资源，又能避免造成环境污染的目的。
1.4主要工作过程
2012年11月19日至21日在深圳召开2012年度全国稀土标准化技术委员会年会暨《稀土术语》等23项稀土标准工作会议上落实了本标准的起草任务。
在正式接到任务后，成立了标准编制工作组，确定了各成员的工作职责和任务，制定了工作计划和进度安排，确定了制定原则。
编制小组到国内各废弃荧光灯拆解处理企业和稀土废料回收处理企业进行实地调查，了解废弃荧光灯的拆解、分类、贮存、处理等过程中的技术要求与环保措施并在此基础上形成本标准征求意见稿。
2013年11月19日在江苏苏州召开了本标准的讨论会，会议由江西依路玛稀土发光材料有限公司董事长唐寅轩主持，江门市科恒实业股份有限公司、厦门通士达新材料有限公司、浙江今明光电材料有限公司、全国稀土荧光粉、灯协作网、广州有色金属研究院、北京工业大学、包钢天彩靖江科技有限公司、江西依路玛稀土发光材料有限公司、中铝稀土（宜兴）有限公司等单位参加了本次会议，会后，起草单位根据讨论会会议纪要对征求意见稿进行修改和完善，并发函至有关单位及稀土标委会征求意见，意见征集及处理情况详见“征求意见稿意见汇总处理表”，负责起草单位对反馈回来的修改意见和建议进行了认真的整理和仔细的分析后，对标准征求意见稿及其编制说明进行修改，形成本标准的预审稿及其编制说明。
2014年4月10日，在全国稀土标准化技术委员会的组织下，于北京召开了本标准预审会，来自北京有色金属研究总院、北京工业大学、包头稀土研究院、衢州奥仕特照明有限公司、中国稀土行业协会光功能材料分会、厦门通士达新材料有限公司、广州有色金属研究院、钢研纳克检测技术有限公司、钢铁研究总院、荆门市格林美新材料有限公司等10家单位的19名专家、代表参加了本次会议，形成会议纪要如下：
1.建议将标准名称修改为《废旧稀土回收处理第2部分：
废弃荧光灯中稀土的回收技术要求》；
2.3、8章的标题中应明确限定范围为废弃荧光灯；
3.回收企业基本要求中应补充符合国家法律、行政法规、强制性标准及回收设备和贮存场地要求的条款；
4.荧光粉废料的化学成分检测应当明确检测项目；
5.8.8条中应结合当前回收企业从荧光粉废料中回收单一稀土的技术水平进行要求；
6.二次污染防治应当将同类污染归入相应的章节当中。
会后，起草单位根据预审会会议纪要对预审稿进行修改，形成本标准送审稿。
二、标准编制原则
本标准的起草符合GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：
标准的结构和编写》的要求。
为指导和规范废旧显示器中稀土的回收，促进稀土的循环利用，本标准坚持以生产实际的可操作性为前提，以满足其实践性、适应性、先进性等需要为原则。
针对当前国内废旧显示器中稀土的回收现状，规定了废旧显示器中稀土回收的术语和定义、稀土回收企业基本要求、废旧显示器的回收要求、废旧显示器的处理要求、含稀土荧光粉废料的性能要求与试验方法、稀土再生技术要求、二次污染防治技术要求，以及应急预案。
三、标准主要内容与说明
3.1含汞灯具
由于含汞灯具有较高的能效、节约电能，目前还无法用其它灯源代替，所以，仍广泛运用于民用建筑、工业建筑和公用设施中。
常见的含汞灯大致有如下几种：
第一类是管型荧光灯，以T12和T8为主，常用于普通家庭、办公楼、教室、图书馆，是目前使用量最大的灯具。
第二类是紧凑型荧光灯（CFL），用于家庭住宅、旅馆、餐厅、门厅、走廊等场所。
第三类是高压钠灯、金属卤化物灯为代表的高强度气体放电灯（HID），常用于高大工业厂房、体育场馆、道路、广场、户外作业场所等，使用场所范围广，功率大，节能效果最显著，但其含汞量也相对较高。
表1荧光灯产品的基本分类
灯型
示例
管型荧光灯
直管荧光灯，主要型号T12、T10、T9、T8、T6、T5、T4、T3
环形荧光灯
紧凑型荧光灯（CompactFluorescentLamps，CFLs）
自镇流，主要型号2G、4G、6G、F类
单端荧光灯，主要型号有2G、4G、6G
3.2废弃荧光灯的危害与回收意义
荧光灯是一种气体放电灯，汞在灯管内作为气体放电介质存在。
并且荧光灯在工作时需要维持必要的游离汞蒸汽压（0.67～1.33Pa）以保证汞与玻璃、荧光粉以及电极间的化学结合。
一支普通的40W荧光灯管（T12，直径为38mm）含汞量为25～45mg，新型细直径（T8，直径26mm）的40W荧光灯管含汞量为20mg。
一支管径为10mm的紧凑型荧光灯管含汞量为10mg。
按中国照明协会统计的每年荧光灯消耗数量，平均每支以20mg计，则一年排放汞量就有8000kg，相当于80万吨废旧碱性锌锰电池排放的汞量，折算成五号电池达4000亿只，数量惊人！
早在几十年前，欧洲和美国等发达国家就认识到，含汞的废荧光灯管和高强度汞灯对环境会造成严重的污染，对人类健康、儿童生长也有着一定的不良影响。
汞的沸点很低，在常温下即可蒸发，所以废弃的荧光灯管破碎后，会立即向周围散发汞蒸汽，瞬时可使周围空气中的汞浓度达到10～20mg/m3。
倘若对废旧荧光灯管不加处理或处理处置不当，致使儿童吸入汞，将会严重影响其生长发育。
从资源利用的角度，可以对废弃荧光灯中的有价资源进行回收再利用。
荧光灯中含有97.16%的玻璃、1.05%的镍铜金属丝、0.94%的铝、0.08%的钨、0.05%的锡、0.28%的荧光粉。
3.3废弃荧光灯回收处理的政策现状
中国有关法律已明确规定含汞的废物为“危险废弃物”，应按危险废弃物的有关规定统一回收处理，我国目前已经出台有关危险废物回收处理的法律法规有：
《国家危险废物目录》、《危险废物污染防治技术政策》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《危险废物转移联单管理办法》、《危险废物经营许可证管理办法》等。
其中，《国家危险废物目录》第29类“含汞废物”中明确列出“荧光屏及汞灯制造及使用”，就是说无论报废的还是生产过程中的含汞照明灯具，都应该按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》而对其进行管理。
2001年12月中国颁布《危险废物污染防治技术政策》规定：
各级政府应制定技术、经济政策调整产品结构，淘汰高污染日光灯管，鼓励建立废日光灯管的收集体系和资金机制。
加强废日光灯管产生、收集和处理处置的管理，鼓励重点城市建设区域性的废日光灯管回收处理设施，为该区域的废日光灯管的回收处理提供服务。
依据《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》，全国规划建设功能齐全的综合性危险废物处置中心31个，新增危险废物处置能力282万t/a。
企业新改扩建350万t/a的综合利用和处置处理能力，全部处理当年产生的危险废物，并逐步消化历年贮存的危险废物。
对于废旧荧光灯管的处理处置，目前国内基本采用与生活垃圾混合填埋的处理方式。
究其原因，首先是我国相关环保法律法规出现管理真空，其次与废灯管处理处置设施建设严重滞后也有密切关系。
3.4废弃荧光灯的回收处理
回收利用法是各国最推崇的方法，它是从3R原则出发，将废弃荧光灯资源化、无害化相结合。
回收利用法的关键是废弃荧光灯破碎分离后，进行汞的处理和荧光粉中稀土资源的循环利用。
国内外回收处理废弃荧光灯方法的基本思路是相同的，首先进行清洗然后物理破碎再分离。
废弃荧光灯的破碎与物理分离技术有湿法和干法两种，其主要区别在于湿法是在溶液下进行破碎。
为避免荧光灯破碎时空气受汞蒸气的污染而在水中添加丙酮或乙醇以便更有效地捕获汞。
在欧洲、德国、芬兰、瑞士等国家生产的湿法灯碾碎机已经应用于工业。
含汞荧光灯的干法回收处理分为两个阶段：
第一阶段是粉碎分选，如图1；
第二阶段是汞蒸馏，如图2。
（1）粉碎分选阶段：
粉碎分选设备可以将整灯分离出荧光粉、玻璃、导丝和灯座材料，还可以针对灯座进行进一步分离，分离出塑料件和金属，包括铁、铝等金属，甚至可以分离节能灯电路板元件。
此设备除了处理节能灯外，技术不断延伸，成为可以处理各种灯的通用型处理器。
分离过程在负压状态下进行，整个过程无污染。
图1粉碎分选工艺流程图
（2）汞回收：
汞可以经蒸馏回收，汞蒸馏设备是一个全自动设备，系统根据蒸馏的不同物质设置了自动的控制程序。
整个蒸馏过程分为4个阶段，加热阶段、燃烧阶段、通风阶段和冷却阶段。
此蒸馏器通过加热真空室中的含汞废弃物，使废弃物里的汞转化为汞蒸气。
气体带有的有机颗粒在燃烧室内被氧化，然后气体进入高效的冷却室，最后汞便凝结成自由流动的液态汞。
汞蒸馏的工作流程如下：
图5汞回收工艺流程图
3.5稀土三基色荧光粉回收
稀土三基色荧光灯，它含有钇、铕和铽稀土荧光粉，三基色荧光粉是将三种发射窄带红（611nm）、绿（545nm）和蓝（450nm）色光谱的三种荧光粉按一定比例混合成各种不同色温的混合荧光粉，由这些混合体系荧光粉制成粉浆，涂在低压荧光灯管的内壁。
每支三基色荧光灯管平均含4.5g荧光粉，其中包括60%Eu3+掺杂的氧化钇（红粉）、30%Tb3+激活的铈镁铝酸盐（绿粉）和10%Eu2+激活的钡镁铝盐（蓝粉）。
灯用稀土荧光粉的主要构成体系有铝酸盐体系，磷酸盐体系，硼酸盐体系以及各种混合体系。
稀土三基色荧光粉主要成分为红粉：
（Y2O3：
Eu3+）；
绿粉：
（CeMgAl10Ol7：
Tb3+）和蓝粉：
（BaMgAl10O17：
Eu2+），主要含有Y、Eu、Ce、Tb四种稀土，稀土占荧光粉总量的20％以上。
废弃三基色荧光粉组分如下表所示。
根据灯用稀土荧光粉体系的化学特性，可以从废弃节能灯管中回收稀土荧光粉。
表1废弃三基色荧光粉组分
主要分析物
化合物存在形式
含量（%）
Al
Al2O3
27.6
P
P2O5
14.4
Ca
CaO
15.1
Ba
BaO
2.03
Y
Y2O3
23.2
Ce
CeO2
2.4
Eu
Eu2O3
1.9
Tb
Tb4O7
0.2
La
La2O3
0.3
风力分选是根据白色卤磷酸钙与三基色荧光粉之间存在密度差异的特性，颗粒在重力的作用下，下降的最终速度不同。
以此为依据通过把密度较小的卤磷酸钙从废弃三基色荧光粉中分离。
废稀土发光材料经过高温煅烧、盐酸优溶、过滤后，进行盐酸体系皂化P507、P204萃取剂萃取分离稀土（氨化P507溶剂萃取分离混合稀土工艺、皂化环烷酸盐酸体系萃取分离提取氧化钇）。
萃取能力（分配比）与水相平衡酸度成反比，一般萃取一个稀土离子要置换3个H+进入水相。
随着酸度增加，萃取剂萃取稀土能力迅速下降，因此必须采用氨水或氢氧化钠、碳酸氢铵等无机碱对萃取剂进行皂化，与氢离子中和；
氨化的萃取剂再与稀土离子进行交换萃取分离。
萃取分离1吨REO要消耗0.8~1.5吨液氨，产生大量（35~40吨）氨氮废水，对水资源造成严重污染。
Eu3+、Tb3+离子是发光中心，其对应的氧化物纯度是决定稀土发光材料质量的关键因素之一。
用于荧光粉的铕铽氧化物纯度一般要求4N-6N，因此，必须对铕铽氧化物进行提纯。
萃取尾液是稀土分离产生的副产物，也是环境污染源。
尾液中含有大量的Cl-和有机溶剂，特别是皂化萃取产生大量的氨氮废水（每萃取1吨REO产生35-40氨氮废水）。
因此，开发尾液氨氮再利用、有机物（P204和P507）回收技术，实现氨氮转化肥、有机物循环再利用，最大限度降低环境负担。
综上所述，废弃荧光灯中稀土回收主要涉及荧光灯回收与贮运、拆解与破碎、稀土荧光粉的分离及荧光粉中稀土元素的回收，同时，应当注意汞的恰当处理、其他有价物质的回收利用及三废的处理。
3.6标准范围的确定
本标准根据废弃荧光灯的回收拆解以及其中稀土的回收，规定了废弃荧光灯的回收要求、贮运要求、处理要求、含稀土废荧光粉料性能要求与试验方法、稀土的再生要求，二次污染防治及环境保护要求，应急预案。
3.7废弃荧光灯的回收要求
主要对废弃荧光灯管的回收环节进行规范。
包括密封保存，要求容器防渗漏且做出标记，对不同类型的荧光灯管按照管径和形状的大小进行分类贮存，此外，根据GB18599的要求，对存放荧光灯的场所也做出了规范要求。
3.8废弃荧光灯的贮运要求
对废弃荧光灯的运输贮存提出了规范要求。
在贮存时，要对含有害部件注明标示，堆放高度和时间也有限制，此外，堆放的场所必须是封闭的，且必须单独堆放，存储仓库也应该有专门制定的管理制度；
运输过程中，规定了专门的运输车辆，在运输过程中需要避免灯管破碎。
3.9荧光灯的处理要求
对荧光灯管的拆解处理进行了规范。
结合荧光灯管具体的拆解步骤，对整个拆解过程具体到对拆解设备的要求以及保护措施、拆解过程中突发状况及处理方式、拆解工人的劳保条件、拆解场所环境要求等都做出明确规范。
3.10含稀土荧光粉废料性能要求与试验方法
给出了稀土废荧光粉料的性能要求与试验方法，按照GB16487.7对废料环境控制严格要求，根据废旧荧光粉化学分析方法对拆解收集到的荧光粉进行化学分析，能够有效提高荧光灯粉的回收效率。
3.11稀土的再生要求
对稀土再生的技术进行了规范，对回收再生产品的外观和检测做出要求，有利于稀土再生利用，保证了再生稀土产品的质量。
3.12二次污染防治及环境保护要求
对稀土回收再利用处理过程中有可能出现的固体、气体、液体废弃物都做出了处理要求，按照相关国家强制性标准严格控制，防治造成二次污染，保护环境。
3.13应急预案
按照AQ/T9002的要求，结合回收企业具体情况，提出了应急预案。
四、与现行相关强制性标准的协调性
与现行国家强制标准保持协调一致。
五、重大分歧处理经过和依据
本标准编制过程中无重大分歧。
六、标准属性的建议说明
本标准为推荐性行业标准。
七、本标准与我国现行法律、法规的关系
本标准与国家和行业现行的相关方针、政策、法律、法规是协调一致的。
八、贯彻标准的要求和措施建议
本标准结合实际情况，总结了废旧荧光灯管中稀土元素的回收方法和安全要求，有利于加强国内废旧荧光灯管回收企业回收与安全管理，提高从荧光灯中稀土元素的回收率，对废弃荧光灯管的回收、处理具有指导意义。
九、废止现行相关标准的建议
无。
十、其他应予说明的事项
无
《废旧稀土回收处理》标准编制组
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