从废旧稀土荧光粉中回收稀土元素,可以有效解决我们所面临的稀土资源问题。铝酸盐结构的稀土荧光粉具有很好的发光效率和实用价值,是被广泛应用的荧光粉。铝酸盐结构的稀土蓝粉和绿粉结构稳定,难以回收其中的稀土元素,导致稀土回收率低。碱熔是一种有效处理铝酸盐结构荧光粉的工艺手段,两步酸解法工艺主要采用碱熔方法处理难溶废旧荧光粉,有效提高了稀土浸出率。但是现阶段碱熔机理并不完善,碱熔工艺流程还可以进一步改进。本文通过对蓝粉和绿粉碱熔过程的物相分析,计算碱熔反应的活化能,对整个碱熔过程进行热力学分析。通过蓝粉、绿粉分别和不同碱熔剂(KOH,NaOH,Ca(OH)2,NaCl,Na2CO3和Na2O2)的对比反应,从离子作用的角度解释反应过程。本文认为破坏铝酸盐荧光粉的官能团是含氧阴离子(OH-,CO32-,O22-),稀土离子与游离的含氧阴离子结合以逃离结构,导致荧光粉结构被破坏。这一观点可用来解释蓝粉和绿粉中稀土元素的回收原理及移动轨迹。本文在实验分析的基础上,提出阴-阳离子协同作用理论,更加全面的说明铝酸盐荧光粉的碱熔理论。在铝酸盐稀土荧光粉碱熔时,阳离子会取代镜面层的稀土离子,而阴离子的存在会保证取代能够发生,由于电价不匹配,晶体结构发生畸变,结构崩塌。这一理论说明了铝酸盐结构荧光粉结构变化的过程,补充了碱熔的基础理论。通过中试实验和模拟实验的结果,本文评价了两步酸解法工艺的可行性。基于处理1t废旧荧光粉的中试实验结果,经济分析表明产品价值约为直接输入消耗的4倍,说明工艺本身是富有价值的;环境评价指出,工艺对环境最大的影响来自水资源的消耗以及能源消耗产生的温室气体。根据工艺的评价分析,提出了荧光粉除硅预处理,来改进两步酸解法工艺。对废旧荧光粉进行300目物理筛分,可除去56%的二氧化硅,可节省0.215 t的片碱,0.538 t盐酸和0.8 m3的水。废水和废渣的产生量也会相应地减少,由硅酸胶体吸附导致的稀土元素损失也会降低。稀土资源短缺是世界面临的共同问题,从替代、法规、减量和循环等方面对稀土资源管理进行合理安排,加强对基础理论和回收工艺的研究,对我们应对类似的资源短缺问题有重要意义。