專利名稱：一種從氧化后的釹鐵硼廢料中提取稀土的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及稀土資源回收和循環(huán)利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種從氧化后的釹鐵硼廢料中提取稀土的方法。
背景技術(shù)：
釹鐵硼永磁體是一種性能優(yōu)越的永磁材料，自從1983年問世以來，就從眾多的永磁材料中脫穎而出，被廣泛應(yīng)用于高科技的各個(gè)領(lǐng)域。由于釹鐵硼永磁材料具有高剩磁、高矯頑力、高磁能積而成為永磁材料中的佼佼者，被公認(rèn)為“磁王”。我國(guó)在釹鐵硼永磁材料生產(chǎn)方面已初步形成了自己的產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)量約占全球總額的45%。近年來，中國(guó)燒結(jié)釹鐵硼的產(chǎn)量以35%的速度增長(zhǎng)，估算2010年我國(guó)釹鐵硼的產(chǎn)量已超過10萬噸。在生產(chǎn)釹鐵硼永磁元件的過程中，必須對(duì)其進(jìn)行機(jī)械加工，并使之成為長(zhǎng)方形、正 方形、圓形、內(nèi)外圓形、瓦形和特殊形狀的磁件。在這一加工過程中將產(chǎn)生不少切料、割料和磨料類的廢料，加上不合格的磁件，其廢料量約為原料重量約30%。以2010年我國(guó)10萬噸釹鐵硼產(chǎn)量計(jì)，當(dāng)年的錢鐵硼邊角廢料和不合格產(chǎn)品總量約3萬噸。釹鐵硼邊角廢料的組成成分與成品幾乎完全一致，含有約30%左右的稀土元素，60°/Γ65%的鐵，另有鉆、鋁。上述稀土元素中約90%左右為Nd，其余為Dy，Tb, Gd, Ho等；隨著永磁材料生產(chǎn)廠家對(duì)Pr或者Pr-Nd原料的采用，錢鐵硼邊角廢料中往往還含有Pr。在世界制造業(yè)，新材料產(chǎn)業(yè)中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移的過程中，作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的新材料行業(yè)備受矚口，作為新材料產(chǎn)業(yè)重要組成部分的稀土永磁材料，尤其是釹鐵硼生產(chǎn)上，已經(jīng)初步形成了自已的產(chǎn)業(yè)體系，產(chǎn)量己占到了世界總額的45 %。根據(jù)目前關(guān)于釹鐵硼廢料回收利用方法的已有文獻(xiàn)報(bào)道和專利，其主要方法包括氟化物沉淀法、硫酸-復(fù)鹽沉淀工藝、采用鹽酸為溶劑的全溶法、氧化焙燒-鹽酸溶解等；這些方法對(duì)包括Nd，Pr, Dy, Tb, Gd, Ho等不同稀土元素的回收缺乏進(jìn)行清晰分質(zhì)的針對(duì)性措施。在具體生產(chǎn)實(shí)施過程中，存在回收利用率低，固、液廢棄物產(chǎn)生量大以及稀土產(chǎn)品品質(zhì)不聞等情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種從氧化后的釹鐵硼廢料中提取稀土的方法.，其目的是為了解決以往釹鐵硼廢料回收環(huán)節(jié)所存在的回收利用率低，固、液廢棄物產(chǎn)生量大以及稀土產(chǎn)品品質(zhì)不高等問題，從而提供一種以釹硼廢料為原料回收氧化氧化鐠釹、氧化鏑、氧化鋱、氧化欽、氧化釓的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種從氧化后的釹鐵硼廢料中提取稀土的方法，該方法包括以下步驟
a.將釹鐵硼廢料加水調(diào)配；
b.將調(diào)配好的原料進(jìn)行過濾；
c.對(duì)過濾后的泥料進(jìn)行氧化焙燒；d.對(duì)一次球磨后原料進(jìn)行二次雷蒙磨；
e.對(duì)二次研磨的產(chǎn)物加酸浸出；
f.對(duì)加酸浸出的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，分離后的料液萃取除鐵，形成氯化稀土；
g.采用P507煤油-鹽酸分離體系萃取分離氯化稀土；
h.分離后的氯化稀土中，對(duì)其中的氯化鐠釹進(jìn)行萃取除鋁；
i.對(duì)分離后的稀土溶液分別進(jìn)行沉淀； j.對(duì)沉淀進(jìn)行灼燒。其中，步驟a中，錢鐵硼廢料和水的重量比優(yōu)選為2 :3，其正負(fù)誤差不超過10%。步驟a中，與釹鐵硼廢料混合的水優(yōu)選為去離子水。步驟b中，優(yōu)選控制形成的泥料的粒度范圍為90-200目。步驟b中，所述泥料經(jīng)過過濾后的含水量?jī)?yōu)選控制在20 % -30%。其目的是提高氧化設(shè)備的生產(chǎn)效率，并且提高物料的氧化效率，從而提高物料回收效率。步驟c中，氧化焙燒的溫度范圍優(yōu)選為800攝氏度到950攝氏度之間。其目的是提高亞鐵鹽的氧化速度，提高物料回收效率。步驟e，加入的酸優(yōu)選為鹽酸、硝酸和硫酸中的一種或幾種。步驟e，還向二次研磨得到的產(chǎn)物中加入氧化物，所述氧化物優(yōu)選為高錳酸鉀、氯酸鈉、氯酸鉀和雙氧水中的一種或幾種。步驟h中，采用環(huán)烷酸萃取劑先萃取鋁離子；分離后對(duì)含鋁溶液再加入草酸沉淀稀土，使稀土與鋁分開。步驟i中，加入碳酸氫銨或碳酸鈉以沉淀稀土。上述從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法中，增加了萃取除鋁的工藝過程。其目的是去除回收料稀土元素中的鋁元素，從而減少回收稀土氧化物在電解過程中，由于所含鋁元素在電解槽陰極附近聚集所帶來的負(fù)面效應(yīng)，包括降低電耗，增加電解效率，延長(zhǎng)電解槽壽命，增加稀土金屬產(chǎn)品的質(zhì)量等等，從而優(yōu)化了稀土產(chǎn)品的延伸領(lǐng)域，提高了稀土金屬產(chǎn)品的性能。有益效果
(I)相比傳統(tǒng)的研磨粉碎作業(yè)需要將錢鐵硼邊角廢料粉碎成100—800目的細(xì)粉或微粉而言，本發(fā)明方法僅需要將釹鐵硼邊角廢料切碎到IOOg/塊以下，杜絕了揚(yáng)塵、微粉對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員和周邊環(huán)境的傷害和污染，避免了大量的惰性氣體的消耗，大幅度減少煤、電能源的消耗，在生產(chǎn)操作和控制過程中小存在任何危險(xiǎn)，同時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大為降低，作業(yè)周期大為縮短。(2)預(yù)處理工序在正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，第I筒節(jié)部位僅以利用錢鐵硼廢料碎塊在回轉(zhuǎn)窯中的自燃產(chǎn)熱作為窯內(nèi)唯一熱源，通過其自發(fā)產(chǎn)熱達(dá)到氧化焙燒的目的，無需外加熱源功率。如此可以大幅度減少能煤、電等外部能源的消耗。(3)通過多筒節(jié)內(nèi)熱式自燃回轉(zhuǎn)窯的各筒節(jié)和筒節(jié)間控制，可以使得釹鐵硼廢料實(shí)現(xiàn)充分氧化焙燒效果，且可以滿足連續(xù)生產(chǎn)的要求，作效效果和生產(chǎn)效率大為提高。


圖I為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示的一種從氧化后的釹鐵硼廢料中提取稀土的方法流程，其步驟為I)球磨將錢鐵硼廢料與水混合并進(jìn)行球磨，嚴(yán)格控制經(jīng)球磨后產(chǎn)生泥料的粒度，粒度范圍為90-200目；其目的是提高亞鐵鹽的氧化程度，提高稀土的回收效率。在球磨時(shí)控制錢鐵硼廢料和水的比例在2 :3，其正負(fù)誤差不超過10% ;其目的是提高球磨效率，有利于控制物料粒度，以及提高亞鐵鹽的氧化程度，提高回收效率。球磨用水為去離子純凈水，其目的是降低產(chǎn)品中的非稀土雜質(zhì)，如Ca2+，Mg2+，Si, Mn, B—等，使得回收產(chǎn)品的非稀土雜質(zhì)含量達(dá)到甚至低于用常規(guī)原料生產(chǎn)的產(chǎn)品的非稀土雜質(zhì)含量的水平。2)真空過濾利用抽吸真空加快過濾速度，控制原料的含水量在20%_30%，以增加物料的氧化率，提高稀土的收率。3)氧化焙燒在高溫下將磨碎的料漿氧化焙燒，主要目的是降低加酸浸出時(shí)鐵的溶出率?？刂蒲趸瘻囟仍?00°C _950°C之間，時(shí)間在90min以上，以提高Fe2+的氧化速度， 從而使回收率得到提高。4) 二次研磨將氧化合格的物料進(jìn)行研磨，主要是提高稀土回收率。5)加酸浸出目的是把廢料中的稀土全部溶出，并進(jìn)行固液分離。6)萃取除鐵將料液中的鐵經(jīng)萃取與稀土有效分離。7)氯化稀土在加酸浸出的過程中由于鹽酸的加入形成鐵和稀土元素的氯化物，在萃取鐵的過程中，中性萃取劑N235不與稀土離子反應(yīng)，鐵自然與稀土元素分開，形成氯化稀土。稀土分離把稀土溶液中的稀土經(jīng)P507煤油-鹽酸分離體系分離為單一稀土溶液。9)萃取除鋁萃取除鋁的具體原理及操作為鋁作為金屬離子存在于稀土溶液中，它在前面的工序中無法除去；由于鋁離子的分離系數(shù)介于鐠離子和釹離子之間，采用環(huán)烷酸萃取劑先萃取鋁離子，同時(shí)少量地萃取稀土，這樣就達(dá)到了鋁和稀土的分離；分離后產(chǎn)出高鋁稀土和低鋁稀土兩種溶液，對(duì)高鋁溶液再加入草酸沉淀稀土，使稀土與鋁分開。此工藝操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，在萃取生產(chǎn)上得到充分運(yùn)用。10)沉淀、灼燒此工段主要是將分離后的單一稀土轉(zhuǎn)化為稀土氧化物，作為單一稀土金屬加上的原料。經(jīng)試驗(yàn)證明加酸浸出步驟中，加入的酸性物可以是以下一種或幾種鹽酸、硝酸、硫酸等。加酸浸出步驟中，還可向體系中加入以下氧化物高錳酸鉀、氯酸鈉、氯酸鉀、雙氧水中的一種或幾種。沉淀步驟中，向體系中加入碳酸氫銨或碳酸鈉以沉淀稀土。
權(quán)利要求
1.一種從氧化后的釹鐵硼廢料中提取稀土的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 a.將釹鐵硼廢進(jìn)行氧化焙燒； b.對(duì)焙燒后的原料進(jìn)行球磨處理； c.對(duì)一次球磨后原料進(jìn)行二次雷蒙磨； d.對(duì)二次研磨的產(chǎn)物加酸浸出；e.對(duì)加酸浸出的產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，分離后的料液萃取除鐵，形成氯化稀土； f.采用煤油-鹽酸分離體系萃取分離氯化稀土； g.分離后的氯化稀土中，對(duì)其中的氯化鐠釹進(jìn)行萃取除鋁； h.對(duì)分離后的稀土溶液分別進(jìn)行沉淀； i.對(duì)沉淀進(jìn)行灼燒； j.對(duì)灼燒后的混料進(jìn)行過篩入庫(kù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種從氧化后的釹鐵硼廢料中提取稀土的方法，其步驟為將釹鐵硼廢料與水混合后進(jìn)行研磨將研磨后的錢鐵硼廢料氧化；對(duì)氧化產(chǎn)物進(jìn)行一次研磨；加酸浸出；固液分離；萃取除鐵；氯化稀土；萃取分離稀土；萃取除鋁；沉淀；和灼燒。應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行稀土回收的有益效果在于，增加了5-8%的稀土回收率；且回收后的稀土使用價(jià)值得到提高，降低了進(jìn)一步加工的生產(chǎn)成本有效解決了單一稀土電解時(shí)熔鹽的“泥狀物”問題，提高了稀土金屬在電解時(shí)的電解效率并能有效降低電耗；降低了金屬中的非稀土元素如C、S、O等的含量。
文檔編號(hào)C22B7/00GK102719674SQ20121024199
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者楊劍 申請(qǐng)人:贛縣金鷹稀土實(shí)業(yè)有限公司