燒結(jié)釹鐵硼回收料的再利用方法
【專利摘要】燒結(jié)釹鐵硼回收料的再利用方法，回收料經(jīng)破碎、氫破、過篩、混料、氣流磨破碎成一定粒度的粉料，在氬氣氛圍中，用噴氣式法向過篩粉料中添加Pr-Nd或Nd稀土納米添加劑，并混勻；取粉料經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、燒結(jié)，后燒結(jié)樣品進行性能檢測，根據(jù)樣品檢測結(jié)果和性能要求，添加0～60wt%相關(guān)牌號的粉料并混勻，再經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、燒結(jié)制成釹鐵硼成品；該回收方法不需焙燒和再熔煉，僅需在回收料粉體中直接添加稀土納米粉并均勻混合即可按常規(guī)工藝制備產(chǎn)品，工藝流程簡單，節(jié)省了工時與能耗；稀土相對用量減少50%，矯頑力相對增加15～20%；由于稀土納米添加劑的效應(yīng)，在燒結(jié)中增加了液相流動性，提高了磁體一致性，降低了燒結(jié)溫度與縮短了時間。
【專利說明】燒結(jié)釹鐵硼回收料的再利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直接添加稀土納米添加劑生成晶界相的燒結(jié)釹鐵硼回收料再利用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種制備高矯頑力釹鐵硼永磁材料的燒結(jié)釹鐵硼回收料的再利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國的稀土資源經(jīng)過幾十年的采挖，資源量越來越少，稀土元素回收利用成為實現(xiàn)稀土循環(huán)利用的重要手段。由于生產(chǎn)工藝及使用因素，釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)、應(yīng)用、廢棄環(huán)節(jié)都產(chǎn)生大量的含稀土回收料。2013年，我國生產(chǎn)釹鐵硼33.5萬噸，由此所產(chǎn)生的釹鐵硼廢料6.7萬多噸，其中磁選領(lǐng)域每年可回收的釹鐵硼廢料約占廢料總量的5%左右，達到3500噸。目前釹鐵硼的年產(chǎn)量以大于20%速度增長，預(yù)計到2020年我國釹鐵硼的產(chǎn)量將超過120萬噸,將產(chǎn)生釹鐵硼廢料約24萬噸。目前現(xiàn)有的利用釹鐵硼回收料重新制備釹鐵硼永磁材料的方法主要是:(I)用高稀土含量的釹鐵硼合金粉同廢料按照一定的比例進行混合后制備釹鐵硼永磁材料；(2)利用稀土氫化物同釹鐵硼廢料按一定的比例混合后制備制備釹鐵硼永磁材料，以上兩種方法存在稀土用量大、工藝流程復(fù)雜、耗時、耗電等缺點。因此，燒結(jié)釹鐵硼回收料再利用的方法還需進一步改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對上述技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀提供一種工藝簡單、稀土利用率高、節(jié)能環(huán)保、低成本利用釹鐵硼回收料的燒結(jié)釹鐵硼回收料的再利用方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:直接向釹鐵硼回收料粉體中添加稀土納米添加劑制備釹鐵硼的一種方法，具體步驟包括:
a、將釹鐵硼回收料采用顎式破碎機粗破碎成2(T40mm的塊狀大顆粒，再用錘破機將大顆粒進一步破碎成10_以下粒徑的小顆粒；
b、將粉料在氫碎爐的反應(yīng)爸內(nèi)常溫吸氫2?4小時后加熱至550?650°C脫氫6?7小時，制備出粒度為60?80目的粗顆粒并用10目的振動篩篩料，后加入廣5%。的防氧化劑均勻混合10?30分鐘后備用；
C、將b步驟混后的廢料粉由QLM-400型氣流磨在0.8MPa工作壓力下磨至平均粒度為
3.0?5.0 μ m的細粉末，所得粉料在氮氣保護下經(jīng)振動篩篩料，以去除廢料粉中的雜質(zhì)；
d、在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向經(jīng)c步過篩的粉料中添加l?6wt%平均粒徑為4(T60nm的Pr-Nd或Nd稀土納米級添加劑,并在混料機中均勻混合2?4小時,而得到納米添加劑均勻吸附于釹鐵硼主相周圍的混合粉末；
e、取適量經(jīng)d步驟制成的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成釹鐵硼毛坯樣品后，進行磁性能測試；
f、根據(jù)e步驟毛坯樣品檢測結(jié)果和產(chǎn)品性能要求，向c步驟粉料中添加(T60wt%相關(guān)牌號的釹鐵硼粉料，在混料機上混合2?4小時；g、將f步驟制成的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成釹鐵硼磁體。
[0005]本發(fā)明所采用的防氧化劑為聚環(huán)氧乙烷烷基醚、聚環(huán)氧乙烷單脂肪酸酯或聚環(huán)氧乙烷烯丙基醚。
[0006]平均粒徑為4(T60nm的Pr-Nd或Nd粉采用快速一原位包裝稀土納米粉電弧法制備；釹鐵硼磁體樣品的檢測數(shù)量為5~10塊；相關(guān)牌號的釹鐵硼粉料可采用現(xiàn)有常規(guī)工藝生產(chǎn)，例如:N54、N52、N48、N45、N42、MO、N38、N35、N33 及高矯頑力牌號粉料。
[0007]本發(fā)明所述稀土納米級添加劑Pr-Nd的優(yōu)化添加量為f 2wt%。
[0008]本發(fā)明所述稀土納米級添加劑Nd的優(yōu)化添加量為3飛wt%。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
1、燒結(jié)釹鐵硼回收料的再利用不需進行焙燒和再熔煉；
2、僅需在回收料粉體中直接添加稀土納米粉并均勻混合即可按常規(guī)工藝制備產(chǎn)品，工藝流程簡單，節(jié)省了大量的工時與能耗；
3、同稀土氫化物再利用方法相比，同等性能產(chǎn)品稀土相對用量減少50%;同等稀土添加量，矯頑力相對增加1 5~20% ；
4、由于稀土納米添加劑的小尺寸效應(yīng)，在燒結(jié)過程中增加了液相的流動性，進而提高了磁體的一致性，同時降低了燒結(jié)溫度與縮短了燒結(jié)時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
下面將通過實例并結(jié)合工藝流程圖對發(fā)明作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍以權(quán)利要求書為準。
【具體實施方式】
[0011]實施例1:N38
先采用快速一原位包裝稀土納米粉電弧法將金屬塊狀Pr或Pr-Nd加工成平均粒徑為40~60nm納米級粉體。
[0012]將釹鐵硼回收料采用顎式破碎機粗破碎成2(T40mm的塊狀大顆粒，再用錘破機將大顆粒進一步破碎成IOmm以下粒徑的小顆粒。
[0013]將粉料在氫碎爐的反應(yīng)爸內(nèi)常溫吸氫2~4小時后加熱至550~650°C脫氫6~7小時，制備出粒度為60~80目的粗顆粒并用10目的振動篩篩料，后加入廣5%。的防氧化劑(聚環(huán)氧乙烷烷基醚)均勻混合10-30分鐘。
[0014]將氫破碎混后的廢料粉由QLM-400型氣流磨在0.8MPa工作壓力下磨至平均粒度為3.0~5.0 μ m的細粉末，所得粉料在氮氣保護下經(jīng)振動篩篩料，以去除廢料粉中的雜質(zhì)。
[0015]在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向過篩的粉料中添加lwt%平均粒徑為4(T60nm的Pr-Nd稀土納米級添加劑，并在混料機中均勻混合2~4小時，而得到納米級添加劑均勻吸附于釹鐵硼主相周圍的混合粉末。
[0016]取適量混合均勻的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成51X51X25.5規(guī)格5~10塊釹鐵硼毛坯樣品后，進行磁性能測試。測試的數(shù)據(jù)為:Br:1.25~1.28T, Hcb:955~987kA/m，Hcj:1130~1178kA/m，(BH)max:300~318kJ/m3，根據(jù) GB/T13560-2009判定其性能符合048004 (NdFeB300/96)牌號的性能要求，該批回收料可用于批量生產(chǎn)048004 (NdFeB300/96)牌號的產(chǎn)品。
[0017]實施例2:N40
先采用快速一原位包裝稀土納米粉電弧法將金屬塊狀Pr或Pr-Nd加工成平均粒徑為40~60nm納米級粉體。
[0018]將釹鐵硼回收料采用顎式破碎機粗破碎成2(T40mm的塊狀大顆粒，再用錘破機將大顆粒進一步破碎成IOmm以下粒徑的小顆粒。
[0019]將粉料在氫碎爐的反應(yīng)爸內(nèi)常溫吸氫2~4小時后加熱至550~650°C脫氫6~7小時，制備出粒度為60~80目的粗顆粒并用10目的振動篩篩料，后加入廣5%。的防氧化劑(聚環(huán)氧乙烷單脂肪酸酯)均勻混合10-30分鐘。
[0020]將氫破碎混后的廢料粉由QLM-400型氣流磨在0.8MPa工作壓力下磨至平均粒度為3.0~5.0 μ m的細粉末，所得粉料在氮氣保護下經(jīng)振動篩篩料，以去除廢料粉中的雜質(zhì)。
[0021]在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向過篩的粉料中添加1.5wt%粒徑為4(T60nm的Pr-Nd稀土納米級添加劑，并在混料機中均勻混合2~4小時，而得到納米級添加劑均勻吸附于釹鐵硼主相周圍的混合粉末。
[0022]取適量混合均勻的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成51X51X25.5規(guī)格5~10塊釹鐵硼毛坯樣品后，進行磁性能測試。測試的數(shù)據(jù)為:Br:
1.25~1.28T, Hcb:931 ~987kA/m，Hcj:1075~1178kA/m，(BH)max:30(T318kJ/m3，現(xiàn)有 048002(NdFeB350/96)牌號常規(guī)粉料且需要制備048003(NdFeB320/96)牌號產(chǎn)品，將回收料粉料與常規(guī)粉料(048002牌號)按6:4比例在混料機中均勻混合2~4小時，充分混合后進行批量磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)，產(chǎn)品性能測試數(shù)據(jù)為:Br:1.27^1.30T, Hcb:963、95kA/m, Hcj:1075~1120kA/m，(BH)max:312~333kJ/m3，根據(jù) GB/T13560-2009 判定其性能符合048003(NdFeB320/96)牌號的性能要求，該批回收料可用于批量生產(chǎn)048003(NdFeB320/96)牌號的產(chǎn)品。
[0023]實施例3:N42
與實施例2區(qū)別在于:現(xiàn)有048001 (NdFeB380/80)牌號常規(guī)粉料且需要制備048002(NdFeB350/96)牌號產(chǎn)品，將回收料粉料與常規(guī)粉料(048001牌號)按4:6比例在混料機中均勻混合2~4小時，充分混合后進行批量磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)，產(chǎn)品性能測試數(shù)據(jù)為:Br:1.32~1.36T, Hcb:971 ~1003kA/m，Hcj:102(Tl066kA/m，(BH)max:338~358kJ/m3,根據(jù)GB/T13560-2009判定其性能符合048002 (NdFeB350/96)牌號的性能要求，該批回收料可用于批量生產(chǎn)048002 (NdFeB350/96)牌號的產(chǎn)品；防氧化劑為聚環(huán)氧乙烷烯丙基醚。而其它則與實施例2相同，故省略。
[0024]實施例4:38M
與實施例1區(qū)別在于:在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向過篩的粉料中添加2wt%平均粒徑為40~60nm的Pr-Nd稀土納米添加劑;測試的數(shù)據(jù)為:Br:1.23~1.26T，Hcb:931 ~975kA/m，Hcj: 1258~1305kA/m，(BH)max:286~303kJ/m3，根據(jù) GB/T13560-2009 判定其性能符合048014 (NdFeB300/110)牌號的性能要求，該批回收料可用于批量生產(chǎn)048014(NdFeB300/110)牌號的產(chǎn)品。
[0025]實施例5:40M
與實施例2區(qū)別在于:在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向過篩的粉料中添加2wt%平均粒徑為4(T60nm的Pr-Nd稀土納米添加劑；取適量混合均勻的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成51X51X25.5規(guī)格5?10塊釹鐵硼毛坯樣品后，進行磁性能測試。測試的數(shù)據(jù)為:Br:1.23?1.26T，Hcb:931?975kA/m，Hcj:1258?1305kA/m, (BH)max:286?303kJ/m3，現(xiàn)有 048002 (NdFeB350/96)牌號常規(guī)粉料且需要制備 048013(NdFeB320/110)牌號產(chǎn)品，將回收料粉料與常規(guī)粉料(048002牌號)按6:4比例在混料機中均勻混合2?4小時，充分混合后進行批量磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)，產(chǎn)品性能測試數(shù)據(jù)為:Br:1.26?1.30T, Hcb:955?995kA/m，Hcj:1162?1210kA/m，(BH)max:303?333kJ/m3，根據(jù)GB/T13560-2009判定其性能符合048013 (NdFeB320/110)牌號的性能要求，該批回收料可用于批量生產(chǎn)048013 (NdFeB320/110)牌號的產(chǎn)品。而其它則與實施例2相同，故省略。
[0026]實施例6:42M
與實施例2區(qū)別在于:在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向過篩的粉料中添加2.5wt%平均粒徑為4(T60nm的Pr-Nd稀土納米添加劑；取適量混合均勻的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成51X51X25.5規(guī)格5?10塊釹鐵硼毛坯樣品后，進行磁性能測試。測試的數(shù)據(jù)為:Br:1.23?1.26T，Hcb:931?975kA/m，Hcj: 1258?1305kA/m，(BH)max:286?303kJ/m3，現(xiàn)有 048000 (NdFeB415/80)牌號常規(guī)粉料且需要制備 048012(NdFeB350/110)牌號產(chǎn)品，將回收料粉料與常規(guī)粉料(048000牌號)按5:5比例在混料機中均勻混合2?4小時，充分混合后進行批量磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)，產(chǎn)品性能測試數(shù)據(jù)為:Br:1.33 ?1.36T，Hcb:979?1003kA/m，He j:1098?1138kA/m，(BH) max:342?358kJ/m3,根據(jù)GB/T13560-2009判定其性能符合048013 (NdFeB320/110)牌號的性能要求，該批回收料可用于批量生產(chǎn)048013 (NdFeB320/110)牌號的產(chǎn)品。
[0027]實施例7:35H
與實施例1區(qū)別在于:在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向過篩的粉料中添加3wt%平均粒徑為40?60nm的Nd稀土納米添加劑;測試的數(shù)據(jù)為:Br:1.18?1.23T，Hcb:891 ?907kA/m，Hcj: 1377?1417kA/m，(BH)max:279?290kJ/m3，根據(jù) GB/T13560-2009 判定其性能符合048026 (NdFeB280/135)牌號的性能要求，該批回收料可用于批量生產(chǎn)048026(NdFeB280/135)牌號的產(chǎn)品；所選用的防氧化劑為聚環(huán)氧乙烷單脂肪酸酯。而其它則與實施例I相同，故省略。
[0028]實施例8:38H
與實施例2區(qū)別在于:在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向過篩的粉料中添加4 wt%平均粒徑為4(T60nm的Nd稀土納米添加劑；取適量混合均勻的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成51X51X25.5規(guī)格5?10塊釹鐵硼毛坯樣品后，進行磁性能測試。測試的數(shù)據(jù)為:Br:1.20?1.23T，Hcb:907?955kA/m，Hcj: 1496?1552kA/m，(BH)max:277?290kJ/m3，現(xiàn)有 048001 (NdFeB380/80)牌號常規(guī)粉料且需要制備 048025(NdFeB300/135)牌號產(chǎn)品，將回收料粉料與常規(guī)粉料(048001牌號)按8:2比例在混料機中均勻混合2?4小時，充分混合后進行批量磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)，產(chǎn)品性能測試數(shù)據(jù)為:Br:1.23?1.26T, Hcb:931 ?975kA/m，Hcj: 1361 ?1401kA/m，(BH)max:288?305kJ/m3，根據(jù)GB/T13560-2009判定其性能符合048025 (NdFeB300/135)牌號的性能要求，該批回收料可用于批量生產(chǎn)048025 (NdFeB300/135)牌號的產(chǎn)品；防氧化劑為聚環(huán)氧乙烷烯丙基醚。
[0029]實施例 9:35SH
與實施例2區(qū)別在于:在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向過篩的粉料中添加6wt%平均粒徑為4(T60nm的Nd稀土納米添加劑；取適量混合均勻的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成51X51X25.5規(guī)格5?10塊釹鐵硼毛坯樣品后，進行磁性能測試。測試的數(shù)據(jù)為:Br:1.15 ?1.18T，Hcb:860?890kA/m，Hcj: 180(Tl847kA/m，(BH)max:255?270kJ/m3，現(xiàn)有 048001 (NdFeB380/80)牌號常規(guī)粉料且需要制備 048025(NdFeB300/135)牌號產(chǎn)品，將回收料粉料與常規(guī)粉料(048001牌號)按8:2比例在混料機中均勻混合2?4小時，充分混合后進行批量磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)，產(chǎn)品性能測試數(shù)據(jù)為:Br:1.17?1.21T, Hcb:883?900kA/m，Hcj: 1624?1672kA/m，(BH)max:263?279kJ/m3,根據(jù)GB/T13560-2009判定其性能符合048034 (NdFeB280/160)牌號的性能要求，該批回收料可用于批量生產(chǎn)048034 (NdFeB280/160)牌號的產(chǎn)品；防氧化劑為聚環(huán)氧乙烷烷基醚。而其它則與實施例2相同，故省略。
【權(quán)利要求】
1.燒結(jié)釹鐵硼回收料的再利用方法，其特征包括以下步驟: a、將釹鐵硼回收料采用顎式破碎機粗破碎成2(T40mm的塊狀大顆粒，再用錘破機將大顆粒進一步破碎成10_以下粒徑的小顆粒； b、將粉料在氫碎爐的反應(yīng)爸內(nèi)常溫吸氫2?4小時后加熱至550?650°C脫氫6?7小時，制備出粒度為60?80目的粗顆粒并用10目的振動篩篩料，后加入廣5%。的防氧化劑均勻混合10?30分鐘后備用； C、將b步驟混后的廢料粉由QLM-400型氣流磨在0.8MPa工作壓力下磨至平均粒度為3.0?5.0 μ m的細粉末，所得粉料在氮氣保護下經(jīng)振動篩篩料，以去除廢料粉中的雜質(zhì)； d、在氬氣保護氛圍中，采用噴氣式法向經(jīng)c步過篩的粉料中添加l?6wt%平均粒徑為4(T60nm的Pr-Nd或Nd稀土納米級添加劑,并在混料機中均勻混合2?4小時,而得到納米添加劑均勻吸附于釹鐵硼主相周圍的混合粉末； e、取適量經(jīng)d步驟制成的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成釹鐵硼毛坯樣品后，進行磁性能測試； f、根據(jù)e步驟毛坯樣品檢測結(jié)果和產(chǎn)品性能要求，向c步驟粉料中添加(T60wt%相關(guān)牌號的釹鐵硼粉料，在混料機上混合2?4小時； g、將f步驟制成的粉料在氮氣保護下經(jīng)磁場取向成型、等靜壓、真空燒結(jié)制成釹鐵硼磁體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再利用方法，其特征在于:所述的防氧化劑為聚環(huán)氧乙烷烷基醚、聚環(huán)氧乙烷單脂肪酸酯或聚環(huán)氧乙烷烯丙基醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的再利用方法，其特征在于:所述稀土納米級添加劑為Pr-Nd或純Nd的納米級粉體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的再利用方法，其特征在于:所述Pr-Nd或純Nd的納米級粉體的平均粒徑為4(T60nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的再利用方法，其特征在于:所述Pr-Nd或純Nd的納米級粉體是采用快速一原位包裝稀土納米粉電弧法制備。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的再利用方法，其特征在于:所述稀土納米級添加劑Pr-Nd的添加量為I?2wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的再利用方法，其特征在于:所述稀土納米級添加劑Nd的添加量為3 6wt%0
【文檔編號】H01F1/057GK103934450SQ201410117366
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】張憲偉, 張喜, 張強, 劉迎, 張俊飛 申請人:遼寧五寰科技發(fā)展有限公司