一种利用稀土萃余液浸出钕铁硼废料中稀土元素的方法与流程

文档序号:13755291阅读:648来源:国知局

本发明涉及稀土回收提取技术领域,尤其涉及一种钕铁硼废料中提取稀土元素的方法。



背景技术:

钕铁硼永磁材料具有磁性高、应用广、发展快等特点。钕铁硼磁体具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积等特性,因而广泛应用于电子、通信、医疗设备、航天航空、汽车工业及工业自动化等领域。近年来,我国烧结钕铁硼产量以年平均15%左右的速度快速增长,占全球总产量的50%左右。稀土属于国家战略资源。近年来,国家对稀土资源的开采实行指令性计划,进行保护性开发,而全球钕铁硼的增长仍将保持在30%左右。镨、钕、镝、铽等氧化物元素供不应求。利用钕铁硼废料回收稀土氧化物元素,相比于从矿石生产稀土产品,优越性明显,工序缩短、成本降低、“三废”减少,并有效地保护了国家的稀土资源。

由于永磁材料的生产加工过程当中有加工工艺的要求,会产生大量的边角料或边磨废料。而且这些器件产品报废之后,其中的高价值元素仍然存在于这些报废品当中。每年可以回收利用但没有回收利用的再生资源价值达350亿美元至400亿美元。这组数字显示出我国再生资源发展还存在着巨大的市场空间,发展前景非常广阔。因此,从这些废品中提取﹙分离﹚高价值元素,不仅具有现实的经济意义,更具有重要的资源战略意义。且我国已经把这项工作纳入到了可持续发展战略之中。

钕铁硼永磁体是当今磁性能最强、性价比最优的永磁材料,俗称为“永磁王”,自1983年问世以来,其产业得到迅猛发展。我国具有稀土资源及劳动力的优势,使得全球的钕铁硼永磁材料产业中心往我国转移,同样,我国稀土永磁材料的产业中心也由浙江、山西、北京、天津往稀土资源地——内蒙、江西等地发展。稀土永磁材料在生产过程中就会产生20~30%的废料,此外,每年约产生10%以上的报废稀土永磁体(俗称为磁钢)。2013年中国钕铁硼产量已逾12万吨,产生钕铁硼二次资源3万余吨,具有巨大的开发利用价值。同时,稀土废固资源对环境产生的巨大压力,引起国家的高度重视,相继出台了《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》、《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》等政策和行政法规,坚决淘汰落后产能,严格排放标准,鼓励对稀土等稀贵废固资源进行回收利用。重视稀土金属回收利用技术的研发,尽快建立相应循环经济体系,实现低能耗、低污染的节约型经济增长模式具有十分重要的意义。



技术实现要素:

针对上述技术问题,本发明公开一种利用稀土萃余液浸出钕铁硼废料中稀土元素的方法,充分利用资源,回收率更高。

本发明的技术问题主要通过下述技术方案得以解决:

a.收集稀土萃取过程中产生的萃余液,通过萃余液预处理,将萃余液当中的有机相和非稀土杂质去除,再通过管道输入存储桶作为母液暂存;

b.利用萃余液作钕铁硼废料浸出母液,开启螺旋搅拌装置,投入氧化焙烧好的钕铁硼废料,匀速搅拌30分钟,将料液温度控制在50~60℃,再缓慢加入萃余液调整pH值,持续加热料液温度,当温度达到90~95℃时,控制反应过程中pH值≥3.0,反应结束后控制终了pH值2.0~2.5,温度80~90℃,稳定1.5小时;

c.往反应锅中加入氧化剂进行溶解,用NaOH液体回调pH值3.0~3.5,稳定控制温度90~95℃30分钟,澄清60分钟后完成钕铁硼废料当中的稀土元素浸出,泵入压滤机进行渣液分离,得到稀土萃取料液,进入萃取工序分离稀土产品。

进一步,b步骤中钕铁硼800~950℃环境下氧化焙烧1小时以上,以降低c步骤中铁离子的溶出率,提高铁离子的氧化速度。

进一步,c步骤中氧化剂可为高锰酸钾、氯酸钠、氯酸钾、双氧水等氧化物。

进一步,b步骤中螺旋搅拌装置具有粉碎效果,或投入的钕铁硼废料已经被粉碎研研磨,以提高稀土加收率。

本发明的有益效果是:首次提出利用稀土萃余液作为钕铁硼溶解母液,一是可节约盐酸用量,降低生产成本;二是可减少稀土废水排放,保护环境和水资源循环利用;三是萃余液当中夹带的稀土可充分回收利用,减少稀土资源浪费;四是利用萃余液在溶解钕铁硼废料过程中更加彻底,更加高效,与国内其它工艺技术相比较,稀土浸出率可高出2-3%,浸出效率提离20-25%。

具体实施方式

下面通过实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1:

a.收集稀土萃取过程中产生的萃余液,通过萃余液预处理,将萃余液当中的有机相和非稀土杂质去除,再通过管道输入存储桶作为母液暂存;

b.利用萃余液作钕铁硼废料浸出母液,开启螺旋搅拌装置,投入氧化焙烧好的钕铁硼废料,匀速搅拌30分钟左右,将料液温度控制在50℃,再缓慢加入萃余液调整pH值,持续加热料液温度,当温度达到90℃时,控制反应过程中pH值为3.0~3.5,反应结束后控制终了pH值2.05,温度80℃,稳定1.5小时;

c.往反应锅中加入氧化剂进行溶解,用NaOH液体回调pH值3.0,稳定控制温度90℃30分钟,澄清60分钟后完成钕铁硼废料当中的稀土元素浸出,泵入压滤机进行渣液分离,得到稀土萃取料液,进入萃取工序分离稀土产品。

b步骤中钕铁硼800~950℃环境下氧化焙烧1小时以上,以降低c步骤中铁离子的溶出率,提高铁离子的氧化速度。c步骤中氧化剂可为高锰酸钾、氯酸钠、氯酸钾、双氧水等氧化物。b步骤中螺旋搅拌装置具有粉碎效果,或投入的钕铁硼废料已经被粉碎研研磨,以提高稀土加收率。

实施例2:

a.收集稀土萃取过程中产生的萃余液,通过萃余液预处理,将萃余液当中的有机相和非稀土杂质去除,再通过管道输入存储桶作为母液暂存;

b.利用萃余液作钕铁硼废料浸出母液,开启螺旋搅拌装置,投入氧化焙烧好的钕铁硼废料,匀速搅拌30分钟,将料液温度控制在60℃,再缓慢加入萃余液调整pH值,持续加热料液温度,当温度达到95℃时,控制反应过程中pH值为3.5,反应结束后控制终了pH值2.5,温度90℃,稳定1.5小时;

c.往反应锅中加入氧化剂进行溶解,用NaOH液体回调pH值3.5,稳定控制温度90~95℃30分钟,澄清60分钟后完成钕铁硼废料当中的稀土元素浸出,泵入压滤机进行渣液分离,得到稀土萃取料液,进入萃取工序分离稀土产品。

b步骤中钕铁硼950℃环境下氧化焙烧1.5小时,以降低c步骤中铁离子的溶出率,提高铁离子的氧化速度。c步骤中氧化剂可为高锰酸钾、氯酸钠、氯酸钾、双氧水等氧化物。b步骤中投入的钕铁硼废料已经被粉碎研研磨,以提高稀土加收率。

本实施例只是本发明示例的实施方式,对于本领域内的技术人员而言,在本发明公开了应用方法和原理的基础上,很容易做出各种类型的改进或变形,而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的结构,因此前面描述的方式只是优选方案,而并不具有限制性的意义,凡是依本发明所作的等效变化与修改,都在本发明权利要求书的范围保护范围内。

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