一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法与流程

本发明涉及一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法，属于稀土冶金技术领域。

背景技术：

钕铁硼是一种磁性材料，作为稀土永磁材料发展的最新成果，因其优异的磁性能而被称为“磁王”，广泛应用于各个领域。在钕铁硼磁性材料生产过程中，会产生大约20-25％的废料，其中大多属于钕铁硼油泥废料。这些废料含有大约60%的铁和30%左右的稀土元素。钕铁硼废料的回收利用，不仅合理利用了资源，而且减少了环境的污染。

当前，钕铁硼油泥废料往往采用两段回转窑进行焙烧后，进行浸出-萃取-沉淀-灼烧等工序回收其中的稀土。第一段回转窑焙烧主要是脱除钕铁硼油泥中的油，为第二段深度氧化提供原料，但由于回转窑固有缺陷，温度和气氛无法精确控制，脱油过程往往燃烧不充分，造成能耗高，且经常冒黑烟，污染环境。第二段回转窑焙烧往往将稀土和铁尽可能分别氧化成re2o3和fe2o3，由于回转窑氧化反应速率慢，往往需要4-8小时才能达到较高的氧化率，并且，由于采用两段回转窑，体积大，占地多，对外散热面积大，同时存在热-冷交替环节，能耗高。另外，由于稀土和铁同时氧化后，用盐酸进行浸出，废料中大量存在的铁进入了酸浸渣，渣量大，渣带走的稀土总量大，造成稀土总回收率下降，而浸出渣本身难于得到很好的综合利用，往往堆存，造成环境污染。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服传统钕铁硼废料回收方法的不足，提出一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法，采取的技术方案如下。

a、将粉状钕铁硼废料与混合气体一起由喷嘴（1）喷入一个高度为2.0-25.0米、温度为400-1300℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10^-15-10^-5atm，物料中的稀土被快速氧化，而铁被选择性氧化成为四氧化三铁。

b、焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。

进一步地，焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。

进一步地，所述粉状钕铁硼废料为带油或不带油物料，其粒度为50目以下。

进一步地，所述混合气体为惰性气体和氧气的混合物，惰性气体为氮气或氩气，氧气质量百分比浓度为30-100%。

相对于传统钕铁硼废料回收方法，本发明提出的一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法，有以下优势：（1）采用闪速控氧焙烧技术，将粉状钕铁硼废料与富氧空气一块喷入高温反应塔空间，使物料呈高度分散的漂浮状态，与混合气体充分接触，具有优越的反应动力学条件，同时通过精确的控制氧势，能将物料中的稀土迅速充分氧化，氧化率高于99.0%，而铁被选择性氧化成高磁性的四氧化三铁，整个反应时间只有短短十几秒，远低于回转窑的几个小时。且炉体控温准确，能耗大幅下降；因炉体密封性好，环境友好。（2）由于采用了分散喷嘴，得到的焙烧产物颗粒相互分散，有利于磁选分离铁和稀土。（3）在酸浸前将废料中的铁和稀土进行分离和分别富集，有利于减少盐酸耗量，大幅降低酸浸渣量，从而大幅降低渣带走的稀土总量，提高稀土总回收率。另外，磁选后的富铁相，方便综合利用铁资源。

本发明能广泛应用于从各种粉状钕铁硼废料中回收有价金属，具有良好的推广应用价值。

附图说明

图1：本发明工艺流程图示意图。

图2：本发明所采用的的设备结构示意图。

图2中，1.喷嘴，2.反应塔，3.收集器，4.焙烧产物排出口，5.烟道。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1：

将粒度为80目的粉状钕铁硼废料，与氮气和氧气混合气体（氧气含量50%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为2.5米、温度为900℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10^-10atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.78%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.45%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。

实施例2：

将粒度为100目的粉状钕铁硼废料，与氮气和氧气混合气体（氧气含量95%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为3.5米、温度为1000℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10^-8atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.85%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.56%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。

实施例3：

将粒度为200目的粉状钕铁硼废料，与氩气和氧气混合气体（氧气含量70%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为4.5米、温度为1200℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10^-6atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.93%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.52%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。

实施例4：

将粒度为300目的粉状钕铁硼废料，与氩气和氧气混合气体（氧气含量80%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为10.0米、温度为600℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10^-10atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.96%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.58%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。

实施例5：

将粒度为50目的粉状钕铁硼废料，与氩气和氧气混合气体（氧气含量100%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为2.0米、温度为800℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10^-15atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.98%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.67%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。

实施例6：

将粒度为100目的粉状钕铁硼废料，与氩气和氧气混合气体（氧气含量30%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为25.0米、温度为400℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10^-5atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.89%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.87%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。