一种稀土永磁废料回收再利用的处理方法及电泳设备与流程

[0001]
本发明涉及稀土永磁生产领域，特别涉及一种稀土永磁废料回收再利用的处理方法及电泳设备。


背景技术：

[0002]
稀土永磁材料是以稀土元素为重要原料生产和制备的永磁体。稀土是元素周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。由于特殊的原子结构，稀土元素具备卓越的光电磁物理特性，它和许多材料组成不同类型的新材料，能具有传统材料无法比拟的优越性能。
[0003]
我国是稀土储量和生产大国，凭借稀土资源优势和多年的全球产业转移，目前已然成为全球钕铁硼磁材的主要产地，虽然在20世纪60年代已经开发出了高性能的钐钴磁体，但是由于钐和钴两种金属都是资源稀缺元素，价格高昂，因此前两代稀土永磁体仅在不计成本的国防、航空航天和尖端技术上获得应用。80年代第三代稀土永磁材料钕铁硼ndfeb问世后，由于它物美价廉，在世界范围内得到了普遍的推广和应用，稀土永磁产业发展迅猛。
[0004]
目前钕铁硼永磁材料已广泛应用到航空航天技术、计算机设备、磁选机、通讯设备、医疗设备、电动自行车、电子玩具等各个领域，世界对高性能稀土永磁材料的需求量迅速增长。2016年世界钕铁硼包括烧结磁体和粘结磁体的产量高达140000 吨，近年来年增长率均保持在30% 以上。稀土永磁材料发展之快令人瞩目。
[0005]
钕铁硼永磁材料是价格很贵的材料，2020年的烧结钕铁硼m系毛坯价格为17-20万元/吨。在这些钕铁硼的制造过程中会产生大量的生产废料，与此同时,越来越多的含有钕铁硼磁体的机电设备开始报废,也产生了大量的钕铁硼使用废料。由于钕铁硼材料中稀土元素含量占三分之一以上,且这些体废料具有氧化程度较低,晶界结构较为完整的特点，其废料具有较高的回收价值,因此对钕铁硼废料进行回收再利用具有重要的实际意义。当前，钕铁硼永磁材料粉末废料回收大多采用化学提纯方法，此方法工艺过程复杂、成本高、污染环境；并且永磁材料粉末废料中的稀土元素逐一分离成金属后，重新组合制备钕铁硼永磁材料，造成了成本的再次提高，降低了钕铁硼永磁材料粉末废料回收的意义；另外化学提纯方法得到的稀土氧化物，再次烧结得到的钕铁硼永磁体矫顽力较差，严重影响铁铁硼永磁体的品质。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于提供一种稀土永磁废料回收再利用的处理方法及电泳设备，通过采用物理方法对稀土永磁废料进行除杂分离处理，通过添加富z粉末提升晶界的矫顽力，通过设置专用的电泳设备提升分离效率；有效的解决上述背景技术中提出的问题。
[0007]
本发明采用的技术方案如下：一种稀土永磁废料回收再利用的处理方法，包含以下步骤：
s1：将稀土永磁废料放置在电热炉中，设定温度500℃-1000℃加热20min-40min进行退磁处理；s2：将s1得到的稀土永磁废料加入加热釜中，再加入没过稀土废料的蒸馏水，然后加入清洗剂，设定温度150℃-300℃加热60min-180min进行去油处理；s3：将s2得到的稀土永磁废料加入离心机中，甩干稀土永磁废料；s4：将s3得到的稀土永磁废料加入破碎机中，得到4-8目的粗磁粉；s5：将s4得到的粗磁粉加入氢破炉中进行氢碎；得到80-200目的细磁粉；s6：将s5得到的细磁粉加入电泳设备中，设定电压500v-1000v电泳5min-20min进行除杂分离处理，由于ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷；因此，非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒向阳极移动；ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒向阴极移动；s7：将s6得到的ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒加入电热炉中，设定温度50℃-80℃加热20min-40min进行烘干，且过程中充入防止氧化气体，得到干净的细磁粉；s8：将s7得到的干净的细磁粉中加入质量分数为7%-60%的富z粉末，得到可利用的稀土永磁粉末，抽真空包装。
[0008]
优选的，所述s1：将稀土永磁废料放置在电热炉中，设定温度800℃加热35min进行退磁处理。
[0009]
优选的，所述s2：将s1得到的稀土永磁废料加入加热釜中，再加入没过稀土废料的蒸馏水，然后加入清洗剂，设定温度200℃加热120min进行去油处理。
[0010]
优选的，所述s4：将s3得到的稀土永磁废料加入破碎机中，得到5目的粗磁粉。
[0011]
优选的，所述s5：将s4得到的粗磁粉加入氢破炉中进行氢碎；得到120目的细磁粉。
[0012]
优选的，所述s6：将s5得到的细磁粉加入电泳设备中，设定电压800v电泳15min进行除杂分离处理，由于ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷；因此，非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒向阳极移动；ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒向阴极移动。
[0013]
优选的，所述s7：将s6得到的ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒加入电热炉中，设定温度60℃加热30min进行烘干，且过程中充入防止氧化气体，得到干净的细磁粉。
[0014]
进一步，所述防止氧化气体为氩气、氮气、氟气中的一种。
[0015]
优选的，所述s8：将s7得到的干净的细磁粉中加入质量分数为15%的富z粉末，得到可利用的稀土永磁粉末，抽真空包装。
[0016]
进一步，所述富z粉末为cu粉、al粉、mg粉中的一种。
[0017]
一种电泳设备，包括电泳槽、支撑架、轨道、行走机构、悬挂架、载料箱、振动棒、卸料车；其中电泳槽的型号为ys-102，其特征在于所述电泳槽的电极柱外侧设有多个高低不同的支撑架，且支撑架为高低穿插布置的门字形结构，多个支撑架通过轨道串联在一起，所述轨道上设有t形滑槽，在t形滑槽的两端设有端盖，在t形滑槽内设有行走机构，所述行走机构包括滑轮、齿轮箱、锥齿轮组、传动轴、电机，所述滑轮对称设在t形滑槽内，所述滑轮之间设有齿轮箱，在齿轮箱内设有锥齿轮组，其中相对的小齿轮与滑轮连接，竖直向下的大齿轮连接有传动轴，在传动轴的轴端设有电机；所述电机的侧壁固定有悬挂架，所述悬挂架的上层板与传动轴转动连接，在悬挂架的前叉之间设有载料箱，所述载料箱为顶面和右侧面
开口的空腔结构，所述载料箱的右侧面开口处设有翻转门，且翻转门的底部通过锁止件固定，在载料箱上翻转门相对面中间底部设有丝堵，在载料箱的底面横向等距设有凸起杆，在载料箱的底面中心设有振动棒，且振动棒的上端与悬挂架之间设有第一弹簧，振动棒的下端与载料箱之间设有第二弹簧；在轨道另一侧下方设有卸料车，所述卸料车为平板车结构，在卸料车上左侧设有第一料箱，在卸料车上右侧并排设有第二料箱、第三料箱，在卸料车上中间设有顶撑机构，所述顶撑机构包括伺服电机、齿轮、齿条、滚轮、导轨，所述伺服电机固定在卸料车的中间，在伺服电机的轴端设有齿轮，且齿轮的齿根内啮合有相对运动的齿条，在齿条的顶部设有滚轮，所述导轨相对固定在卸料车上，且导轨与齿条滑动连接。
[0018]
本发明的有益效果在于：本申请通过采用电泳方法对稀土永磁废料进行除杂分离处理，可以将ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁一起分离，并应用于制造钕铁硼永磁材料，可取代化学提纯方法，减少了对环境的污染，降低了企业成本；本申请通过设置专用的电泳设备，电泳过程在载料箱内进行，便于将分离后的ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁微粒快速取出，可以大大提升电泳分离的效率；本申请通过在制得的ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁粉末中添加富z粉末，可以使再次烧结得到的钕铁硼永磁体晶界扩散，大大提升了钕铁硼永磁体的矫顽力，产品的完整性、一致性均有所提高；本申请合理的利用了稀土永磁废料，在不降低稀土永磁材料性能的基础上，使制造钕铁硼永磁材料的成本降低55%-65%，大大提升了企业在市场中的竞争力，应用前景十分可观。
附图说明
[0019]
图1为本发明的主视结构示意图。
[0020]
图2为本发明的立体结构示意图。
[0021]
图3为行走机构的侧视剖面结构示意图。
[0022]
图4为悬挂架与载料箱的立体结构示意图一。
[0023]
图5为悬挂架与载料箱的立体结构示意图二。
[0024]
图6为卸料车的立体结构示意图。
[0025]
图7为电泳过程中载料箱的位置结构示意图。
[0026]
图中：电泳槽1、支撑架2、轨道3、t形滑槽3-1、端盖3-2、行走机构4、滑轮4-1、齿轮箱4-2、锥齿轮组4-3、传动轴4-4、电机4-5、悬挂架5、载料箱6、翻转门6-1、锁止件6-2、丝堵6-3、凸起杆6-4、振动棒7、第一弹簧7-1、第二弹簧7-2、卸料车8、第一料箱8-1、第二料箱8-2、第三料箱8-3、顶撑机构8-4、伺服电机8-4-1、齿轮8-4-2、齿条8-4-3、滚轮8-4-4、导轨8-4-5。
具体实施方式
[0027]
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍，以下所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制。
[0028]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；此外，术语“第一”、
“
第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
[0029]
实施例一一种稀土永磁废料回收再利用的处理方法，包含以下步骤：s1：将稀土永磁废料放置在电热炉中，设定温度500℃加热20min进行退磁处理；s2：将s1得到的稀土永磁废料加入加热釜中，再加入没过稀土废料的蒸馏水，然后加入清洗剂，设定温度150℃加热60min进行去油处理；s3：将s2得到的稀土永磁废料加入离心机中，甩干稀土永磁废料；s4：将s3得到的稀土永磁废料加入破碎机中，得到4目的粗磁粉；s5：将s4得到的粗磁粉加入氢破炉中进行氢碎；得到80目的细磁粉；s6：将s5得到的细磁粉加入电泳设备中，设定电压500v电泳5min进行除杂分离处理，由于ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷；因此，非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒向阳极移动；ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒向阴极移动；s7：将s6得到的ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒加入电热炉中，设定温度50℃加热20min进行烘干，且过程中充入氩气防止氧化，得到干净的细磁粉；s8：将s7得到的干净的细磁粉中加入质量分数为15%的cu粉，得到可利用的稀土永磁粉末，抽真空包装。
[0030]
一种电泳设备，包括电泳槽1、支撑架2、轨道3、行走机构4、悬挂架5、载料箱6、振动棒7、卸料车8；其中电泳槽1的型号为ys-102，其特征在于所述电泳槽1的电极柱外侧安装有多个高低不同的支撑架2，且支撑架2为高低穿插布置的门字形结构，多个支撑架2通过轨道3串联在一起，所述轨道3上加工有t形滑槽3-1，在t形滑槽3-1的两端安装有端盖3-2，起到限位的作用，在t形滑槽3-1内安装有行走机构4，所述行走机构4包括滑轮4-1、齿轮箱4-2、锥齿轮组4-3、传动轴4-4、电机4-5，所述滑轮4-1对称安装在t形滑槽3-1内，所述滑轮4-1之间安装有齿轮箱4-2，在齿轮箱4-2内安装有锥齿轮组4-3，其中相对的小齿轮与滑轮4-1连接，竖直向下的大齿轮连接有传动轴4-4，在传动轴4-4的轴端安装有电机4-5；所述电机4-5的侧壁固定有悬挂架5，所述悬挂架5的上层板与传动轴4-4转动连接，确保电机4-5旋转时悬挂架5保持不转，在悬挂架5的前叉之间铰接有载料箱6，优选的铰接位置为载料箱6的外侧壁中间，所述载料箱6为顶面和右侧面开口的空腔结构，所述载料箱6的右侧面开口处铰接有翻转门6-1，且翻转门6-1的底部通过锁止件6-2固定，便于取出完成电泳的物料，在载料箱6上翻转门6-1相对面中间底部拧有丝堵6-3，便于倾倒载料箱6内的电泳介质，在载料箱6的底面横向等距焊接有凸起杆6-4，防止分离开的物料再次混合，在载料箱6的底面中心安装有振动棒7，且振动棒7的上端与悬挂架5之间安装有第一弹簧7-1，振动棒7的下端与载料箱6之间安装有第二弹簧7-2，可以保证振动棒7的动作幅度，并且振动棒7可以加快载料箱6内物料运动速度，进而提升电泳速率；在轨道3另一侧下方放置有卸料车8，所述卸料车8为平板车结构，在卸料车8上左侧放置有第一料箱8-1，用于存放电泳介质，在卸料车8上右侧并排放置有第二料箱8-2、第三料箱8-3，第二料箱8-2用于存放ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁等胶体微粒，第三料箱8-3用于存放非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒，在卸料车8上中间安装有顶撑机构8-4，所述顶撑机构8-4包括伺服电机8-4-1、齿轮8-4-2、齿条
8-4-3、滚轮8-4-4、导轨8-4-5，所述伺服电机8-4-1固定在卸料车8的中间，在伺服电机8-4-1的轴端安装有齿轮8-4-2，且齿轮8-4-2的齿根内啮合有相对运动的齿条8-4-3，在齿条8-4-3的顶部焊接有滚轮8-4-4，所述导轨8-4-5相对固定在卸料车8上，且导轨8-4-5与齿条8-4-3滑动连接，卸料过程：当载料箱6运动到卸料车8上方时，伺服电机8-4-1顺时针旋转，齿轮8-4-2带动右侧的齿条8-4-3向上移动，左侧的齿条8-4-3向下移动，顶撑载料箱6向左侧倾斜，打开丝堵6-3将电泳介质排入第一料箱8-1内；完成后，伺服电机8-4-1逆时针旋转，齿轮8-4-2带动左侧的齿条8-4-3向上移动，右侧的齿条8-4-3向下移动，顶撑载料箱6向右侧倾斜，打开锁止件6-2将ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁等胶体微粒排入第二料箱8-2内，将非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒排入第三料箱8-3内。
[0031]
实施例二一种稀土永磁废料回收再利用的处理方法，包含以下步骤：s1：将稀土永磁废料放置在电热炉中，设定温度800℃加热35min进行退磁处理；s2：将s1得到的稀土永磁废料加入加热釜中，再加入没过稀土废料的蒸馏水，然后加入清洗剂，设定温度200℃加热120min进行去油处理；s3：将s2得到的稀土永磁废料加入离心机中，甩干稀土永磁废料；s4：将s3得到的稀土永磁废料加入破碎机中，得到5目的粗磁粉；s5：将s4得到的粗磁粉加入氢破炉中进行氢碎；得到120目的细磁粉；s6：将s5得到的细磁粉加入电泳设备中，设定电压800v电泳15min进行除杂分离处理，由于ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷；因此，非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒向阳极移动；ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒向阴极移动；s7：将s6得到的ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒加入电热炉中，设定温度60℃加热30min进行烘干，且过程中充入氮气防止氧化，得到干净的细磁粉；s8：将s7得到的干净的细磁粉中加入质量分数为15%的al粉，得到可利用的稀土永磁粉末，抽真空包装。
[0032]
实施例三一种稀土永磁废料回收再利用的处理方法，包含以下步骤：s1：将稀土永磁废料放置在电热炉中，设定温度1000℃加热40min进行退磁处理；s2：将s1得到的稀土永磁废料加入加热釜中，再加入没过稀土废料的蒸馏水，然后加入清洗剂，设定温度300℃加热180min进行去油处理；s3：将s2得到的稀土永磁废料加入离心机中，甩干稀土永磁废料；s4：将s3得到的稀土永磁废料加入破碎机中，得到8目的粗磁粉；s5：将s4得到的粗磁粉加入氢破炉中进行氢碎；得到200目的细磁粉；s6：将s5得到的细磁粉加入电泳设备中，设定电压1000v电泳20min进行除杂分离处理，由于ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒吸附阳离子，带正电荷；非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒吸附阴离子，带负电荷；因此，非金属氧化物、非金属硫化物等胶体微粒向阳极移动；ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒向阴极移动；s7：将s6得到的ndfeb 粉末、铁粉和四氧化三铁胶体微粒加入电热炉中，设定温度80℃加热40min进行烘干，且过程中充入氟气防止氧化，得到干净的细磁粉；
s8：将s7得到的干净的细磁粉中加入质量分数为15%的mg粉，得到可利用的稀土永磁粉末，抽真空包装。
[0033]
分别测定使用实施例1-3得到可利用的稀土永磁粉末烧结稀土永磁的磁性能和力学性能，结果见表 1。
[0034]
表 1 本发明材料的性能从表 1 可以得出，本发明一种稀土永磁废料回收再利用的处理方法及电泳设备制得可利用的稀土永磁粉末，生产烧结稀土永磁材料具有较高的矫顽力和抗压强度，以及剩磁 (br) 和磁能积 (bh)max，磁性能和力学性能良好。
[0035]
尽管参照前述实例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。