專利名稱：從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法
技術領域：
本發明涉及一種稀土資源的再生和使用，特別是關于一種高效率回收釹鐵硼廢 料的生產工藝，屬于化工及資源回收技術領域。
背景技術：
隨著信息產業、消費電子產業和新型能源電動車產業的快速發展，釹鐵硼永磁 材料的應用領域也隨之不斷擴大。其年產量呈高速增長態勢，目前已達到每年近十萬 噸，且仍在不斷增長。釹鐵硼磁體中蘊藏的稀土資源十分豐富，含有約30%的輕稀土元 素鐠、釹，以及約2%的中重稀土元素鏑、鋱等稀缺元素。同時，釹鐵硼磁體在進入最終 產品之前，會形成約占原料總量20-30%的各種形式的廢料。因此，對這些廢料進行利 用，以回收稀土元素資源，意義十分重大。到目前，國內稀土行業在釹鐵硼廢料的回收利用方面作了大量的工作，形成了 穩定的生產工藝。目前國內稀土行業在釹鐵硼廢料回收所廣泛使用的工藝如下1)原料調配；2)球磨，過濾；3)氧化灼燒；4)加酸浸出；5)萃取除鐵；6)萃取分離；7)沉淀工段；8)灼燒工段。根據以上工藝方法，基本可以把稀土廢料轉化分離成單一的氧化物產品，例如 釹、鏑、鋱、鈷、釤、鐵等的氧化物。對于稀土資源的再生利用和對于環境保護都發揮 了積極的作用。但是，現在釹鐵硼廢料回收的工藝還存在著一些缺陷。首先，廢料的回收率還 沒有達到最佳水平，稀土元素的回收率約為88%-90%。有相當一部分稀土元素沒有被 回收利用。另外，業界普遍發現，在生產稀土金屬時，用回收料生產的稀土氧化物會在 電解槽陰極附近形成“泥狀物”，影響電解槽的使用效率和使用壽命，而且所制造的稀 土金屬所含雜質較多，因而多被用來生產低性能的釹鐵硼永磁體。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種新的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，得以 提高釹鐵硼廢料的回收效率，同時使得回收產品中的非稀土雜質大大降低，從而提高產 品的使用價值。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案一種從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其步驟如下
a.將釹鐵硼廢料加水調配；b.將調配好的原料進行研磨，對經研磨形成的泥料過濾；c.對過濾后的泥料進行氧化焙燒；d.對氧化焙燒的產物進行二次研磨；e.對二次研磨的產物加酸浸出；f.對加酸浸出的產物進行固液分離，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，對其中的氯化鐠釹進行萃取除鋁；i.對分離后的稀土溶液分別進行沉淀；j.對沉淀進行灼燒。其中，步驟a中，釹鐵硼廢料和水的重量比優選為2 3，其正負誤差不超過 10%。步驟a中，與釹鐵硼廢料混合的水優選為去離子水。步驟b中，優選控制形成的泥料的粒度范圍為90-200目。步驟b中，所述泥料經過過濾后的含水量優選控制在20% -30%。其目的是提 高氧化設備的生產效率，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選為800°C-950°C。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中，加入的酸優選為鹽酸、硝酸和硫酸中的一種或幾種。步驟e中，還向二次研磨得到的產物中加入氧化物，所述氧化物優選為高錳酸 鉀、氯酸鈉、氯酸鉀和雙氧水中的一種或幾種。步驟h中，采用環烷酸萃取劑先萃取鋁離子；分離后對含鋁溶液再加入草酸沉 淀稀土，使稀土與鋁分開。步驟i中，加入碳酸氫銨和/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面效應，包括降低電耗，增加電解效率， 延長電解槽壽命，增加稀土金屬產品的質量等等，從而優化了稀土產品的延伸領域，提 高了稀土金屬產品的性能。本發明的有益效果為1)通過研磨的粒度和二次研磨使得物料在酸浸出時提高了稀土的回收率；可增 加5-8%的回收率。2)將氯化稀土溶液經過萃取全分離的同時，也將料液中的非稀土元素Ca2+、 Mg2+、B_、Si、Mn、Na+全部分離掉，這樣不但使稀土的使用價值提高，而且降低了進 一步加工的生產成本，也相當于更加純化了稀土元素。3)工藝中的萃取除鋁工藝，有效解決了單一稀土電解時熔鹽的“泥狀物”問 題，提高了稀土金屬在電解時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、0等的含量，優級品率提高到95%以上，合格率達到100%。以下結合工藝流程圖及實施例對本發明進行詳細描述。
圖1為本發明工藝流程圖
具體實施例方式如圖1所示的一種從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法流程，其步驟為1)濕式球磨將釹鐵硼廢料與水混合并進行球磨，嚴格控制經球磨后產生泥料 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。在球磨時控制釹鐵硼廢料和水的比例在2 3，其正負誤差不超過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，其目的是降低產品中的非稀土雜質，如Ca2+、 Mg2+、Si、Mn、B_等等，使得回收產品的非稀土雜質含量達到甚至低于用常規原料生產 的產品的非稀土雜質含量的水平。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鐵 的溶出率。控制氧化溫度在800°C-950°C之間，時間在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，并進行固液分離。6)萃取除鐵將料液中的鐵經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，鐵自然與稀土元素分開， 形成氯化稀土。8)稀土分離把稀土溶液中的稀土經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介于鐠離子和釹離子之間，采 用環烷酸萃取劑先萃取鋁離子，同時少量地萃取稀土，這樣就達到了鋁和稀土的分離； 分離后產出高鋁稀土和低鋁稀土兩種溶液，對高鋁溶液再加入草酸沉淀稀土，使稀土與 鋁分開。此工藝操作簡單，運行穩定，在萃取生產上得到充分運用。10)沉淀、灼燒此工段主要是將分離后的單一稀土轉化為稀土氧化物，作為 單一稀土金屬加工的原料。經試驗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和/或碳酸鈉。實施例1備好2000kg釹鐵硼廢料，與去離子水混合后研磨到140目，粒度檢測到大 于120目的顆粒多于95%。研磨后的泥料進行真空過濾，使其含水量小于30%，在 800°C-950°C下氧化2小時，使其氧化率達到98%以上。氧化產物經二次研磨后投到反應 罐內，加入3mol/L鹽酸5m3，攪拌加熱使反應罐料漿溫度達到90°C，保溫反應3小時， 用廂式壓濾機固液分離。將清液轉入澄清設備待用，固體渣再加入1.0m3水和0.1m3鹽酸 攪拌洗渣兩次，第三次洗水返回到浸出工序循環使用，最后經廂式壓濾機固液分離后， 清液并入澄清設備，渣棄，渣量占投料量的75% (干基)。然后將澄清設備的料液轉入萃 取除鐵的調配容器內，經萃取除鐵得到干凈得稀土料液，將其經P507煤油-鹽酸萃取體 系分離其中的稀土元素，同時將料液中的Ca、Mg、B、等非稀土元素一起去除分別得到 少量的氯化鑭鈰、氯化釤、氯化釓，大量的氯化鐠釹、氯化鏑、氯化鋱，再將大量的氯 化鐠釹采用萃取除鋁的方法除去溶液中的鋁離子，再分別沉淀，灼燒后得到氧化鑭鈰、 氧化釤、氧化釓、氧化鐠釹、氧化鏑、氧化鋱產品，按照國標標準驗收，檢測合格包裝 入庫。所產出主要產品質量分析如表1所示表1 :所產出主要產品質量分析
權利要求
1. 一種從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于，步驟如下a.將釹鐵硼廢料加水調配；b.將調配好的原料進行研磨，對經研磨形成的泥料過濾；c.對過濾后的泥料進行氧化焙燒；d.對氧化焙燒的產物進行二次研磨；e.對二次研磨的產物加酸浸出；f.對加酸浸出的產物進行固液分離，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，對其中的氯化鐠釹進行萃取除鋁；i.對分離后的稀土溶液分別進行沉淀；j.對沉淀進行灼燒。
2.根據權利要求1或2所述的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于，步 驟a中，釹鐵硼廢料和水的重量比為2 3，其正負誤差不超過10%。
3.根據權利要求1或2所述的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于，步 驟a中，與釹鐵硼廢料混合的水為去離子水。
4.根據權利要求1所述的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于，步驟b 中，控制形成的泥料的粒度范圍為90-200目。
5.根據權利要求1或2所述的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于，步 驟b中，所述泥料經過過濾后的含水量為20 % -30 %。
6.根據權利要求1或2所述的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于，步 驟c中，氧化焙燒的溫度范圍為800°C -950°C。
7.根據權利要求1或2所述的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于，步 驟e中，加入的酸為鹽酸、硝酸和硫酸中的一種或幾種。
8.根據權利要求1或2所述的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于，步 驟e中，還向二次研磨得到的產物中加入氧化物，所述氧化物為高錳酸鉀、氯酸鈉、氯酸 鉀和雙氧水中的一種或幾種。
9.根據權利要求1或2所述的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于，步 驟h中，采用環烷酸萃取劑先萃取鋁離子；分離后對含鋁溶液再加入草酸沉淀稀土，使 稀土與鋁分開。
10.根據權利要求1或2所述的從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其特征在于， 步驟i中，加入碳酸氫銨和/或碳酸鈉以沉淀稀土。
全文摘要
本發明公開了一種從釹鐵硼廢料中回收稀土元素的方法，其步驟為將釹鐵硼廢料與水混合后進行研磨；將研磨后的釹鐵硼廢料氧化；對氧化產物進行二次研磨；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。應用本發明進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值得到提高，降低了進一步加工的生產成本；有效解決了單一稀土電解時熔鹽的“泥狀物”問題，提高了稀土金屬在電解時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C22B59/00GK102011020SQ20091024183
公開日2011年4月13日 申請日期2009年12月14日 優先權日2009年12月14日
發明者夏芧栗, 張大鳴, 李軍, 賈翔平 申請人:包頭市璽駿稀土有限責任公司