钕铁硼废料资源化利用技术综述
钕铁硼磁性材料优异的磁性能应用于各个领域。在钕铁硼磁性材料的生产过程中,会产生大量的废渣。为了节约资源,避免稀土资源的浪费,减少工业废料,保护环境,钕铁硼废料必须回收利用。简要介绍了目前钕铁硼材料资源化利用的一些工艺方法。
NdFeB磁性材料,因为磁性极佳,被称为& ldquo王& rdquo,广泛应用于多个领域。在钕铁硼磁体的生产过程中,会产生约占原料重量20%的钕铁硼废料,包括转块和油浸废料。钕铁硼废料含有约30%的稀土元素[1](其中约90%为钕,其余为铽和镝等。).中国是钕铁硼材料的生产大国,占全球产量的80%。2005年,中国生产了35200吨钕铁硼,产生了7000多吨钕铁硼废料。目前,钕铁硼年产量正以20%以上的速度递增。预计到2010年我国钕铁硼产量将超过10万吨,将产生约2万吨钕铁硼废料。为了节约资源,减少工业废弃物,保护环境,有必要对钕铁硼废料进行综合利用。将产生显著的社会效益和可观的经济效益。
1钕铁硼废料回收工艺
1.1盐酸最优溶液法[2-4]
盐酸最优溶液法的原理是严格控制酸分解的工艺条件,使废料中的稀土优先溶解在盐酸溶液中。最优解法由氧化焙烧、除杂、萃取分离、沉淀、灼烧四部分组成。
(1)氧化焙烧:这一步是最优溶解法的关键,将稀土转化为氧化物,将铁转化为Fe2O3,以利于下一步的酸分解;
(2)分离除杂:向反应器中加入少量水,分次加入盐酸和物料,控制稀土的浓度和pH,使其优先溶解、萃取分离:用P50从除杂后的氯化稀土溶液中分离出稀土元素,得到单一氯化稀土;烧湖:将萃取分离液泵入沉淀槽,加入草酸铵沉淀剂,得到稀土草酸盐或稀土碳酸盐沉淀,燃烧得到稀土氧化物。
1.2完全溶解法[5]
全溶解法是以盐酸为溶剂,将废物中的稀土元素和铁全部溶解成离子态,然后经过除铁、萃取、分离等过程得到稀土氧化物。整个溶解方法由浸出溶解、除铁、萃取分离、沉淀和灼烧四部分组成。
(1)浸出溶解:将钕铁硼废料过筛,常温下直接溶解在浓盐酸中,将稀土和铁转化为离子形式,用双氧水将Fe2+氧化为Fe3+;
(2)除铁:N503萃取除铁;
(3)萃取分离:用P507从除铁液中萃取分离稀土元素,得到单一氯化稀土;
(4)沉淀、灼烧得到稀土氧化物。
1.3硫酸复盐法[1,6,7]
硫酸& mdash复盐法以硫酸为溶剂溶解钕铁硼废料,然后溶液在一定温度下与Na2SO4反应生成硫酸铵复盐沉淀。将硫酸复盐沉淀加入草酸溶液中,生成稀土草酸盐沉淀,灼烧得到稀土氧化物。
2发展趋势
目前,钕铁硼废料的回收主要采用湿法冶金工艺。盐酸溶解-萃取工艺容易实现规模化生产,但草酸或碳酸氢铵沉淀洗涤废水污染严重,且用氨水作皂化剂,使废水中氨氮浓度很高,造成水污染。采用硫酸-复盐沉淀法工艺,难以实现规模化生产,且溶解时Fe全部转化为硫酸亚铁,造成稀土回收时铁元素的浪费和水污染。从经济和环保的角度考虑,采用盐酸最优溶液法比其他工艺更好。该方法可减少酸的用量,酸溶渣可直接作为铁精矿出售给钢铁厂或作为水泥厂生产水泥的铁校正元素。萃取分离时用烧碱或石灰水代替氨水作为皂化剂,可有效降低废水中的氨氮。
3摘要
钕铁硼永磁材料无论是需求规模还是需求增速都相当惊人。我国虽然是稀土大国,工业储量占世界总储量的70%以上,但稀土是不可再生资源,在开采和新材料深加工过程中产生大量废弃物,造成环境污染和资源浪费。钕铁硼废料可以得到氧化钕、氧化铽、氧化镝、氧化钴等有价值的产品。循环利用工业废弃物符合国家发展循环经济的产业政策。
参考贡献
1徐涛、李玟和张春新。从废钕铁硼中回收钕、镝和钴[J].稀土,2004.25 (2): 31-34。
王怡君,刘煜辉,郭俊勋,等.盐酸最优溶液法从钕铁硼废料中回收稀土[J].湿法冶金,2006,25 (4): 195-197。
3王怡君,舒斌,张越。从钕铁硼磁性材料制造业的工业废料中提取钕[J].上海有色金属,2000,21 (1): 21-24。
4剑气,邱晓莹。从废钕铁硼中提取氧化钕和氯化镝的工艺及生产实践[J].江西有色金属,2001,15 (3): 26-29。
5陈云金。全萃取法从钕铁硼废渣中回收稀土和钴。中国资源综合利用,2006 (4): 10-13。
6林鹤成。钕铁硼废料制备氧化钕[J]。上海有色金属,2006,27 (3): 17-20。
7小容晖。钕铁硼生产中废料的回收利用[J].稀土金属,2001 (1): 23-25
关键词TAG: 稀土