一種從釹鐵硼永磁粉末中回收制備稀土氧化物的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從釹鐵硼永磁粉末中回收制備稀土氧化物的方法，其步驟為：將釹鐵硼永磁粉末與石墨粉末按質(zhì)量百分比為9:1的比例混合均勻后壓片，將混合樣置于真空電阻爐內(nèi)，然后抽真空至爐膛內(nèi)氣壓小于10Pa，再在1200℃?1450℃溫度下固相反應(yīng)60min。將反應(yīng)得到的樣品在去離子水中水解后，通過磁選分離的方式得到稀土氫氧化物和鐵粉。將得到的稀土氫氧化物在空氣氣氛中用馬弗爐在600℃煅燒2h，得到稀土氧化物。此種方法回收的稀土氧化物純度大于95%。本發(fā)明方法工藝流程簡單，環(huán)保且成本低，易于實現(xiàn)工業(yè)化。
【專利說明】
一種從釹鐵硼永磁粉末中回收制備稀土氧化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于資源回收利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從釹鐵硼永磁材料中回收稀土元素，制備稀土氧化物的方法。該工藝以釹鐵硼和石墨混合粉真空下固相反應(yīng)，混合樣水解制備稀土氫氧化物，稀土氫氧化物煅燒得稀土氧化物。
【背景技術(shù)】
[0002]釹鐵硼永磁材料作為第三代稀土永磁材料，由于其優(yōu)秀的綜合性能被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)的多個領(lǐng)域，其需求量也越來越大。然而在釹鐵硼產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程中會產(chǎn)生粉狀、粒狀的、塊狀的、泥狀的等各種不同形狀的廢料，大約占總量的30%。并且隨著電子產(chǎn)品的老化，部分釹鐵硼產(chǎn)品遭到廢棄。因此對上述釹鐵硼廢料進(jìn)行回收，并提取其中稀土元素將產(chǎn)生顯著的環(huán)境效益和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]稀土氧化物因為其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)成為各國學(xué)者廣泛研究的對象。稀土氧化物在光學(xué)材料、催化材料和磁性材料等方面有著廣泛的應(yīng)用。
[0004]從釹鐵硼材料中回收制備稀土氧化物，不僅對稀土資源進(jìn)行回收，而且制備的稀土氧化物具有極高的附加價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是從釹鐵硼永磁粉末中回收制備稀土氧化物的方法。
[0006]本發(fā)明一種從釹鐵硼永磁粉末中回收制備稀土氧化物的方法，其特征在于具有以下的過程和步驟:
a.釹鐵硼永磁材料粉末和石墨粉末的固相反應(yīng):將某商業(yè)快淬釹鐵硼永磁粉末(釹20.20%、鐠4.72%、鑭2.13%、鈰0.26%、鋯5.20%、鐵66.35%和硼1.14%)和石墨粉末按質(zhì)量百分比為9:1的比例混合均勻后壓片;真空電阻爐抽真空至爐膛內(nèi)氣壓小于10Pa，然后將釹鐵硼和石墨混合樣在所述真空電阻爐內(nèi)加熱至1200-1450°C，并保溫60min;最后，試樣隨爐冷卻至室溫，得到含稀土碳化物的混合樣；
b.混合樣的水解:將上述混合樣直接投入足量去離子水中水解，水解過程中，稀土碳化物與水反應(yīng)生成稀土氫氧化物脫離鐵基體，而試樣中的石墨則漂浮到水面，同時放出大量氣體;在室溫中水解結(jié)束后，浮選掉漂浮在水面的石墨；
c.水解產(chǎn)物的磁選分離與稀土氫氧化物的煅燒:將水解產(chǎn)品進(jìn)行磁選，經(jīng)多次洗滌磁選，得到稀土氫氧化物納米粉和鐵粉;將稀土氫氧化物在空氣氣氛中用馬弗爐在600°C煅燒2h，得到稀土二氧化物;其純度大于95%;主要雜質(zhì)為三氧化二鐵和一些可固溶于鐵中的元素鋯和硼。
[0007]與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明方法具有以下特點:①回收制備的稀土二氧化物純度大于95%。②國內(nèi)外報道的濕法工藝通常會產(chǎn)生大量廢水，而該工藝不僅環(huán)保而且成本低，原料只需價格低廉的石墨粉，此工藝不僅實現(xiàn)了稀土元素的回收，而且回收產(chǎn)物的附加價值高。③水解產(chǎn)物烴類氣體可以作為燃料氣體回收，進(jìn)一步提高了此方法的附加價值。④鐵粉作為回收副產(chǎn)品可以提供給鋼鐵企業(yè)作為煉鋼的原材料。⑤該工藝流程短，通過合理的設(shè)計反應(yīng)器，可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0008]圖1為稀土氧化物的X射線衍射圖譜。
[0009]圖2為水解后鐵粉的背散射掃描電子顯微照片。
【具體實施方式】
[0010]為了更好地描述本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0011]實施例1
某商業(yè)快淬釹鐵硼永磁粉末含不同元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為:釹20.20%、鐠4.72%、鑭2.13%、鈰0.26%、鋯5.20%、鐵66.35%和硼1.14%?；厥罩苽湎⊥裂趸锏臈l件為:將釹鐵硼粉末和石墨粉末按質(zhì)量百分比為9:1的比例混合均勻后壓片，真空電阻爐抽真空至爐膛內(nèi)氣壓小于10Pa，在1450°C溫度下保溫60min。將固相反應(yīng)得到的樣品與去離子水以lg/20ml的比例混合，在室溫進(jìn)行水解，水解時間為6h。將所得的稀土氫氧化物在空氣中于600°C煅燒處理2h，得到稀土氧化物。最終得到稀土氧化物及其主要雜質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為:二氧化釹69.89%、二氧化鐠16.45%、二氧化鑭7.96%、二氧化鈰0.93%、硼0.06%、碳化鋯1.30%和三氧化二鐵3.41%。水解磁選后所得鐵粉中稀土元素含量(質(zhì)量％)為:釹7.05%，鐠1.39%，鑭0.71%和鈰0.09%。將上述鐵粉機械粉碎，全部過400目篩，粒徑小于37μπι，再水解磁選所得稀土元素含量(質(zhì)量％)為:釹5.91%，鐠1.30%，鑭0.60%和鈰0.09%。由上述可知，最終回收的稀土氧化物的純度高于95.23%，回收率高于77%。
[0012]實施例2
某商業(yè)快淬釹鐵硼永磁粉末含不同元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為:釹20.20%、鐠4.72%、鑭2.13%、鈰0.26%、鋯5.20%、鐵66.35%和硼1.14%?；厥罩苽湎⊥裂趸锏臈l件為:將釹鐵硼粉末和石墨粉末按質(zhì)量百分比為9:1的比例混合均勻后壓片，真空電阻爐抽真空至爐膛內(nèi)氣壓小于10Pa，在1200°C溫度下保溫60min。將固相反應(yīng)得到的樣品與去離子水以lg/20ml的比例混合，在室溫進(jìn)行水解，水解時間為6h。將所得的稀土氫氧化物在空氣中于600°C煅燒處理2h，得到稀土氧化物。最終得到稀土氧化物及其主要雜質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為:二氧化釹66.27%、二氧化鐠15.44%、二氧化鑭6.98%、二氧化鈰0.74%、硼1.09%、碳化鋯1.80%和三氧化二鐵8.68%。水解磁選后所得鐵粉中稀土元素含量(質(zhì)量％)為:釹8.12%，鐠1.84%，鑭0.81%和鈰0.09%ο由上述可知，最終回收的稀土氧化物的純度高于89.43%，回收率高于67%。
[0013]圖1所示為稀土氧化物的X射線衍射圖譜，由圖譜可以看出除了稀土氧化物的物相夕卜，還有三氧化二鐵的峰，可以推測是由于磁選分離的過程中混入的金屬鐵。
[0014]圖2所示為水解后鐵粉的背散射掃描電子顯微照片，可以看出水解后鐵粉表面呈鱗片狀凹痕，從凹痕的大小可以看出生成的稀土碳化物粒徑比鐵粉粒徑小很多，因此將該鐵粉粉粹成更細(xì)小的顆?？梢栽黾铀鈺r稀土碳化物與水接觸的機會，從而提高回收率。
【主權(quán)項】
1.一種從釹鐵硼永磁粉末中回收制備稀土氧化物的方法，其特征在于具有以下的過程和步驟: a.釹鐵硼永磁材料粉末和石墨粉末的固相反應(yīng):將某商業(yè)快淬釹鐵硼永磁粉末(釹.20.20%、鐠4.72%、鑭2.13%、鈰0.26%、鋯5.20%、鐵66.35%和硼1.14%)和石墨粉末按質(zhì)量百分比為9:1的比例混合均勻后壓片;真空電阻爐抽真空至爐膛內(nèi)氣壓小于10Pa，然后將釹鐵硼和石墨混合樣在所述真空電阻爐內(nèi)加熱至1200-1450°C，并保溫60min;最后，試樣隨爐冷卻至室溫，得到含稀土碳化物的混合樣； b.混合樣的水解:將上述混合樣直接投入足量去離子水中水解;水解過程中，稀土碳化物與水反應(yīng)生成稀土氫氧化物脫離鐵基體，而試樣中的石墨則漂浮到水面，同時放出大量氣體;在室溫中水解結(jié)束后，浮選掉漂浮在水面的石墨； c.水解產(chǎn)物的磁選分離與稀土氫氧化物的煅燒:將水解產(chǎn)品進(jìn)行磁選;經(jīng)多次洗滌磁選，得到稀土氫氧化物納米粉和鐵粉;將稀土氫氧化物在空氣氣氛中用馬弗爐在600°C煅燒2h，得到稀土二氧化物;其純度大于95%;主要雜質(zhì)為三氧化二鐵和一些可固溶于鐵中的元素鋯和硼。
【文檔編號】C21B15/00GK106044830SQ201610360624
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月28日
【發(fā)明人】郭曙強, 劉杰, 郭磊, 張滿, 馬帥, 卞玉洋, 丁偉中
【申請人】上海大學(xué)