[發明專利]一種從釹鐵硼廢料中分離回收有價元素的方法

無效

• 申請號: 201110058039.5
• 申請日: 2011-03-06
• 公開（公告）號: CN102206755A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 林劍
• 申請（專利權）人: 林劍
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/10;C22B3/22;C22B3/38;C22B3/46;C22B23/00;C22B59/00
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所屬技術領域

本發明涉及一種稀土冶金技術，特別是一種從釹鐵硼廢料中分離回收有價元素的方法。

背景技術

稀土資源屬于戰略資源，為不可再生資源。隨著顯色器、磁體和電子產業等對稀土需求的猛增，合理有效的提高稀土資源的利用率顯得尤為重要，利用釹鐵硼廢料回收稀土元素是其中的重要手段之一。而且，利用釹鐵硼廢料回收稀土元素與利用礦石生產稀土產品相比具有工序縮短、成本降低、“三廢”減少等眾多的優點。目前釹鐵硼廢料的主要來源有：(1)真空熔煉所產生的爐潭、制粉過程產生的超細粉、打磨過程中產生磨泥；(2)打孔、倒角、切割產生邊角料，加之有部分釹鐵硼在生產過程中形成了低性能的釹鐵硼合金等。2010年我國釹鐵硼的產量超過10萬噸，每年產生的釹鐵硼廢料約為20000噸。

目前，釹鐵硼廢料回收主要采用濕法冶金工藝。鹽酸溶解-萃取工藝，易于實現規模化生產，但草酸或碳銨沉淀洗滌廢水污染較大，且采用氨水為皂化劑，使廢水中氨氮濃度很高，造成水污染。采用硫酸-復鹽沉淀工藝，難以實現規模化生產，且溶解時Fe全部轉化為硫酸亞鐵，在回收稀土時造成鐵元素的浪費，更造成水污染。鹽酸優溶法能夠減少酸的使用量，酸溶渣可以直接作為鐵精礦出售給鋼鐵廠或者給水泥廠作為生產水泥的鐵質校正元素；在萃取分離時使用燒堿或者石灰水替代氨水作為皂化劑，能有效減少廢水中的氨氮。但廢料中的稀土元素在鹽酸溶劑中溶解為離子狀態的過程中，廢料中仍有部分鐵元素被溶解為離子狀態，影響產品的純度。

發明內容

為了克服上述不足，本發明提供一種從釹鐵硼廢料中分離回收有價元素的方法，使所得稀土碳酸鹽純度更高。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：以釹鐵硼廢料為原料，按以下步驟進行：

①空氣氧化：原料與鹽酸按重量比為1∶0.06-0.18的比例配料，加入1.0-2.5M/L鹽酸攪拌均勻，平鋪于潮濕環境的地面10-15Cm厚，待漿泥風干到一定程度時翻扒一次，共翻扒2至3次，反應時間60-100小時；

②粉碎細磨：將步驟①所得的原料粉碎至粒度為150目；

③酸分解：按原料與水按重量比為1∶1.5往反應鍋中加入調漿水，再緩慢加入濃鹽酸，調PH1.0-2.5，加溫80-95度，補加鹽酸到PH1.0-2.5，保溫2小時，加入氯酸鈉和氫氧化鈉等氧化劑，回調PH3.5，酸溶時間10-12小時，經壓濾得稀土料液和濾渣；

④鐵渣凈化：將步驟③所得的濾渣的，投入水洗鍋，加水洗滌兩次，過濾得后鐵渣；

⑤萃取分離：將步驟③所得的稀土料液經過配料再進入萃取槽，在P₅₀₇萃取體系中進行稀土元素和鈷的分組和分離，得到單一稀土氯化物料液；

⑥碳酸沉淀：將步驟⑤所得的單一稀土氯化物料液進入沉淀鍋，加入碳酸氫鈉溶液，得到碳酸稀土鹽和鈷富集液；

⑦洗滌脫水：將步驟所得⑥碳酸稀土鹽在過濾箱中加入工業水淋洗4-5小時，真空抽濾干得到高純稀土碳酸鹽；

⑧稀土灼燒：將步驟⑦所得碳酸稀土鹽經950度灼燒3小時，得到單一稀土氧化物；

⑨萃取回收鈷、銅：將步驟⑥所得的鈷富集液進入鈷分離線，得到鈷料液和銅富集液；

⑩碳酸沉鈷：將步驟⑨所得的鈷料液經沉淀得到高純碳酸鈷。

在空氣氧化步驟，潮濕環境的濕度為15-30.5％。

本發明的效果是，本發明為在酸分解工序使廢料中稀土元素的優先浸出和抑制鐵的浸?出，對釹鐵硼廢料加入鹽酸后進行空氣氧化預處理，讓一部份金屬鐵粉末轉化為氯化亞鐵，再氧化成難溶于鹽酸的三氧化二鐵。使鐵元素在酸分解過程中大部分以鐵渣形態得到分離，大大提高了產品的純度。

下面結合實施例對本發明進一步說明。

具體實施方式

為在酸分解工序使廢料中稀土元素的優先浸出和抑制鐵的浸出，需對釹鐵硼廢料進行空氣氧化預處理。即原料與鹽酸按重量比為1∶0.06-0.18的比例配料，加入1.0-2.5M/L鹽酸攪拌均勻，讓一部份金屬鐵粉末轉化為氯化亞鐵，再平鋪于潮濕環境的地面10-15Cm厚，以氯化亞鐵作為晶種與空氣中的氧氣充分接斛，待漿泥風干到一定程度時翻扒一次，共翻扒2至3次，反應時間60-100小時。最終使原料中的鐵氧化成難溶于鹽酸的三氧化二鐵。

Fe+2HCl＝＝FeCl2+H2↑；

2Fe+O₂＝2FeO；

4FeO+O₂＝2Fe₂O₃；