[發明專利]使稀土和氧化鋯材料再循環的方法

無效

• 申請號: 201280069226.6
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN104185606A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 尼古拉斯·H·伯林蓋姆;塞繆爾·伯林蓋姆
• 申請（專利權）人: 齊龍工業陶瓷公司
• 主分類號: C01F17/00
• 分類號: C01F17/00;C01G25/00;C01G27/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周李軍;楊思捷

優先權信息

本申請要求Nicholas?H.?Burlingame在2011年12月7日提交的美國臨時專利申請61/630,255號“Method?of?Recycling?Oxide?Materials”(使氧化物材料再循環的方法)和Nicholas?H.?Burlingame和Samuel?Burlingame在2012年12月6日提交的美國實用專利申請13/706,546號“Method?for?Recycling?of?Rare?Earth?and?Zirconium?Oxide?Materials”(使稀土和氧化鋯材料再循環的方法)的優先權。Nicholas?H.?Burlingame在2011年12月7日提交的美國臨時專利申請號61/630,255“Method?of?Recycling?Oxide?Materials”(使氧化物材料再循環的方法)和Nicholas?H.?Burlingame和Samuel?Burlingame在2012年12月6日提交的美國實用專利申請13/706,546號“Method?for?Recycling?of?Rare?Earth?and?Zirconium?Oxide?Materials”(使稀土和氧化鋯材料再循環的方法)全文通過引用結合到本文中。

技術領域

本文公開以可再用形式從廢料回收稀土礦物(稀土)和氧化鋯的方法和過程。更具體地講，該方法包括混合硫酸銨粉末和包含氧化物廢料的粉末；在足以使廢料分解成殘余物的溫度灼燒混合物，該殘余物在很大程度上溶于水溶液；使殘余物溶于水，以得到包含鹽形式稀土成分的溶液；用至少一種分離方法從溶液分離稀土成分；隨后用分離的稀土成分(鹽或溶液)作為原料。

稀土和氧化鋯材料對寬范圍技術是重要的。重要的工業部門，例如國防、制造、能源、運輸、光學和電子，都使用很多稀土材料。稀土在很多技術中作為組成組件而存在，包括導航/制導系統、石油精煉催化劑、先進車用電池、風力渦輪發電機、噴氣發動機、微型磁盤驅動器、揚聲器、電視和顯示器、緊湊型熒光燈泡和光纜。另外，目前經濟上可行的稀土源有限，使回收稀土成為對工業價值極高的實踐。然而，所有稀土礦物中只有很少百分比被再循環。公開的實施方案提供使氧化物材料再循環的簡單方法，尤其適用于包含稀土的材料和包含氧化鋯的材料。

在本文的實施方案中公開以可再用形式從包含稀土礦物和氧化鋯的廢料回收稀土礦物的方法。此類廢料可由一些工業過程產生，包括熱噴涂、電子束氣相沉積、牙科材料的生坯加工和立方鋯寶石生產。這種方法的基礎由下列組成：a)混合硫酸銨粉末和包含氧化物廢料的粉末；b)在足以使廢料分解成殘余物的溫度灼燒混合物，該殘余物在很大程度上溶于水溶液；c)使殘余物溶于水，以得到包含鹽形式稀土成分的溶液；d)用至少一種分離方法從溶液分離稀土成分；和e)隨后用分離的稀土成分(鹽或溶液)作為原料。如果這些廢料出現在涂層中，則通過以下去除涂層：在濃硫酸銨溶液中處理該材料，以覆蓋表面，然后加熱涂覆的部分，以使硫酸銨優先煮解并破壞涂層。在(d)中，通過沉淀或其它分離方法，可進一步從廢濾液回收氧化鋯。通過適當沉淀和濃縮在(d)中產生的濾液，還可回收在回收中使用的反應物。

在本文的實施方案中還公開以可再用形式從包含稀土礦物但無氧化鋯的廢料中回收稀土礦物的方法。這些廢料由緊湊型熒光燈泡、含稀土的催化劑、稀土-鐵合金磁體、錳酸鑭燃料電池電極和NiMH電池產生。如果這些材料在涂層中出現，也公開去除包含這些廢料的涂層的方法。涉及的步驟與以上關于材料經受的反應相同，不同之處在于在沒有氧化鋯存在下用草酸鹽沉淀劑沉淀(d)中的稀土礦物。另外，如果稀土廢料為非氧化物，則在與硫酸銨反應之前必須使材料氧化。如果這些材料在涂層中出現，則使材料在飽和硫酸銨溶液中經處理，以用硫酸銨涂覆表面，這允許在涂覆的表面上優先的化學侵蝕，以實現材料去除。

本文還公開從鋯石回收氧化鋯的方法，所述鋯石是通過金屬鑄造操作產生的典型廢料。

附圖簡述

圖1為代表本文公開的示例性方法的流程圖；并且

圖2-6描繪在數個實施例中公開的回收的稀土氧化物的X射線衍射圖。

本文所述的不同實施方案不旨在使本公開限于所述的實施方案。相反，本發明旨在覆蓋可在所述不同實施方案、實施例和等價物的精神和范圍內包括的所有備選、改進和等價物。為了總體理解，參考附圖。在全部附圖中，類似的附圖標記用于指示相同或類似的要素。還應注意到，附圖可以不按比例繪制，并且某些區域可能有意地未按比例繪制，以便能夠適當地描繪這些特征和方面。