[發明專利]一種釹鐵硼油泥再生共沉淀制備釹鐵氧化物的方法

有效

• 申請號: 201310306657.6
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103343234A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 劉敏;賴偉鴻;索紅莉;李萌;尹小文;金瓊花;岳明;劉衛強;張東濤;馬麟;王毅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/06;C22B3/44;C22B59/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種釹鐵硼油泥制備再生釹鐵硼一步共沉淀釹鐵合金并制備釹鐵氧化物的方法，屬于釹鐵硼油泥的回收利用。

背景技術

現如今，每6個新技術中就有一個與稀土有關，這充分說明稀土在新技術中的作用與地位。稀土是21世紀重要的戰略資源，是現代工業的“味精”。稀土元素之所以被稱為“21世紀戰略元素”，是因為其具有其他元素不具備特殊物理性質和化學性質。基于這些特性制成的許多稀土新材料，性能優異，用途廣泛，被大量用于電子信息、通訊技術、汽車制造、能源和航空航天等領域。稀土曾先后被譽為“材料維生素”和“21世紀高科技和功能材料的寶庫”等。

稀土元素作為稀缺且昂貴的重要戰略資源，綜合回收廢料中的有價元素是非常有價值的工作；合理回收稀土元素，不僅能節約和保護自然資源、降低成本并且提高經濟效益，有利于國內各領域長期穩定地發展，還有利于稀土元素的循環再利用和國家的可持續發展。

而作為富含稀土元素釹鐠的釹鐵硼來說，對釹鐵硼回收再生工作自然顯得十分重要。鐵硼磁體磁能積為240～440kJ/m³，被稱作當代“永磁之王”，是目前已知的綜合性能最高的永磁材料。與傳統的磁體相比，稀土永磁材料的磁能積要高出4～10倍，其他磁性能也遠高出傳統磁體；而釹鐵硼永磁材料的磁能積更要高出傳統磁性材料的8～10倍。

NdFeB廢料回收的工藝流程有多種，如酸溶沉淀工藝、復鹽轉化工藝、鹽酸優溶工藝等。如下列出一些傳統的回收方法：

綜合以上目前的稀土回收方法，這些工藝雖然可以重新獲得稀土，但是也存在諸多問題：首先從結果上看，以上工藝的循環鏈并沒用形成真正意義上的循環，這些工藝獲得的產物僅僅是稀土氧化物，而沒有制成可以直接使用的工業制品。并且稀土氧化物欲提純為工業上可以直接應用的高純單一稀土，還需進行幾十級萃取工藝，其萃取劑更是非常昂貴，社會效益明顯降低。其次從經濟效益上看，除了上述的在提純高純單一稀土時，萃取工藝將消耗大量的酸液、時間以及昂貴的萃取劑以外，普通的酸溶沉淀法在回收稀土時要對稀土進行二次沉淀，其不僅流程較長，投資較高，并且回收率較低，經濟效益顯然很低；而在全萃取法提取稀土的工藝中，雖然該工藝在回收稀土時稀土的純度較高，并且可以獲得較高純度的鈷元素，但是其繁雜的化學工藝和居高不下的成本使得此方法在一開始就無法被工業生產所接受。再次，從節能環保的角度講，無論是鹽酸優溶法、全萃取法還是硫酸復鹽沉淀法，它們在稀土回收中都會形成大量的酸堿廢液和有毒有害氣體。僅僅在萃取工藝中，因為需要較高的液液比和更好的反萃效果，其酸的消耗量都是正常化學計量的10倍以上，這些過程形成的酸堿廢液在工藝末端都很難處理；不僅如此，硫酸復鹽沉淀法在回收鐵的過程中就會產生對人體傷害很大的SO₂和H₂S氣體。

發明內容

本發明針對上述這些問題，采用一步法釹鐵共同沉淀取代僅選擇性沉淀釹的方法回收酸溶后溶液中的有價元素。該方法將釹鐵同時回收，工藝流程短，有價元素的不浪費，而且后續可用來合成釹鐵硼磁粉，實現真正的循環利用，因此該方法具有好的經濟實用性。

一種釹鐵硼油泥再生共沉淀制備釹鐵氧化物的方法，其特征在于包括以下步驟：將釹鐵硼油泥的酸浸液添加雙氧水氧化后，調節PH值后，一次添加適量的氫氧化鈉、氨水或草酸鈉沉淀劑，在60～100℃溫度下保溫一段時間后，將沉淀離心烘干，并在高溫下焙燒，獲得釹鐵氧化物的混合物。

本發明制定的技術方案進一步優選包括如下步驟：

（1）以氫氧化鈉為一步共沉淀的沉淀劑時，其共沉淀的最佳條件為：將釹鐵硼油泥酸溶過濾后，濾液添加過量的質量濃度30%雙氧水氧化并不停攪拌；為防止氫氧化鐵膠體生成，選擇先調節PH值再進行保溫，因此，先調節PH=4～9（優選PH=7～9），然后控制反應溫度為60～100℃，并加入1mol/L的氫氧化鈉溶液在攪拌條件下反應60mins，最后，將沉淀離心烘干后置于箱式爐中，在T=400～600℃下焙燒90mins；優選氫氧化鈉溶液的用量為每5g釹鐵硼油泥對應30ml氫氧化鈉溶液。

（2）以氨水為一步共沉淀的沉淀劑時，其共沉淀的最佳條件為：將釹鐵硼油泥酸溶過濾后，濾液添加過量質量濃度30%雙氧水氧化并不停攪拌，添加30%氨水直至調節沉淀后溶液PH=8～10（優選PH=5.5～7.5），然后控制反應溫度為60～100℃，靜置反應60mins，最后，將沉淀離心并烘干后置于箱式爐中，在T=400～600℃下焙燒90mins。