[發明專利]一種在OH-OH體系下從釹鐵硼油泥中同時回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵的方法

有效

• 申請號: 201310692856.5
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103667719A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉敏;賴偉鴻;李春燕;尹小文;金瓊花;岳明;索紅莉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/10;C22B3/44;C22B59/00;C22B23/00
• 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

本發明涉及一種在OH-OH體系下從釹鐵硼油泥中同時回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵的方法，屬于釹鐵硼油泥回收技術領域。

背景技術

1983年日本與美國科學家幾乎同時發現以釹鐵硼為基體的(第三代)稀土永磁合金以來,其巨大的磁能積刷新了已有的永磁材料記錄,引起了世界永磁材料市場巨大的變化。國內釹鐵硼開發非常快,全國近百家企業的年生產能力達將近10萬多噸。眾所周知,在釹鐵硼材料的生產過程中,有許多邊角料、殘次品和切磨下來的廢料,總損耗高達30%以上,因此,加強釹鐵硼廢料回收的研究與生產,有著重要的現實意義。

隨著從釹鐵硼廢料中回收稀土的技術日益成熟，越來越多的商家看到了其中的豐厚利潤。據資料顯示，在浙江和廣東一帶，大大小小的回收釹鐵硼廢料的廠家就有幾千家。而這其中就有不少沒有生產資格的地下黑作坊，他們將獲取來的釹鐵硼廢料，特別是打磨和線切割后的油泥，僅僅是進行粗糙的氧化焙燒，再經過酸溶等流程，從而來提取當中的稀土元素。由于這些商家既沒有生產許可，也沒有正規生產流程。所以這種方法不僅僅對稀土資源的極大浪費，而且還會對當地的環境形成巨大的污染。

針對本專利的研究對象釹鐵硼油泥，如何從釹鐵硼油泥中重新制備再生的釹鐵硼磁粉是本次課題的研究核心。有文獻報道，有人就利用Fe-Pr和Fe-Nd相用快速淬火工藝成功制備出磁積能高達40KOe的硬磁相。國內肖耀福和周壽增等人曾經運用還原擴散法成功制取出釹鐵硼。該方法通過將NdO粉、Fe粉、Ca粉混合壓制成型后，在860℃-1180℃下進行還原擴散，之后再進行成型、燒結，獲得了磁能積（BH）max=200-238KJ/m³的NdFeB合金。孫廣飛、陳菊芳通過運用還原融合法也制備出了NdFeB合金。還原融合法是通過金屬鈣還原氯化釹，然后在高溫條件下被還原的金屬釹與合金元素鐵、硼融合而制得NdFeB合金。而Angshuman?Pal,Alexander?Gabay,George?C.Hadjipanayis等人曾經通過將氧化釹粉、鐵硼合金、鈣粉球磨、熱處理的方法制備出NdFeB合金和富釹相，其中NdFeB合金的矯頑力超過12KOe。也有人通過在高能球磨中通過添加表面活性劑成功制備出了NdFeB納米晶和納米片。因此，通過機械化學合成這種方法制備NdFeB合金是值得借鑒的。

本申請人擬采用NdFeB油泥-物理方法分離油泥中固液相-固相酸溶-釹鐵共沉淀-高溫煅燒-機械化學法合成NdFeB磁粉工藝，和酸溶沉淀法、硫酸復鹽沉淀法、全萃取法這些通過分離-提純的方法相比，直接通過NdFeB油泥-物理方法分離油泥中固液相-固相酸溶-釹鐵共沉淀-高溫煅燒-機械化學法合成NdFeB磁粉工藝制備出NdFeB合金的方法可以進一步降低成本，減少繁雜的化學過程，節約了人力資源和物力資源，同時也減少了廢水廢液的排放，并且實現全元素的回收和真正意義上的循環經濟。

釹鐵硼油泥中含有釹、鐠、鏑、鈷、鐵這五種具備可回收再生產價值的元素，要制備釹鐵硼再生磁粉，同時高回收率沉淀出釹、鐠、鏑、鈷、鐵成為關鍵。

發明內容

在本發明中，將首先通過釹、鐠、鏑、鈷、鐵這五種元素通過計算模擬，建立熱力學模型，通過熱力學模型確定并優化釹、鐠、鏑、鈷、鐵同時回收的最佳工藝以及工藝的最佳參數。

本發明旨在在OH-OH體系下建立釹、鐠、鏑、鈷、鐵五種元素的熱力學模型，借鑒模擬的結果確定釹、鐠、鏑、鈷、鐵回收的配合-沉淀工藝選擇，通過確定的工藝方案同時回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵這五種元素的化合物，回收產物可用于再生釹鐵硼的制備。

本發明確定在OH-OH體系下從釹鐵硼油泥中同時回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵工藝的方法，所采用的技術方案是：首先，通過查找各個元素在OH-OH體系下可能發生的配合反應以及反應平衡常數，通過MATLAB計算軟件建立熱力學模型；然后，通過已經建立起的熱力學模型確定回收釹、鐠、鏑、鈷、鐵的工藝以及工藝中參數的選擇：在OH-OH體系下，確定工藝為：釹鐵硼油泥蒸餾、酸溶、氧化、配合沉淀得產物；

上述建立熱力學模型（即沉淀平衡后的熱力學模型）的方法，包括以下步驟：首先，查閱在OH-OH體系下釹、鐠、鏑、鈷、鐵可能發生的反應以及每個反應的平衡常數，通過化學平衡、質量平衡、電荷守恒建立在OH-OH體系下的熱力學模型：由水的電離平衡可得到等式：

[H⁺]=10^-pH????(1-1)

[OH^-]=Kw*10^pH????(1-2)