[發明專利]一種利用廢舊永磁電機磁鋼制備高矯頑力再生燒結釹鐵硼磁體的方法

在審

• 申請號: 201410258657.8
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104036947A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 岳明;劉衛強;季維驍;李超;張東濤
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/057;B22F9/04;B22F3/16
• 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

本發明涉及一種以拆解廢舊永磁電機磁體為主要原料，利用氫化鏑納米顆粒摻雜燒結的方法制備高矯頑力再生燒結釹鐵硼磁體的新技術，本發明可實現廢舊稀土永磁電機釹鐵硼磁鋼的高值化再利用，屬于磁性材料技術領域。

背景技術

近二十年來，隨著我國經濟的快速發展，稀土資源日趨減少、環境污染日趨嚴重等問題日益突出。我國稀土二次資源回收發展空間和潛力巨大，但針對稀土資源化回收再利用研究工作較少。其中針對產量大、附加值高的釹鐵硼廢料進行低值回收再利用成為當前的重中之重。據不完全統計，到2010年全國廢舊釹鐵硼回收量達到4.5萬噸左右，但缺乏先進技術致再生釹鐵硼價值大大降低，浪費寶貴的稀土資源；釹鐵硼油泥分離造成了嚴重的環境污染、且稀土回收率低。

廢舊稀土永磁的回收再利用，不僅保護了我國寶貴的稀土戰略資源，而且保護了環境。一方面避免了廢舊稀土產品本身帶來的污染；另一方面，減少稀土礦產資源消耗，大大減輕了稀土礦產的采、選、冶帶來的嚴重環境負擔。由此可見，廢舊稀土永磁高值化回收再利用不僅利潤空間很大，項目投資回報率高，具有很好的經濟可行性，而且將大大降低稀土礦開采量，遏制過度開采和生態環境惡化，有效地保護了我國稀土資源和生態環境。

稀土永磁電機是燒結釹鐵硼永磁體的最大應用市場之一，大量的燒結釹鐵硼磁鋼已經服役十至二十年，由于工作溫度和外界環境的影響，磁鋼的性能出現不同程度的降低，因此對稀土永磁電機的釹鐵硼磁鋼的回收和高值化再利用工作已迫在眉睫。但是目前關于稀土永磁電機磁鋼的回收再利用工作開展的較少。

目前針對燒結釹鐵硼邊角料回收利用開發了多種方法：1.從廢舊磁體中提取稀土元素以及其他貴重金屬，此種工藝存在回收率低和回收產品純度低等問題。其主要原因在于回收廢舊產品的溶解程度低、反應稀土的沉淀不完全以及稀土和非稀土元素以及多種稀土元素的分離程度差等問題；2.重新熔煉、制粉、壓型、燒結成釹鐵硼磁體，此種工藝流程較長，耗時耗力；3.將廢舊磁體氫爆破碎后，與適量的成分相同的釹鐵硼粉混合后，氣流磨細化、壓型、燒結成釹鐵硼永磁體，此種工藝雖然可以達到回收的目的，但是混粉后制成的釹鐵硼性能會降低，產品價格降低。

一方面，上述方法在對燒結釹鐵硼邊角料的回收再利用仍沒有達到較好的效果；另外一方面，由于工作時間和環境的影響，稀土永磁電機磁鋼的回收再利用相對來說更加復雜。因此有必要針對稀土永磁電機磁體開發出有效的再生技術。

直接采用氫爆破碎、球磨、取向壓制成型、燒結技術制備的再生磁體，是一種短流程的再生工藝，但是這種工藝制備的磁體磁能積比原始的磁體磁能積下降了15％，剩磁和矯頑力分別下降了10％和20％。在燒結釹鐵硼廢舊磁體的回收再利用過程中，稀土元素會發生流失，造成再生磁體磁性能特別是矯頑力的大幅度降低。針對上述問題，如何提高再生磁體的性能成為了解決問題的關鍵。在廢舊燒結釹鐵硼磁體采用氫爆的方法破碎成磁粉后，通過摻雜稀土粉末可有效補充再生過程中稀土元素的流失。但是稀土粉末的數量和粒度對再生磁體的磁性能有著至關重要的影響。稀土粉末的數量越多，意味著生成更多的富釹相，進而可以得到更大的矯頑力；但同時磁體中非硬磁性相的增加，磁體的剩磁和最大磁能積降低，并不能得到有效的回復。制備高剩磁和高矯頑力的磁體的條件是富釹相體積分數盡可能的少，但是主相晶粒被薄的富釹相層完全分隔。因此降低稀土粉末顆粒的尺寸，使其在混粉過程中包覆在主相晶粒表面，在隨后的燒結過程中實現對主相晶粒的有效磁隔絕。在達到對主相晶粒有效磁隔絕的前提條件下，如果稀土粉末顆粒的尺寸過大，則會造成磁體中富釹相體積分數過大，磁體剩磁和最大磁能積降低；如果稀土粉末顆粒的尺寸過小，則會出現團聚現象，同樣會對磁體性能造成不利影響。因此研究稀土粉末顆粒尺寸和含量對再生磁體性能的影響是獲得高性能再生磁體的基礎。此外，由于摻雜稀土粉末顆粒尺寸的減小，再生磁體的燒結及熱處理最佳溫度也會隨之降低，隨之而帶來的是磁體晶粒尺寸降低，進而磁體的矯頑力會相應提高。

發明內容

本發明是針對上述技術現狀而提出的一種氫化鏑納米粉末顆粒摻雜回收制備高矯頑力再生燒結釹鐵硼磁體的方法，達到工序短、能耗低、高效回收的目的。

本發明所針對的原料是廢舊稀土永磁電機磁鋼，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將去除鍍層的廢舊稀土永磁電機磁鋼進行清洗并制備成釹鐵硼氫爆粉末；