[發明專利]一種釹鐵硼廢料資源化回收系統及回收方法

有效

• 申請號: 202010186548.5
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111349798B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 楊剛;肖炘;王云山;安學斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B7/00;C01G49/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種釹鐵硼廢料資源化回收系統及回收方法，所述釹鐵硼廢料資源化回收系統包括釹鐵硼廢料供給單元、酸浸單元、第一固液分離單元、酸浸液噴霧熱解單元、水浸單元、第二固液分離單元、水浸液萃取單元與鹽酸回收單元，通過酸浸液噴霧熱解單元的設置實現了鐵與稀土金屬的有效分離，實現鐵與稀土金屬分別進行回收，工藝過程對環境友好，并通過稀土元素的回收產生巨大的經濟效益。所述回收方法操作簡單，通過對鹽酸的回收減少了鹽酸的用量以及鹽酸的排放量。

技術領域

本發明屬于資源回收與環境保護技術領域，涉及一種廢料資源化回收系統及回收方法，尤其涉及一種釹鐵硼廢料資源化回收系統及回收方法。

背景技術

釹鐵硼磁性材料是一種性能優越的永磁材料，被稱為“永磁王”，它以高強度磁性和相對低廉的成本使永磁材料在電子、通信、醫療設備、航空航天、汽車工業以及工業自動化等領域得到前所未有的重用。然而，由于生產工藝和使用因素的原因，生產釹鐵硼磁性材料的原料利用率僅由75％左右，即生產釹鐵硼磁性材料時會產生25％左右的釹鐵硼廢料。

釹鐵硼廢料成分中稀土質量分數約為33％，硼質量分數約為1％，其余為鐵以及添加的鈷、鏑、鐠等貴重金屬，因此，釹鐵硼廢料能過作為回收稀土以及其它有價金屬元素的二次資源。最大限度地對釹鐵硼廢料進行綜合利用，有利于提高資源的利用率并起到保護環境的作用，而且從釹鐵硼廢料中回收稀土元素也能帶來巨大的經濟效益和社會效益。

回收釹鐵硼廢料的方法包括濕法與活法，主要應用的方法包括鹽酸優溶法、全萃取法、硫酸-復鹽法、直接還原-渣金熔分法與電還原-萃取法。

鹽酸優溶法是在控制酸分解的條件下將釹鐵硼廢料中稀土用鹽酸優先溶解，通過氧化焙燒、酸溶除雜、萃取分離、沉淀灼燒等工藝獲得稀土產品。但是，此方法需要通過高溫氧化焙燒將釹和鐵等金屬氧化為金屬氧化物，能耗較高；而且鹽酸優溶過程需要加入氨水進行調控，從而產生大量氨氮廢水。

全萃取法利用鹽酸將廢料中的稀土元素、鈷、鐵等全部溶解，通過氧化除鐵、萃取分離、沉淀、灼燒等工藝得到產品。具體的，全萃取法利用鹽酸進行全溶，然后將二價鐵離子氧化為三價鐵離子以對三價鐵離子進行萃取除鐵，然后經過多級萃取得到氧化釹和氧化鏑，除鐵與稀土元素后的溶液利用碳酸鹽回收鈷，從而實現了稀土金屬與鈷的回收。但是全萃取法工藝流程長，萃取所得三價鐵離子溶液處理困難。

硫酸-復鹽法利用廢料中各化學元素性質的差異，采用H₂SO₄溶解、硫酸鈉沉淀稀土、氫氧化鈉轉化、鹽酸溶解、復鹽沉淀鐵以及萃取分離等操作，從而獲得純度較高的氧化釹、氧化鏑與氧化鈷。氧化鏑復合電解生產金屬鏑的雜質要求，氧化鈷中稀土雜質質量分數小于0.01％。但是硫酸-復鹽法使用了燒堿、硫酸鈉與鹽酸等介質，工藝流程長，而且工藝過程中會形成大量含鐵鹽，不利于環境保護。

直接還原-渣金熔分法利用釹鐵硼廢料中稀土元素與鐵元素存在較大化學活性的差異，通過直接還原-渣金熔分法回收金屬鐵、鈷合金和富含高稀土氧化物的熔渣，實現了稀土及其他有價金屬的協同回收。但稀土氧化物的熔渣仍然需要進一步使用濕法提取。

電還原-萃取法在電解槽中連續電還原廢釹鐵硼分解液，電還原后分解液進萃取槽進行萃取分離除鐵。電還原-萃取法能夠實現工業化生產，稀土的回收率為98.13％且回收的稀土料液能夠直接進行萃取分離，但該方法操作費用高、設備投資大，同樣存在著與全萃取法以及鹽酸優溶法相同的環境污染問題。

對此，提供一種操作簡單、稀土回收率高且環境友好的釹鐵硼廢料資源化回收系統及回收方法，有利于降低釹鐵硼廢料回收的成本與環境污染危害，并能夠為通過稀土元素的回收產生巨大的經濟效益。

發明內容