[發明專利]一種電化學陽極氧化聯用離子絮凝劑強化釹鐵硼磁體浸出反應的方法

有效

• 申請號: 202110102614.0
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112941321B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 張興旺;周利娜;蘇志偉;雷樂成
• 申請（專利權）人: 浙江大學衢州研究院;浙江大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B59/00;C25D11/34;C25D21/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種電化學陽極氧化聯用離子絮凝劑強化釹鐵硼磁體浸出反應的方法，包括：以釹鐵硼廢磁體作為電解系統的陽極，以惰性導電材料作為陰極，在室溫下進行電解，使釹鐵硼廢磁體中的稀土、鐵元素進入溶液，離子型絮凝劑在電場下快速移動促進金屬元素沉淀，強化浸出反應。電解結束后通過過濾得到回收產物，電解液回用到電解工序。本發明通過電化學陽極氧化的方法直接浸出釹鐵硼磁體中的金屬離子，可聯用絮凝劑使之沉淀，避免高溫焙燒產生大量尾氣；電解液使用更廉價易得的試劑代替鹽酸、草酸等物質，減少了酸性廢水的排放量，降低了成本；回收產物為疏松的混合氫氧化物，便于后續酸溶分離釹和鐵元素。

技術領域

本發明屬于工業廢料回收利用技術領域，涉及一種電化學陽極氧化聯用離子絮凝劑強化釹鐵硼磁體浸出反應的方法。

背景技術

釹鐵硼永磁材料具有極高的磁能積和矯力，在汽車、能源、醫療器械和電子產品等眾多領域都獲得了廣泛應用。近年來，釹鐵硼的產量逐年增加，2019年我國釹鐵硼產品的出口量就達到了4.07萬噸，同比增長3.71％。由于工藝和設備的問題，在釹鐵硼的生產過程中會產生約25％的廢料，其中稀土元素約占33％，造成了嚴重的污染和浪費。因此，回收利用釹鐵硼廢料中的稀土元素，不僅可以提高稀土資源的二次利用率，緩解稀土資源的供應壓力，還能從中得到巨大的社會效益和經濟效益。

目前釹鐵硼廢料的回收工藝主要可為火法和濕法兩種。火法對環境的污染較少，但提取稀土元素的回收率和純度較低，難以得到單一稀土制品。濕法是目前較為廣泛采用的工藝，其中鹽酸法在工業上的應用較為成熟。先通過高溫焙燒使釹鐵硼廢料中的鐵元素轉化為Fe₂O₃，再用低濃度的鹽酸溶解。稀土被優先浸出，浸液中的Fe³⁺可用氨氣或氨水調節pH為4.5～5，使之以Fe(OH)₃形式沉淀，再通過萃取或草酸沉淀得到稀土化合物。該工藝處理量大，回收成本相對較低，工藝較簡單，但氧化焙燒過程能耗高、尾氣排放量大，且有些釹鐵硼廢料研磨、煅燒會產生火花，存在較大的安全隱患。酸溶過程采用低濃度酸導致低下的反應速率的同時產生大量的廢水，酸性廢水中含有鐵元素，造成浪費和污染，處理成本高。因此，在釹鐵硼廢料中稀土元素的回收過程中，關鍵是降低稀土與鐵的分離成本，而焙燒氧化的能耗高，酸溶過程污染大、成本高，需要盡量降低前處理成本以提高經濟效益。

中國發明專利CN109439913A公開了一種釹鐵硼廢料酸浸渣閃速還原綜合回收的方法。該方法將釹鐵硼廢料酸浸渣經干燥后，與還原性氣體一起由噴嘴噴入一個高溫豎式反應塔空間，控制還原氣氛，物料中鐵氧化物被還原成金屬鐵或四氧化三鐵，物料中的稀土氧化物不被還原。還原產物經磁選后，分別得到富鐵相和富稀土相。

中國發明專利CN109439913A公開了一種高溫高壓浸出回收釹鐵硼廢料中稀土的方法。該方法將釹鐵硼廢料經氧化焙燒、鹽酸高溫高壓浸出、浸出液中Fe²⁺的氧化和除雜凈化，得到稀土氯化物浸出液；且上述稀土氯化物浸出液可作為后續工藝及產品原料，通過萃取分離得到稀土，通過沉淀制備稀土碳酸鹽，或通過沉淀焙燒制備稀土氧化物。

可見，現有的技術大多借助高溫、高壓、強酸等手段來回收釹鐵硼廢料中的稀土元素，存在污染大、成本高的問題。

中國發明專利CN111575509A公開了一種從釹鐵硼磁體廢料中回收稀土元素的方法，包括以下步驟：將釹鐵硼磁體廢料與含氯化銨的鹽酸溶液混合，得到固液混合物；將固液混合物與雙氧水進行氧化反應，得到氧化產物。該方法可以避免使用高溫焙燒，避免產生大量尾氣。

中國發明專利CN102776375A公開了一種從廢舊釹鐵硼材料中回收稀土的方法。該方法將釹鐵硼廢舊材料先進行細磨粉碎，再利用鹽酸優溶的方法分離出未溶解的B元素；得到的液體用氨水調節pH值在2.0～3.0；在50～70℃水浴中加入硫化銨溶液，金屬陽離子雜質在硫化銨作用下充分沉淀，反應2.0小時以上；進行離心過濾，濾液中主要含有稀土離子和氯離子；向濾液中滴加鹽酸至無氣泡產生，并加熱10min以上。