[發明專利]硫酸體系下從釹鐵硼廢料酸浸渣中綜合回收有價金屬的方法

有效

• 申請號: 202210360236.0
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114875241B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 肖燕飛;饒明璐;陳金發;文彬;曾昕鳴
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B59/00;C22B23/00;C01G49/06
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本發明公開了一種硫酸體系下從釹鐵硼廢料酸溶渣中綜合回收有價金屬的方法，采用硫酸溶液充分溶解酸浸渣，得到的酸溶液進行還原獲得含硫酸亞鐵溶液，然后通過氫氧化鈉、硫化鈉、硫化鈉+碳酸氫鈉的分階段加入實現有價金屬的分步沉淀富集，最后對回收有價金屬后的獲得的高純硫酸亞鐵溶液進行氧化結晶制備鐵紅，得到的α?FeOOH經干燥、焙燒后，獲得純度大于99%的α?Fe₂O₃粉末。本發明能夠富集回收釹鐵硼廢料酸浸渣中的稀土和鈷等元素、提高鐵元素的利用價值，減少固體渣的堆存，降低環境污染。

技術領域

本發明涉及釹鐵硼廢料回收領域，具體而言，涉及一種硫酸體系下從釹鐵硼廢料酸浸渣中綜合回收有價金屬的方法。

背景技術

隨著新能源領域的迅速發展，釹鐵硼磁體的需求量迅速增加。然而在釹鐵硼磁體在生產過程中，從原料預處理到最后的產品檢測，每一步驟都不可避免地會產生廢料；此外，隨著時間推移，將有越來越多使用釹鐵硼磁體的設備因結束服役而報廢，產生了大量釹鐵硼廢料，因此釹鐵硼廢料年產生量將會越來越多，如2016年我國產生廢料2.8萬余噸，而2021年達5.0萬噸。釹鐵硼廢料中稀土含量約占30％，主要元素包括Ce、Pr、Nd、Gd等，其余則是鐵、鋁、鈷等元素。可見，釹鐵硼廢料含有較高含量的有價元素，具有較高的綜合回收利用價值。

目前工業上主要采用鹽酸優溶法回收釹鐵硼廢料中的有價金屬，其主要的流程包括氧化焙燒、鹽酸優溶、萃取分離、沉淀焙燒等。在釹鐵硼廢料氧化焙燒過程中，主要將鐵元素充分氧化形成難以酸溶的三氧化二鐵、稀土元素氧化為稀土氧化物；然后將焙燒產物置于鹽酸中進行優溶，使稀土氧化物優先溶解浸出。在鹽酸優溶過程仍然會有一定量的三氧化二鐵或未氧化完全的氧化亞鐵被溶解浸出進入到浸出液中，此時需通過向浸出液中添加氧化劑并調節其pH，將已溶出的鐵元素以氫氧化鐵的形式沉淀進入酸浸渣，最終再通過弱酸過濾洗滌以達到稀土與鐵分離的目的。然而，酸浸渣中主要成分雖為Fe₂O₃/Fe(OH)₃，但渣中仍然有百分之零點幾至百分之幾的稀土元素及鈷等金屬元素殘留。目前工業上酸浸渣是通過將其加入到鋼鐵冶金工序中以回收其中的鐵元素，而渣中稀土、鈷等有價金屬并未回收，造成了資源的浪費。

對于酸浸渣的綜合回收已有一些研究，如吳冕等在論文釹鐵硼磁性材料二次廢料綜合回收利用技術研究中采用鹽酸全溶，將金屬轉移進入溶液后，首先進行Fe的水解，分離得到β-FeOOH，經過焙燒獲得純度為98.01％的氧化鐵紅；然后水解后液以NH₄HCO₃沉淀劑，通過調節pH分步沉淀回收稀土和鈷。然而在Fe/RE/Co沉淀分離過程中，相關有價金屬的綜合回收率不高，鐵為89％、鈷為88％、稀土則僅有79％。同時在專利CN201610246932.3中采用硫酸進行酸浸渣的分解，之后通過鐵屑還原Fe³⁺生成Fe²⁺，凈化除雜，最后采用空氣氧化法制備氧化鐵紅，在該專利中，對于酸浸渣中的稀土/鈷元素則是在酸分解、凈化除雜和鐵紅的洗滌過程的溶液中進行分步回收富集，整個工藝流程十分復雜，嚴重影響工業的生產效率，同時對設備要求高。專利CN201810865627.1通過多段酸洗的方式回收稀土元素，但回收率不高、且得到的溶液濃度低，稀土富集困難；鈷也沒有很好的收集。CN201910009567.8采用閃速還原的方式分離其中的鐵和稀土，從而高效回收稀土和鐵。

綜上所述，對于釹鐵硼廢料回收過程中產生的酸浸渣的綜合回收，如何在鐵元素占據主體情況下，提供一種高效分離稀土等有價元素與鐵的方法，同時將鐵元素進行高值化利用，以提高工業上廢料的回收效益，已經成為目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的主要目的在于開發一種處理釹鐵硼廢料酸浸渣的方法，以富集回收稀土和鈷等元素、提高鐵元素的利用價值，減少固體渣的堆存，降低環境污染。

為了實現上述目的，提供了一種硫酸體系下從釹鐵硼廢料酸浸渣中綜合回收有價金屬的方法，具體包括以下步驟。