[发明专利]一种废旧钕铁硼永磁材料中稀土的回收与利用

说明书

技术领域

本发明提供了一种废旧钕铁硼永磁材料中稀土的回收与利用，属于废弃物再利用领域。

技术背景

钕铁硼是当今世界发展最快的稀土永磁材料。随着国内和国际对钕铁硼材料需求的快速增长,由此产生了钦铁硼磁体废料的回收问题。最大限度地搞好钕铁硼磁体废料的综合利用,对于节省资源、落实科学的发展观、建设节约型和谐社会,搞好环境保护,提高经济效益,都有十分积极的作用,是我们在搞好循环经济的过程中应该引起重视的一项新课题。

钕铁硼磁体废料与钕铁硼磁体器件的成份一样,都是由稀土（以钕为主,其余为镨和镝,部分钕铁硼含鉽、铁和硼组成的,其中稀土含量约为33％,硼为1％,其余是纯铁。在32％的稀土中,钕为24％,镨为5％,镝为2％,鉽为1％。从钕铁硼磁体废料的成份中我们可以看到,无论是稀土还是纯铁,都是有充分利用价值的。

现阶段钕铁硼废料处理生产工艺有：焙烧酸解草酸沉积分离法，焙烧酸解盐析分离法，酸解草酸沉积分离法，酸解盐析分离法。焙烧酸解草酸沉积分离法，以钕铁硼废料为原料，在焙烧炉中焙烧（600℃），生成氧化钕和氧化铁，再经20%的硫酸溶解，再用草酸将稀土沉淀下来，经洗涤焙烧（850℃）即得氧化钕。而铁的回收则是滤液蒸发、浓缩、重结晶德硫酸铁。该反应的特点能耗大（两部高温焙烧），原材料消耗大，焙烧产生的粉尘和废气多。焙烧酸解盐析分离法，以钕铁硼废料为原料，在焙烧炉中焙烧（600℃），生成氧化钕和氧化铁，再经20%的硫酸溶解，在倒入硫酸钠得稀土硫酸钠沉淀，将沉淀溶解加入氢氧化钠后产生氢氧化钕，再经煅烧（400℃）即可得到纯的氧化钕，同时此工艺的硫酸铁经冷凝结晶后可得较纯的硫酸铁。到这种工艺同样耗能较高（要煅烧），焙烧产生的粉尘和废气多。酸解草酸沉积分离法，由于钕铁硼废料的成分都易溶于酸，故用酸解法不仅可以省下煅烧法消耗的大量能量，还可以得到大量的副产品氢气，降低成本，增加效益。本法用30%硫酸将钕铁硼废料溶解，将产生的氢气收集储存，所得溶液经过滤后，再用草酸将稀土沉淀下来，经洗涤焙烧（850℃）即得氧化钕。该反应的特点能耗大（850℃高温焙烧），硫酸亚铁品位低。酸解盐析分离法，本法用30%硫酸将钕铁硼废料溶解，将产生的氢气收集储存，所得溶液经过滤后，在倒入硫酸钠得稀土硫酸钠沉淀，将沉淀溶解加入氢氧化钠后产生氢氧化钕，再经煅烧（400℃）即可得到氧化钕，同时此工艺的硫酸亚铁经冷凝结晶后可得较纯的硫酸亚铁。此方法的特点是能耗低，产生的废气少，且Na₂SO₄可循环使用。但得到的稀土纯度不好，且硫酸亚铁的附加值较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧钕铁硼永磁材料中稀土的回收与利用的工艺，本发明生产成本低，工艺流程简单，且稀土和铁的利用率高，避免了稀土和铁的分离以及稀土之间的分离，实现了废旧永磁材料的完全利用，且实现了永磁材料的再循环，易于实现规模生产。

具体的技术方案如下：

废旧钕铁硼永磁材料中稀土的回收与利用的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）破碎，取废旧钕铁硼永磁材料，破碎成粒度为1-10mm的细粉。

（2）酸溶，取破碎后的废旧钕铁硼永磁材料，按照固液比1:2-6加入酸，按照固体质量分数的5-15%加入氧化剂，在50-99℃下反应1-5小时，过滤，得到含稀土的溶液和不溶物。

（3）磷酸盐沉淀，含稀土的溶液在在50-99℃下加入磷酸盐，磷酸盐加入量为稀土和铁总摩尔数的1.1-1.5倍，反应1-5小时，反应过程的pH维持在1.0-2.5，过滤得到含有磷酸铁和稀土磷酸盐的沉淀。

（4）沉淀转化。将含有磷酸铁和稀土磷酸盐的沉淀按照固液比1:2-6加入碱溶液，在50-99℃下反应1-5小时，过滤，滤液返回步骤（3）做沉淀剂。

（5）稀土铁合金粉的制备。将沉淀转化制备的稀土和铁的混合氢氧化物通过熔盐电解法制备稀土铁合金粉末，此粉末作为钕铁硼永磁材料的稀土和铁源。

优选地，

所述步骤（2）中的酸为硫酸、盐酸、硝酸中的至少一种，所述酸的浓度是0.5-5mol/l，所述步骤（2）中的氧化剂为双氧水、氯酸盐、高锰酸盐中的至少一种。

所述步骤（3）中的磷酸盐为磷酸钠、磷酸、磷酸钾、磷酸铵中的至少一种。

所述步骤（4）中的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或几种，碱液的浓度为0.5-5mol/l。

其原理如下：