[发明专利]一种对钕铁硼废料进行前处理-酸浸出的简便化方法

说明书

技术领域

本发明属于废弃资源综合利用的技术领域，涉及稀土资源回收利用技术，具体涉及一种对钕铁硼废料进行前处理-酸浸出的简便化方法。

 

背景技术

目前，国内钕铁硼废料回收主要是采用湿法冶金工艺，各种基于湿法冶金的工艺技术一直在不断进步，已见公开的工艺报道的主要有硫酸复盐沉淀法、氟化物沉淀法、盐酸优溶一草酸沉淀法、盐酸优溶—萃取法等几种。其中盐酸优溶法是国内目前广泛采用的工艺技术路线，主要包括废料前处理—酸浸出、基于浸出液的萃取分离、萃取液后处理等3个环节。

传统的钕铁硼废料前处理—酸浸出方案主要是采用研磨、氧化焙烧、再研磨、加酸浸出、铁渣洗涤、浸出液除杂等几个工艺措施。在“从钕铁硼废料从回收稀土的新工艺”（专利号：200410020840.0）、“从钕铁硼废料中回收稀土元素的方法”（专利号：200910241836.X）、“一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法”（ 专利号：201110058039.5）、“一种采用离子交换法富集低稀土浓度洗出液的方法”（申请号：201410059517.8）以及发明人在“一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法”（专利号：201110070156.3）公开的技术方案中均是采用上述工艺措施来进行废料的前处理—酸浸出环节。其基本技术原理在于：将钕铁硼废料中的Fe元素尽可能多的转化为Fe₂O₃形态，在加酸优溶环节使得稀土元素进入到浸出液， Fe元素由于溶解度上的巨大差异而进入到酸溶渣；研磨（或多次研磨）、氧化焙烧的目的在于提高Fe³⁺转化得率，铁渣洗涤（或者多次洗涤）的目的在于洗脱回收铁渣中的稀土元素，浸出液除杂（或多步除杂）的目的在于去除浸出液中的Fe元素残留。

在实际生产过程中，传统的前处理—酸浸出方案存在如下几个问题：

（1）球磨作业和氧化焙烧的生产环境低下，动力消耗大，存在严重的粉尘现象；

（2）经一次研磨和一次焙烧后，Fe元素转化为三价Fe的实际转化率往往不高，酸浸出液中具有较高的Fe²⁺含量，仍需要对浸出液重新调节pH后再加入过量的化学氧化剂；在实际生产过程中，通过在大体量的酸性浸出液体系中添加化学氧化剂以重新沉淀Fe³⁺，其效果往往不理想；

（3）由于酸浸出体系的pH值多次变化和反复，在实际生产中会导致过滤铁渣中稀土元素残值偏高，需要针对铁渣进行多次洗脱回收；在用水量大、洗涤次数多的情况下会产生萃取料液浓度下降幅度大，降低生产效果，并最终产生大量工艺废水；

（4）整个废料前处置—酸浸出工序的作业周期长、操作强度大、设备占用多，并且需要消耗额外的酸、碱、化学氧化剂和洗涤用水，产废增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有钕铁硼废料前处理—酸浸出技术的种种不足，提供一种工艺流程简便、工艺条件温和、资源和能源效率高、具备清洁生产特性的废料前处理—酸浸出方法。

本专利发明人进行了深入研究和大量实践，发现可以利用钕铁硼金属间化合物的吸氢和氢碎特性，在对钕铁硼废料进行加氢的情况下，能够自动引发废料中合金的膨胀爆裂而使得废料粉化；继而，在完全不脱氢或者不完全脱氢的情况下进行给氧焙烧，废料将进一步引发破碎而成为细粉，并在其它诸多有利因素的共同影响下，废料中Fe元素能够十分简便的充分转化为三价铁。基于上述前处理工艺，一方面，酸浸出的优溶选择性会显著提高，另一方面，由于废料细粉化程度高，合金内部存在大量的微裂纹，酸溶浸出时间也可以大幅度缩短。

为了更加清楚的表述本发明的技术方案，首先阐述钕铁硼废料的组份特性和合金显微情况，以及钕铁硼合金的吸氢和氢碎原理。

钕铁硼废料化学成分与钕铁硼磁材成品几乎一致，主要成分为Nd、Fe、B，另含Dy、Pr、Tb、Co、Al、Cu等少量添加元素。根据我公司实际生产过程中的分析汇总，90%以上的钕铁硼废料组分物仍为未被氧化污染的钕铁硼合金。就钕铁硼合金的显微结构来看，其主相为金属间化合物Nd₂Fe₁₄B，主相占整个材料的体积分数80～85%，另含富Nd 相（Nd-Fe化合物，体积分数5～20%），富B 相（Nd_1.1Fe₄B₄，体积分数0～8%）等其它相。