[发明专利]一种利用还原扩散技术回收钕铁硼油泥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及回收钕铁硼油泥制备再生烧结钕铁硼磁体，属于钕铁硼油泥回收利用技术领域。

背景技术

与其他磁性材料相比，钕铁硼磁性材料具有优异的磁性能和力学性能。因此其广泛应用于电子信息、家用电器、医学医疗和航空航天等许多领域，尤其在节能汽车和风力发电等新型绿色能源等领域发挥着重要的作用。广阔的应用领域带来年产量的迅速增长，但是在烧结钕铁硼磁体的生产过程中，大约会产生原料总重30％的钕铁硼废料，包括车削块和油泥废料等。以中国为例：中国是钕铁硼材料生产大国，2013年产量为9.4万吨，占全球总产量的91％，在生产过程中大约会形成近万吨车削块，同时有2-3万吨钕铁硼原料混入油泥废料中。特别是近几年，由于稀土金属价格的高位震荡，烧结钕铁硼磁体的生产成本明显增加。随着全球环境立法的发展和资源保护和可持续发展的需求，烧结钕铁硼的废料的回收利用非常重要，因此，绿色高效的回收利用钕铁硼废料既能保护环境，节约资源，同时还可以产生很好得社会效益和经济效益。

目前对于车削块的回收方法有：(1)对边角料进行氢爆，将氢爆粉进行富稀土相包覆，制备再生粘结磁体或热压磁体；(2)对氢爆粉进行氢化-歧化-再化合(HDDR)处理，制备再生粘结磁体或热压为磁体；(3)对氢爆粉体进行球磨、取向压型、真空烧结制备再生烧结磁体；(4)将氢爆粉与新的粉体混合，进行以上任一工艺路线，但是其性能会相应降低。

以钕铁硼加工油泥为主的稀土永磁废料回收主要采用湿法冶金工艺，如酸溶沉淀工艺、复盐转化工艺、盐酸优溶工艺和全萃取工艺等。各种方法的工艺简要比较如下：(1)酸溶沉淀法：该工艺属于比较原始的方法，主要过程有氧化焙烧、酸分解、沉淀、灼烧制取稀土氧化物以及后续的电解稀土氟化物制备金属单质。用该工艺批量生产稀土氧化物稀土回收率较低。(2)盐酸优溶法：工艺流程分为氧化培烧、分解除杂、萃取分离、沉淀灼烧四个程序，该方法稀土回收率大于95％，分离制得的Dy₂O₃纯度达99％、氧化镨钕为98％，而且萃余液能实现晶型碳酸稀土的沉淀满足客户的需求。(3)硫酸复盐沉淀法：通常包括以下几个环节：硫酸溶解、复盐沉淀稀土、碱转化、盐酸溶解、萃取分离、沉淀、灼烧得到稀土氧化物。采用硫酸复盐法将Nd₂O₃与非稀土(Fe、Al等)分离，复盐沉淀稀土过程中得到的稀土直接制备成氧化物时其纯度可以达到93％。所得最终产品中Nd₂O₃回收率高(可以达到85.53％)，Nd₂O₃和Dy₂O₃纯度均达到99％，是目前业内使用比较广泛的方法。(4)全萃取法。全溶剂萃取法回收NdFeB废渣中的稀土与钴的过程可以分为：N-503萃取铁、P₅₀₇萃取稀土，分离钕与镝，进一步提纯钴。经过60级的串级分段萃取试验，分别获得99％的Nd₂O₃；98％的Dy₂O₃；99％的碳酸钴产品。该工艺所需要的步骤多，生产周期也较长。以上工艺最终产品为稀土氧化物或金属，流程长，产生大量废酸废液，污染环境。

针对上述问题，中国专利(申请号201410101544.7)公开了一种将钕铁硼油泥制备成再生烧结钕铁硼磁粉的方法。虽然采用该方法可以从钕铁硼油泥得到烧结钕铁硼磁粉，但是所得磁粉并没有磁性能，不能得到实际的应用。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术问题，通过优化调整工艺，制备出了具有较高磁性能的烧结钕铁硼磁体。以钕铁硼油泥废料为原料，酸溶共沉淀得到混合氧化物，再通过钙还原扩散反应制备再生钕铁硼粉末，采用氢化钙代替钙可以起到更好的还原效果；在漂洗过程中采用磁场超声处理，有效地分离了氧化钙和非磁性物质。再生钕铁硼合金粉末颗粒尺寸为10μm左右，显著降低了制粉能耗。通过掺杂纳米粉末所得再生钕铁硼烧结磁体最大磁能积达到32MGOe。本发明的目的是流程短、高效环保充分利用钕铁硼油泥废料中的有用元素，并直接制备合成烧结钕铁硼磁体。

本发明包括油泥预处理和酸溶，共沉淀和焙烧，钙还原扩散，漂洗和干燥，混粉和烧结等步骤：