[发明专利]一种基于钕铁硼油泥料和切割废硅粉制备的稀土硅铁合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于钕铁硼油泥料和切割废硅粉制备的稀土硅铁合金及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将钕铁硼油泥料进行预处理，得到固体粉末；(2)将干燥的切割废硅粉、金属钙颗粒、无水氯化物与步骤(1)所得固体粉末按照一定比例充分混合后，在保护气氛条件下加热一定时间，得到稀土硅铁合金和渣相。本发明提供的方法操作简便、反应时间短，再生合金纯净度高，实现了钕铁硼油泥料和切割废硅粉的协同高值利用。

技术领域

本发明属于工业废料回收再利用技术领域，涉及一种再生合金，尤其涉及一种基于钕铁硼油泥料和切割废硅粉制备的再生合金及其制备方法。

背景技术

一方面，钕铁硼磁性材料因具有高矫顽力、高剩磁、高磁能积等优点，被广泛应用于国防军工、电子信息、医疗器械、清洁能源等多个领域。在钕铁硼生产过程中，从原料预处理到最终产品检测，每一道工序都不可避免地产生废料。其中，在机加工过程会产生20-30％的油泥料，是钕铁硼废料中占比最大的一类。根据生产工序的不同，可将其分为线切割油泥、无芯磨油泥、双面磨油泥、打孔油泥等，均由不同程度氧化的钕铁硼颗粒、切削液(以有机物和水为主)组成，含有20-25％的稀土元素(Nd、Pr、Ce等)，是宝贵的二次资源。与此同时，稀土矿产资源的长期无序开采已导致储量锐减以及严重的生态环境破坏。因此，加强稀土二次资源的循环利用，不仅有利于缓解稀土资源短缺的现状，同时有助于生态环境保护，促进我国稀土产业的可持续发展。

另一方面，减少碳排放、倡导使用新能源的观念逐渐成为世界各国的共识。晶硅太阳能光伏发电具有无污染、经济性高等优点，发展潜力巨大。晶体硅片是制备太阳能电池片最重要的基础材料，然而，在生产晶体硅片的过程中，40％以上的硅以粉末形式进入到切割废料浆中。晶体硅切割废料的年产量在10万吨以上，其主要成分为高纯硅和硅的氧化物。如果能对这些切割废料进行回收，不仅可以减小对环境的污染，还可以创造经济效益，同时也间接降低了太阳能电池的生产成本，有利于光伏行业的发展。

稀土硅铁合金是由稀土与硅、铁等元素组成的中间合金，在冶金、磁制冷材料领域具有广泛应用。传统的稀土硅铁合金生产方法包括电弧炉硅热还原法和矿热炉碳热还原法，但均存在耗能大、环境污染严重等问题。钕铁硼油泥料的常规处理思路是基于稀土和其他元素性质的差异性，通过火法或湿法工艺仅回收其中的稀土元素；切割废硅粉常规处理思路是通过造渣熔炼回收其中的金属硅。但截止目前为止，尚未有基于钕铁硼油泥料和切割废硅粉生产稀土硅铁合金的技术应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于钕铁硼油泥料和切割废硅粉制备的再生合金及其制备新方法，所述制备方法操作简便、反应时间短，再生合金纯净度高，实现了两种废料的协同高值利用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于钕铁硼油泥料和切割废硅粉制备再生合金的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将钕铁硼油泥料进行预处理，得到固体粉末；

(2)将步骤(1)所得固体粉末与干燥的切割废硅粉、金属钙颗粒、无水氯化物按照一定比例充分混合后，在保护气氛条件下加热一定时间，得到稀土硅铁合金和渣相。

优选地，步骤(1)所述钕铁硼油泥料包括线切割油泥料、打孔油泥料、双面磨油泥料、无芯磨油泥料或油基切片油泥料中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括线切割油泥料与打孔油泥料的组合，打孔油泥料与双面磨油泥料的组合，双面磨油泥料与无芯磨油泥料的组合，无芯磨油泥料与油基切片油泥料的组合，切割油泥料、打孔油泥料与双面磨油泥料的组合，打孔油泥料、双面磨油泥料与无芯磨油泥料的组合，或双面磨油泥料、无芯磨油泥料与油基切片油泥料的组合。