[发明专利]一种稀土材料综合回收利用提取设备及提取工艺

说明书

本申请涉及一种稀土材料综合回收利用提取设备及提取工艺，属于稀土材料回收利用的技术领域。一种稀土材料综合回收利用提取设备，包括破碎机构、脉冲电流加热机构和进料口与所述脉冲电流加热机构的出料口连通的酸洗机构；所述脉冲电流加热机构包括设在地面上的支撑架、设在所述支撑架上的高频脉冲电源、设在所述支撑架上的石英管、穿设在所述石英管两端的石墨电极和设在所述石英管靠近地面一端开口处的端盖；所述高频脉冲电源与所述石墨电极电性连接；所述石英管远离地面的一端开口与所述破碎机构的出料口连通。本申请具有综合回收利用率高、能源消耗量低、环境污染性小的优点。

技术领域

本申请涉及稀土材料回收利用的技术领域，尤其是涉及一种稀土材料综合回收利用提取设备及提取工艺。

背景技术

稀土元素是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。相比铜、铝等年产数千万吨的大规模使用型金属材料，稀土材料是一种开采量很小的金属材料，全球全年产量只有几十万吨。但是，稀土材料作为一种关键性原材料，已经广泛应用于石油、化工、纺织、陶瓷、玻璃、新材料等领域，主要用作稀土磁性材料、稀土催化材料、稀土储氢材料、稀土抛光材料、稀土发光材料、稀土合金材料等功能材料。将其添加到其他主体材料里能够显著提高产品质量和性能，故稀土材料又被称为“工业味精”。

目前，稀土材料的生产主要源自于矿业开采。但是，稀土采矿往往伴随着一定的环境污染。近年来有研究发现，我国关于稀土采矿过程中产生的环境保护成本高达百亿美元。尽管采矿手段正在逐渐向着高开采率和更清洁的分离萃取手段发展，但稀土采矿造成的环保问题仍然不可小觑。作为稀土采矿的一种补充性替代方法——从大规模电子固体废弃物中回收稀土元素，是实现关键资源可持续获取和可循环经济的重要途径。在电路板等固体电子废弃物中，稀土元素通常以易溶解的金属或氧化物的形式存在。但是，它们分层嵌入基质材料中，难以分离，这会导致常规的酸浸提取方案资源消耗较大且回收利用率较低。

针对上述中的相关技术背景，发明人认为电子固体废弃物回收稀土材料的工艺存在着稀土元素难以与基质材料分离、资源消耗大、回收利用率低的缺陷。

发明内容

为了提升在电子固体废弃物中回收稀土材料的综合回收利用率，减少提取过程中的资源损耗，本申请提供一种稀土材料综合回收利用提取设备及提取工艺。

第一方面，本申请提供的一种稀土材料综合回收利用提取设备采用如下的技术方案：

一种稀土材料综合回收利用提取设备，包括破碎机构、脉冲电流加热机构和进料口与所述脉冲电流加热机构的出料口连通的酸洗机构；所述脉冲电流加热机构包括设在地面上的支撑架、设在所述支撑架上的高频脉冲电源、设在所述支撑架上的石英管、穿设在所述石英管两端的石墨电极和设在所述石英管靠近地面一端开口处的端盖；所述高频脉冲电源与所述石墨电极电性连接；所述石英管远离地面的一端开口与所述破碎机构的出料口连通。

通过采用上述技术方案，破碎机构起到了将大块的电子固体垃圾破碎成适用于后续加工的尺寸一致的块状颗粒，增加了电子固体垃圾的有效接触面积，提升了稀土材料的提取效率，脉冲电流加热机构能够以极高的能量转换率和极低的能量损耗，将位于石英管内的电子固体垃圾块状颗粒加热到较高的温度，而基体层会在高频脉冲电源产生的高频高压脉冲电流的作用下产生崩裂和分层，使得其中蕴含的稀土元素更加容易从电路板等基体层材料中被分离出来，从而提高了稀土材料的浸出物产量，并且减少了回收过程中的物料用量，降低了对环境造成的污染，达到了提升在电子固体废弃物中回收稀土材料的综合回收利用率，减少提取过程中的资源损耗的发明目的。

可选的，端盖与所述支撑架转动连接；所述端盖可在水平面内转动，当所述端盖转动至特定位置时与所述石英管靠近地面一端的开口抵接。

通过采用上述技术方案，支撑架对端盖的安装起到了支撑和限位的作用，端盖与支撑架之间转动连接的结构设计简化了开启端盖和关闭端盖的过程，提高了本申请的使用便捷性。

可选的，石墨电极靠近所述石英管的一端设有分叉。