【摘要】：釹鐵硼廢料中含有釹、鋱、鏑、鈰、鐠等稀土元素和鐵、硼等有價金屬元素,具有很高的綜合回收利用價值�，F(xiàn)普遍采用釹鐵硼廢料回收工藝為“回轉(zhuǎn)窯焙燒—酸浸—萃取分離—沉淀—灼燒”,存在工藝流程長、稀土回收率低、鐵渣難處理、鐵資源浪費等缺陷亟待工藝技術(shù)的創(chuàng)新。論文開展“碳熱還原-渣金融分”釹鐵硼廢料回收技術(shù)研究,對提升釹鐵硼廢料綜合回收產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平具有理論意義和實踐價值。在分析釹鐵硼廢料化學(xué)和物相組成的基礎(chǔ)上,依據(jù)鐵氧化物和稀土氧化物還原性差異,對釹鐵硼廢料氧化得到的“焙砂”開展碳熱還原理論和技術(shù)研究,分析了釹鐵硼焙砂碳熱還原熱力學(xué),得到了碳熱還原熱力學(xué)條件,并研究了還原介質(zhì)種類、物料粒度、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、物料配碳比、物料厚度對焙砂還原狀況的影響。結(jié)果表明,碳熱還原可將釹鐵硼廢料焙砂中的鐵氧化物還原成海綿鐵,而稀土氧化物不被還原;在還原介質(zhì)種類為焦炭、反應(yīng)時間為4h、反應(yīng)溫度為1200℃、物料配碳比為30%、物料厚度為22mm的情況下,焙砂中鐵氧化物還原率為88.08%,為釹鐵硼廢料中稀土與鐵的分離富集回收提供了一種有效方法。在碳熱還原的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)研究了釹鐵硼廢料焙砂還原產(chǎn)物的渣金融分技術(shù),考察了渣金融分的反應(yīng)熱力學(xué),研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、物料配碳比和物料厚度對渣金融分效果的影響,分析了鐵塊、富稀土渣中雜質(zhì)來源與分布。結(jié)果表明,可以創(chuàng)造熱力學(xué)條件使得高溫下鐵單質(zhì)與稀土氧化物盡可能分離,當(dāng)反應(yīng)溫度為1500℃、反應(yīng)時間為3h、配碳比為50%、物料厚度為26mm時,鐵元素和稀土富集率分別達(dá)93.05%和97.52%,稀土與鐵分離富集效果良好。鐵塊中主要雜質(zhì)元素有Pr、Ce、Nd、C、S、O等,富稀土渣中主要雜質(zhì)元素有Al、Si、Fe、C、S、Ca等,這些雜質(zhì)主要來自焦炭灰分。
【圖文】：

圖 1.2 釹鐵硼材料在各細(xì)分領(lǐng)域應(yīng)用占比硼廢料產(chǎn)生步驟工業(yè)生產(chǎn)方法的不同，釹鐵硼磁性材料可分為燒結(jié)釹鐵硼材料和粘結(jié)釹，前者產(chǎn)量相較于后者大得多，因此，燒結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)過程廢料產(chǎn)生量釹鐵硼磁性材料的生產(chǎn)流程可分為 9 個步驟，分別為配料、熔煉、氫碎、等靜壓、剝油、燒結(jié)、后加工。在生產(chǎn)過程中，各道工序都可能產(chǎn)生廢品。廢料產(chǎn)生的 具體情況為：（1）原料預(yù)處理過程中產(chǎn)生的原料損耗純鐵、硼鐵等；（2）部分工序中氧化嚴(yán)重的物料如熔煉鑄錠工序過程中粉工序過程中產(chǎn)生的超細(xì)粉以及暴露于空氣中而著火的磁粉，磁場成金粉，機加工過程中的磨削粉；（3）燒結(jié)過程中產(chǎn)生的一些輕微氧化的4）機加工過程中產(chǎn)生的邊角料，此工序是生產(chǎn)過程中廢料產(chǎn)生最大單元過程中鍍銅鍍鎳鍍鋅等處理的不合格品[16]。為滿足不同用戶的需要，在的生產(chǎn)中，需對材料進(jìn)行切割、磨光和打孔等機械加工，制成各種形狀產(chǎn)出不少切片、切屑和磨料等含釹、鐵、硼的廢料�，F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的釹

圖 1.3 渣金融分法反應(yīng)罐渣金融分法回收釹鐵硼廢料中稀土的相應(yīng)研究裝，在氬氣保護氛圍下，與 1200℃保溫 2h，，溫得到金屬鐵相和富稀土渣相。稀土元素回收率高為 94.9wt.%。稀土，有稀土回收率高、稀土相純度較高，操和實際應(yīng)用價值高。但前人的研究大多只基于進(jìn)行充分說明。tinez 等[53]探討使用高溫熔鹽電解法直接從熔融避免釹元素轉(zhuǎn)化為氧化物或是氯化物的必要性]采取除去釹鐵硼廢料中鐵元素的方法富集回收在氫氣中氫化，F(xiàn)e 元素歧化為 Fe/Fe2B，稀土元料在 CO 氛圍下、少量硫粉為催化劑的條件下
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TF111.1

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本文編號：2608059