從釹鐵硼廢料中提取稀土氧化物
發(fā)布時間：2020-12-27 22:45
隨著社會的發(fā)展和科學技術水平的提高，稀土被應運到更加廣泛的領域，我國是一個稀土大國，每年都會產生大量的稀土廢料，如何從稀土廢料中提取稀土氧化物關系到資源的再次利用和循環(huán)經濟的可持續(xù)發(fā)展。釹鐵硼廢料作為稀土廢料的主要一類，在稀土廢料中占有很高的比例，本實驗通過火法-濕法聯(lián)合方法從釹鐵硼廢料中回收和富集稀土、鈷、鐵等有價元素。實驗基本上分為熔渣的制備，熔渣的物理化學性質，低溫條件下鹽酸浸出，高溫條件下鹽酸浸出幾個部分。熔渣的制備首先通過氫氣選擇性還原釹鐵硼廢料，將其中的惰性金屬氧化物還原為單質，再向還原后的物料中加入適當的SiO2、Al2O3，配成一定的熔渣，加熱到1550～1600℃進行渣金熔分，Fe-Co合金和REO-SiO2-Al2O3熔渣冷卻后分離。通過測定本成分熔渣的熔化溫度和黏度等物理化性質，來確定本成分的熔渣的合理性和可行性。低溫條件下就是通過改變鹽酸、攪拌時間、溫度，來探究低溫條件下鹽酸浸出的影響因素，在高溫條件下，通過升高溫度，來提升浸出的反應速率，減小用酸量和反應時間，進一步提高稀土氧化物的浸出率，在不同溫度下，探究鹽酸浸出稀土氧化物的影響因素。實驗研究表明：從熔渣的物...
【文章來源】：內蒙古科技大學內蒙古自治區(qū)
【文章頁數】：39 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
硫酸復鹽沉淀法工藝圖
內蒙古科技大學碩士學位論文- 6-圖 1.2 鹽酸優(yōu)溶法工藝圖1.2.4 鹽酸全溶法以鹽酸作為溶劑，加入到釹鐵硼廢料中[15]，在鹽酸的化學作用下，廢料中的稀土元素和鐵元素在鹽酸中溶解，形成為稀土離子和鐵離子，再調 Ph 值使鐵元素以氫氧化鐵的方式除去。除雜后的溶液中加入有機萃取劑，沉淀析出可得到稀土氧化物。(1)酸浸：將釹鐵硼廢料破碎成一定目數的粉末后后加入濃鹽酸進行室溫溶解，稀土元素及鐵元素轉化為離子態(tài)，加入 H2O2將 Fe2＋氧化為 Fe3＋。(2)除鐵：加入 N503溶劑萃取除鐵。(3)萃取：向上述溶液中加入 P507溶劑，經過萃取得到稀土氯化物。(4)沉淀：沉淀后再在特種氣氛爐中進行灼燒得到稀土氧化物。鹽酸法優(yōu)點：收益率較高，能最大限度盡可能回收稀土元素，儀器需要較為簡單，鹽酸全溶法可以進一步提取單質釹，可以直接方便應運于工業(yè)生產。缺點：使用萃取劑，成本較高，操作過程相對復雜，Fe 元素依然排出不能循環(huán)利用，會對大自然造成污染。鹽酸優(yōu)容法不能很好分離稀土元素，會在成稀土元素分?
其中濕法電解法回收金屬釹的全工藝流程圖如圖 1.3 所示[17]。圖 1.3 濕法電解法流程圖1.3 釹鐵硼廢料火法回收火法冶金是依據物料中元素的賦存狀態(tài)[18]，或者借助氧化還原反應改變物料中元素化學狀態(tài)，高溫下回收合金的冶金過程。火法冶金方法具有流程短、環(huán)境友好、產品附加值高等優(yōu)點，但與濕法冶金比較，研究工作不夠系統(tǒng)和深入。鎳氫電池廢料早期的火法回收方法以獲得 Ni-Fe 合金為目標。廢棄鎳氫電池先經機械破碎解體，再經洗滌（去除 KOH 電解液）、干燥并分選出電池隔膜等有機廢棄物后，電池的鋼外殼及電極材料采用電爐碳還原-轉爐氧化精煉（去除稀土、鋁、錳等）法得到鎳質量分數 50%～55%、鐵質量分數 30%～35%的 Ni-Fe 合金。該方法是目前較成熟的火法冶金回收方法[19]，日本的住友金屬、三德金屬等幾家公司采用該方法對廢棄的鎳氫電池進行處理。該方法得到的 Ni-Fe 合金價值較低，可分別用于鑄鐵生產的合金化以及某些鎳基合金和合金鋼的生產原料等，合金中貴重金屬鈷的價值沒有得到體現；進入渣相的稀土沒有回收。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]直接還原-渣金熔分法回收稀土儲氫合金冶煉廢渣[J]. 姜銀舉,羅果萍,馬小可,楊吉春,劉曉東,宋紹開. 稀土. 2012(06)
[2]電還原-P507萃取分離法從廢釹鐵硼中回收稀土工業(yè)試驗[J]. 張選旭,郭連平,余黨華,黃麗. 江西有色金屬. 2009(03)
[3]燒結釹鐵硼二次資源的回收利用[J]. 孟凡偉,何桂榮. 四川稀土. 2009(03)
[4]濕法磷酸生產過程中控制稀土走向的研究[J]. 王良士,龍志奇,黃小衛(wèi),彭新林,韓業(yè)斌,崔大立. 中國稀土學報. 2008(03)
[5]燒結釹鐵硼產業(yè)競爭與發(fā)展(一)[J]. 竇學宏. 稀土信息. 2007(08)
[6]新法回收廢儲氫合金性能的研究[J]. 霍慧賢,郭長慶. 內蒙古科技大學學報. 2007(01)
[7]用鹽酸優(yōu)溶法從NdFeB廢料中回收稀土[J]. 王毅軍,劉宇輝,郭軍勛,王素玲,翁國慶. 濕法冶金. 2006(04)
[8]利用釹鐵硼廢料制備氧化釹[J]. 林河成. 上海有色金屬. 2006(03)
[9]從廢鎳氫電池中再生回收鎳、鈷和稀土金屬的閉路循環(huán)[J]. H·海根,郭秀平,肖力子. 國外金屬礦選礦. 2006(06)
[10]NdFeB永磁材料的應用領域與發(fā)展前景[J]. 李亞峰. 礦冶. 2005(02)
本文編號：2942635
【文章來源】：內蒙古科技大學內蒙古自治區(qū)
【文章頁數】：39 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
硫酸復鹽沉淀法工藝圖
內蒙古科技大學碩士學位論文- 6-圖 1.2 鹽酸優(yōu)溶法工藝圖1.2.4 鹽酸全溶法以鹽酸作為溶劑，加入到釹鐵硼廢料中[15]，在鹽酸的化學作用下，廢料中的稀土元素和鐵元素在鹽酸中溶解，形成為稀土離子和鐵離子，再調 Ph 值使鐵元素以氫氧化鐵的方式除去。除雜后的溶液中加入有機萃取劑，沉淀析出可得到稀土氧化物。(1)酸浸：將釹鐵硼廢料破碎成一定目數的粉末后后加入濃鹽酸進行室溫溶解，稀土元素及鐵元素轉化為離子態(tài)，加入 H2O2將 Fe2＋氧化為 Fe3＋。(2)除鐵：加入 N503溶劑萃取除鐵。(3)萃取：向上述溶液中加入 P507溶劑，經過萃取得到稀土氯化物。(4)沉淀：沉淀后再在特種氣氛爐中進行灼燒得到稀土氧化物。鹽酸法優(yōu)點：收益率較高，能最大限度盡可能回收稀土元素，儀器需要較為簡單，鹽酸全溶法可以進一步提取單質釹，可以直接方便應運于工業(yè)生產。缺點：使用萃取劑，成本較高，操作過程相對復雜，Fe 元素依然排出不能循環(huán)利用，會對大自然造成污染。鹽酸優(yōu)容法不能很好分離稀土元素，會在成稀土元素分?
其中濕法電解法回收金屬釹的全工藝流程圖如圖 1.3 所示[17]。圖 1.3 濕法電解法流程圖1.3 釹鐵硼廢料火法回收火法冶金是依據物料中元素的賦存狀態(tài)[18]，或者借助氧化還原反應改變物料中元素化學狀態(tài)，高溫下回收合金的冶金過程。火法冶金方法具有流程短、環(huán)境友好、產品附加值高等優(yōu)點，但與濕法冶金比較，研究工作不夠系統(tǒng)和深入。鎳氫電池廢料早期的火法回收方法以獲得 Ni-Fe 合金為目標。廢棄鎳氫電池先經機械破碎解體，再經洗滌（去除 KOH 電解液）、干燥并分選出電池隔膜等有機廢棄物后，電池的鋼外殼及電極材料采用電爐碳還原-轉爐氧化精煉（去除稀土、鋁、錳等）法得到鎳質量分數 50%～55%、鐵質量分數 30%～35%的 Ni-Fe 合金。該方法是目前較成熟的火法冶金回收方法[19]，日本的住友金屬、三德金屬等幾家公司采用該方法對廢棄的鎳氫電池進行處理。該方法得到的 Ni-Fe 合金價值較低，可分別用于鑄鐵生產的合金化以及某些鎳基合金和合金鋼的生產原料等，合金中貴重金屬鈷的價值沒有得到體現；進入渣相的稀土沒有回收。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]直接還原-渣金熔分法回收稀土儲氫合金冶煉廢渣[J]. 姜銀舉,羅果萍,馬小可,楊吉春,劉曉東,宋紹開. 稀土. 2012(06)
[2]電還原-P507萃取分離法從廢釹鐵硼中回收稀土工業(yè)試驗[J]. 張選旭,郭連平,余黨華,黃麗. 江西有色金屬. 2009(03)
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[4]濕法磷酸生產過程中控制稀土走向的研究[J]. 王良士,龍志奇,黃小衛(wèi),彭新林,韓業(yè)斌,崔大立. 中國稀土學報. 2008(03)
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[6]新法回收廢儲氫合金性能的研究[J]. 霍慧賢,郭長慶. 內蒙古科技大學學報. 2007(01)
[7]用鹽酸優(yōu)溶法從NdFeB廢料中回收稀土[J]. 王毅軍,劉宇輝,郭軍勛,王素玲,翁國慶. 濕法冶金. 2006(04)
[8]利用釹鐵硼廢料制備氧化釹[J]. 林河成. 上海有色金屬. 2006(03)
[9]從廢鎳氫電池中再生回收鎳、鈷和稀土金屬的閉路循環(huán)[J]. H·海根,郭秀平,肖力子. 國外金屬礦選礦. 2006(06)
[10]NdFeB永磁材料的應用領域與發(fā)展前景[J]. 李亞峰. 礦冶. 2005(02)
本文編號：2942635
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