钕铁硼废料资源化利用工艺综述

2010-11-05

黄劲松,齐美富

(南昌大学 环境与化学工程学院,南昌 330031)

   摘要:钕铁硼磁性材料的优异磁性被应用在各个领域,在钕铁硼磁性材料的生产过程中,产生大量的废渣。为了节约资源,避免稀土资源的浪费,同时减少工业垃圾,保护环境,必须对钕铁硼废料进行资源化利用。本文简要介绍了目前对钕铁硼材料资源化利用的一些工艺方法。

关键词:钕铁硼废料;稀土;资源化

中图分类号:X758

文献标识码:A

文章编号:1008-9500(2008)11-0004-02

  钕铁硼磁性材料,由于其优异的磁性而被称为“磁王”,被广泛应用到多个领域。在钕铁硼磁体的生 产过程中会产生约为原料重量20%的钕铁硼废料,包括车削块和油浸废料等。钕铁硼废料中含有约30%的稀土元素[1](其中含钕约90%,其余为铽、镝 等)。中国是钕铁硼材料生产大国,占全球总产量的80%。2005年,我国生产钕铁硼3.52万吨,由此所产生的钕铁硼废料7000多吨,目前钕铁硼的年 产量以大于20%速度增长,预计到2010年我国钕铁硼的产量将超过10万吨,将产生钕铁硼废料约2万吨。为了节约资源,同时减少工业垃圾,保护环境,对钕铁硼废料资源化综合利用十分必要。并会产生显著的社会效益和可观的经济效益。

1 钕铁硼废料回收工艺流程

1.1盐酸优溶法[2-4]

  盐酸优溶法的原理是严格控制酸分解工艺条件,让废料中稀土在盐酸溶液中优先溶解。优溶法由氧化焙烧、分解除杂、萃取分离、沉淀灼烧等4个部分组成。

(1)氧化焙烧:此步骤为优溶法关键,将稀土转化为氧化物,铁转化为 Fe2O3,以利于下一步酸分解;

 (2)分解除杂:在反应器中加入少量水,分次加入盐酸和物料,控制稀土浓度和 pH,让稀土优先溶萃取分离:对除杂后的氯化稀土溶液采用 P50分离稀土元素,得到单一的稀土元素氯化物;淀灼烧:将萃取分离液打入沉淀槽,加入草酸铵沉淀剂,得到草酸稀土或者碳酸稀土沉淀,烧,得到稀土氧化物。其工艺流程如图1。

图 1盐酸优溶法工艺流程图

1.2 全溶法[5]

  全溶法是采用盐酸为溶剂,将废料中的稀土元素及铁全部溶解为离子状态,然后通过除铁、萃取分离等工序得到稀土氧化物。 全溶法由浸出溶解、除铁、萃取分离、沉淀灼烧等4个部分组成。

(1)浸出溶解:将钕铁硼废料筛分后直接用浓盐酸在常温下溶解,稀土及铁转化为离子形态,使用双氧水将 Fe2氧化为 Fe3

(2)除铁:利用 N503 萃取除铁;

(3)萃取分离:除铁后的溶液采用 P507 萃取分离稀土元素,得到单一的稀土氯化物;

(4)沉淀灼烧得到稀土氧化物。 其工艺流程如图 2。

图 2   全剂法工艺流程图

1.3 硫酸复盐法[1,6,7]

  硫酸—复盐法是采用硫酸为溶剂溶解钕铁硼废料,然后将溶液在一定温度下与 Na2SO4 进行反应而生成硫酸铵复盐沉淀析出,将硫酸复盐沉淀加于草酸溶液中,生成草酸稀土沉淀,经灼烧后获得氧化稀土。其工艺流程见图3。

图3  硫酸复盐法工艺流程图

2 发展趋势

  目前,钕铁硼废料回收主要采用湿法冶金工艺。盐酸溶解-萃取工艺,易于实现规模化生产,但草酸 或碳铵沉淀洗涤废水污染较大,且采用氨水为皂化剂,使废水中氨氮浓度很高,造成水污染。采用硫酸-复盐沉淀工艺,难以实现规模化生产,且溶解时Fe 全部转化为硫酸亚铁,在回收稀土时造成铁元素的浪费,更造成水污染。从经济和环境保护的角度看,采用盐酸优溶法较其他工艺更好。该法能够减少酸的使用量, 酸溶渣可以直接作为铁精矿出售给钢铁厂或者给水泥厂作为生产水泥的铁质校正元素;在萃取分离时使用烧碱或者石灰水替代氨水作为皂化剂,能有效减少废水中的 氨氮。

3 小结

  钕铁硼永磁材料无论是需求的规模,还是需求的增长速度,都是相当惊人的。我国虽是一个稀土大 国,其工业储量占世界总储量的70%以上,但是稀土为不可再生资源,并且在采矿和新材料深加工过程中产生大量的废物,造成环境污染和资源浪费。从钕铁硼废 料中可获得氧化钕、氧化铽、氧化镝及氧化钴等贵重产品。对工业废料进行回收利用,符合国家发展循环经济的产业政策。

参考 文 献

1许涛,李敏,张春新。钕铁硼废料中钕、镝及钴的回收[J]。稀土,2004.25(2):31-34.

2王毅军,刘宇辉,郭军勋,等。用盐酸优溶法从 NdFeB 废料中回收稀土[J]。湿法冶金,2006,25(4):195-197。

3王毅军,舒 斌,张 跃.NdFeB 磁性材料制造工业废料中金属钕的提炼[J]。上海有色金属,2000,21(1):21-24。

4 简启发,邱小英.废旧钕铁硼提取氧化钕和氯化镝工艺及生产实践[J].江西有色金属,2001,15(3):26-29。

5陈云锦。全萃取法回收钕铁硼废渣中的稀土与钴[J]。中国资源综合利用,2006(4):10-13。

6林河成。利用钕铁硼废料制备氧化钕[J]。上海有色金属,2006,27(3):17-20。

7肖荣晖。钕铁硼生产中废料的回收及利用[J]。稀有稀土金属,2001(1):23-25.

 

中国硼网责任编辑:陈一冰

 

 

 

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