CN102154558B - 一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法，该方法利用分段化萃取分离的方法，在4段式多级萃取器中将稀土氯化物清晰得分质为各个稀土元素组份，从而相互独立的通过后续沉淀焙烧工艺得到高纯度稀土氧化物。采用本方法，钕铁硼废料中有价稀土元素的回收率达到98％，稀土氧化物产品品质得到充分保证。

Description

一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法

技术领域

本发明涉及稀土资源回收和循环利用技术领域，特别是涉及一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法。 

背景技术

钕铁硼永磁体是一种性能优越的永磁材料，自从1983年问世以来，就从众多的永磁材料中脱颖而出，被广泛应用于高科技的各个领域。由于钕铁硼永磁材料具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积而成为永磁材料中的佼佼者，被公认为“磁王”。我国在钕铁硼永磁材料生产方面已初步形成了自己的产业体系，产量约占全球总额的45％。近年来，中国烧结钕铁硼的产量以35％的速度增长，估算2010年我国钕铁硼的产量已超过10万吨。 

在生产钕铁硼永磁元件的过程中，必须对其进行机械加工，并使之成为长方形、正方形、圆形、内外圆形、瓦形和特殊形状的磁件。在这一加工过程中将产生不少切料、割料和磨料类的废料，加上不合格的磁件，其废料量约为原料重量约30％。以2010年我国10万吨钕铁硼产量计，当年的钕铁硼边角废料和不合格产品总量约3万吨。 

钕铁硼边角废料的组成成分与成品几乎完全一致，含有约30％左右的稀土元素，60～65％的铁，另有钴、铝。上述稀土元素中约90％左右为Nd，其余为Dy、Tb、Gd、Ho等；随着永磁材料生产厂家对Pr或者Pr-Nd原料的采用，钕铁硼边角废料中往往还含有Pr。 

在世界制造业，新材料产业中心向中国转移的过程中，作为高新技术产业基础的新材料行业备受瞩日，作为新材料产业重要组成部分的稀土水磁材料，尤其是钕铁硼生产上，已经初步形成了自己的产业体系，产量已占到了世界总额的45％。 

根据目前关于钕铁硼废料回收利用方法的已有文献报道和专利，其主要方法包括：氟化物沉淀法、硫酸-复盐沉淀工艺、采用盐酸为溶剂的全溶法、氧化焙烧-盐酸溶解等；这些方法对包括Nd、Pr、Dy、Tb、Gd、Ho等不同稀土元素的回收缺乏进行清晰分质的针对性措施。在具体生产实施过程中，存在回收利用率低、固液废弃物产生量大以及稀土产品品质不高等情况。 

发明内容

本发明的目的是提供一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法，其目的是为了解决以往钕铁硼废料回收环节所存在的回收利用率低、固液废弃物产生量大以及稀土产品品质不高等 问题，从而提供一种以钕铁硼废料为原料回收氧化镨钕、氧化镝、氧化铽、氧化钬、氧化钆的生产方法。 

本发明的目的是这样实现的：一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法，该方法包括以下步骤： 

(1)预处理：将钕铁硼废料进行预处理，在氧化焙烧环节控制废料体系中Fe元素转化为Fe₂O₃的转化率≥99.5％； 

(2)盐酸优溶：将经过氧化焙烧后的料体用盐酸溶解，过滤得到过滤液A和残渣A；检测残渣A中REO含量，将残渣A重复用盐酸溶解后过滤，所得过滤液合并到过滤液A中，直到残渣A中REO含量≤0.5％； 

(3)碱液中和及氧化去铁：将过滤液A用碱液进行中和，用氧化剂进行氧化，过滤得到过滤液B和残渣B；检测过滤液B中Fe元素含量，直到过滤液B中Fe元素含量≤0.5％； 

(4)盐酸酸化及深度去铁：将过滤液B用盐酸进行酸化，用氧化剂进行氧化，过滤得到过滤液C和残渣C；检测过滤液C中Fe元素含量，直到过滤液C中Fe元素含量≤0.2％； 

(5)分段化萃取分离：将过滤液C进入到4段式多级萃取器的萃取1段后，在P507-磺化煤油-盐酸体系，通过萃取1段的萃取分离，使得Pr、Nd元素留在水相，而重组份Gd、Tb、Dy、Ho进入到有机相，得到萃余液D和反萃液E；将反萃液E进入到萃取2段后，通过萃取2段的萃取分离，使得Gd、Tb元素以及少量Dy元素留在水相，而重组份Dy、Ho进入到有机相，得到萃余液F和反萃液G；将反萃液G进入到萃取3段1区后，通过萃取3段1区的萃取分离，使得Dy元素留在水相，而重组份Ho进入到有机相，得到萃余液H和反萃液I；将萃余液F进入到萃取3段2区后，通过萃取3段2区的萃取分离，使得Gd、Tb元素留在水相，而重组份Dy进入到有机相，得到萃余液J和反萃液K；将萃余液J进入到萃取4段后，通过萃取4段的萃取分离，使得Gd元素留在水相，而重组份Tb进入到有机相，得到萃余液L和反萃液M； 

(6)沉淀焙烧：将萃余液D经过沉淀焙烧得到氧化镨钕；将萃余液H和反萃液K混合后，经过沉淀焙烧得到氧化镝；将萃余液L经过沉淀焙烧得到氧化钆；将反萃液M经沉淀焙烧得到氧化铽；将反萃液I经过沉淀焙烧得到氧化钬。 

本发明所描述方法的步骤(5)中所述4段式多级萃取器包括萃取1段、萃取2段、萃取3段、萃取4段，其中萃取3段包括两个1区和2区两个独立的萃取区。 

本发明的优点是：本发明利用分段化萃取分离的方法，在4段式多级萃取器中将稀土氯 化物清晰得分质为各个稀土元素组份，从而相互独立的通过后续沉淀焙烧工艺得到高纯度稀土氧化物。采用本方法，钕铁硼废料中有价稀土元素可以实现全回收效果，稀土氧化物产品品质得到充分保证。 

附图说明

本发明包含说明书附图1张。 

说明书附图为本发明一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法的工艺流程图。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。 

本发明一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法，该方法包括以下步骤： 

(1)预处理：将钕铁硼废料进行粉碎处理，在800℃下氧化焙烧3小时，检测钕铁硼废料体系中Fe元素转化为Fe₂O₃的转化率为99.7％； 

(2)盐酸优溶：将经过氧化焙烧后的料体用盐酸溶解，过滤得到过滤液A和残渣A；检测残渣A中REO含量为0.45％； 

(3)碱液中和及氧化去铁：将过滤液A用氢氧化纳水溶液进行中和，用双氧水进行氧化，过滤得到过滤液B和残渣B；检测过滤液B中Fe元素含量为0.4％； 

(4)盐酸酸化及深度去铁：将过滤液B用盐酸进行酸化，用双氧水进行氧化，过滤得到过滤液C和残渣C；检测过滤液C中Fe元素含量，直到过滤液C中Fe元素含量为0.1％； 

(5)分段化萃取分离：将过滤液C进入到4段式多级萃取器，该多级萃取器包括萃取1段、萃取2段、萃取3段、萃取4段，其中萃取3段包括 两个1区和2区两个独立的萃取区；将过滤液C进入到萃取1段后，在P507-磺化煤油-盐酸体系，通过萃取1段的萃取分离，使得Pr、Nd元素留在水相，而重组份Gd、Tb、Dy、Ho进入到有机相，得到萃余液D和反萃液E；将反萃液E进入到萃取2段后，通过萃取2段的萃取分离，使得Gd、Tb元素以及少量Dy元素留在水相，而重组份Dy、Ho进入到有机相，得到萃余液F和反萃液G；将反萃液G进入到萃取3段1区后，通过萃取3段1区的萃取分离，使得Dy元素留在水相，而重组份Ho进入到有机相，得到萃余液H和反萃液I；将萃余液F进入到萃取3段2区后，通过萃取3段2区的萃取分离，使得Gd、Tb元素留在水相，而重组份Dy进入到有机相，得到萃余液J和反萃液K；将萃余液J进入到萃取4段后，通过萃取4段的萃取分离，使得Gd元素留在水相，而重组份Tb进入到有机相，得到萃余液L和反萃液M； 

(6)沉淀焙烧：将萃余液D经过沉淀焙烧得到氧化镨钕；将萃余液H和反萃液K混合后，经过沉淀焙烧得到氧化镝；将萃余液L经过沉淀焙烧得到氧化钆；将反萃液M经沉淀焙烧得到氧化铽；将反萃液I经过沉淀焙烧得到氧化钬。 

检测所得氧化镨钕、氧化镝、氧化钆、氧化铽、氧化钬纯度均在99.5％以上，所得稀土氧化物产品均达到国家标准和行业标准要求。 

据计算，包括氧化镨钕、氧化镝、氧化钆、氧化铽、氧化钬等5个产品在内的稀土元素总回收利用率达到98.0％(相对钕铁硼废料中稀土元素总量的重量比)。 

Claims (1)

1.一种从钕铁硼废料中分段回收稀土的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)预处理：将钕铁硼废料进行预处理，在氧化焙烧环节控制废料体系中Fe元素转化为Fe₂O₃的转化率≥99.5％；

(2)盐酸优溶：将经过氧化焙烧后的料体用盐酸溶解，过滤得到过滤液A和残渣A；检测残渣A中REO含量，将残渣A重复用盐酸溶解后过滤，所得过滤液合并到过滤液A中，直到残渣A中REO含量≤0.5％；

(3)碱液中和及氧化去铁：将过滤液A用碱液进行中和，用氧化剂进行氧化，过滤得到过滤液B和残渣B；检测过滤液B中Fe元素含量，直到过滤液B中Fe元素含量≤0.5％；

(4)盐酸酸化及深度去铁：将过滤液B用盐酸进行酸化，用氧化剂进行氧化，过滤得到过滤液C和残渣C；检测过滤液C中Fe元素含量，直到过滤液C中Fe元素含量≤0.2％；

(5)分段化萃取分离：将过滤液C进入到4段式多级萃取器的萃取1段后，在P507-磺化煤油-盐酸体系，通过萃取1段的萃取分离，使得Pr、Nd元素留在水相，而重组份Gd、Tb、Dy、Ho进入到有机相，得到萃余液D和反萃液E；将反萃液E进入到萃取2段后，通过萃取2段的萃取分离，使得Gd、Tb元素以及少量Dy元素留在水相，而重组份Dy、Ho进入到有机相，得到萃余液F和反萃液G；将反萃液G进入到萃取3段1区后，通过萃取3段1区的萃取分离，使得Dy元素留在水相，而重组份Ho进入到有机相，得到萃余液H和反萃液I；将萃余液F进入到萃取3段2区后，通过萃取3段2区的萃取分离，使得Gd、Tb元素留在水相，而重组份Dy进入到有机相，得到萃余液J和反萃液K；将萃余液J进入到萃取4段后，通过萃取4段的萃取分离，使得Gd元素留在水相，而重组份Tb进入到有机相，得到萃余液L和反萃液M；

(6)沉淀焙烧：将萃余液D经过沉淀焙烧得到氧化镨钕；将萃余液H和反萃液K混合后，经过沉淀焙烧得到氧化镝；将萃余液L经过沉淀焙烧得到氧化钆；将反萃液M经沉淀焙烧得到氧化铽；将反萃液I经过沉淀焙烧得到氧化钬。

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