一种镁化焙烧回收钕铁硼废料的方法与流程

1.本发明涉及镁化剂的应用技术领域，特别涉及一种镁化焙烧回收钕铁硼废料的方法。


背景技术：

2.钕铁硼磁性材料因具有高剩磁、高矫顽力，广泛应用于汽车、电子、工业自动化、电力等领域；在钕铁硼磁体生产过程中会产生30%左右的废料，废料中含有稀土27%~32%，铁67%~73%；稀土是国家战略资源，因此，综合回收钕铁硼废料可以实现稀土和铁资源化利用，减少环境污染，实现稀土磁性材料可持续发展。
3.田忆兰（田忆兰, 周璇, 余红雅, 刘仲武, 詹慧雄. 尿素共沉淀法回收钕铁硼废料中的稀土及铁元素 [j]. 稀有金属, 2020, 44(04): 94
‑
99.）采用尿素共沉淀法回收钕铁硼废料中的稀土及铁元素，将钕铁硼废料清洗破碎后溶入4mol/l的盐酸，加入双氧水使fe
2
转化为fe
3
，加入氨水和尿素形成胶体沉淀，继续加入氨水调ph值为9，使fe
3
完全沉淀，过滤分离灼烧获得铁和稀土氧化物，再经过分散技术分离稀土和铁；在回收过程，伴随铁的大量溶出，后续需要添加氧化剂和碱等试剂进行除铁，消耗大量试剂，且对浸出渣没有综合回收利用。


技术实现要素：

[0004]
为了克服上述所述的不足，本发明的目的是提供一种镁化焙烧回收钕铁硼废料的方法，其将钕铁硼废料与镁化剂混合焙烧，使钕铁硼废料中的铁转化成难溶于稀酸的铁酸镁，使钕铁硼废料中的稀土转化为易溶于稀酸的稀土氧化物，然后采用稀酸浸出稀土，获得含铁离子较低的稀土浸出液，可直接用于萃取分离生产线回收稀土，获得副产品铁酸镁，纯度高，可用作耐火材料，从而实现稀土和铁的高效分离，实现铁元素综合回收利用。
[0005]
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种镁化焙烧回收钕铁硼废料的方法，其中，包括如下步骤：步骤s1、将钕铁硼废料与镁化剂混合均匀，进行焙烧，得到钕铁硼焙砂；步骤s2、将钕铁硼焙砂与浸出剂混合搅拌后，再过滤得到稀土浸出液和铁酸镁。
[0006]
作为本发明的一种改进，在步骤s1内，将钕铁硼废料与镁化剂混合均匀后直接进行焙烧。
[0007]
作为本发明的进一步改进，在步骤s1内，将钕铁硼废料与镁化剂混合均匀后，再压制成压块，然后进行焙烧。
[0008]
作为本发明的更进一步改进，在步骤s1内，按照铁与镁的摩尔比为（1.8~2.1）:1，将钕铁硼废料与镁化剂混合。
[0009]
作为本发明的更进一步改进，在步骤s1内，焙烧温度为800℃~1200℃，焙烧时间为60min~240min。
[0010]
作为本发明的更进一步改进，在步骤s1内，所述镁化剂为mgo、mgco3、mg(oh)2、
mgco3·
mg(oh)2·
h2o中的至少一种。
[0011]
作为本发明的更进一步改进，在步骤s2内，将所述钕铁硼焙砂与浸出剂混合，在40℃~80℃条件下搅拌60min~180min，过滤，得到稀土浸出液和铁酸镁。
[0012]
作为本发明的更进一步改进，所述浸出剂为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、稀醋酸中的至少一种，所述浸出剂的浓度为0.5mol/l~3mol/l。
[0013]
在本发明内，将钕铁硼废料与镁化剂混合焙烧，使钕铁硼废料中的铁转化成难溶于稀酸的铁酸镁，使钕铁硼废料中的稀土转化为易溶于稀酸的稀土氧化物，然后采用稀酸浸出稀土，获得含铁离子较低的稀土浸出液，可直接用于萃取分离生产线回收稀土，获得副产品铁酸镁，纯度高，可用作耐火材料，从而实现稀土和铁的高效分离，实现铁元素综合回收利用；本发明流程简单，成本低廉，污染少，选择性高，可综合稀土和铁。
[0014]
附图说明
[0015]
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
[0016]
图1为本发明的步骤框图；图2为本发明的工艺流程图。
[0017]
具体实施方式
[0018]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]
专利名称为高温高压浸出回收钕铁硼废料中稀土的方法(公开号为cn109554549a)的中国发明申请专利，公开了将钕铁硼废料经氧化焙烧、盐酸高温高压浸出、浸出液中fe
2
的氧化和除杂净化，得到稀土氯化物浸出液，浸出温度为100℃~120℃，压力为0.5mpa~1.5mpa，后续除铁工序采用双氧水使fe
2
转化成fe
3
，调节ph值至3.5～5.0沉淀出fe(oh)3。
[0020]
专利名称为一种利用稀土萃余液浸出钕铁硼废料中稀土元素的方法（公开号为cn106222417a）的中国发明申请专利，公开了将钕铁硼废料在800℃~950℃氧化焙烧1小时，采用稀土萃取过程中萃余液作为浸出介质，浸出温度80℃~90℃，浸出时间1.5小时，再用naoh调节ph值，过滤分离获得稀土料液。
[0021]
上述钕铁硼废料浸出过程中，都伴随铁的大量溶出，后续需要添加氧化剂，碱等试剂进行除铁，消耗大量试剂，且对浸出渣没有综合回收利用，因此，开发一种高选择性浸出工艺，对钕铁硼废料综合回收具有重要意义。
[0022]
如图1至图2所示，本发明提供一种镁化焙烧回收钕铁硼废料的方法，包括如下步骤：步骤s1、将钕铁硼废料与镁化剂混合均匀，进行焙烧，得到钕铁硼焙砂；步骤s2、将钕铁硼焙砂与浸出剂混合搅拌后，再过滤得到稀土浸出液和铁酸镁。
[0023]
在本发明内，将钕铁硼废料与镁化剂混合焙烧，使钕铁硼废料中的铁转化成难溶
于稀酸的铁酸镁，使钕铁硼废料中的稀土转化为易溶于稀酸的稀土氧化物，然后采用稀酸浸出稀土，获得含铁离子较低的稀土浸出液，可直接用于萃取分离生产线回收稀土，获得副产品铁酸镁，纯度高，可用作耐火材料，从而实现稀土和铁的高效分离，实现铁元素综合回收利用；本发明流程简单，成本低廉，污染少，选择性高，可综合稀土和铁。
[0024]
具体地讲，在步骤s1内，按照铁与镁的摩尔比为（1.8~2.1）:1，将钕铁硼废料与镁化剂混合；步骤s1内，钕铁硼废料与镁化剂混合焙烧有两种方式，其一，将钕铁硼废料与镁化剂混合均匀后直接进行焙烧；其二，将钕铁硼废料与镁化剂混合均匀后，再压制成压块，然后进行焙烧；焙烧温度为800℃~1200℃，焙烧时间为60min~240min。
[0025]
在本发明内，镁化剂为mgo、mgco3、mg(oh)2、mgco3·
mg(oh)2·
h2o中的至少一种。
[0026]
在步骤s2内，将钕铁硼焙砂与浸出剂混合，在40℃~80℃条件下搅拌60min~180min，过滤，得到稀土浸出液和铁酸镁，其中，浸出剂为稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、稀醋酸中的至少一种，浸出剂的浓度为0.5mol/l~3mol/l, 浸出液固比(3~10):1。
[0027]
在本发明内，在镁化焙烧过程中，钕铁硼废料中稀土转化成稀土氧化物，铁与镁化剂反应生成铁酸镁，相关反应方程式如下：4nd 3o2====2nd2o3(1)4fe 3o2====2fe2o3(2)mgo fe2o3====mgfe2o4(3)mgco3 fe2o3====mgfe2o4 co2↑
(4)mg(oh)2 fe2o3====mgfe2o4 h2o(5)在本发明内，钕铁硼废料经镁化焙烧后得到钕铁硼焙砂，钕铁硼焙砂中存在的主要物相为稀土氧化物和铁酸镁，其中，稀土氧化物在稀酸中容易浸出，铁酸镁在稀酸中难以浸出，从而实现稀土和铁的高选择性分离，获得的稀土浸出液含铁少，无需沉铁工序，可直接用于稀土萃取生产线，获得的副产品铁酸镁纯度高，可作为耐火材料或颜料应用。
[0028]
本发明流程简单，成本低廉，节能，减少污染，能够实现稀土高效低酸选择性浸出、获得铁酸镁可得回收利用。
[0029]
本发明提供几个实施例，如下：实施例一取6.88 g钕铁硼废料（fe含量为44 wt%），粒度<30μm，加入1.20 g mgo，两种物料混合均匀后，在20mpa压力下制成φ30mm的柱状块，将柱状块放入刚玉坩埚中，刚玉坩埚置入马弗炉中焙烧，马弗炉温度从室温以10℃/min升温至1200℃，保温4小时，保温结束后，钕铁硼焙砂随炉冷却至室温，取出钕铁硼焙砂研磨，将研磨钕铁硼焙砂置入烧杯中，加入50ml 2mol/l hcl溶液，水浴加热至80℃，以200rpm搅拌2小时，过滤分离，获得稀土浸出液和mgfe2o4，稀土浸出率为95.14%，fe浸出率为0.89%，mg浸出率为0.91%。
[0030]
实施例二取6.88 g钕铁硼废料（fe含量为44 wt%），粒度<30μm，加入1.70 g mg(oh)2，两种物料混合均匀后，将混合物料放入刚玉坩埚中，刚玉坩埚置入马弗炉中焙烧，马弗炉温度从室温以10℃/min升温至1100℃，保温2小时，保温结束后，钕铁硼焙砂随炉冷却至室温，取出钕铁硼焙砂研磨，将研磨钕铁硼焙砂置入烧杯中，加入60ml 1.2 mol/l hcl，水浴加热至80℃，以200rpm搅拌2小时，过滤分离，获得稀土浸出液和mgfe2o4，稀土浸出率为95.05%，fe浸
出率为1.04%，mg浸出率为0.98%。
[0031]
实施例三取6.88 g钕铁硼废料（fe含量为44 wt%），粒度<30μm，加入2.52 g mgco3，两种物料混合均匀后，在30mpa压力下制成φ30mm的柱状块，放入刚玉坩埚中，刚玉坩埚置入马弗炉中焙烧，马弗炉温度从室温以10℃/min升温至1200℃，保温3小时，保温结束后，钕铁硼焙砂随炉冷却至室温，取出钕铁硼焙砂研磨，将研磨钕铁硼焙砂置入烧杯中，加入2 mol/l hcl 70ml，水浴加热至60℃，以200rpm搅拌2小时，过滤分离，获得稀土浸出液和mgfe2o4，稀土浸出率为95.20%，fe浸出率为1.63%，mg浸出率为1.37%。
[0032]
实施例一至三的结果对比如下：实施例一实施例二实施例三稀土浸出率95.14�.05�.20%铁浸出率0.89%1.04%1.63%镁浸出率0.91%0.98%1.37%实施例一至三，稀土浸出率均达到了95%以上。
[0033]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。