从钕铁硼废料中提取钕的方法

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钕铁硼电镀前处理酸洗废水中提取钕

钕铁硼电镀前处理酸洗废水中提取钕

31500 0;
[ 摘 要 ] 利用选择沉淀法将钕铁硼电镀前处理酸洗废水中的钕和铁进行了分步沉淀。结果表明, 此种 酸洗废水单独处理不但可使资源再生, 而且电镀废水处理后可以稳定达标排放, 具有较好的经济效益和社会 效益。
[ 关键词 ] 钕铁硼; 电镀; 酸洗废水; 钕; 回收 [ 中图分类号 ] X781. 1 [ 文献标识码 ] B [ 文章编号 ] 1001- 1560( 2007) 12- 0077- 02
1. 4 废水处理 提取草酸钕后的上层清液为废水, 必须进行处理, 77
钕铁硼电镀 前处理 酸洗废 水中提 取钕
以实现达标排放, 同时将提取的氢氧化铁沉淀供水泥 厂作原料。废水处理工艺和工程由宁波市永峰环保工 程科技有限公司设计、建设, 本文不作详述。经处理后 水质分析结果为: 色度 3倍, CODC r 93. 28 m g /L, 总铁未 检出, C r6+ 0. 15 mg /L, pH 值 8. 60。
表 2 pH 值对草酸钕纯度的影响
试样 1号 2号 3号 4号
pH 值 2. 5 2. 0 1. 5 < 1. 0
草酸钕 /g 15. 71 15. 64 15. 32 14. 86
铁杂质 / g 0. 31 0. 14 0. 12 0. 08
由表 2可见, 草酸钕沉淀中铁杂质的含量随 pH 值 的降低而减少。但 pH 值太低时也许是草酸钕的溶解 度增大的关系, 沉淀产量 反而降低。所以一般采用在 pH 值为 1. 5~ 2. 0之间反应。 2. 1. 2 溶液浓度

18. 68 m g/ L

25. 0 m g /L

0. 74 m g /L
稀土元素草酸盐

三出口钕铁硼稀土萃取工艺流程原理

三出口钕铁硼稀土萃取工艺流程原理

三出口钕铁硼稀土萃取工艺流程原理咱先得知道稀土是啥,稀土就像是一群特殊的小宝贝,它们在元素周期表上占着独特的位置。

钕铁硼里面的稀土元素更是宝贝中的宝贝。

这三出口萃取啊,就像是一场精心安排的“选美比赛”,不过这个“美”呢,是按照稀土元素不同的特性来评判的。

在这个流程里,萃取剂就像是一个超级有眼光的媒婆。

这个萃取剂它有个神奇的本事,就是能和稀土元素产生特殊的相互作用。

你看啊,就好比它有一双独特的手,能够抓住那些它看中的稀土元素。

比如说,对于钕元素,它就像是有一个专门为钕打造的小口袋,能够把钕从一堆混合的物质里给挑出来。

那这个过程是咋发生的呢?想象一下,我们有一个大池子,里面混合着各种各样的稀土元素还有其他的一些物质。

这就像是一个大杂烩派对。

萃取剂呢,被加到这个池子里。

然后啊,就开始了神奇的“牵手”之旅。

钕元素和萃取剂一结合,就形成了一种新的东西,这个新东西呢,它的性质就和原来那些还没被牵手的物质不一样啦。

这个时候,就可以利用一些物理的办法,比如说密度的差异啊,把这个新的结合体和其他的东西分开。

就像是把一群人按照穿不同颜色衣服的分开一样。

这就是第一个出口出来的东西啦,里面就有我们想要的钕元素的初步富集物。

可是呢,这还不够哦。

这个初步富集物里面可能还有一些其他不那么受欢迎的元素混在里面呢。

于是,这个流程就还有后续的步骤。

我们再调整一些条件,比如改变一下溶液的酸碱度啊,或者温度啥的。

这就像是给这个小环境换了一个气氛。

这时候呢,萃取剂就像是一个善变的媒婆,它对钕元素的态度可能会发生一点小变化,它可能会把钕元素抓得更紧,而把那些混在里面的其他元素给松开一点。

然后又有了新的分离过程,这就到了第二个出口。

在这个出口出来的东西呢,钕元素就更加纯净了一些。

但是啊,还没有达到我们最终的要求。

最后啊,再经过一轮精心的调整和处理,就像是给钕元素做最后的梳妆打扮。

这时候,萃取剂再发挥一次它的魔力,在第三个出口,我们就得到了非常纯净的钕元素,这个钕元素就可以用来去制造超级厉害的钕铁硼材料啦。

从钕铁硼废料中提取稀土工艺研究

从钕铁硼废料中提取稀土工艺研究

从钕铁硼废料中提取稀土工艺研究吴继平;邓庚凤;邓亮亮;林程星;潘贤斌【摘要】采用氧化焙烧-盐酸分解法,研究从钕铁硼废料中提取稀土的工艺条件,探讨焙烧温度和时间对铁的氧化率的影响,在浸出过程中考察了盐酸浓度、反应时间、反应温度以及液固比对稀土浸出率的影响,并分析pH值和陈化时间对浸出液除杂效果的影响.结果表明:在700℃焙烧1.5 h,铁的氧化率最高,铁基本完全氧化成三价铁,在最佳浸出条件下稀土浸出率高达99.33%,浸出液中和除杂时,调节pH值为3.5,陈化时间大于2h,料液中非稀土杂质含量低,铁仅为0.001 4 g/L,浸出液完全达到稀土萃取的要求.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2016(007)001【总页数】6页(P119-124)【关键词】钕铁硼废料;稀土回收;氧化焙烧;盐酸分解;浸出工艺【作者】吴继平;邓庚凤;邓亮亮;林程星;潘贤斌【作者单位】江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000;江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000;江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000;江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000;江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TF803.2;TF805.2钕铁硼永磁材料自面市以来,由于具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积等综合优点在许多领域中获得了广泛的应用.从20世纪80年代初几百吨产量,发展到今天的20万t左右,并每年递增20%以上[1-2].然而在整个钕铁硼磁体的加工过程中,因切割、打磨而产生的油泥、磨屑、锯末、边角料等废料一般高达30%[3].其中镨、钕、镝等稀土元素含量高达 20%~ 30%,其余主要是铁和硼元素.同时国内对稀土矿山多年无序开采使得资源流失严重[4].所以,从经济和环保方面考虑,综合利用钕铁硼磁体废料中的有价成分对二次资源的开发有着积极的意义.早期,Saito等[5]研究了用玻璃渣法从钕铁硼合金废料中提取钕,成功地提取出废料中的钕,Hong Jun Chae等[6]利用液体金属萃取方法从钕铁硼磁屑中选择性萃取钕,稀土浸出率达到99.5%,制得稀土氧化物纯度为98.4%.Jan Pana Rabatho等[7]介绍了一种从稀土磁性泥渣中回收钕和镝的湿法工艺,采用硝酸和双氧水溶解稀土,除铁后用草酸沉淀,最终回收得到为69.7%的钕和51%的镝.考虑到钕铁硼工业废料成分的多样性和不统一性,上述方法在工艺生产上难以形成规模.目前,国内钕铁硼废料稀土的回收工艺主要有复盐转化工艺[8-9]、氟化物沉淀法[10]、全溶法[11]、氧化焙烧-盐酸溶解[12]等,这些方法能够不同程度从废料中回收稀土,同时也存在诸多问题.复盐转化工艺流程复杂,工艺设计成本较高,原料中铁元素转化为硫酸亚铁,不能直接作为钢厂原料;氟化物沉淀法回收的稀土纯度低,需进一步提纯精致;全溶法酸用量较大,采用 N503萃取除铁,提高了萃取工艺成本.综上所述,进一步研究从钕铁硼废料中回收稀土,详细系统地考察浸出工艺条件很有必要.文中采用可行性较高的氧化焙烧-盐酸分解工艺提取稀土,重点研究钕铁硼废料焙烧过程中铁、稀土等元素氧化的冶金规律及稀土回收的最佳工艺.1.1 原料实验原料为国内某永磁材料公司的钕铁硼废料碾磨料,该料为粒度20 mm的灰黑色颗粒,其化学成分分析及稀土配分见表1和表2.由表1、表2可知,钕铁硼废料碾磨料稀土成分主要为镨、钕、钆,主要杂质为Fe、B和Cu等,含有一定的有机物.1.2 实验及分析方法称取40 g均匀粒度的钕铁硼废料研磨料,放于马弗炉中在一定温度下焙烧后,缓慢加入一定量浓度的盐酸溶液,反应后进行固液分离.渣经淋洗后烘干,滤液中加入一定量双氧水,用氢氧化钠中和除铁等杂质,过滤分离铁和稀土,然后送样检测. 研磨料焙烧过程铁的氧化率采用重铬酸钾容量法分析[13],渣中稀土含量采用草酸盐重量法分析[14],稀土浸出液与杂质含量采用ICP-DGS仪器分析[15].盐酸、氢氧化钠、草酸、重铬酸钾等试剂均为优级纯或分析纯.铁氧化率的计算方法如下:铁的总百分含量式(1)中:C为1/6 K2Cr2O7标准溶液的浓度,mol/L;V为消耗1/6K2Cr2O7标准溶液的体积,mL;M(Fe)为铁的摩尔质量,g/mol;m(样)为称样重量,g.亚铁计算同上.铁氧化率(%)=式(2)中:棕Fe(%)为样品铁的总百分含量;棕Fe2+(%)为亚铁的百分含量.稀土浸出率的计算公式如下:式(3)中,棕(%)为稀土浸出率;m为浸出渣中稀土质量,g;M为试样中稀土总质量,g.1.3 实验原理钕铁硼废料中稀土和铁主要以单质形式存在,稀土主要为轻稀土,经过焙烧,稀土被氧化,铁元素变为Fe2O3.用盐酸浸出过程中,稀土优先溶解,少部分铁和其它微量元素会进入溶液中.根据各种金属盐类生成氢氧化物沉淀时的条件,调节pH值可使稀土与其他金属元素分离.金属离子浓度不同,水解生成的氢氧化物沉淀时的pH亦有差异(表3)[16-18].加入适量双氧水保证 Fe2+完全转化为 Fe3+,而Fe3+沉淀pH值在为1.5~4.1区间,控制溶液pH值在3.0~4.5范围内,溶液中Fe3+基本生成氢氧化物沉淀,从而达到分离稀土的目的.工艺流程如图1所示.2.1 焙烧条件对铁的氧化率的影响2.1.1 焙烧温度对铁氧化率的影响原料的焙烧属于固相固结,即通过矿粒表面原子的扩散使球内各晶粒接触处形成连接颈,少量液相把固体颗粒间互相粘结起来形成固结.焙烧温度升高,加快了固相反应,如矿粒的多晶转变、脱除结晶水和固溶体的形成等物理化学反应,晶格的活化促进了固相的扩散,使得颗粒接触面积增大,颗粒间孔隙逐渐变圆,孔隙率减少.同时颗粒的再结晶和聚晶长大,会形成致密的球体,这一系列变化会影响铁的氧化率. RE3+和Fe3+在溶液中通过调节pH很容易分离,焙烧的目的正是将原料中的铁元素转化为三价铁,同时除去原料含有的有机物,满足中和除杂工艺要求.为了考察焙烧温度对铁氧化率的影响,分别称取40 g原料在不同温度下焙烧1 h,密闭干燥环境下冷却,分析铁的氧化率得到如图2所示结果.由图2可知,随着焙烧温度的上升,铁的氧化率呈现出上升的趋势,当温度达到700℃时铁的氧化率达到最大值为99.04%;温度继续升高,铁的氧化率反而下降,高温下反应存在部分三价铁转化为二价铁.这可能是由于焙烧初期氧化温度升高,铁氧化速度加快,加快晶格变化及提高新生晶体表面原子的迁移能力,有利于焙烧时相邻的颗粒进行化学反应形成团聚,提高颗粒强度.当氧化温度达到700℃以上时,球团表面在很短的时间内就可以基本氧化完全.在高温氧化的过程中,由于氧化放热,颗粒局部过热,或者是氧化气氛较弱的情况下,部分形成Fe3O4,同时颗粒中棕(SiO2)(SiO2的含量,下同)高,SiO2易与形成的Fe3O4反应产生铁橄榄石(2FeO·SiO2),造成氧化不完全[18].综上所述,焙烧的温度为700℃ 最佳.2.1.2 焙烧时间对于铁氧化率的影响在氧化焙烧过程中,颗粒的氧化是从球团的表面向中心进行的,稀土和铁的氧化都需要有一定的时间.为了研究在相同的焙烧温度下焙烧时间对铁氧化率的影响,实验称取40 g原料,在700℃下分别焙烧0.5 h、1 h、1.5 h、2 h,然后将试样置于相同环境下冷却后检测,结果见图3.从图3可以看出,随着时间延长,铁的氧化率升高,在1.0 h后铁的氧化率的变化趋于稳定,在焙烧时间为1.5 h时,铁的氧化率达到最大值为99.30%,再延长氧化时间对氧化率影响不大,达到2 h时铁的氧化率略微下降.起初球团内颗粒产生各种物理化学反应,Fe2O3形成结晶和再结晶长大,但是随着焙烧时间的延长,Fe2O3在高温下不稳定,部分Fe2O3被分解成Fe3O4和FeO;同时由于局部温度过热和球团中棕(SiO2)高,Fe3O4与SiO2反应便产生2FeO·SiO2,所以随着氧化时间的延长氧化率有所降低.因此,确定适宜焙烧时间为1.5 h.2.2 浸出条件对稀土浸出率的影响2.2.1 盐酸浓度对稀土浸出率的影响在实验条件为反应温度60℃、反应时间2.0 h、液固比VL/VS(浸出液体积mL/固体的重量g,下同)= 5∶1下,考察不同浓度盐酸对稀土浸出率的影响,实验结果如图4所示.由图4可知,盐酸浓度对焙烧料中的稀土浸出率影响显著.在一定范围内,酸浓度越高,稀土浸出率越高,说明随着反应物浓度增加,溶液pH值降低,反应速度会随单位时间内分子间碰撞次数的增多而增大,有利于稀土的浸出.当盐酸浓度为4 mol/L以上,稀土的浸出率变化缓慢,维持在80%左右.综合分析,确定适宜盐酸浓度为4 mol/L.2.2.2 浸出温度对稀土浸出率的影响在盐酸浓度为4 mol/L、液固比VL/VS=5∶1条件下机械搅拌2 h,结果如图5所示.由图5可以看出,随着温度的升高,稀土浸出率明显上升,在45℃时浸出率仅为48.73%,当温度上升到90℃时,浸出率高达99.38%,温度对浸出率的影响显著.这是由于提高反应温度,扩散系数d增大,扩散速度的增加使得化学反应速率加快,有利于钕铁硼废料中稀土的浸出.因此,调节温度为90℃可以满足本工艺浸出的要求.2.2.3 浸出时间对稀土浸出率的影响在4 mol/L HCl、液固比为5∶1、90℃及机械搅拌下,对焙烧料进行不同时间的浸出,实验结果见图6.从实验结果看出,在相同条件下,随着浸出时间的延长,浸出率呈现缓慢增长趋势.在浸出时间为1.5 h和2 h时浸出率分别达到了99.33%、99.38%,说明在此温度下稀土浸出率普遍较高.一般浸出率与浸出时间成正比,当扩散达到平衡时,延长反应时间对稀土浸出率的影响微弱,同时生产周期缩短,有利于降低生产成本,提高生产效率.因此,选取浸出时间为1.5 h最佳.2.2.4 液固比对稀土浸出率的影响实验条件:4 mol/L HCl、1.5 h、90℃条件下,分别考察不同液固比对钕铁硼废料中稀土浸出率的影响,结果见图7.在液固反应中,液固比与料液浓度成反比,它对于液固反应有着非常重要的影响.由图7可知,液固比3∶1,稀土浸出率达到98.11%,液固比在5∶1,基本反应完全,为99.33%,这是因为当液固比增大时,料液浓度就会随之减小,料液黏度降低使得溶液中离子的扩散速率增大,所以有利于化学反应方程向右进行.液固比大于5∶1后,稀土浸出率增加缓慢,考虑到生产中的经济和环保效益,选择固液比5∶1为优化工艺条件.2.2.5 浸出渣的能谱分析为了进一步验证稀土浸出效果,在最佳工艺下,即焙烧温度700℃、焙烧时间1.5 h、盐酸浓度4 mol/L、浸出温度90℃、浸出时间1.5 h、液固比为5∶1,重复实验,过滤后洗涤浸出渣,然后100℃干燥2 h,用电镜扫描能谱分析仪检测渣中各元素的含量,结果如图8和表4所示.由图8可以看出,样品中有较多的细颗粒相互黏结在一起,呈鳞片状块体.图9可知,原料经焙烧酸浸后,结构被完全破坏,稀土基本完全被浸出,渣中仅含0.35%的元素钕(见表4),进一步验证稀土浸出效果相当显著,而硅和大部分铁未溶于盐酸而进入渣中,使得稀土与之分离.由于硅酸盐一般不溶于盐酸,进而推测图8中粒径大的很可能是硅酸盐.依据表4可知渣中各成分组成可能主要以硅酸盐、氧化物形式存在.2.3 中和除杂各取100 mL浸出液,缓慢滴入30%的双氧水,并用1%的铁氰化钾试剂检测Fe2+离子,当有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀生成,继续滴加双氧水,直到不呈现蓝色为止,表示Fe2+完全被氧化为Fe3+.添加一定浓度的氢氧化钠溶液调节到不同pH,置于常温下陈化2 h以上,过滤使Fe(OH)3和稀土分离,洗涤滤渣并定容至固定体积.检测滤液中稀土含量及杂质指标,结果如表5所示.从表5数据看出,调节浸出液的pH可以将铁和稀土分离,料液中Cu、Pb和Co 等杂质含量明显降低降低.当pH值为3.0~3.5时,料液中稀土含量变化不大,继续提高溶液的pH值,Cu、Pb和Co等杂质含量有所降低,而料液中稀土含量会有明显降低.这可能是由于pH值增大,加剧Fe(OH)3胶体颗粒做无规则的布朗运动,颗粒碰撞会黏结成凝聚物,同时固液界面常存在电位差,Fe(OH)3胶体颗粒带电吸附相反离子形成絮凝,使得Fe(OH)3胶体颗粒增大,稀土会附着在Fe(OH)3胶体中沉降下来.另外由于局部过碱使得稀土离子沉降,被包裹在Fe (OH)3胶体中造成损失.因此,通过对比pH为3.5时料液中稀土含量与杂质指标,结果表明陈化后的料液综合指标较好.因此,调节浸出液pH为3.5,陈化大于2 h为实验中和除杂的最佳工艺条件.1)研究表明,在一定范围内铁的氧化率随着温度升高和时间延长而增加;焙烧温度在700℃,反应时间控制在1.5 h,钕铁硼废料中的铁基本完全氧化成三价铁,铁氧化率达到最大值为99.30%,为铁和稀土的分离奠定了基础.2)综合上述各种浸出条件参数,最优化参数为盐酸浓度4 mol/L,浸出时间1.5 h,液固比5∶1,温度90℃,浸出率高达99.33%,能谱分析结果进一步证实稀土几乎完全浸出,而铁等杂质大部分留在渣中.3)采用双氧水将浸出液中二价铁完全氧化,加入氢氧化钠溶液调节pH值为3.5,陈化时间大于2 h,可将料液中铁和稀土基本完全分离,同时滤液中稀土含量及杂质指标最佳,达到萃取工序要求.【相关文献】[1]冯瑞华,姜山,马廷灿,等.我国稀土永磁材料发展战略和建议[J].科技管理研究,2012(15):164-167.[2]黄劲松,齐美富.钕铁硼废料资源化利用工艺综述[J].中国资源综合利用,2008,26(11):4-5.[3]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.[4]郑明贵,陈艳红.世界稀土资源供需现状与中国产业政策研究[J].有色金属科学与工程,2012,3(4):70-74.[5]SAITO T,SATO H,OZAWA S,et al.The extraction of Nd from waste Nd-Fe-B alloys by the glass slag method[J].Journal of Al鄄loys and Compounds:An Interdisciplinary Journal of Materials Science and Solid-state Chemistry and Physics,2003,353(1): 189-193.[6]HONG J C,BUM S K,TAE B K.Selective extraction of Nd from Nd-Fe-B magnetic scraps by using liquid metal extraction(LME) method[J].Rare earth,2012,60:36-37.[7]JAN P R,WILLIAM T,YASUSHI T,et al.Recovery of Nd and Dy from rare earth magnetic waste sludge by hydrometallurgical pro鄄cess[J].Journal of Material Cycles and WasteManagement,2013, 15(2):171-178.[8]肖荣晖.钕铁硼生产中废料的回收及利用[J].有色冶炼,2001(1):23-25.[9]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.[10]郝志平.氟化物法回收钕铁硼稀土永磁废料 [P].中国专利:CN 1077993A,1993-11-03.[11]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.[12]张礼刚.从钕铁硼废料中提取钕的方法[P].CN 1058232,1992-01-29.[13]高励珍,王东杰,郝茜,等.重铬酸钾容量法测定镝铁合金中的铁量[J].稀土,2009,30(6):74-77.[14]GB/T14635.1—1993,稀土金属及其化合物化学分析方法草酸盐重量法测定稀土总量[S].[15]GB/T18115.1-2006,稀土金属及其氧化物中稀土杂质化学分析方法[S].[16]杨春、梁萍、张颖,等.无机化学实验 [M].天津:南开大学出版社,2007:207.[17]黄礼煌.稀土提取技术[M]:北京:冶金工业出版社,2010.[18]吕庆,亢立明,刘曙光,等.冀东磁铁精矿球团焙烧机理的研究[J].钢铁研究,2008,36(1):9-12.。

钕铁硼废料回收工艺流程

钕铁硼废料回收工艺流程

钕铁硼废料回收工艺流程
钕铁硼废料回收工艺流程:
1、废料破碎:将废钕铁硼永磁材料进行破碎处理,通常采用万能破碎机进行破碎,将废料破碎成小颗粒。

2、磁选分选:将破碎后的废钕铁硼永磁材料通过磁选机进行磁选,将其中的磁性物质分离出来。

3、酸洗:将磁选后的废料送入酸洗槽中进行酸洗,去除其表面附着的杂质和氧化层。

4、溶解:将酸洗后的废料进行溶解,采用的溶解液通常为硝酸。

5、萃取:将溶解后的物质通过萃取分离出其中的钕、镨等稀土元素。

6、分离:将萃取得到的稀土元素进行分离,用不同的方法分离出其中的钕、镨等稀土元素。

7、沉淀:将分离出来的稀土元素通过化学反应进行沉淀处理,得到纯净的钕铁硼金属。

8、熔炼:将得到的纯净钕铁硼金属进行熔炼,制成需求的形状和尺寸的钕铁硼永磁材料。

以上是钕铁硼废料回收的工艺流程。

关于用钕铁硼永磁废料回收氧化钕的工艺研究

关于用钕铁硼永磁废料回收氧化钕的工艺研究

关于用钕铁硼永磁废料回收氧化钕的工艺研究林河成/LinHecheng关于用钕铁硼永磁废料回收氧化钕的工艺研究SOnproee~ofrecoveringneodymiumoxidefromtheNd-Fe-B~magnetscraps月U吾Preface目前,国内外生产烧结钕铁硼(NdFeB)和粘结钕铁硼(NdFeB)均需要消耗大量的金属钕(Nd).其实,金属钕是氧化钕(Nd203)通过熔盐电解法制得的.据2005年统计,国内生产钕铁硼需消耗金属钕15000t左右(相当于消耗氧化钕16300t).如果在再加上出口的金属钕,氧化钕,全年约需消耗氧化钕24000t.现国内钕铁硼的生产规模在快速扩张,今后氧化钕的消费很可能将以25%的速度递增.在国内氧化钕供给总规模增长极为有限的情况下,预计其需求缺口将会不断增大.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,其废料量相当大.1:P,~i:t2003年的废料量为4800t,2004年为7500t,2005年为12000t.如果将这些废料全部进行综合回收,可分别生产出氧化钕1580t,2470t~3950t.如果再将其制成金属钕,将分别为1400t,2200t~U3600t.这不仅对于补充氧化钕和金属钕的供应不足具有重要意义(可以节约不少钕资源),其回收企业也可取得可观的经济效益.在国家大力提倡建设资源节约型和环境友好型社会的情况下,探讨回收钕铁硼废料, 将其变废为宝具有非常重要的现实意义.据此,我们选用酸溶一复盐沉降法对钕铁硼废料进行了回收处理,实验结果证明,该工艺技术及设备可行,技术经济指标较高,具有可观的经济效益,可进行工业规模的生产应用.回收工艺实验Recovenngprocesstest1,实验原理根据钕铁硼磁废料的组分及特征,采用硫酸溶解,硫酸钠复盐沉淀,草酸转化,烘干煅烧等主要工艺过程,其主要化学反应过程如下:溶解:Nd+H2SO4=Nd2(SO4)+H2fNd2O3+3H2SO4=Nd2(SO4)3+3H2O复盐沉淀:Nd2(SO4)3+Na2SO4+XH2O=Nd2(SO4)3Na2SO4XH2Ol酸转:Nd2(SO4)3Na2SO4XH2O+3H2C2O4=Nd2(C2O4)3l+Na2SO4+3H2SO4+XH20煅烧:2Nd2(C2O4)3+302=2Nd2O3+12CO2f2,原辅材料(1),原料:由于烧结钕铁硼废料在加工中含有油和水,经过一定温度的焙烧后,其化学成分为(%):Nd26.16;Fe50.47;B0.8;Ca&lt;0.05;Si0.34,这种焙烧料即为加工用的原料.(2),辅料:硫酸(H2SO4)93%(工业纯),用于酸溶;硫酸钠(NaSO)98%(工业纯),用于复沉;草酸(HC2O)≥98%(工业纯),用于酸转.3仪器及实验设备(1),分析仪器:用于分析的仪器包括ICP光谱仪,原子吸收分光光度计和比色计等.(2),实验设备:主要有带搅拌功能的反应器,真空吸滤器,真空泵,研磨器和电阻炉等.4,分析方法总稀土氧化物(REO):用重量法分析;氧化钕(NdO):用ICP光谱仪分析;铁(Fe):用容量法测定;硅(Si):用比色法测定;钙(Ca):用原子吸收分光光度法分析.5,实验工艺流程根据钕铁硼磁废料的成分及特点,选用硫酸溶解一复盐沉降法对钕铁硼废料进行了回收处理,其具体的工艺流程,见图l.6.实验工艺步骤为了获得较好的处理效果,根据工艺流程的要求,先进行小试以获得较好的工艺条件;然后再进行综合实验.其具体步骤如下:(1),采用焙烧法去除废料中的油和水.因加工WORLDNONFERROUSMETALS2007.459螺述氧化钕图1制取氧化钕的原则流程图后的废料含有油和水,不利于后续作业,故要先将废料放入电阻炉内进行焙烧以获得不含油和水的焙烧料.(2),将焙烧料磨细至≤0.07mm的粒度,以加快溶解速度和提高回收效率.(3),将配成一定浓度的浓硫酸与磨细后的焙烧料放入搅拌反应器内,在一定温度下进行搅拌溶解. 溶解结束后,再将其放入真空吸滤器内过滤,并用自来水洗涤三次,滤渣丢弃,滤液及洗液合并待用. (4),把上述料液置于搅拌反应器内,边加热边搅拌,再均匀加入硫酸钠进行复盐沉淀;经过滤和洗涤后,将滤洗液弃去,复盐沉淀物送下道工序处理. (5),将草酸制成一定浓度的溶液放入搅拌反应器内,加热升温后,边搅拌边均匀加入前道工序产出的复盐沉淀物,使其转化为草酸钕析出.经过滤及洗涤后,溶液弃去,沉淀物送入下道工序.(6),把草酸钕置于电阻炉内,先用低温烘干表面的机械水;然后再升温至850~C进行煅烧,此时草酸盐将分解成氧化钕(Nd:O)和氧化钴(Co).这样即获得了所要得到的氧化钕产品.该工艺流程作业稳定,所需设备少,其操作也较方便,但要获得较好的产品质量须细心完成每个步骤,以确保物料的机械损失最少,氧化钕的回收率更高.实验结果及分析Teslresultanalysis1氧化钕的质量经过多次综合实验,所得到的氧化钕质量状况,见表1.表1综合实验所得氧化钕的质量状况单位:%表2处理烧结钕铁硼废料的材料消耗6O世界有色金属2007年第4期从表中可知,氧化钕纯度为95%~96%,稀土杂质为3.92%~4.85%,非稀土杂质为0.31%~0.69%.用这种方法生产的氧化钕要先用电解方法将其制成金属钕(Nd),然后再用其生产烧结钕铁硼.从表1中的数据排列情况看,各次实验的数据变化范围不大,这充分表明该实验工艺的稳定性及可靠性均较高.2.原辅材料的消耗利用烧结钕铁硼废料进行回收,以每吨计耗,所需的原辅材料消耗情况,见表2.因烧结钕铁硼在机加工过程中即夹杂了油,水和其他杂质,故钕铁硼废料中仅含钕铁硼约80%(含其他杂质约20%),折算成含钕量为26.16%(原钕铁硼中含钕33%).从表2可见,回收lt含钕26.16%的钕铁硼废料,共消耗硫酸(HSO),硫酸钠(Ha2SO)和草酸(HCO)约2.222t.回收过程中其材料耗量较低,从而也相应降低了氧化钕的回收成本.3.氧化钕的实收率经过多次的综合实验,各工序氧化钕的直收率和总回收率状况,见表3.表3各工序氧化钕直收率及总回收率状况从表3可知,前后5次综合实验氧化钕的直收率(指各工序)变化范围为94.83%~99.50%,而总回收率为85.53%.这比80%的预期值高出了5.53%,显示回收效果较好.4回收效益的估算处理1t含钕铁硼80%的废料,可获纯度为95%的氧化钕约0.308t.按照原辅材料和动力等的耗量,先求得生产成本及其他费用,再用氧化钕的销售额扣除成本及相关费用,则回收1t废料可获纯利约0.55~0.60万元. 如果按照此工艺建设一座钕铁硼废料处理厂,每年处理1000t废料可获得纯~155o~600万元,回收经济效益较●●■●■■●■■■■●●●■一明显.结论Conclusion归纳总结多次综合实验的结果,可得出如下几点结论.1.该工艺切实可行选用硫酸一复盐沉降化学法,从含钕铁硼80%的废料(主要是烧结钕铁硼废料)中回收氧化钕,不仅其工艺技术及设备稳定可行,而且具有较大的优越性,比如:(1)因废料中含钕量高,易于处理;(2)工艺流程简便,易于操作;(3)使用的设备较少,易于解决;(4)生产的产品质量好,回收率高,且成本低;(5)生产过程中的排出物无害,有利于环境保护.2,产品回收率高,所获经济效益可观实验结果证明,回收工艺可获得95%~96%的氧化钕,产品总回收率为85.5%,这比预期的效果要好得多(原设定氧化钕的直收率为≤95%,总回收率为≤82%),且获得的经济效益相当可观,即回收lt钕铁硼废料可获得纯No.55~0.60万元.3,该工艺还有进一步拓展的余地在实验中没有进行回收铁(Fe)的研究,今后可补充进行回收铁的实验.如将回收的铁研制成铁红(FeO)或纯铁产品,还可获得更多的经济效益.4,回收工厂正常运行的关键在于能够获得稳定的废料来源利用本实验形成的工艺技术建立回收工厂,关键在于能否收集,寻找到更多的废钕铁硼原料.若此问题能够JilN~ll解决,则所建回收工厂的经济效益即可得到相应保证.总之,新工艺不仅是回收企业获得较好经济效益和社会效益的有效手段,也是节约稀土资源,发展循环经济的重要途径.参考文献(1).《稀土》编写组,《稀土(上册)》,;台金工业出版社, 1978年.(2).潘叶金主编,《有色金属提取;台金手册(稀土金属)》,台金工业出版社,1993年.(3),徐光宪主编,《稀土(上册)》(第二版),冶金工业出版社,1995年.(本栏目责任编辑:殷建华) WORLDNONFERROUSMETALS200746'。

变废为宝_钕铁硼电镀酸洗废水中提取草酸钕_刁春华

变废为宝_钕铁硼电镀酸洗废水中提取草酸钕_刁春华

目前国内外对钕铁硼废渣提取钕的研究普遍展开,而对如何从钕铁硼酸洗废水中提取钕的方法尚未见报道。

资源循环利用是目前国家的政策方针,所以从钕铁硼酸洗废水中提取金属钕也是必然的方向。

宁波市宝成电镀有限公司在今年初开始进行了“钕铁硼电镀前处理酸洗废水提取金属钕研究”,目前已成功地提取了草酸钕,初步建成了提取草酸钕生产线,有其科技创新性,也具有自身的知识产权,年月已向国家知识产权局申请了发明专利。

宁波市宝成电镀有限公司是一家规模适中、镀种齐全的加工类属性电镀企业。

在年企业共投资余万元新建生产厂房和电镀废水治理系统。

年被市经委定为宁波市首批开展清洁生产的十二家试点单位之一,年月通过了市经委、市环保局的审核验收。

为达到“节能减排”的目的,年初步建成了提取草酸钕生产线,成功提取了“草酸钕”,促进了企业可持续发展,也为钕铁硼电镀酸洗废水产生的污泥找到了有效的处理方法大大减轻对环境产生的污染同时又大2007102000130020042004122007,,大节约了处理成本。

宁波市是全国钕铁硼行业主要生产基地,钕铁硼电镀也是我市电镀行业重要的镀种。

钕铁硼在电镀前必需用%的酸溶液酸洗处理,而产品质量上要求酸冼溶液必须每天更换,因而产生大量的酸洗废水。

按产量估算,宁波市每天约有吨左右的此种废水产生。

每吨废水约含公斤革酸钕和一定量的铁。

一直以来,这种废水混合在电镀废水中统一处理,不但废水中的金属钕得不到再生回用,白白浪费,而且还会使电镀废水处理的指标产生波动,影响正常的达标排放。

生产线的建成既可以使金属钕再生利用,达到资源回用目的,使电镀废水资源化,而且还可以使电镀废水处理稳定地达标排放,符合“节能减排”要求。

经浙江省科技信息研究院国家一级科技查新单位于年月查新显示,目前国内外对钕铁硼废渣提取钕的研究已普遍展开,而对钕铁硼酸洗废水中提取钕尚无报导。

一、提取草酸钕生产线建设的必要性二、生产工艺流程8-106015()20071变废为宝钕铁硼电镀酸洗废水中提取草酸钕--建造草酸钕生产线,废水淤泥中提取草酸钕达到资源综合利用,实现节能减排宁波市江北发展和改革局刁春华三、生产线的环保、劳动安全及消防措施生产线劳动安全可靠。

从钕铁硼废料中提取氧化钕

从钕铁硼废料中提取氧化钕

较经济、较先进的方法。产品纯度大干99.00%.总 回收率大于90.00%。 2)该生产工艺基本上做到无三废.工艺中还可 回收Fes04和N如Pq.可进一步降低生产成本。
参考文献
【1]
反应的液固比为4:1,渡固比过小,硫酸钕将析出而
损失,过大不利于下一步操作。
万方数据 2.2.2磷酸稀土沉淀,钕铁分离
从钕铁硼废料中提取氧化钕的工艺流程如图l
所示:
(NH)zc03
钕铁硼 干净废料
一国一圜~国一国一圈一国一圉一勰q
‘ 回收(NH.)2SO, 圈1 从钕铁硼废料中提取氯化镘的工艺藏程
1.3制备氧化钕的操作过程 称取经碱性洗涤剂洗去油垢后的钕铁硼原料
(含钕30.02%)50 g慢慢加入1:4 H:so,约200
38
INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY
无机盐工业
2001—05。33(3)
2.2讨论 2.2.1酸溶
2Nd+3Rso,——Nd2(s04)3十3H2十
缩结晶可得很纯的Nd:(S04),晶体,达到进一步净 化的目的。然后经碳酸铵沉淀、煅烧得Nd20、,含量
Fe+H2SO,~Feso‘+H2十
主要有钕铁硼废料(钕25%~3l%,硼0.5%~ 1.5%,其它为铁),化学纯硫酸,磷酸二氢钠,氢氧化
钠,碳酸铵等。 1.2工艺流程
万方数据 稀土永磁体工业废料中回收稀土元素已有论文和专
利报道”。41。但本文采用硫酸溶解、磷酸盐沉淀钕
达到钕铁分离,经碱转换酸溶、碳酸铵沉淀、煅烧得
的研究和生产具有重要的现实意义和广阔前景。从
WASTE
CHEN
Yufeng
et
a1.(Dept J

三出口钕铁硼稀土萃取工艺流程原理

三出口钕铁硼稀土萃取工艺流程原理

三出口钕铁硼稀土萃取工艺流程原理咱先得知道稀土是啥。

稀土就像是大自然藏起来的宝贝,虽然名字里有个“土”字,但它们可一点都不土,是很珍贵的元素。

钕铁硼呢,是一种超强的磁性材料,在好多高科技的玩意儿里都有它的身影,像那些超酷的电子产品啦,还有很厉害的新能源汽车的电机啥的。

那这个三出口的萃取流程是咋回事呢?这就像是一场精心编排的“元素大挪移”。

想象一下,有一个大池子,里面混合着各种各样的稀土元素,就像一群调皮的小娃娃混在一起。

我们要做的就是把钕铁硼相关的元素从这个大杂烩里挑出来。

萃取剂就像是一个超级有吸引力的大磁铁,不过它吸引的不是铁,而是稀土元素哦。

这个萃取剂会和我们想要的稀土元素结合起来,就像好朋友拉手一样。

然后呢,这个带着稀土元素的萃取剂就会跑到另一个地方,就像是带着小伙伴去了一个专门的小房间。

在这个过程中啊,三出口就很有意思啦。

第一个出口,可能会放走那些我们不太想要的元素,就像是把那些来凑热闹但不是主角的小元素请出去。

第二个出口呢,可能就会出来一些和钕铁硼有点关系,但还不是最纯的部分。

这就像是初步筛选出来的“潜力股”。

最后啊,第三个出口才是真正的精华所在,钕铁硼相关的元素在这个出口以比较高的纯度出现啦。

这个过程就像是在做一道超级复杂的拼图。

每一块拼图都代表一个元素,我们要通过萃取这个方法,把钕铁硼这块拼图准确无误地找出来,而且还要保证它的完整性和纯度。

你看啊,在这个流程里,各种化学物质就像是一个个小工人,都有自己的任务。

萃取剂这个小工人特别勤劳,不停地在混合溶液里寻找目标元素,然后把它们带到该去的地方。

而且这个过程还得小心翼翼的呢,温度啦、酸碱度啦,这些条件就像是小工人工作的环境,稍微有点不对,可能就会影响整个工作的效果。

比如说,如果温度太高了,就像小工人在一个特别热的环境里工作,可能就会变得很烦躁,然后就不能很好地完成任务,可能就会把一些不应该带走的元素也带走了,或者是把该带走的元素落下了。

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从钕铁硼废料中提取钕的方法
简介:
钕铁硼是一种重要的稀土矿物,其中包含了大量的钕。

由于钕是目前一些高技术行业
中必需的元素,因此从钕铁硼废料中提取钕已成为研究的热点。

本文将介绍10种从钕铁硼废料中提取钕的方法,并展开详细的描述。

一、离子交换法:
离子交换法是从钕铁硼废料中提取钕的一种有效方法。

该方法主要是利用固体与固体
之间的离子交换作用来分离钕。

其实现过程主要是通过将废料中的钕阳离子与其他离子进
行交换,并使其在离子交换树脂上富集。

当离子交换树脂上的钕达到一定的含量时,采用
脱附剂将钕脱离树脂,从而得到纯的钕。

二、溶剂萃取法:
溶剂萃取法是从钕铁硼废料中提取钕的一种经典方法。

该方法主要是通过在有机相和
水相之间进行选择性的化学吸附来实现分离纯化。

钕离子在某些有机溶剂中的溶解度较高,因此可以利用这一点来分离钕。

在实际操作过程中,一些特定的萃取剂会被加入到溶液中,然后通过萃取操作来分离钕。

三、电解法:
电解法是一种从钕铁硼废料中提取钕的较为新颖的方法。

该方法利用电解过程中金属
离子在阳极或阴极上的还原或氧化反应,实现分离钕。

在电解的过程中,卤素离子在阳极
上被氧化释放,从而转换成单个原子的卤素气体。

而在阴极上,金属离子是被还原成相应
的金属。

钕离子可以选择性的被转换成金属钕。

四、固相萃取法:
固相萃取法是一种从钕铁硼废料中提取钕的一种有效方法。

该方法采用的是固相萃取
柱中的萃取剂去捕获钕。

在这个过程中,废料样本首先被通入固相萃取柱,在固相萃取柱
的填料中,萃取剂去捕获钕。

之后,脱附剂被通入萃取柱,用来将萃取剂中的钕脱附下来。

当钕和脱附剂混合时,钕就可以得到纯化。

五、离子对萃取法:
离子对萃取法是从钕铁硼废料中提取钕的另一种有效方法。

在这种方法中,萃取剂可
以与钕离子形成离子对,从而实现分离和提纯。

最初的离子对萃取剂是用来分离钇离子和
钆离子,后来这种方法也被用来分离钕。

要实现这种方法,必须选择一种合适的离子对萃
取剂,以选择性地把钕从混合物中萃取出来。

六、超声波辅助萃取法:
超声波辅助萃取法是从钕铁硼废料中提取钕的一种高效方法。

该方法主要是通过超声波来加速萃取剂的传递,从而使得离子的萃取时间得到大幅度的缩短。

在实际操作中,废料样品首先与萃取剂混合,然后在超声波的辅助下萃取。

最终,钕可以通过脱附剂的加入而脱离。

七、氧化法:
氧化法是从钕铁硼废料中提取钕的一种常见方法。

该方法主要是通过将钕离子氧化为更容易被分离的形式,实现分离钕。

在实际操作中,钕离子可以通过氢氧化钠、氨水等氧化剂氧化,然后通过其他化学方法来分离钕。

八、络合法:
络合法是一种从钕铁硼废料中提取钕的有效方法。

它是一种将多个分子或离子结合成一个固定的分子的过程,该分子称之为络合物。

络合物在顺序上必须符合某种规定,才能形成一个有稳定性的化合物。

在实际操作中,萃取剂和化学试剂可以形成络合物,从而选择性地把钕留下来。

九、传质增强萃取法:
传质增强萃取法是一种从钕铁硼废料中提取钕的先进方法。

在这种方法中,萃取剂会和废料样品的固体相接触,然后通过传质的方式,从样品的固体部分提取钕。

相比于其他萃取方法,传质增强萃取法可以更加有效地分离钕。

十、微波辅助化学法:
微波辅助化学法是从钕铁硼废料中提取钕的一种非常新颖的方法。

在该方法中,微波辐射作为某些化学反应的辅助手段来提高反应速率和反应的选择性。

在实际操作中,废料样品首先与某些化学试剂混合,然后置于微波反应器中。

微波能够迅速加热,在化学反应过程中提供额外的能量,从而实现快速萃取和分离钕的目的。

总结:
钕作为当今高技术行业中不可或缺的元素,从废料中提取钕已经成为研究的热点。

本文介绍了10种从钕铁硼废料中提取钕的方法,并对每种方法进行了详细的描述。

这些方法在不同的实际操作中,可能会有些差异,需要根据具体情况进行操作。

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