CN102206755A - 一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法，以钕铁硼废料为原料，经空气氧化、粉碎细磨、酸分解、铁渣净化、萃取分离、碳酸沉淀、洗涤脱水、稀土灼烧、萃取回收钴铜、碳酸沉钴等步骤得到高纯单一稀土氧化物和高纯碳酸钴。本发明为在酸分解工序使废料中稀土元素的优先浸出和抑制铁的浸出，对钕铁硼废料加入盐酸后进行空气氧化预处理，让一部分金属铁粉末转化为氯化亚铁，再氧化成难溶于盐酸的三氧化二铁。使铁元素在酸分解过程中大部分以铁渣形态得到分离，大大提高了产品的纯度。

Description

一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法
所属技术领域
本发明涉及一种稀土冶金技术，特别是一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法。
背景技术
稀土资源属于战略资源，为不可再生资源。随着显色器、磁体和电子产业等对稀土需求的猛增，合理有效的提高稀土资源的利用率显得尤为重要，利用钕铁硼废料回收稀土元素是其中的重要手段之一。而且，利用钕铁硼废料回收稀土元素与利用矿石生产稀土产品相比具有工序缩短、成本降低、“三废”减少等众多的优点。目前钕铁硼废料的主要来源有：(1)真空熔炼所产生的炉潭、制粉过程产生的超细粉、打磨过程中产生磨泥；(2)打孔、倒角、切割产生边角料，加之有部分钕铁硼在生产过程中形成了低性能的钕铁硼合金等。2010年我国钕铁硼的产量超过10万吨，每年产生的钕铁硼废料约为20000吨。
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。盐酸优溶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。但废料中的稀土元素在盐酸溶剂中溶解为离子状态的过程中，废料中仍有部分铁元素被溶解为离子状态，影响产品的纯度。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法，使所得稀土碳酸盐纯度更高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：以钕铁硼废料为原料，按以下步骤进行：
①空气氧化：原料与盐酸按重量比为1∶0.06-0.18的比例配料，加入1.0-2.5M/L盐酸搅拌均匀，平铺于潮湿环境的地面10-15Cm厚，待浆泥风干到一定程度时翻扒一次，共翻扒2至3次，反应时间60-100小时；
②粉碎细磨：将步骤①所得的原料粉碎至粒度为150目；
③酸分解：按原料与水按重量比为1∶1.5往反应锅中加入调浆水，再缓慢加入浓盐酸，调PH1.0-2.5，加温80-95度，补加盐酸到PH1.0-2.5，保温2小时，加入氯酸钠和氢氧化钠等氧化剂，回调PH3.5，酸溶时间10-12小时，经压滤得稀土料液和滤渣；
④铁渣净化：将步骤③所得的滤渣的，投入水洗锅，加水洗涤两次，过滤得后铁渣；
⑤萃取分离：将步骤③所得的稀土料液经过配料再进入萃取槽，在P507萃取体系中进行稀土元素和钴的分组和分离，得到单一稀土氯化物料液；
⑥碳酸沉淀：将步骤⑤所得的单一稀土氯化物料液进入沉淀锅，加入碳酸氢钠溶液，得到碳酸稀土盐和钴富集液；
⑦洗涤脱水：将步骤所得⑥碳酸稀土盐在过滤箱中加入工业水淋洗4-5小时，真空抽滤干得到高纯稀土碳酸盐；
⑧稀土灼烧：将步骤⑦所得碳酸稀土盐经950度灼烧3小时，得到单一稀土氧化物；
⑨萃取回收钴、铜：将步骤⑥所得的钴富集液进入钴分离线，得到钴料液和铜富集液；
⑩碳酸沉钴：将步骤⑨所得的钴料液经沉淀得到高纯碳酸钴。
在空气氧化步骤，潮湿环境的湿度为15-30.5％。
本发明的效果是，本发明为在酸分解工序使废料中稀土元素的优先浸出和抑制铁的浸 出，对钕铁硼废料加入盐酸后进行空气氧化预处理，让一部份金属铁粉末转化为氯化亚铁，再氧化成难溶于盐酸的三氧化二铁。使铁元素在酸分解过程中大部分以铁渣形态得到分离，大大提高了产品的纯度。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
为在酸分解工序使废料中稀土元素的优先浸出和抑制铁的浸出，需对钕铁硼废料进行空气氧化预处理。即原料与盐酸按重量比为1∶0.06-0.18的比例配料，加入1.0-2.5M/L盐酸搅拌均匀，让一部份金属铁粉末转化为氯化亚铁，再平铺于潮湿环境的地面10-15Cm厚，以氯化亚铁作为晶种与空气中的氧气充分接斛，待浆泥风干到一定程度时翻扒一次，共翻扒2至3次，反应时间60-100小时。最终使原料中的铁氧化成难溶于盐酸的三氧化二铁。
Fe+2HCl＝＝FeCl2+H2↑；
2Fe+O2＝2FeO；
4FeO+O2＝2Fe2O3；
4RE+3O2＝2RE2O3
将空气氧化后的原料细磨粉碎至粒度为150目入反应锅，按原料与水按重量比为1∶1.5往反应锅中加入调浆水，再缓慢加入浓盐酸，调PH1.0-2.5，加温80-95度，补加盐酸到PH1.0-2.5，保温2小时，加入氯酸钠和氢氧化钠等氧化剂，回调PH3.5，酸溶时间10-12小时。稀土的浸出率大于98％，溶液经板框压滤得稀土料液和滤渣压滤。
将所得滤渣(成分为Fe2O3、B和杂质等)投入水洗锅，加水洗涤两次，过滤后得铁渣。将所得滤液按一定的流比进储料槽后，经过配料再进入萃取槽，在P507萃取体系中进行稀土元素和钴的分组和分离，得到单一稀土氯化物料液。单一稀土氯化物料液进入沉淀锅，加入碳酸氢钠溶液，按制一定的浓度、流速、温度、晶种数量、PH值，得到碳酸稀土盐和钴富集液。
碳酸稀土盐在过滤箱中加入工业水淋洗4-5小时，按制一定的流速，洗净钠离子后，用真空抽滤干，得到高纯稀土碳酸盐。再经950度灼烧3小时，得到单一稀土氧化物
钴富集液进入钴分离线，得到钴料液和铜富集液。钴料液经沉淀得到高纯碳酸钴。
其主要化学反应式如下：
RE2O3+6HCl＝2RECl3+3H2O
CoO+2HCl＝CoCl2+H2O↑
实施例：
Figure BSA00000448401900021

Claims (2)

1.一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法，其特征在于以钕铁硼废料为原料，按以下步骤进行：
①空气氧化：原料与盐酸按重量比为1∶0.06-0.18的比例配料，加入1.0-2.5M/L盐酸搅拌均匀，平铺于潮湿环境的地面10-15Cm厚，待浆泥风干到一定程度时翻扒一次，共翻扒2至3次，反应时间60-100小时；
②粉碎细磨：将步骤①所得的原料粉碎至粒度为150目；
③酸分解：按原料与水按重量比为1∶1.5往反应锅中加入调浆水，再缓慢加入浓盐酸，调PH1.0-2.5，加温80-95度，补加盐酸到PH1.0-2.5，保温2小时，加入氯酸钠和氢氧化钠等氧化剂，回调PH3.5，酸溶时间10-12小时，经压滤得稀土料液和滤渣；
④铁渣净化：将步骤③所得的滤渣的，投入水洗锅，加水洗涤两次，过滤得后铁渣；
⑤萃取分离：将步骤③所得的稀土料液经过配料再进入萃取槽，在P507萃取体系中进行稀土元素和钴的分组和分离，得到单一稀土氯化物料液；
⑥碳酸沉淀：将步骤⑤所得的单一稀土氯化物料液进入沉淀锅，加入碳酸氢钠溶液，得到碳酸稀土盐和钴富集液；
⑦洗涤脱水：将步骤所得⑥碳酸稀土盐在过滤箱中加入工业水淋洗4-5小时，真空抽滤干得到高纯稀土碳酸盐；
⑧稀土灼烧：将步骤⑦所得碳酸稀土盐经950度灼烧3小时，得到单一稀土氧化物；
⑨萃取回收钴、铜：将步骤⑥所得的钴富集液进入钴分离线，得到钴料液和铜富集液；
⑩碳酸沉钴：将步骤⑨所得的钴料液经沉淀得到高纯碳酸钴。
2.根据权利要求1所述的一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法，其特征在于：在空气氧化步骤，潮湿环境的湿度为15-30.5％。
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