CN109487076A - 一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法，是将钕铁硼废料与混合气体一起由喷嘴喷入一个高温竖式反应塔空间，钕铁硼废料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，通过控制反应塔内的氧化气氛，使得钕铁硼废料中稀土被快速充分氧化，而铁被选择性氧化成高磁性的四氧化三铁，焙烧产物经磁选后，分别得到富铁相和富稀土相。本发明通过闪速控氧焙烧，将钕铁硼废料中的稀土快速充分氧化，同时将铁进行强磁化，进而采用磁选方式进行稀土和铁的分离，克服了传统钕铁硼废料处理方法流程长，回转窑焙烧反应慢、稀土和铁同时氧化，无法在酸溶前将稀土和铁进行分离，酸溶铁渣量大，铁资源难于回收的缺陷，具有良好的经济和环保效益。

Description

一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法
技术领域
本发明涉及一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法，属于稀土冶金技术领域。
背景技术
钕铁硼是一种磁性材料，作为稀土永磁材料发展的最新成果，因其优异的磁性能而被称为“磁王”，广泛应用于各个领域。在钕铁硼磁性材料生产过程中，会产生大约20-25％的废料，其中大多属于钕铁硼油泥废料。这些废料含有大约60%的铁和30%左右的稀土元素。钕铁硼废料的回收利用，不仅合理利用了资源，而且减少了环境的污染。
当前，钕铁硼油泥废料往往采用两段回转窑进行焙烧后，进行浸出-萃取-沉淀-灼烧等工序回收其中的稀土。第一段回转窑焙烧主要是脱除钕铁硼油泥中的油，为第二段深度氧化提供原料，但由于回转窑固有缺陷，温度和气氛无法精确控制，脱油过程往往燃烧不充分，造成能耗高，且经常冒黑烟，污染环境。第二段回转窑焙烧往往将稀土和铁尽可能分别氧化成RE2O3和Fe2O3，由于回转窑氧化反应速率慢，往往需要4-8小时才能达到较高的氧化率，并且，由于采用两段回转窑，体积大，占地多，对外散热面积大，同时存在热-冷交替环节，能耗高。另外，由于稀土和铁同时氧化后，用盐酸进行浸出，废料中大量存在的铁进入了酸浸渣，渣量大，渣带走的稀土总量大，造成稀土总回收率下降，而浸出渣本身难于得到很好的综合利用，往往堆存，造成环境污染。
发明内容
本发明的目的是为克服传统钕铁硼废料回收方法的不足，提出一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法，采取的技术方案如下。
a、将粉状钕铁硼废料与混合气体一起由喷嘴（1）喷入一个高度为2.0-25.0米、温度为400-1300℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10-15-10-5atm，物料中的稀土被快速氧化，而铁被选择性氧化成为四氧化三铁。
b、焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。
进一步地，焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。
进一步地，所述粉状钕铁硼废料为带油或不带油物料，其粒度为50目以下。
进一步地，所述混合气体为惰性气体和氧气的混合物，惰性气体为氮气或氩气，氧气质量百分比浓度为30-100%。
相对于传统钕铁硼废料回收方法，本发明提出的一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法，有以下优势：（1）采用闪速控氧焙烧技术，将粉状钕铁硼废料与富氧空气一块喷入高温反应塔空间，使物料呈高度分散的漂浮状态，与混合气体充分接触，具有优越的反应动力学条件，同时通过精确的控制氧势，能将物料中的稀土迅速充分氧化，氧化率高于99.0%，而铁被选择性氧化成高磁性的四氧化三铁，整个反应时间只有短短十几秒，远低于回转窑的几个小时。且炉体控温准确，能耗大幅下降；因炉体密封性好，环境友好。（2）由于采用了分散喷嘴，得到的焙烧产物颗粒相互分散，有利于磁选分离铁和稀土。（3）在酸浸前将废料中的铁和稀土进行分离和分别富集，有利于减少盐酸耗量，大幅降低酸浸渣量，从而大幅降低渣带走的稀土总量，提高稀土总回收率。另外，磁选后的富铁相，方便综合利用铁资源。
本发明能广泛应用于从各种粉状钕铁硼废料中回收有价金属，具有良好的推广应用价值。
附图说明
图1：本发明工艺流程图示意图。
图2：本发明所采用的的设备结构示意图。
图2中，1.喷嘴，2.反应塔，3.收集器，4.焙烧产物排出口，5.烟道。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1：
将粒度为80目的粉状钕铁硼废料，与氮气和氧气混合气体（氧气含量50%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为2.5米、温度为900℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10-10atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.78%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.45%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。
实施例2：
将粒度为100目的粉状钕铁硼废料，与氮气和氧气混合气体（氧气含量95%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为3.5米、温度为1000℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10-8atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.85%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.56%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。
实施例3：
将粒度为200目的粉状钕铁硼废料，与氩气和氧气混合气体（氧气含量70%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为4.5米、温度为1200℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10-6atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.93%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.52%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。
实施例4：
将粒度为300目的粉状钕铁硼废料，与氩气和氧气混合气体（氧气含量80%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为10.0米、温度为600℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10-10atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.96%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.58%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。
实施例5：
将粒度为50目的粉状钕铁硼废料，与氩气和氧气混合气体（氧气含量100%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为2.0米、温度为800℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10-15atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.98%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.67%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。
实施例6：
将粒度为100目的粉状钕铁硼废料，与氩气和氧气混合气体（氧气含量30%）一起由喷嘴（1）喷入一个高度为25.0米、温度为400℃的反应塔（2），物料高度分散呈漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10-5atm，物料中的稀土被富氧空气快速氧化，氧化率为99.89%，废料中铁被选择性氧化成为四氧化三铁，氧化率为99.87%。焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。

Claims (4)

1.一种钕铁硼废料闪速控氧焙烧综合回收的方法，其特征在于包括以下步骤：
a. 将粉状钕铁硼废料与混合气体一起由喷嘴（1）喷入一个高度为2.0-25.0米、温度为400-1300℃的反应塔（2），物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端，在此过程中，控制反应塔内的氧分压为10-15-10-5atm，物料中的稀土被快速氧化，而铁被选择性氧化成为四氧化三铁；
b. 焙烧产物飘落在反应塔下方的收集器（3），由排出口（4）放出后，经磁选得到富铁相和富稀土相。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，焙烧烟气经收集器（3）上端的烟道（5）排出，经收尘后排空。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉状钕铁硼废料为带油或不带油物料，其粒度为50目以下。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合气体为惰性气体和氧气的混合物，惰性气体为氮气或氩气，氧气质量百分比浓度为30-100%。
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