CN114703384A - 一种用于稀土回收的清渣剂材料及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于稀土回收的清渣剂材料及其制备和使用方法。清渣剂材料由焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体组成；焙烧电石渣粉体是由电石渣原料经焙烧制成；焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体的重量比为1:0.4‑0.6:0.1。本发明的优点是，主要原料取自废料，原料成本低；清渣剂制备简单；清渣剂纯度高，反应活性强。

Description

一种用于稀土回收的清渣剂材料及其制备和使用方法
技术领域
本发明属于稀土技术领域，涉及一种稀土回收材料，尤其涉及一种用于稀土回收的清渣剂材料及其制备和使用方法。
背景技术
稀土材料在各领域的应用过程中会产生相应的废料，这些废料是可回收利用的二次资源，即有利于资源利用，又有利于环境保护。
目前，现有技术中已有一些对稀土电解废料中的稀土进行回收的方法，但均存在一定的不足。CN201810859265.5公开了一种从稀土电解废料中提取稀土氧化物的方法，其中提到使用清渣剂：将稀土电解废料放入坩埚中，利用稀土氧化物的熔点不同，经过在电磁感应、电流的作用下使稀土电解废料开始熔化，在1000-1100℃条件下使成熔融液，此时再加入清渣剂，在1000-1100℃温度下使铁元素成分形成凝固的渣料，而将熔融液倒入模具中使其凝固，获得稀土氧化物。但是回收稀土氧化物纯度不高。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术缺陷，提供一种清渣剂材料，具有较高的回收效率。本发明的另一目的是提供一种清渣剂材料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本发明提供的一种清渣剂材料用于稀土回收等行业。
为实现上述目的，本发明提供一种用于稀土回收的清渣剂材料，具有这样的特征：所述清渣剂材料由焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体组成；焙烧电石渣粉体是由电石渣原料经焙烧制成；焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体的重量比为1:0.4-0.6:0.1。
进一步，本发明提供一种用于稀土回收的清渣剂材料，还可以具有这样的特征：其中，制备所述焙烧电石渣粉体时，电石渣原料的焙烧温度为800-900℃，焙烧时间为1-2h。
进一步，本发明提供一种用于稀土回收的清渣剂材料，还可以具有这样的特征：其中，所述焙烧电石渣粉体的制备方法为：将电石渣原料置于120-130℃温度下干燥1-2h，冷却到室温后，再置于800-900℃高温焙烧1-2h，得到焙烧电石渣，然后粉碎至200目。
本发明还提供所述用于稀土回收的清渣剂材料的制备方法，具有这样的特征：在焙烧电石渣中加入二氧化硅粉体和氟化钙粉体，进行搅拌均匀得到混合料；接着放置于可收集气体的密闭容器中，然后加入水，搅拌后静置；静置到无反应气体排除后，取出混合体，滤去液体，将滤料置于焙烧炉中进行焙烧，焙烧后迅速冷却，其后置于室温得到焙烧速冷硅钙化合物产物(是硅酸钙为主的复合物)，然后粉碎，得到清渣剂材料。
进一步，本发明提供一种用于稀土回收的清渣剂材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，焙烧温度为800-900℃，焙烧时间为1-2h；冷却温度为-50℃，冷却时间为1-2h。
进一步，本发明提供一种用于稀土回收的清渣剂材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，搅拌时间为10-20min。
进一步，本发明提供一种用于稀土回收的清渣剂材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，粉碎至200目。
本发明还提供所述用于稀土回收的清渣剂材料的使用方法，具有这样的特征：将稀土电解废料加热，使温度升至1000-1100℃灼烧10-15min；然后加入工业纯铁，再继续加热至1000-1100℃灼烧10-15min，使物料全部熔融；加入清渣剂，继续在1000-1100℃条件灼烧10min后，停止加热；将上述经加热灼烧后的物料取出，分离出凝固的渣料，该凝固渣料即为铁质金属；将分离凝固渣料后的熔融液倒入模具，使其凝固后，得稀土氧化物。
进一步，本发明提供一种用于稀土回收的清渣剂材料的使用方法，还可以具有这样的特征：其中，所述清渣剂的加入量为稀土电解废料重量的0.15％-0.3％。
进一步，本发明提供一种用于稀土回收的清渣剂材料的使用方法，还可以具有这样的特征：其中，所述工业纯铁的加入量为稀土电解废料重量的7-12％。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种用于稀土回收的清渣剂材料，清渣剂的作用是在电解废料熔融后，将稀土氧化物以外的杂质吸附收集，提高稀土氧化物的收率。本发明的清渣剂为焙烧速冷硅钙化合物，其经反应、焙烧、速冷，化合物体内裂变出许许多多微小活性裂纹；制备过程中化合物无受到污染；鲜活表面大。因此活性高，杂质吸附收集能力强。此外，其中引入的氟离子，不仅可改善硅钙化合物的活性，而且可调节清渣剂的熔点，从而便于在杂质收集后，便于与稀土氧化物分离。
本发明的优点是，主要原料取自废料，原料成本低；清渣剂制备简单；清渣剂纯度高，反应活性强。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供一种用于稀土回收的清渣剂材料，由焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体组成，焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体的重量比为1:0.4:0.1。
其中，焙烧电石渣粉体是由电石渣原料经焙烧制成。焙烧电石渣粉体的具体制备方法为：将电石渣原料置于120℃温度下干燥2h，冷却到室温后，再置于800℃高温焙烧2h，得到焙烧电石渣，然后粉碎至200目。
所述清渣剂材料的制备方法为：在焙烧电石渣中加入二氧化硅粉体和氟化钙粉体，进行搅拌均匀得到混合料。接着放置于可收集气体的密闭容器中，然后加入水，搅拌10min后静置。静置到无反应气体排除后，取出混合体，滤去液体，将滤料置于焙烧炉中，置于800℃高温焙烧2h，迅速置于-50℃环境中静置1h，其后置于室温得到焙烧速冷硅钙化合物产物，然后粉碎至200目，得到清渣剂材料。
应用所述清渣剂材料回收稀土电解废料中的稀土，具体方法为：将钆铁、铽铁、镝铁电解废料置于坩埚中，送入感应炉；将感应炉开启加热，使温度升至1000℃灼烧15min；然后加入工业纯铁，工业纯铁的加入量为稀土电解废料重量的12％；继续加热至1000℃灼烧15min，使物料全部熔融；向上述熔融后的物料中加入清渣剂，清渣剂的加入量为稀土电解废料重量的0.3％，继续在1000℃条件灼烧10min后，停止加热；将上述经加热灼烧后的物料取出，分离出凝固的渣料，该凝固渣料即为铁质金属；将分离凝固渣料后的熔融液倒入模具，使其凝固后，得稀土氧化物。经分析，稀土镨钕氧化物纯度为97.5％。
实施例2
本实施例提供一种用于稀土回收的清渣剂材料，由焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体组成，焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体的重量比为1:0.5:0.1。
其中，焙烧电石渣粉体是由电石渣原料经焙烧制成。焙烧电石渣粉体的具体制备方法为：将电石渣原料置于130℃温度下干燥1h，冷却到室温后，再置于900℃高温焙烧1h，得到焙烧电石渣，然后粉碎至200目。
所述清渣剂材料的制备方法为：在焙烧电石渣中加入二氧化硅粉体和氟化钙粉体，进行搅拌均匀得到混合料。接着放置于可收集气体的密闭容器中，然后加入水，搅拌20min后静置。静置到无反应气体排除后，取出混合体，滤去液体，将滤料置于焙烧炉中，置于900℃高温焙烧1h，迅速置于-50℃环境中静置2h，其后置于室温得到焙烧速冷硅钙化合物产物，然后粉碎至200目，得到清渣剂材料。
应用所述清渣剂材料回收稀土电解废料中的稀土，具体方法为：将钆铁、铽铁、镝铁电解废料置于坩埚中，送入感应炉；将感应炉开启加热，使温度升至1100℃灼烧15min；然后加入工业纯铁，工业纯铁的加入量为稀土电解废料重量的7％；继续加热至1100℃灼烧15min，使物料全部熔融；向上述熔融后的物料中加入清渣剂，清渣剂的加入量为稀土电解废料重量的0.15％，继续在1100℃条件灼烧10min后，停止加热；将上述经加热灼烧后的物料取出，分离出凝固的渣料，该凝固渣料即为铁质金属；将分离凝固渣料后的熔融液倒入模具，使其凝固后，得稀土氧化物。经分析，稀土镨钕氧化物纯度为98.2％。
实施例3
本实施例提供一种用于稀土回收的清渣剂材料，由焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体组成，焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体的重量比为1:0.6:0.1。
其中，焙烧电石渣粉体是由电石渣原料经焙烧制成。焙烧电石渣粉体的具体制备方法为：将电石渣原料置于120℃温度下干燥2h，冷却到室温后，再置于800℃高温焙烧2h，得到焙烧电石渣，然后粉碎至200目。
所述清渣剂材料的制备方法为：在焙烧电石渣中加入二氧化硅粉体和氟化钙粉体，进行搅拌均匀得到混合料。接着放置于可收集气体的密闭容器中，然后加入水，搅拌10min后静置。静置到无反应气体排除后，取出混合体，滤去液体，将滤料置于焙烧炉中，置于800℃高温焙烧2h，迅速置于-50℃环境中静置1h，其后置于室温得到焙烧速冷硅钙化合物产物，然后粉碎至200目，得到清渣剂材料。
应用所述清渣剂材料回收稀土电解废料中的稀土，具体方法为：将钆铁、铽铁、镝铁电解废料置于坩埚中，送入感应炉；将感应炉开启加热，使温度升至1000℃灼烧15min；然后加入工业纯铁，工业纯铁的加入量为稀土电解废料重量的9％；继续加热至1000℃灼烧15min，使物料全部熔融；向上述熔融后的物料中加入清渣剂，清渣剂的加入量为稀土电解废料重量的0.2％，继续在1000℃条件灼烧10min后，停止加热；将上述经加热灼烧后的物料取出，分离出凝固的渣料，该凝固渣料即为铁质金属；将分离凝固渣料后的熔融液倒入模具，使其凝固后，得稀土氧化物。经分析，稀土镨钕氧化物纯度为97.8％。
实施例4
本实施例提供一种用于稀土回收的清渣剂材料，由焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体组成，焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体的重量比为1:0.3:0.1。
其中，焙烧电石渣粉体是由电石渣原料经焙烧制成。焙烧电石渣粉体的具体制备方法为：将电石渣原料置于130℃温度下干燥1h，冷却到室温后，再置于900℃高温焙烧1h，得到焙烧电石渣，然后粉碎至200目。
所述清渣剂材料的制备方法为：在焙烧电石渣中加入二氧化硅粉体和氟化钙粉体，进行搅拌均匀得到混合料。接着放置于可收集气体的密闭容器中，然后加入水，搅拌20min后静置。静置到无反应气体排除后，取出混合体，滤去液体，将滤料置于焙烧炉中，置于900℃高温焙烧1h，迅速置于-50℃环境中静置2h，其后置于室温得到焙烧速冷硅钙化合物产物，然后粉碎至200目，得到清渣剂材料。
应用所述清渣剂材料回收稀土电解废料中的稀土，具体方法为：将钆铁、铽铁、镝铁电解废料置于坩埚中，送入感应炉；将感应炉开启加热，使温度升至1100℃灼烧15min；然后加入工业纯铁，工业纯铁的加入量为稀土电解废料重量的7％；继续加热至1100℃灼烧15min，使物料全部熔融；向上述熔融后的物料中加入清渣剂，清渣剂的加入量为稀土电解废料重量的0.15％，继续在1100℃条件灼烧10min后，停止加热；将上述经加热灼烧后的物料取出，分离出凝固的渣料，该凝固渣料即为铁质金属；将分离凝固渣料后的熔融液倒入模具，使其凝固后，得稀土氧化物。经分析，稀土镨钕氧化物纯度为97.0％。
实施例5
本实施例提供一种用于稀土回收的清渣剂材料，由焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体组成，焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体的重量比为1:0.7:0.1。
其中，焙烧电石渣粉体是由电石渣原料经焙烧制成。焙烧电石渣粉体的具体制备方法为：将电石渣原料置于120℃温度下干燥2h，冷却到室温后，再置于800℃高温焙烧2h，得到焙烧电石渣，然后粉碎至200目。
所述清渣剂材料的制备方法为：在焙烧电石渣中加入二氧化硅粉体和氟化钙粉体，进行搅拌均匀得到混合料。接着放置于可收集气体的密闭容器中，然后加入水，搅拌10min后静置。静置到无反应气体排除后，取出混合体，滤去液体，将滤料置于焙烧炉中，置于800℃高温焙烧2h，迅速置于-50℃环境中静置1h，其后置于室温得到焙烧速冷硅钙化合物产物，然后粉碎至200目，得到清渣剂材料。
应用所述清渣剂材料回收稀土电解废料中的稀土，具体方法为：将钆铁、铽铁、镝铁电解废料置于坩埚中，送入感应炉；将感应炉开启加热，使温度升至1000℃灼烧15min；然后加入工业纯铁，工业纯铁的加入量为稀土电解废料重量的12％；继续加热至1000℃灼烧15min，使物料全部熔融；向上述熔融后的物料中加入清渣剂，清渣剂的加入量为稀土电解废料重量的0.3％，继续在1000℃条件灼烧10min后，停止加热；将上述经加热灼烧后的物料取出，分离出凝固的渣料，该凝固渣料即为铁质金属；将分离凝固渣料后的熔融液倒入模具，使其凝固后，得稀土氧化物。经分析，稀土镨钕氧化物纯度为97.1％。
各实施例稀土回收纯度汇总如下表所示。
Figure BDA0003575211380000091
由上表可知，相较于对比例，本发明清渣剂具有更高的回收效率，对实际工业应用具有重要意义。

Claims (10)

1.一种用于稀土回收的清渣剂材料，其特征在于：
所述清渣剂材料由焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体组成；
焙烧电石渣粉体是由电石渣原料经焙烧制成；
焙烧电石渣粉体、二氧化硅粉体和氟化钙粉体的重量比为1:0.4-0.6:0.1。
2.根据权利要求1所述的用于稀土回收的清渣剂材料，其特征在于：
其中，制备所述焙烧电石渣粉体时，电石渣原料的焙烧温度为800-900℃，焙烧时间为1-2h。
3.根据权利要求1所述的用于稀土回收的清渣剂材料，其特征在于：
其中，所述焙烧电石渣粉体的制备方法为：将电石渣原料置于120-130℃温度下干燥1-2h，冷却到室温后，再置于800-900℃高温焙烧1-2h，得到焙烧电石渣，然后粉碎至200目。
4.如权利要求1-3任意一项所述用于稀土回收的清渣剂材料的制备方法，其特征在于：
在焙烧电石渣中加入二氧化硅粉体和氟化钙粉体，进行搅拌均匀得到混合料；
接着放置于可收集气体的密闭容器中，然后加入水，搅拌后静置；
静置到无反应气体排除后，取出混合体，滤去液体，将滤料置于焙烧炉中进行焙烧，焙烧后迅速冷却，其后置于室温得到焙烧速冷硅钙化合物产物，然后粉碎，得到清渣剂材料。
5.根据权利要求4所述的用于稀土回收的清渣剂材料的制备方法，其特征在于：
其中，焙烧温度为800-900℃，焙烧时间为1-2h；冷却温度为-50℃，冷却时间为1-2h。
6.根据权利要求4所述的用于稀土回收的清渣剂材料的制备方法，其特征在于：
其中，搅拌时间为10-20min。
7.根据权利要求4所述的用于稀土回收的清渣剂材料的制备方法，其特征在于：
其中，粉碎至200目。
8.如权利要求1-3任意一项所述用于稀土回收的清渣剂材料的使用方法，其特征在于：
将稀土电解废料加热，使温度升至1000-1100℃灼烧10-15min；
然后加入工业纯铁，再继续加热至1000-1100℃灼烧10-15min，使物料全部熔融；
加入清渣剂，继续在1000-1100℃条件灼烧10min后，停止加热；
将上述经加热灼烧后的物料取出，分离出凝固的渣料，该凝固渣料即为铁质金属；
将分离凝固渣料后的熔融液倒入模具，使其凝固后，得稀土氧化物。
9.根据权利要求8所述的用于稀土回收的清渣剂材料的使用方法，其特征在于：
其中，所述清渣剂的加入量为稀土电解废料重量的0.15％-0.3％。
10.根据权利要求8所述的用于稀土回收的清渣剂材料的使用方法，其特征在于：
其中，所述工业纯铁的加入量为稀土电解废料重量的7-12％。
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