CN116043016A - 一种氧化钕的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化钕的制备方法，包括：将镨钕废料焙烧后研磨成粉末，加入盐酸溶解，除渣，形成镨钕溶解液；将P204、煤油、三(2‑氯乙基)磷酸酯和丙烯酸‑2‑羟乙基酯、钙铝复合化合物皂化剂混匀形成混合萃取皂化液；将镨钕溶解液与混合萃取皂化液混合萃取，分离有机相，加入盐酸反萃，得到含有Nd的水相溶液；加入草酸形成沉淀物，烘干、焙烧，粉碎得到氧化钕。本发明还提供了氧化钕在制备钕钆合金中的应用。本发明方法简单，原料成本低，不含氨氮废水，皂化剂多元素复合，反应活性强，所生产的氧化钕纯度大于99.999％，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及稀土加工工艺技术领域，具体涉及一种氧化钕的制备方法及应用。
背景技术
稀土是不可再生的重要战略资源，具有广泛的应用前景，是材料科学重要的组成部分。稀土化合物是稀土开发与使用的重要环节，低成本、绿色环保的合成稀土化合物是未来的发展方向。氧化钕是较为重要的轻稀土氧化物产品，近年来在稀土永磁、激光、玻璃、陶瓷和超导体等材料中取得了较好的应用效果，并且在国内外市场中需求量不断增加。目前，氧化钕的制备方法主要有离子交换法和萃取分离法。离子交换法工艺周期长、产量低、生产过程复杂，并且应用的材料品种多，消耗量大，生产成本高。萃取分离法是国内生产氧化钕较为成熟的方法。专利CN201610421372.0公开了一种工业化生产高纯氧化钕的方法，通过萃取分离法进行氧化钕的生产，然而，从其效果来看，其生产的氧化钕的纯度为99.99～99.998％。如何进一步提升氧化钕的纯度是目前研究的重点。基于此，本发明提出一种氧化钕的制备方法，在简化操作、节约成本的同时提高了氧化钕的纯度。
发明内容
本发明的第一目的是针对现有技术的不足，提供一种氧化钕的制备方法；
本发明的第二目的是提供氧化钕在制备钕钆合金中的应用。
本发明采取以下技术方案：
(一)一种氧化钕的制备方法，包括以下步骤：
S1、将镨钕废料置于焙烧炉中焙烧后研磨成粉末，加入盐酸混合使粉末溶解，除渣，形成镨钕溶解液；
S2、将P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯和丙烯酸-2-羟乙基酯混合均匀，加入钙铝复合化合物皂化剂形成混合萃取皂化液；
S3、将S1制备的镨钕溶解液温度提高到45～50℃后，与S2制备的混合萃取皂化液混合形成处理液，随后将处理液送入萃取生产线，以混合萃取皂化液作为萃取剂在其中进行萃取反应，萃取后得到水相和有机相；分离有机相，然后加入盐酸溶液进行反萃，使Nd元素返回新的水相，得到含有Nd元素的水相溶液；
S4、在S3制备的含有Nd元素的水相溶液中加入草酸形成沉淀物，将沉淀物脱水使其含水率为40～50％，随后置于焙烧炉中边烘干边焙烧，将焙烧后的固体粉碎得到600～900微米的氧化钕。
进一步的，S1中，焙烧温度为350-400℃，焙烧时间为1-2小时；研磨后粉末的粒径为100～150微米；盐酸的质量百分浓度为28～31％，粉末与盐酸混合重量比为1：1.0～1.3，混合溶解时间为4～6小时。
进一步的，S2中，所述钙铝复合化合物皂化剂的制备方法为：将硫酸铝加入水中，搅拌1-2h后，形成浓度为40％的硫酸铝水溶液，加入氢氧化钙，搅拌1～2h，出现氢氧化铝和硫酸钙沉淀物；将氢氧化铝和硫酸钙沉淀物放入干燥箱中干燥0.5-1h，然后加热到210～250℃，得到钙铝复合化合物，取出研磨至5～10微米，得到钙铝复合化合物皂化剂。
进一步的，所述氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为3:1。
进一步的，S2中，所述P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯、丙烯酸-2-羟乙基酯和钙铝复合化合物皂化剂的混合重量比为1:0.9：0.09～0.12：0.18～0.24：1.0～1.3。
进一步的，S3中，镨钕溶解液与混合萃取皂化液混合体积比为1：1.6～1.9；萃取生产线的萃取级数为32级；盐酸溶液浓度为2mol/L；有机相与盐酸溶液混合体积比为1：1.1～1.3。
进一步的，S4中，草酸与含有Nd元素的水相溶液的混合重量比为1：1.0～1.3；焙烧温度为960～1040℃，焙烧时间为20～22小时。
(二)本发明还包括以上所述的制备方法所制备的氧化钕在制备钕钆合金中的应用，具体的，将氧化钕与氧化钆混合均匀，作为电解原料置于熔盐电解炉中，通入直流电电解得到钕钆中间合金，出炉倒入模具中得到钕钆合金。
进一步的，氧化钕与氧化钆混合重量比为100：5，将配比好的物料投入混合机中进行混合，使物料充分混合均匀，混合时间为5-8小时。
进一步的，所述熔盐电解炉中，熔盐电解质为氟化物与氯化物的复合体系，包括氯化钾、氯化锌、氯化钠、三氟化钪和氟化铝，其中，氯化钾、氯化锌、氯化钠、三氟化钪、氟化铝的重量比为1：1：0.2：0.1～0.3：1；熔盐电解质与电解原料的重量比为3：1.4～1.8。
进一步的，所述熔盐电解炉的电流强度为75～80A，工作温度为980～1080℃，电解时间为40～60分钟。
有益效果：
(1)本发明萃取剂为P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯、丙烯酸-2-羟乙基酯和钙铝复合化合物皂化剂的混合液，三(2-氯乙基)磷酸酯和丙烯酸-2-羟乙基酯的加入可改善功能基，提高P204捕捉稀土的取向性及萃取容量；皂化剂以钙为主皂化元素，铝为激活元素，提高了皂化剂的物理及化学活性，使萃取效率提高，皂化剂的利用率提高。由于皂化剂中的钙化合物减少，降低了水化过程的体积膨胀问题。
(2)本发明方法简单，原料成本低，不含氨氮废水，皂化剂多元素复合，反应活性强，所生产的氧化钕纯度高，可达到99.9985～99.9992％，适于工业化生产；
(3)本发明所制备的钕钆合金纯度为99.99％，可应用于磁性材料生产，可调整磁性材料的居里温度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所使用的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
本实施例提供一种氧化钕的制备方法。
(1)将镨钕废料置于焙烧炉中350℃焙烧1.5小时后研磨成粉末，粉末的粒径为100～150微米，加入质量百分浓度为30％的盐酸混合4小时(粉末与盐酸重量比为1：1)，使粉末溶解，随后除渣，形成镨钕溶解液。
(2)将P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯和丙烯酸-2-羟乙基酯混合均匀，加入钙铝复合化合物皂化剂形成混合萃取皂化液，P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯、丙烯酸-2-羟乙基酯和钙铝复合化合物皂化剂的混合重量比为1：0.9：0.09：0.18：1.0。
钙铝复合化合物皂化剂的制备方法为：将硫酸铝加入水中，搅拌1.5h后，形成重量百分比浓度为40％的硫酸铝水溶液，加入氢氧化钙(氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为3:1)，搅拌1.5h，出现氢氧化铝和硫酸钙沉淀物；将氢氧化铝和硫酸钙沉淀物放入干燥箱中干燥1h，然后加热到210℃，得到钙铝复合化合物，取出研磨至5～10微米，得到钙铝复合化合物皂化剂。
(3)将镨钕溶解液温度提高到45～50℃后，与混合萃取皂化液以体积比为1：1.6混合形成处理液，随后将处理液送入萃取生产线，萃取级数为32级，以混合萃取皂化液作为萃取剂在其中进行萃取反应，萃取后得到水相和有机相；分离有机相，然后加入盐酸溶液(2mol/L)进行反萃(有机相与盐酸溶液混合体积比为1：1.2)，使Nd元素返回新的水相，得到含有Nd元素的水相溶液。
(4)在含有Nd元素的水相溶液中加入草酸(草酸与水相溶液重量比为1：1.2)形成沉淀物，将沉淀物脱水使其含水率为40％，随后置于焙烧炉中边烘干边焙烧，焙烧温度为960℃，焙烧时间为20小时，将焙烧后的固体粉碎得到600～900微米的氧化钕。经过检测，所生产的氧化钕纯度为99.9987％。
(5)将步骤(4)制备的氧化钕与氧化钆以重量比为100：5比例混合，投入混合机中5小时，使物料充分混合均匀；随后作为电解原料置于熔盐电解炉中，熔盐电解炉内设置熔盐电解质(氯化钾、氯化锌、氯化钠、三氟化钪、氟化铝的重量比为1：1：0.2：0.2：1)，熔盐电解质与电解原料的重量比为3：1.5；通入直流电电解得到钕钆中间合金(电流强度75A，工作温度960℃，电解时间50分钟)，出炉倒入模具中得到钕钆合金。
实施例2
本实施例提供一种氧化钕的制备方法。
(1)将镨钕废料置于焙烧炉中400℃焙烧1小时后研磨成粉末，粉末的粒径为100～150微米，加入质量百分浓度为28％的盐酸混合6小时(粉末与盐酸重量比为1：1.2)，使粉末溶解，随后除渣，形成镨钕溶解液。
(2)将P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯和丙烯酸-2-羟乙基酯混合均匀，加入钙铝复合化合物皂化剂形成混合萃取皂化液，P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯、丙烯酸-2-羟乙基酯和钙铝复合化合物皂化剂的混合重量比为1：0.9：0.11：0.22：1.1。
钙铝复合化合物皂化剂的制备方法为：将硫酸铝加入水中，搅拌2h后，形成重量百分比浓度为40％的硫酸铝水溶液，加入氢氧化钙(氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为3:1)，搅拌1h，出现氢氧化铝和硫酸钙沉淀物；将氢氧化铝和硫酸钙沉淀物放入干燥箱中干燥0.5h，然后加热到250℃，得到钙铝复合化合物，取出研磨至5～10微米，得到钙铝复合化合物皂化剂。
(3)将镨钕溶解液温度提高到45～50℃后，与混合萃取皂化液以体积比为1：1.9混合形成处理液，随后将处理液送入萃取生产线，萃取级数为32级，以混合萃取皂化液作为萃取剂在其中进行萃取反应，萃取后得到水相和有机相；分离有机相，然后加入盐酸溶液(2mol/L)进行反萃(有机相与盐酸溶液混合体积比为1：1.1)，使Nd元素返回新的水相，得到含有Nd元素的水相溶液。
(4)在含有Nd元素的水相溶液中加入草酸(草酸与水相溶液重量比为1：1.0)形成沉淀物，将沉淀物脱水使其含水率为50％，随后置于焙烧炉中边烘干边焙烧，焙烧温度为1040℃，焙烧时间为21小时，将焙烧后的固体粉碎得到600～900微米的氧化钕。经过检测，所生产的氧化钕纯度为99.9992％。
(5)将步骤(4)制备的氧化钕与氧化钆以重量比为100：5比例混合，投入混合机中8小时，使物料充分混合均匀；随后作为电解原料置于熔盐电解炉中，熔盐电解炉内设置熔盐电解质(氯化钾、氯化锌、氯化钠、三氟化钪、氟化铝的重量比为1：1：0.2：0.1：1)，熔盐电解质与电解原料的重量比为3：1.8；通入直流电电解得到钕钆中间合金(电流强度80A，工作温度1080℃，电解时间40分钟)，出炉倒入模具中得到钕钆合金。
实施例3
本实施例提供一种氧化钕的制备方法。
(1)将镨钕废料置于焙烧炉中370℃焙烧2小时后研磨成粉末，粉末的粒径为100～150微米，加入质量百分浓度为31％的盐酸混合5小时(粉末与盐酸重量比为1：1.3)，使粉末溶解，随后除渣，形成镨钕溶解液。
(2)将P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯和丙烯酸-2-羟乙基酯混合均匀，加入钙铝复合化合物皂化剂形成混合萃取皂化液，P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯、丙烯酸-2-羟乙基酯和钙铝复合化合物皂化剂的混合重量比为1：0.9：0.12：0.24：1.3。
钙铝复合化合物皂化剂的制备方法为：将硫酸铝加入水中，搅拌1h后，形成重量百分比浓度为40％的硫酸铝水溶液，加入氢氧化钙(氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为3:1)，搅拌2h，出现氢氧化铝和硫酸钙沉淀物；将氢氧化铝和硫酸钙沉淀物放入干燥箱中干燥1h，然后加热到230℃，得到钙铝复合化合物，取出研磨至5～10微米，得到钙铝复合化合物皂化剂。
(3)将镨钕溶解液温度提高到45～50℃后，与混合萃取皂化液以体积比为1：1.8混合形成处理液，随后将处理液送入萃取生产线，萃取级数为32级，以混合萃取皂化液作为萃取剂在其中进行萃取反应，萃取后得到水相和有机相；分离有机相，然后加入盐酸溶液(2mol/L)进行反萃(有机相与盐酸溶液混合体积比为1：1.3)，使Nd元素返回新的水相，得到含有Nd元素的水相溶液。
(4)在含有Nd元素的水相溶液中加入草酸(草酸与水相溶液重量比为1：1.3)形成沉淀物，将沉淀物脱水使其含水率为50％，随后置于焙烧炉中边烘干边焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为22小时，将焙烧后的固体粉碎得到600～900微米的氧化钕。经过检测，所生产的氧化钕纯度为99.9990％。
(5)将步骤(4)制备的氧化钕与氧化钆以重量比为100：5比例混合，投入混合机中6小时，使物料充分混合均匀；随后作为电解原料置于熔盐电解炉中，熔盐电解炉内设置熔盐电解质(氯化钾、氯化锌、氯化钠、三氟化钪、氟化铝的重量比为1：1：0.2：0.3：1)，熔盐电解质与电解原料的重量比为3：1.4；通入直流电电解得到钕钆中间合金(电流强度75A，工作温度980℃，电解时间60分钟)，出炉倒入模具中得到钕钆合金。
实施例4
本实施例提供一种氧化钕的制备方法。
(1)将镨钕废料置于焙烧炉中350℃焙烧1.6小时后研磨成粉末，粉末的粒径为100～150微米，加入质量百分浓度为31％的盐酸混合5小时(粉末与盐酸重量比为1：1.1)，使粉末溶解，随后除渣，形成镨钕溶解液。
(2)将P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯和丙烯酸-2-羟乙基酯混合均匀，加入钙铝复合化合物皂化剂形成混合萃取皂化液，P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯、丙烯酸-2-羟乙基酯和钙铝复合化合物皂化剂的混合重量比为1：0.9：0.08：0.15：0.8。
钙铝复合化合物皂化剂的制备方法为：将硫酸铝加入水中，搅拌1.5h后，形成重量百分比浓度为40％的硫酸铝水溶液，加入氢氧化钙(氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为3:1)，搅拌2h，出现氢氧化铝和硫酸钙沉淀物；将氢氧化铝和硫酸钙沉淀物放入干燥箱中干燥1h，然后加热到220℃，得到钙铝复合化合物，取出研磨至5～10微米，得到钙铝复合化合物皂化剂。
(3)将镨钕溶解液温度提高到45～50℃后，与混合萃取皂化液以体积比为1：1.7混合形成处理液，随后将处理液送入萃取生产线，萃取级数为32级，以混合萃取皂化液作为萃取剂在其中进行萃取反应，萃取后得到水相和有机相；分离有机相，然后加入盐酸溶液(2mol/L)进行反萃(有机相与盐酸溶液混合体积比为1：1.2)，使Nd元素返回新的水相，得到含有Nd元素的水相溶液。
(4)在含有Nd元素的水相溶液中加入草酸(草酸与水相溶液重量比为1：1.1)形成沉淀物，将沉淀物脱水使其含水率为40％，随后置于焙烧炉中边烘干边焙烧，焙烧温度为980℃，焙烧时间为20小时，将焙烧后的固体粉碎得到600～900微米的氧化钕。经过检测，所生产的氧化钕纯度为99.9985％。
(5)将步骤(4)制备的氧化钕与氧化钆以重量比为100：5比例混合，投入混合机中5小时，使物料充分混合均匀；随后作为电解原料置于熔盐电解炉中，熔盐电解炉内设置熔盐电解质(氯化钾、氯化锌、氯化钠、三氟化钪、氟化铝的重量比为1：1：0.2：0.2：1)，熔盐电解质与电解原料的重量比为3：1.7；通入直流电电解得到钕钆中间合金(电流强度75A，工作温度980℃，电解时间50分钟)，出炉倒入模具中得到钕钆合金。
实施例5
本实施例提供一种氧化钕的制备方法。
(1)将镨钕废料置于焙烧炉中400℃焙烧1小时后研磨成粉末，粉末的粒径为100～150微米，加入质量百分浓度为28％的盐酸混合6小时(粉末与盐酸重量比为1：1.2)，使粉末溶解，随后除渣，形成镨钕溶解液。
(2)将P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯和丙烯酸-2-羟乙基酯混合均匀，加入钙铝复合化合物皂化剂形成混合萃取皂化液，P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯、丙烯酸-2-羟乙基酯和钙铝复合化合物皂化剂的混合重量比为1：0.9：0.14：0.26：1.4。
钙铝复合化合物皂化剂的制备方法为：将硫酸铝加入水中，搅拌2h后，形成重量百分比浓度为40％的硫酸铝水溶液，加入氢氧化钙(氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为3:1)，搅拌1h，出现氢氧化铝和硫酸钙沉淀物；将氢氧化铝和硫酸钙沉淀物放入干燥箱中干燥0.5h，然后加热到250℃，得到钙铝复合化合物，取出研磨至5～10微米，得到钙铝复合化合物皂化剂。
(3)将镨钕溶解液温度提高到45～50℃后，与混合萃取皂化液以体积比为1：1.8混合形成处理液，随后将处理液送入萃取生产线，萃取级数为32级，以混合萃取皂化液作为萃取剂在其中进行萃取反应，萃取后得到水相和有机相；分离有机相，然后加入盐酸溶液(2mol/L)进行反萃(有机相与盐酸溶液混合体积比为1：1.2)，使Nd元素返回新的水相，得到含有Nd元素的水相溶液。
(4)在含有Nd元素的水相溶液中加入草酸(草酸与水相溶液重量比为1：1.1)形成沉淀物，将沉淀物脱水使其含水率为50％，随后置于焙烧炉中边烘干边焙烧，焙烧温度为1040℃，焙烧时间为21小时，将焙烧后的固体粉碎得到600～900微米的氧化钕。经过检测，所生产的氧化钕纯度为99.9988％。
(5)将步骤(4)制备的氧化钕与氧化钆以重量比为100：5比例混合，投入混合机中8小时，使物料充分混合均匀；随后作为电解原料置于熔盐电解炉中，熔盐电解炉内设置熔盐电解质(氯化钾、氯化锌、氯化钠、三氟化钪、氟化铝的重量比为1：1：0.2：0.1：1)，熔盐电解质与电解原料的重量比为3：1.7；通入直流电电解得到钕钆中间合金(电流强度80A，工作温度1080℃，电解时间45分钟)，出炉倒入模具中得到钕钆合金。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种氧化钕的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将镨钕废料置于焙烧炉中焙烧后研磨成粉末，加入盐酸混合使粉末溶解，除渣，形成镨钕溶解液；
S2、将P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯和丙烯酸-2-羟乙基酯混合均匀，加入钙铝复合化合物皂化剂形成混合萃取皂化液；
S3、将S1制备的镨钕溶解液温度提高到45～50℃后，与S2制备的混合萃取皂化液混合形成处理液，随后将处理液送入萃取生产线，萃取后得到水相和有机相；分离有机相，然后加入盐酸溶液进行反萃，使Nd元素返回新的水相，得到含有Nd元素的水相溶液；
S4、在S3制备的含有Nd元素的水相溶液中加入草酸形成沉淀物，将沉淀物脱水使其含水率为40～50％，随后置于焙烧炉中边烘干边焙烧，将焙烧后的固体粉碎得到氧化钕。
2.根据权利要求1所述的氧化钕的制备方法，其特征在于，
S1中，焙烧温度为350-400℃，焙烧时间为1-2小时；研磨后粉末的粒径为100～150微米；盐酸的质量百分浓度为28～31％，粉末与盐酸混合重量比为1：1.0～1.3，混合溶解时间为4～6小时。
3.根据权利要求1所述的氧化钕的制备方法，其特征在于，
S2中，所述钙铝复合化合物皂化剂的制备方法为：将硫酸铝加入水中，搅拌1-2h后，形成浓度为40％的硫酸铝水溶液，加入氢氧化钙，搅拌1～2h，出现氢氧化铝和硫酸钙沉淀物；将氢氧化铝和硫酸钙沉淀物放入干燥箱中干燥0.5-1h，然后加热到210～250℃，得到钙铝复合化合物，取出研磨至5～10微米，得到钙铝复合化合物皂化剂。
4.根据权利要求3所述的氧化钕的制备方法，其特征在于，
所述氢氧化钙与硫酸铝的摩尔比为3:1。
5.根据权利要求1所述的氧化钕的制备方法，其特征在于，
S2中，所述P204、煤油、三(2-氯乙基)磷酸酯、丙烯酸-2-羟乙基酯和钙铝复合化合物皂化剂的混合重量比为1:0.9：0.09～0.12：0.18～0.24：1.0～1.3。
6.根据权利要求1所述的氧化钕的制备方法，其特征在于，
S3中，镨钕溶解液与混合萃取皂化液混合体积比为1：1.6～1.9；
萃取生产线的萃取级数为32级；
盐酸溶液浓度为2mol/L；有机相与盐酸溶液混合体积比为1：1.1～1.3。
7.根据权利要求1所述的氧化钕的制备方法，其特征在于，
S4中，草酸与含有Nd元素的水相溶液的混合重量比为1：1.0～1.3；
焙烧温度为960～1040℃，焙烧时间为20～22小时。
8.权利要求1～7任意一项所述的制备方法所制备的氧化钕在制备钕钆合金中的应用，其特征在于，将氧化钕与氧化钆混合均匀，作为电解原料置于熔盐电解炉中，通入直流电电解得到钕钆中间合金，出炉倒入模具中得到钕钆合金。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，
氧化钕与氧化钆混合重量比为100：5；
所述熔盐电解炉中，熔盐电解质为氟化物与氯化物的复合体系，包括氯化钾、氯化锌、氯化钠、三氟化钪和氟化铝，其中，氯化钾、氯化锌、氯化钠、三氟化钪、氟化铝的重量比为1：1：0.2：0.1～0.3：1；
熔盐电解质与电解原料的重量比为3：1.4～1.8。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，
所述熔盐电解炉的电流强度为75～80A，工作温度为980～1080℃，电解时间为40～60分钟。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000047785A1 (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-17 | Baotou Iron And Steel (Group) Co., Ltd. | Processing route for direct production of mixed rare earth metal oxides by selective extraction |
| CN102321800A (zh) * | 2011-07-28 | 2012-01-18 | 内蒙古科技大学 | 镨钕氧化物的制备方法 |
| WO2014000404A1 (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种电子废弃物永磁废料中回收稀土的工艺 |
| CN104805292A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-07-29 | 益阳鸿源稀土有限责任公司 | 稀土镨钕熔盐电解废料中有价成分的分离及回收方法 |
| JP2017039960A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 学校法人福岡工業大学 | ネオジム回収方法 |
| US20180245181A1 (en) * | 2015-08-26 | 2018-08-30 | Hitachi Metals, Ltd. | Useful method for separating light rare earth elements and heavy rare earth elements |
| CN110306071A (zh) * | 2018-07-26 | 2019-10-08 | 安徽金三隆再生资源有限公司 | 一种氧化镝的提取纯化方法 |
| CN113462899A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-01 | 江苏南方永磁科技有限公司 | 一种具有高回收率的稀土回收方法 |
-
2022
- 2022-07-19 CN CN202210844838.3A patent/CN116043016A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000047785A1 (en) * | 1999-02-12 | 2000-08-17 | Baotou Iron And Steel (Group) Co., Ltd. | Processing route for direct production of mixed rare earth metal oxides by selective extraction |
| CN102321800A (zh) * | 2011-07-28 | 2012-01-18 | 内蒙古科技大学 | 镨钕氧化物的制备方法 |
| WO2014000404A1 (zh) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种电子废弃物永磁废料中回收稀土的工艺 |
| CN104805292A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-07-29 | 益阳鸿源稀土有限责任公司 | 稀土镨钕熔盐电解废料中有价成分的分离及回收方法 |
| JP2017039960A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 学校法人福岡工業大学 | ネオジム回収方法 |
| US20180245181A1 (en) * | 2015-08-26 | 2018-08-30 | Hitachi Metals, Ltd. | Useful method for separating light rare earth elements and heavy rare earth elements |
| CN110306071A (zh) * | 2018-07-26 | 2019-10-08 | 安徽金三隆再生资源有限公司 | 一种氧化镝的提取纯化方法 |
| CN113462899A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-01 | 江苏南方永磁科技有限公司 | 一种具有高回收率的稀土回收方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 严春杰等: "《稀土生产废水处理技术》", 31 May 2016, 中国地质大学出版社, pages: 20 * |
| 孙传尧: "《选矿工程师手册》", 31 March 2015, 冶金工业出版社, pages: 895 - 896 * |
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