草酸盐沉淀法回收钕铁硼废料中稀土元素的研究

钕铁硼因其优异的磁性能而得到广泛的应用,在生产加工过程中会产生40%左右的废料,其中氧化严重的废料需用化学方法来回收价格高昂的稀土元素。利用稀土草酸盐和草酸亚铁在水中溶解度的巨大差异,向钕铁硼废料酸溶液中滴加草酸直接得到稀土草酸盐,使稀土元素和杂质元素分离。通过研究草酸的用量、溶液的p H值及反应温度对草酸盐沉淀实验结果的影响,得到的产物通过热重分析(TGA)研究其分解过程,确定其完全分解的条件。最后用X射线衍射仪(XRD)检测产物的物相,用X射线荧光光谱仪(XRF)分析产物的元素种类及含量。实验结果表明,在80℃,p H 1.5~2.0,草酸用量比1.5,沉淀效果最佳,得到的稀土草酸盐经过烘干在800℃下灼烧得到混合稀土氧化物,Nd和Pr的混合稀土氧化物达99.27%。在钕铁硼废料的回收中应用草酸盐沉淀法可以高效地分离稀土元素和铁元素,提高废料的回收利用率,促进资源循环。     

烧结钕铁硼废料中Nd2O3的回收

探索了从烧结钕铁硼磁体的废料中回收Nd2O3的工艺流程.根据废料中所含元素的化学性质,分别采用了硫酸复盐沉淀法及草酸盐二次沉淀法来回收Nd2O3,并比较了不同回收方法对杂质含量和回收率的影响,得出了简单可行、效益良好的工艺条件.试验结果表明,采用硫酸复盐沉淀法,稀土元素沉淀比较完全,所得产品纯度较高,且Nd2O3的回收率可达82%以上.     

尿素共沉淀法回收钕铁硼废料中的稀土及铁元素

通过尿素共沉淀法从钕铁硼废料中回收稀土及Fe元素,并采用X射线衍射(XRD)分析其相组成,用扫描电镜(SEM)分析其微观结构,获得的产物由纳米尺寸的稀土或稀土与铁的混合氧化物以及微米尺寸的Fe_2O_3组成。研究了pH值与温度T对尿素水解及回收产物的影响。结果表明,随pH值从1增大至6,稀土元素回收率总体呈先升高后降低的趋势,Fe元素回收率呈持续升高趋势。4种稀土元素回收率随pH值的变化趋势略有差异。随温度升高,4种稀土元素回收率均先升高后降低,总回收率在温度为60～70℃时稳定在大于90%的水平。其中最佳沉淀条件为:pH=3,T=65℃。该条件下稀土元素和Fe元素回收率分别为94.92%和100.49%,总回收率为98.81%,产物纯度为98.86%。与现有共沉淀工艺相比,尿素共沉淀工艺可通过控制温度来控制反应速度,获得高的回收率及纯度。该方法流程短、操作简单、节能环保,是一种具有实用价值的钕铁硼废料回收工艺。     

物理法整体再利用废弃Nd-Fe-B合金研究

烧结Nd-Fe-B合金加工过程中会产生10%~30%的边角料、成型中可能的氧化粉末、烧结过程失误的废品及使用后的产品等,其中含有大量的Fe与丰富的稀土元素。一般研究主要的注意力集中在稀土元素的回收,也有部分仅针对Fe元素的回收利用研究,而对其他元素丢弃或者采用另外的方式处理,造成材料、资源的浪费,工艺成本亦相应增加。为综合利用有限资源,在(Pr Nd)xB1.05Al0.5Nb0.3Fe98.15-x合金的制备过程中,采用物理手段添加一定含量的废弃Nd-Fe-B磁体,从而制备出合格产品,并与不添加废弃磁体的(Pr Nd)xB1.05Al0.5Nb0.3Fe98.15-x合金进行对比研究。结果表明,经X射线衍射(XRD)分析,在废料少量添加的情况下,二者的物相相似,且经50℃老化处理1 h后,两种样品磁通量分别降低了0.51和0.52 Wb,经70℃处理1 h后,降低了0.96和0.95 Wb,再经90℃处理1 h后,又分别降低了0.80和0.82 Wb。相对于无废弃Nd-Fe-B磁体的样品,添加废料样品粉末颗粒较粗,比表面积较小,离散性稍大,但是其块体样品的微观结构基本一致。     

钕铁硼废料资源化回收利用研究进展

中国每年会产生很多钕铁硼废料,这些废料中含有大量的稀土等有价元素。对钕铁硼废料进行资源化回收利用有助于改善中国稀土资源短缺、环境污染和资源浪费的问题。钕铁硼废料的绿色回收前景广阔,因此有必要对钕铁硼废料的资源化回收利用做更加全面和系统的研究。文中对一些传统钕铁硼废料回收工艺和钕铁硼废料回收的新方法进行了综述,并总结了这些方法的特点,以期在高效回收钕铁硼废料工艺的研究上提供指导和帮助。      

钕铁硼废料中钕、镝及钴的回收

研究了钕铁硼废料中钕、镝、钴的回收与分离,根据废料中所含元素的化学性质,选择了硫酸溶解、复盐沉淀稀土、碱转化、盐酸溶解、复盐沉淀铁及萃取分离等手段,成功的将钕铁硼废料中有价值的元素进行了提取,得到了纯度较高的氧化钕、氧化镝及氧化钴。     

化学共沉淀法制备纳米级NiFeCo合金前驱体的热力学分析

根据同时平衡原理和质量守恒定律,建立了25℃时Me2+-CO23--NH3-H2O(Me2+=Fe2+,Ni2+,Co2+)体系中各种金属总离子浓度与pH的关系,绘制了不同[Ct]和[N]t条件下各金属离子的lg[Met]-pH图。热力学分析表明:增加溶液中总碳浓度或减少总氨浓度,有利于金属离子的共沉淀;当溶液中[Ct]和[N]t分别控制在1.0mol/L和0.2mol/L时,Fe2+、Co2+和Ni2+共沉淀的最佳pH范围为7～8,此时溶液中残余金属离子总浓度在0.1mmol/L以下。     

机械合金化法制备含Nd多元铁基合金粉末微观组织结构分析

根据Inoue经验原则设计了一种添加Nd元素多元铁基合金,其成分为 Fe56-x Co7 Ni2 Zr10 Mo5 B20 Ndx （ x=0．2%、0．5%、0．8%,原子分数%）,并通过机械合金化法制备了该合金粉末。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（ SEM）、差示扫描量热仪（ DSC）研究了Nd含量对多元铁基合金粉末组织结构与热稳定性能的影响。结果表明：在球磨转速300 r/min、球料比30∶1、球磨时间为40 h的条件下,所制备的含Nd多元铁基合金粉末均含有部分的非晶相;球磨后的粉末大多呈近球形,Nd含量为0.8%（原子分数）时,合金粉末颗粒尺寸最为细小且热稳定性较高。     

快冷厚带-氢破碎-磁场成型工艺制备高性能烧结钕铁硼磁体

对比分析了我国与西方国家生产烧结钕铁硼磁体工艺差距，指出了快冷厚带制备工艺是生产烧结钕铁硼磁体关键性工艺、核心技术。分别采用快冷厚带-氢破碎-磁场成型工艺和普通铸锭-氢破碎城场成型工艺制备同一成分的烧结钕铁硼磁体。结果表明：钕铁硼快冷厚带“柱状晶”穿透整个带厚、无等轴晶区、无α—Fe相、三相(主相Nd2Fel4B、富Nd相和富B相)分布均匀、耐腐蚀性能好；氢破碎后沿富Nd相均匀破碎，主相晶粒完整；气流磨后为2．8～3．2μm单晶粉末；快冷厚带可以明显提高磁体的各项性能。     

成形压力对烧结Nd-Fe-B磁体微观组织与磁性能的影响

在于法制备烧结钕铁硼生产线上,研究了11.54 MPa和9.23 MPa两种成形压力对Φ9.5mm烧结钕铁硼磁体(/%:31.00Pr+Nd、1.20B、0.20Al、余Fe)微观组织与磁性能的影响。结果表明,成形压力增大可以改善晶粒分布的不均匀性,提高取向度,从而提高剩磁与磁能积;但成形压力增大易使晶粒尺寸增大,从而使矫顽力降低。     

镍电解除铜后液-氯气氧化沉淀法除铁钴

以氯气（Cl2）为Fe2+和Co2+氧化的氧化剂、Na2CO3为沉淀剂,对镍电解阳极液—硫化氢除铜后液深度除铁钴、Cl2利用率和除铁钴渣成分进行了系统研究,正交试验和单因素条件试验确立了最佳的Cl2氧化沉淀法除铁钴的最佳工艺条件,阐明了除铁钴渣中镍、铁、钴的存在形态。结果表明：Cl2氧化沉淀铁、镍和钴的反应均属于放热反应,能够自发进行,且热力学反应优先顺序为Fe2+＞Co2+＞Ni2+;正交试验和单因素条件试验结果一致,最佳的除铁钴工艺条件为：通Cl2前pH =5.0、通Cl2终点ORP =1 050 mV、反应终点pH≥4.5。在此条件下,Fe2+和Co2+去除率分别为99.8%和97%,Cl2利用率大于97%,除铁钴渣的Ni/(Fe+Co)=0.88。除铁钴渣主要由Ni、Fe、Co、O、S等元素组成;Ni以+2价为主,Fe和Co则以+3价为主。     

钐钴磁性材料废料综合利用技术研究

研究了钐钴磁性废料中有价元素钐、钴的回收利方法,对磁性材料废料经过盐酸优溶、草酸沉淀、氧化除铁及灼烧等方法,成功提取出钐钴废料中的有价元素,工艺简单、生产成本低、回收利用过程不产生二次环境污染,所得产品氧化钐、氧化钴的纯度达到95%以上。     

铽镝铁合金制备烧结钕铁硼的研究

以铽镝铁合金或镝铁合金+金属铽为原料,采用相同的熔炼设备和工艺,制备高性能烧结钕铁硼。对比了配料比例相同但加入方式不同所得速凝铸片的厚度分布、化学成分、显微组织、毛坯磁体磁性能,进一步考察了降低铽含量之后磁体磁性能的变化。钕铁硼合金成分设计为RE(Pr,Nd,Tb,Dy)_(32.6)M(Fe,Co,Al,Ga,Cu,Nb,Zr)_(bal)B_(1.0)(质量分数)。研究结果表明,两种原料加入方式获得的速凝铸片外观、厚度分布、显微组织无明显变化,但以铽镝铁合金加入方式得到的速凝铸片中铽的有效成分提高10.71%,制备的毛坯矫顽力提高14.04%,而剩磁略低。以铽镝铁合金为原料,但铽的用量比镝铁合金+金属铽原料降低10%,制备的毛坯磁性能与后者制备的相当,从而大大节约了稀土资源。     

NaClO3氧化—NaOH沉淀联合法去除钕铁硼废料盐酸优溶液中的铁(Ⅱ)

研究了NaClO3氧化-NaOH沉淀联合法对钕铁硼废料盐酸优溶液中Fe2+去除效果,考察了氯酸钠用量、反应终点pH、反应温度、反应时间和陈化时间对Fe2+去除率的影响。结果表明,在下述最佳工艺条件下,Fe2+的去除率超过99%,除铁后滤液中Fe2+含量小于120 mg/L：NaClO3用量为理论计算质量1.1倍、反应温度70 ℃、反应时间2 h、沉淀终点pH=3.50、陈化时间8 h。该工艺已成功应用于本公司盐酸优溶液除Fe2+工艺中。     

热力学分析在制备锰锌铁氧体前驱体中的应用

通过分析对Me(Ⅱ)-NH3-C2O42-(HCO3-)-H2O(其中Me代表Fe,Mn,Zn)体系的热力学,得到各金属离子浓度与pH值的关系,从而确定共沉法制备锰锌软磁铁氧体微粉的共沉淀区域。热力学分析与试验结果吻合。共沉淀粉末煅烧后平均粒径2.0μm,烧结温度比普通干法制粉低40℃左右,制得的温敏锰锌铁氧体材料起始磁导率达4550H/m左右,温度灵敏度≤1.5℃,并在磁性温敏传感器中应用效果良好。     

钕铁硼废料浸出前后物相转变行为研究

为了研究钕铁硼废料浸出前后的工艺矿物学,将钕铁硼废料在650 ℃下焙烧2 h,而后用4 mol/L的盐酸浸出,得到浸出渣。通过XRF、XRD、XPS和SEM-EDS对焙烧产物和浸出渣进行表征。实验结果表明:焙烧产物中主要由Fe₂O₃、Fe₃O₄、SiO₂、NdFeO₃和Nd₂O₃等物质组成,且焙烧产物中稀土含量为16.40%;浸出后,浸出渣中无NdFeO₃、Nd₂O₃两种物质,稀土含量仅为0.66%。在XPS检测中,Fe以Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）两种价态存在于焙烧产物中,说明此温度下Fe没有被完全氧化成Fe（Ⅲ）,仍有部分Fe（Ⅱ）存在;渣中除Fe（Ⅲ）外同样检测出Fe（Ⅱ）,说明浸出过程并没有将Fe（Ⅱ）完全除去。本实验进一步完善了钕铁硼废料浸出理论,对未来钕铁硼的回收具有一定的指导意义。      

直接还原-渣金熔分法回收钕铁硼废料

采用直接还原-渣金熔分法回收稀土钕铁硼废料中铁合金和稀土氧化物渣。将废料以一定质量比配加到铁精矿粉中,在反应罐直接还原,物料中金属铁和钴的氧化物Fe O、Co O被还原为金属单质Fe和Co,Al、Mn、RE等活性金属被氧化为Al2O3、Mn O、RE2O3;海绵铁渣金熔分中,呈单质态的元素Fe、Co形成合金,呈氧化态的稀土氧化物与铁精矿中的脉石形成REO-Si O2-Al2O3熔渣,渣中稀土氧化物含量达到48.42%,具有很高的再利用价值。对熔分渣进行熔化性温度、扫描电镜和能谱微区成分分析及X射线衍射结构分析。分析表明,熔渣的流动性良好,当废料配入比大于15%时,熔渣的软化熔融温度区间变窄;渣中的稀土以氧化物和铝酸盐的形式存在,形成树枝状晶体。     

NdFeB废料浸出工艺研究及浸出设备设计

由于目前企业钕铁硼废料回收稀土的自动化程度低,难以保证生产的安全性和运行的可靠性、高效益,实际生产存在产品的纯度波动大,稀土回收率指标低等问题。提出以盐酸优溶法对钕铁硼废料回收为技术依托,首先对影响稀土流失较大的浸出除杂过程进行实验研究,并总结出提高浸出率的技术措施;然后对Nd Fe B废料浸出工艺过程进行研究;最后对浸出设备进行设计。本文的研究达到了提高和稳定产品质量、增加生产率、降低生产成本和改善生产条件等要求,对整个工艺的自动化及绿色生产的实现有积极的促进意义。     

采用溶剂萃取法分离废合金中的铁、钴、镍

高级合金使用的增多,导致积累了大量的含有价金属废料。为了回收这些有价金属,进行了各种研究,设计了溶剂萃取——电解方法,并在小型工厂中进行了试验。原料是合金废料,主要含有Mo、W、Fe、Co、Ni。经过一个特殊的工艺程序,只有Fe、Co、和Ni进入了氯化物溶液,在混合澄清器中使用Alamine 336(含25%叔胺)做为有机溶剂在     

Pr—Nd混合金属制备快淬磁粉

采用Pr—Nd混合金属制备(Pr,Nd)—Fe—B的快淬薄带。经700C晶化处理后制成粘结磁体。其性能与三元Nd—Fe—B快淬粉粘结磁体相当。(Pr,Nd)_(12.5)Fe_(81)B_(6.5)的粘结磁体的最大磁能积达66.1kJ/m~3(8.3MGOe)。