硫酸化焙烧-水浸法回收钕铁硼和铈铁硼废料过程的对比分析

铈铁硼废料氧化料中出现单独的CeO₂相，在硫酸化焙烧过程中发生价态转变，有别于钕铁硼废料，因此本文针对两种废料氧化料的硫酸化焙烧过程开展对比分析。研究结果表明：钕铁硼和铈铁硼废料氧化料最高硫酸化率分别为91.7%和96.1%,前者硫酸化过程主要发生在中温焙烧阶段，后者硫酸化过程主要发生在低温浸润阶段，且在中温焙烧阶段生成中间物质Ce(SO₄)₂;二者硫酸化焙烧最终产物均为Fe₂O₃和RE₂(SO₄)₃,高温焙烧料均为孔洞大小不均匀的疏松结构，富稀土相大多被非稀土相包裹。除CeO₂外，铈铁硼废料焙烧机理与钕铁硼废料一致，均为稀土氧化物、Fe₂O₃与硫酸反应生成溶于水的稀土硫酸盐和Fe₂(SO₄)₃,高温下Fe₂(SO₄)₃     

钕铁硼磁材二次废料制备高纯硫酸亚铁

钕铁硼磁材废料经回收稀土后产生大量的二次废料,针对该废料含铁量高的特点,对废料中的铁元素提取进行了相关研究,铁元素以硫酸亚铁产品形式回收。酸浸提铁阶段考察了酸浓度、浸提温度、反应时间、液固比(酸体积/废渣质量)、浸取次数等因素对铁离子浸出效果的影响,通过单因素实验得到较优的酸浸工艺参数：硫酸浓度6 mol/L、浸提温度80℃、反应时间120 min、液固比4∶1(mL/g)和浸取次数2次,在此条件下铁的浸出率约为97.8%。还原阶段考察了温度、反应时间及废铁屑过量系数等因素对Fe³⁺转化为Fe²⁺效果的影响,得到较优的还原工艺参数：还原温度为80℃、反应时间为120 min和废铁屑过量系数为1.2,在此优化条件下,Fe³⁺转化为Fe²⁺的转化率约为97.69%。最终采用浓缩、冷却结晶、重结晶的方法制得硫酸亚铁产品,产品纯度99.92%。     

自然氧化预处理钕铁硼废料浸出过程

为降低钕铁硼废料预处理成本,探讨利用盐酸润湿-空气自然氧化法对钕铁硼废料进行预处理,并对经盐酸润湿-空气自然氧化处理的钕铁硼废料中稀土的浸出工艺和浸出动力学进行研究.结果表明:以4 mol/L HCl润湿原料,在空气中放置20 d后铁的氧化率达到92.37 %,可满足铁硼废料中稀土回收的前期处理工艺要求,降低生产成本;在浸出的过程中,当反应温度为363 K,盐酸浓度为2 mol/L、粒度为0.055~0.088 mm、液固比V_L/W_S=8:1、搅拌速率500 r/min下,反应时间为60 min后经盐酸润湿-空气自然氧化Nd-Fe-B废料中稀土的浸出率可达89.36 %;研究表明,钕铁硼废料中稀土浸出过程主要是受扩散控制,其表观化学反应活化能E=17.49 kJ/mol.      

烧结钕铁硼永磁二次资源再利用技术进展

稀土是重要的战略性资源，在国防和民用高技术领域不可替代。我国长期作为全球稀土原料的主要提供者，面临着稀土储量下降、能源消耗过度和环境破坏严重等问题。而以烧结钕铁硼永磁的工业固废和城市矿产为代表的稀土二次资源量逐年增多，且富含稀土元素，成为我国乃至世界稀土的重要来源之一。因此，烧结钕铁硼永磁二次资源再利用技术备受关注。本文介绍了烧结钕铁硼永磁二次资源的形成过程及其特性，并介绍了现有的产业化回收技术和新技术的研究与发展。     

废旧稀土金属钕铁硼回收技术研究现状与展望

稀土是重要的战略资源,也是世界强国资源争夺的核心。磁性材料尤其钕铁硼永磁体在生产制备和使役过程中产生大量废料,我国废旧钕铁硼产量逐年增多,形成了稀土“城市矿山”。研究废旧钕铁硼的回收利用技术,对我国稀土绿色和可持续发展具有重要意义。本文总结了国内外废旧稀土金属钕铁硼各种回收方法,综述了近年来稀土磁性废料回收技术研究进展,并面向保护环境和节约资源及低成本的发展趋势,对废旧稀土金属回收技术进行了展望。     

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。      

钕铁硼废料综合利用研究现状

介绍了钕铁硼废料的概况、钕铁硼废料的研究与利用现状并提出了建议。只有对钕铁硼废料进行综合利用,才能避免稀土资源的浪费,从而节约资源、保护环境。     

钕铁硼废料综合回收技术的研究进展

我国是全球最大的钕铁硼(NdFeB)永磁材料生产基地和消费市场。在NdFeB永磁材料生产加工过程中以及含有NdFeB永磁材料的报废产品中产生大量的NdFeB废料。对NdFeB废料进行回收再利用有助于建设稀土资源高效的循环经济体系,对保持我国稀土资源优势和环境安全具有重要的战略意义。本文对现有的NdFeB废料回收技术进行了总结,综述了直接回用法、火法冶金、湿法冶金、电化学回收工艺等多种不同NdFeB废料回收技术的作用原理和研究进展,分析了各类NdFeB废料回收技术的优劣势,并提出了未来NdFeB废料绿色、高效、可持续回收技术的重点研究方向,为稀土二次资源的高效开发利用研究提供有益参考。     

超重力强化金属铋提取废旧钕铁硼中稀土元素

钕铁硼是应用最广泛的永磁材料,每年会产生大量达到使用年限的废旧钕铁硼。这些废料中含有20%～30%稀土元素,是宝贵的二次资源。文中以金属铋为提取剂,通过火法熔炼回收废旧钕铁硼中的稀土元素,并利用高温超重力技术将过量的铋分离,用于循环使用。考察了熔炼过程中铋废质量比对稀土提取效率的影响,以及超重力离心过程中温度和重力系数对铋的回收率的影响。结果表明,在铋废质量比大于1∶1时,铋相与铁相分层效果较好,废旧钕铁硼中的稀土元素几乎全部进入铋相中;在较优分离条件：T=500℃、G=1 000下,稀土回收率达99.8%,铋的回收率达72.7%。该工艺的成功开发为废旧钕铁硼中稀土元素回收利用开辟了一条新途径。     

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。      

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。     

用烧结钕铁硼废料制取氧化钕的研究

利用稀土烧结钕铁硼永磁材料的废料作为原料，选用酸溶——复盐沉淀的化学法，制取氧化钕的实验研究。实验表明，制备的氧化钕的纯度≥95％，回收率≥85％。实验的工艺技术及设备是稳定可行的，其他技术经济指标较好。这是处理废料的新途径，具有推广应用价值。     

利用钕铁硼废料制备氧化钕

利用稀土烧结钕铁硼永磁材料的废料作为原料，选用酸溶-复盐沉淀的化学法，进行了制取氧化钕的实验研究。实验表明，制备的氧化钕的纯度≥95％，回收率≥85％。实验的工艺技术及设备是稳定可行的，其它技术经济指标较好。     

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。     

电渗析处理钕铁硼废料回收稀土过程中高盐难降解废水

利用电渗析技术对钕铁硼废料回收稀土冶炼过程中产生的高盐难降解废水进行脱盐处理,研究了浓室与淡室体积比、操作电压、极水浓度、原料液与极水流量等对脱盐性能影响及废水COD变化情况。研究发现：利用电渗析技术,废水脱盐率可达93%以上,淡室中废水的COD得到降解,浓室中废水的COD基本不会富集,电耗为15.9 kWh/m3,为钕铁硼废料冶炼废水处理提供了技术支撑。     

从钕铁硼废料中提取稀土工艺研究

采用氧化焙烧-盐酸分解法,研究从钕铁硼废料中提取稀土的工艺条件,探讨了焙烧温度和时间对铁的氧化率的影响,在浸出过程中考察了盐酸浓度、反应时间、反应温度以及液固比对稀土浸出率的影响,并分析了pH值和陈化时间对浸出液除杂效果的影响.结果表明:在700℃焙烧1.5 h,铁的氧化率最高,铁基本完全氧化成三价铁,在最佳浸出条件下稀土浸出率高达到99.33%,浸出液中和除杂时,调节pH值为3.5,陈化时间大于2 h,料液中非稀土杂质含量低,特别是铁仅为0.0014 g/L,浸出液完全达到稀土萃取的要求.      

钐钴废料回收技术研究进展

钐钴(SmCo)永磁材料具有高热稳定性和耐腐蚀性，在航空航天等特殊领域具有不可替代的作用。在SmCo永磁材料生产加工过程中以及含有SmCo永磁材料的报废产品中产生的SmCo废料是一种重要的稀土和钴二次资源，实现这些二次资源的综合利用对缓解稀土和钴资源短缺状况具有重要意义。本文对现有的SmCo废料回收技术进行了总结，综述了直接回用法、火法冶金、湿法冶金回收工艺等多种不同SmCo废料回收技术的作用原理和研究进展，分析了各类SmCo废料回收技术的优劣势，为稀土二次资源的高效开发、利用、研究提供有益参考。     

“稀土功能材料的高质高效利用关键技术研发与工程化示范”项目通过验收

正2018年4月10日,由中国科学院福建物质结构研究所牵头承担的福建省科技重大专项"稀土功能材料的高质高效利用关键技术研发与工程化示范"通过福建省科技厅组织的专家验收。高效、平衡、节约利用稀土资源是我国稀土产业可持续发展战略的重中之重,该专题围绕稀土材料的高值高效利用,开展稀土闪烁晶体与器件和钕铁硼磁材废料再资源化工程研发,突破低成本高纯原料制备、高质量大尺寸晶     

钕铁硼二次废料溶析结晶法制备硫酸亚铁

针对钕铁硼二次废料回收铁元素时存在操作复杂、能耗高等问题,以硫酸亚铁溶液模拟废料酸浸还原液,采用溶析结晶法回收溶液中的硫酸亚铁。通过实验分别测定硫酸亚铁在纯水和乙醇-水溶液两种体系中的溶解度,并以Apelblat方程对数据进行拟合,确定了实验的可行性。选用乙醇为溶析剂,考察了乙醇用量、硫酸亚铁初始浓度、温度、搅拌速度、乙醇加入方式及陈化时间等对结晶率的影响。在乙醇与硫酸亚铁溶液体积比为1∶1、硫酸亚铁初始浓度200 g/L、温度283.15 K、添加约溶质质量1%的晶种、连续加入乙醇的速度为10 mL/min、搅拌速度150 r/min和陈化时间60 min时,结晶率达95.28%。采用该法回收真实二次废料还原液中的硫酸亚铁,并利用ICP-AES、XRD、TGA和SEM对产物进行表征,结果表明,采用溶析结晶法制备的硫酸亚铁产品纯度高,杂质含量低。     

基于Nd6Co13Cu晶界重构的高抗蚀性钕铁硼磁体

抗蚀性差是长期限制多元多相钕铁硼永磁材料应用的关键问题之一。富Nd晶界相电极电位远低于Nd₂Fe₁₄B硬磁主相，是导致抗蚀性差的组织结构根源。本文基于晶界重构思路，设计并制备了Nd₆Co₁₃Cu (%,原子分数)高电位辅合金和(Pr, Nd)_28.00Fe_balB_1.03 (%,质量分数)低稀土含量的2∶14∶1型主合金，通过双合金方法，制备了不同Nd₆Co₁₃Cu添加量的重构磁体，综合磁性能/抗腐蚀性能测试和显微组织结构/成分分析，揭示了重构磁体的性能变化规律和调控机理。结果表明，2%Nd₆Co₁₃Cu添加量的重构磁体综合性能优异，总稀土含量仅为28.46%,湿热环境下96 h腐蚀失重仅为0.28 mg/cm²,为相同稀土含量未重构磁体的26%,磁性能[B_r=14.03 kG,H_cj