NdFeB废料浸出工艺研究及浸出设备设计

由于中国目前对NdFeB废料回收稀土的自动化程度低,产品的纯度波动大,难以保证生产的安全性和运行的可靠性,导致稀土的回收率指标低。以盐酸优溶法对NdFeB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NdFeB废料浸出工艺过程进行研究;最后对浸出设备进行设计。稳定了稀土回收的纯度,提高了稀土的回收率指标,降低了生产成本,对NdFeB废料浸出工艺自动化和绿色生产的实现有积极的促进意义。     

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.      

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。      

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。     

REO-SiO_2-Al_2O_3基熔渣盐酸浸出稀土的研究

以钕铁硼废料回收的REO-SiO_2-Al_2O_3-FeO-B_2O_3多组元熔渣为原料,考察了盐酸用量、温度和时间在盐酸低温常压和高温高压两种情况下对稀土浸出率的影响。熔渣低温常压浸出较佳条件为:盐酸理论用量1.45倍、时间60min、温度85℃,稀土的浸出率为96%。熔渣高温高压浸出较佳的条件为:盐酸理论用量1.05倍、温度110~120℃、时间30min,稀土的浸出率高达98%。高温高压浸出不但能够降低盐酸用量,还可以大大缩短浸出时间。     

钕铁硼废料熔分渣盐酸浸出稀土的实验研究

以钕铁硼废料经H₂选择性还原-渣金熔分处理得到的多组元熔分渣为原料进行盐酸浸出,研究了低温常压和高温高压条件下各因素对稀土浸出率的影响,并对浸出过程的动力学进行了分析。实验结果表明：低温常压浸出最优条件为盐酸浓度2.84 mol/L、液固比10∶1、时间60 min和温度85℃,稀土浸出率达到96.04%;浸出过程受扩散和化学反应混合控制,表观活化能29.25 kJ/mol,指前因子2.020 9 s^-1,与盐酸浓度和粒度相关的反应级数分别为1.49和-0.55。高温高压浸出最优条件为盐酸浓度2.03 mol/L、液固比10∶1、时间30 min和温度110℃,稀土浸出率达到98.13%;回收得到的稀土氧化物主要为Pr₄O₇和Nd₂O₃,纯度达99.56%;浸出过程属于内扩散控制,表观活化能为9.63 kJ/mol,指前因子为3.57×10^-3 s^-1。     

含稀土磷矿石稀土浸出实验研究

为研究含稀土磷矿湿法分解过程中稀土的综合回收,进行了磷矿硫酸浸出与磷石膏有机酸浸出实验。实验结果表明,在硫酸分解磷矿过程中添加表面活性剂PEG-400,硫酸钙结晶性能得以改善,稀土浸出率提高到45.11%;并进一步采用有机酸YL-1(甲酸)、YL-2、YL-3和YL-4(酒石酸)分别对磷石膏进行浸出,使部分磷石膏中呈吸附态的稀土解吸进入浸出液,以YL-2效果最好,且适当增加YL-2浓度、温度及反应时间均可促进稀土解吸,稀土浸出率达20.78%,最终稀土总浸出率为65.89%。这对现有湿法磷酸生产而言,稀土浸出率提高,磷石膏中稀土损失减少。     

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。     

独居石优溶渣浸出过程研究

独居石是典型伴生铀、钍的稀土矿资源,通过现有的碱溶转化、优溶等步骤提取稀土后,所得优溶渣是富含铀、钍、稀土的重要二次资源。为与稀土提取保持一致的盐酸体系,研究优溶渣的盐酸浸出过程对整体回收工艺十分关键。采取单因素试验考察浸出过程条件对铀、钍、稀土浸出率的影响。结果表明,使用下述优化参数：盐酸浓度6 mol/L、浸出时间1.5～2 h、浸出温度60℃、液固体积质量比3 mL/g时,优溶渣中铀、钍、稀土的浸出率分别可达90%～95%、92%～93%、>60%,实现了较高的资源回收率。浸出渣的工艺矿物学分析表明,其主要由锆石、钍化合物和石英等脉石矿物组成。剩余的稀土组分则主要集中在未分解的独居石中,其余为少量磷钇矿和褐钇铌矿。试验结果可为独居石优溶渣的综合回收技术提供基础数据和支撑。     

块状烧结钕铁硼废料的氢处理回收技术研究进展

块状烧结钕铁硼废料的主要来源包括烧结钕铁硼机加工过程中形成的边角料和各类报废产品中回收的废料。这种废料基本保持了烧结钕铁硼固有的成分和微结构,如果采用湿法冶金工艺加以回收,不仅工艺过程复杂、回收成本高,而且可能对环境造成污染。对此,不同研究者经过努力开发出了多种短流程、低成本、高效率的块状烧结钕铁硼废料的氢回收技术。本文介绍了利用氢气回收块状钕铁硼烧结废料的原理、工艺流程及当前的研究现状。     

用盐酸从玻璃粉中浸出氧化铈试验研究

某玻璃粉废料中含有稀土元素,其中氧化铈质量分数为2.17g/t。研究了采用酸浸—沉淀工艺从玻璃粉中回收氧化铈,考察了盐酸用量、液固体积质量比、浸出温度、浸出时间等因素对氧化铈浸出率的影响。结果表明:在盐酸用量150g/L、液固体积质量比6∶1、浸出温度80℃、浸出时间3h条件下,铈浸出率为92.64%。此方法可用于从固体废弃物中回收稀土。     

高铁稀土精矿硫酸焙烧—浸出试验

某稀土矿经选矿获得的稀土精矿,其稀土含量较低、铁含量高,分别进行了浓硫酸低温焙烧及浓硫酸高温焙烧试验。结果表明,以浓硫酸低温焙烧工艺处理该高铁稀土精矿,在较佳条件下,稀土浸出率达96.94%,钍浸出率达97.36%,铁浸出率亦达92.71%;以浓硫酸高温焙烧工艺处理该高铁稀土精矿,在较佳条件下,稀土浸出率可达90.15%,钍浸出率为42.10%,铁浸出率仅12.44%。浓硫酸低温焙烧工艺获得的稀土浸出液铁含量高、酸度大(Fe含量23g/L左右,pH0.5),从高铁、高酸稀土溶液中回收稀土产品,其工艺过程较繁琐。浓硫酸高温焙烧工艺处理该高铁稀土精矿,可获得铁含量较低(Fe含量约2.3g/L)的稀土浸出液,从低铁含量的稀土溶液中回收稀土产品,其工艺流程较简短,废水较易治理,在生产成本上也具有优势。     

浸出条件对稀土和铁浸出率的影响试验

以稀土精矿浓硫酸焙烧工艺中焙烧矿水浸过程为对象,研究了焙烧矿浸出温度、浸出时间、焙烧矿粒度等条件对稀土、铁浸出率的影响,并对水浸渣中稀土赋存状态进行了研究。研究表明,浸出温度和焙烧矿粒度对稀土、铁的浸出速率有较大影响,但对其浸出率没有影响,延长浸出时间,焙烧矿中的可溶性稀土、铁均可被浸出。水浸渣中的稀土主要以磷酸盐和氟氧化稀土形式存在,铁主要以磷酸铁形式存在,并含有少量硫化铁。     

从废旧镍氢电池负极材料中浸出镍钴及稀土

研究了用硫酸从废旧镍氢电池负极材料中浸出镍、钴及稀土。试验结果表明:高温热浸条件下,镍、钴浸出率较高,稀土浸出率较低;低温冷浸条件下,稀土得到有效回收。此工艺较简单,可实现镍、钴与稀土的有效分离。     

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.      

超声波强化浸出高品位混合稀土精矿

针对目前混合稀土精矿提取稀土工艺过程中存在的稀土浸出率低、浸出时间长、产品纯度低、"三废"污染严重等问题,采用超声波强化浸出过程,利用化学分析、X射线衍射(XRD)等实验手段表征了酸浸过程中HCl浓度、固液比、酸浸时间、酸浸温度、超声频率对稀土提取过程的影响。实验结果表明:当HCl浓度为7 mol·L-1、固液比为1∶3.77、酸浸时间为50 min、酸浸温度为60℃、超声功率为70 W时,稀土浸出率和Ce浸出率可以达到64.01%和69.26%;稀土浸出率和Ce浸出率均比无超声波强化浸出分别提高了24.40%和26.91%;当反应时间延长至180 min,无超声波强化浸出的稀土浸出率和Ce浸出率与反应时间为50 min时的超声强化浸出基本相同,但超声强化浸出的反应时间相比无超声波强化浸出的反应时间却缩短了72.22%,超声波对于混合稀土精矿的浸出具有明显的强化作用。     

碘浸出提金新工艺

本发明介绍湿法冶金技术,采用就地堆浸和搅拌浸出工艺回收金。发明背景在多数湿法冶金回收金的工艺中,通过氧化把金元素溶解为金离子并用氰化物络合。在金回收系统中使用氰化物是多年来沿用的工艺,氰化物的毒性不可避免地随金一起渗入地下水中。除了氰化物对人的毒性外,还造成长期的环境问题和废料处理问题。因此,在金回收工艺中把碘作为络合剂具有明显优越性,即在浸出区无有毒氰化物的直接污染。减少了对容器密封要求和对浸出废料的处理,特别是采用就地浸出工艺。这些都是非常经济的。     

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。     

熔盐电解渣磁选-焙烧-浸出提取稀土元素

以稀土熔盐电解渣为原料,提出了磁选—焙烧—浸出工艺提取稀土元素。全过程工艺考察结果表明,原料在100 mT的最佳磁场强度条件下,除铁率达到45.59%,非磁性相在焙烧浸出过程的最佳工艺条件为：焙烧温度750 ℃、CaO添加量30%、浸出温度25 ℃、盐酸浓度3 mol/L,全过程工艺的Nd、Pr的总回收率分别达到95.98%、96.15%。采用原位XRD表征结合热力学分析,明晰了焙烧过程矿相转化规律,发现在焙烧过程中REF3与CaO反应生成REO,同时CaCl2与CaO、REF3先生成REOCl,REOCl再进一步转化为REO,提高焙烧温度能够减少难溶物相REOCl的生成,促进REF3向易溶物相REO的转变,进而提高稀土浸出率。本研究可为稀土回收提供理论指导。