[发明专利]一种在CO3-OH体系下从钕铁硼油泥中同时回收钕、镨、镝、钴、铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在CO₃-OH体系下从钕铁硼油泥中提取钕、镨、镝、钴、铁的方法，属于钕铁硼油泥回收技术领域。 

背景技术

1983年日本与美国科学家几乎同时发现以钕铁硼为基体的(第三代)稀土永磁合金以来,其巨大的磁能积刷新了已有的永磁材料记录,引起了世界永磁材料市场巨大的变化。国内钕铁硼开发非常快,全国近百家企业的年生产能力达将近10万多吨。众所周知,在钕铁硼材料的生产过程中,有许多边角料、残次品和切磨下来的废料,总损耗高达30%以上,因此,加强钕铁硼废料回收的研究与生产,有着重要的现实意义。 

随着从钕铁硼废料中回收稀土的技术日益成熟，越来越多的商家看到了其中的丰厚利润。据资料显示，在浙江和广东一带，大大小小的回收钕铁硼废料的厂家就有几千家。而这其中就有不少没有生产资格的地下黑作坊，他们将获取来的钕铁硼废料，特别是打磨和线切割后的油泥，仅仅是进行粗糙的氧化焙烧，再经过酸溶等流程，从而来提取当中的稀土元素。由于这些商家既没有生产许可，也没有正规生产流程。所以这种方法不仅仅对稀土资源的极大浪费，而且还会对当地的环境形成巨大的污染。 

针对本专利的研究对象钕铁硼油泥，如何从钕铁硼油泥中重新制 备再生的钕铁硼磁粉是本次课题的研究核心。有文献报道，有人就利用Fe-Pr和Fe-Nd相用快速淬火工艺成功制备出磁积能高达40KOe的硬磁相。国内肖耀福和周寿增等人曾经运用还原扩散法成功制取出钕铁硼。该方法通过将NdO粉、Fe粉、Ca粉混合压制成型后，在860℃-1180℃下进行还原扩散，之后再进行成型、烧结，获得了磁能积（BH）max=200-238KJ/m³的NdFeB合金。孙广飞、陈菊芳通过运用还原融合法也制备出了NdFeB合金。还原融合法是通过金属钙还原氯化钕，然后在高温条件下被还原的金属钕与合金元素铁、硼融合而制得NdFeB合金。而Angshuman Pal,Alexander Gabay,George C.Hadjipanayis等人曾经通过将氧化钕粉、铁硼合金、钙粉球磨、热处理的方法制备出NdFeB合金和富钕相，其中NdFeB合金的矫顽力超过12KOe。也有人通过在高能球磨中通过添加表面活性剂成功制备出了NdFeB纳米晶和纳米片。因此，通过机械化学合成这种方法制备NdFeB合金是值得借鉴的。 

本申请人拟采用NdFeB油泥-物理方法分离油泥中固液相-固相酸溶-钕铁共沉淀-高温煅烧-机械化学法合成NdFeB磁粉工艺，和酸溶沉淀法、硫酸复盐沉淀法、全萃取法这些通过分离-提纯的方法相比，直接通过NdFeB油泥-物理方法分离油泥中固液相-固相酸溶-钕铁共沉淀-高温煅烧-机械化学法合成NdFeB磁粉工艺制备出NdFeB合金的方法可以进一步降低成本，减少繁杂的化学过程，节约了人力资源和物力资源，同时也减少了废水废液的排放，并且实现全元素的回收和真正意义上的循环经济。 

钕铁硼油泥中含有钕、镨、镝、钴、铁这五种具备可回收再生产价值的元素，要制备钕铁硼再生磁粉，同时高回收率沉淀出钕、镨、镝、钴、铁成为关键。 

发明内容

在本发明中，将首先通过钕、镨、镝、钴、铁这五种元素通过计算模拟，建立热力学模型，通过热力学模型确定并优化钕、镨、镝、钴、铁同时回收的最佳工艺以及工艺的最佳参数。 

本发明旨在在CO₃-OH体系下建立钕、镨、镝、钴、铁五种元素的热力学模型，借鉴模拟的结果确定钕、镨、镝、钴、铁回收的配合-沉淀工艺选择，通过确定的工艺方案同时回收钕、镨、镝、钴、铁这五种元素的化合物，回收产物可用于再生钕铁硼的制备。 

本发明确定在CO₃-OH体系下从钕铁硼油泥中提取钕、镨、镝、钴、铁工艺的方法，其特征在于，所采用的技术方案是：首先，通过查找各个元素在CO₃-OH体系下可能发生的配合反应以及反应平衡常数，建立热力学模型（优选通过MATLAB计算软件）；然后，通过已经建立起的热力学模型确定回收钕、镨、镝、钴、铁的工艺以及工艺中参数的选择：在CO₃-OH体系下，确定工艺为：钕铁硼油泥蒸馏、酸溶、氧化、配合沉淀得到产物； 

上述热力学模型（即沉淀平衡后的热力学模型）的建立包括以下步骤：首先，查阅在CO₃-OH体系下钕、镨、镝、钴、铁可能发生的反应以及每个反应的平衡常数，通过化学平衡、质量平衡、电荷守恒建立在CO₃-OH体系下的热力学模型，由水的电离平衡可得到等式：