[发明专利]从含稀土元素的烧结废料中回收有价值的金属的方法

说明书

本发明涉及从含稀土元素的烧结废料中回收有价值的组分的方法，以及通过这种回收方法所获得的含稀土元素的合金粉末。

Sm-Co基、Nd-Fe-B基等烧结磁体和Tb-Fe基等溅射靶材含有稀土元素组分。烧结磁体主要通过成型体的常压烧结获得，靶材主要通过热压法获得。在这些烧结材料的情况下，存在次品形成的废料、在组合的制品的废弃时形成的废料等。特别是在溅射靶材中，难以通过溅射完全消耗全部的靶材，在使用后，一部分残留的烧结材料变成了废料。

由于稀土元素较为昂贵并且天然资源有限，从这些废料中回收有价值的组合物并且再利用该组合物对于资源的有效利用是重要的。

为此，迄今为止，主要进行了一种通过湿法冶金技术使所含的组分相互分离的方法。同时，还有一种再利用该组分作为一种用于溶解的母合金的方法。

然而，在这些传统的方法中，使用已知的冶金技术作为基本技术并使条件合适是可能进行处理的，但是存在需要复杂的步骤和形成的产品价值非常低等问题。

例如，湿法冶金法是传统的回收方法之一，在较昂贵的元素，如稀土金属、金属钴等是废料的主要组分时，湿法冶金法是较为优选的方法。但是，因为待回收的物质的形式是化合物，如氧化物等形式，在用回收的化合物作为合金原料的情况下，需要把回收的物质还原成金属的步骤。

同时，干法冶金法是另一种传统方法，在于法冶金的情况下，稀土元素在除去杂质的提纯过程中在熔渣中排出，因此，必须在另外的步骤中从熔渣中分离稀土金属组分。同时，难以从回收的组分彻底除去足够量的氧，以便利用该组分作为溶解的基础原料。

因此，本发明的一个目的是提供一种从含稀土元素的烧结废料中回收有价值的组合物的方法，能够获得粉末状的有价值的组合物，该组合物可以容易地通过加入合适的补偿合金，重新用作烧结材料的原料，不需要象在传统方法中那样对每种元素单个组分进行分离和提纯。

也就是说，达到上述目的的本发明的回收有价值组分的方法是一种通过研磨含稀土元素的烧结废料，使研磨的材料经过酸洗处理，干燥所处理的材料，来回收有价值的组合物的方法。

同时，本发明的另一种回收有价值的组合物的方法是一种通过研磨含稀土元素的烧结废料，使研磨的材料经过钙还原处理，然后水洗所处理的材料以除去形成的氧化钙和残留的钙，干燥水洗后的材料，来回收有价值的组合物的方法。

同时，本发明的从含稀土元素的烧结废料中回收有价值的组合物的又一种方法是下面这样一种回收有价值的组合物的方法，即通过研磨含稀土元素的烧结废料，使所研磨的材料经过酸洗处理，再使酸洗处理过的材料经过钙还原处理，然后水洗还原处理过的材料以除去形成的氧化钙和残留的钙，干燥水洗后的材料。

同时，本发明的从含稀土元素的烧结废料中回收有价值的组合物的再一种方法是下列过程的一种回收有价值的组合物的方法，即研磨含稀土元素的烧结废料，使所研磨的材料经过酸洗处理，使酸洗处理后的材料经过钙还原处理，然后水洗还原处理过的材料以除去氧化钙和残留的钙，再使水洗处理过的材料经过酸洗处理，水洗后并干燥水洗过的材料。

通过本发明的方法的每一种方法回收的有价值的组合物是，例如，R-Fe-B基合金(其中，R代表一种稀土元素)，特别是一种含有原子比为Nd₂Fe₁₄B组合物相的合金。

下面详细描述本发明。

可通过本发明的回收方法的每一种处理的含稀土元素的烧结废料包括含有稀土元素的金属烧结材料；含有稀土元素的烧结磁体，如R-Fe-B基烧结磁体(其中，R代表除Nd以外的稀土元素)，Nd-Fe-B基烧结磁体，Sm-Co基烧结磁体，它们的改进的组合物；和Tb-Fe-Co基靶材。

在本发明中，首先研磨含稀土元素的烧结废料，如上述的烧结材料等。在这种情况下，为了防止发生氧化，优选的是在惰性气氛中机械研磨含稀土元素的烧结废料，并把该材料研磨到，例如，约100μm或更小的颗粒尺寸。

因为许多含稀土元素的烧结废料具有吸收和释放氢气并伴随体积变化的性质，在利用这些性质时，材料可以通过进行氢气吸收处理或氢气吸收和释放处理产生自崩解(self-collapse)，如果有必要，可以通过机械研磨控制崩解材料的颗粒尺寸到要求的尺寸。

用于烧结材料的原料的氧含量必须低。但是，废烧结材料的氧含量通常较大，约为0.2～0.8wt％。