钕铁硼油泥回收再利用新技术的研究

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Nd-Fe-B永磁体因具有高磁性能和高性价比而被广泛应用于各工业领域,但在Nd-Fe-B的生产加工过程中会产生大量含珍贵稀土元素的油泥废料。为改变目前仅回收钕铁硼油泥中稀土元素并伴随环境污染问题的现状,开展了将钕铁硼油泥合成再生钕铁硼磁粉的研究。  采用蒸馏法和离心法预处理钕铁硼油泥,除去了油污、乳化液等有机物及无机非金属杂质,同时保持Nd2Fe14B相不被破坏且颗粒均匀分散。采用共沉淀法回收钕铁硼油泥获得有价元素复合粉末,获得主要的6种有价元素Fe、Nd、Pr、Co、Nb和Al,总含量达99.57wt.%。采用草酸盐沉淀法回收钕铁硼油泥中的稀土元素,获得总稀土量为99.2wt.%的复合粉末。两种回收的复合粉末均可作为下一步合成再生钕铁硼磁粉的原料。  以回收的复合粉末为原料,金属钙为还原剂,添加铁粉、铁硼合金粉经还原扩散反应制备再生钕铁硼磁粉。反应条件是:高纯氩气为保护气氛,带盖的钼或钽坩埚做反应容器,在1150℃下保温3h。在850℃下氧化物被还原成金属单质,在850~1000℃钕(Nd)原子与铁(Fe)原子先结合成Nd-Fe化合物,在1150℃下硼(B)原子迁移到Nd-Fe化合物中形成Nd2Fe14B相。为下一步再生钕铁硼磁性能的研究打下了基础。  通过不同介质除钙,直接退火和二次还原,制备再生钕铁硼磁体分别研究了钙含量,结晶性和富钕相对再生钕铁硼磁性能的影响。分别采用0.8vol.%的乙酰丙酮溶液和去离子水两种不同介质交叉除钙,可获得钙含量为0.19wt.%的再生钕铁硼磁粉。除钙后,通过对样品分别进行直接退火和二次还原处理,直接退火后Nd2Fe14B相被分解,而二次还原能改善再生钕铁硼的结晶性。低的钙含量和好的结晶性都能提高再生钕铁硼磁粉的饱和磁化强度。通过滚动球磨将再生钕铁硼磁粉磨到3~5μm,后添加10wt.%的纳米NdH3颗粒混匀,在1100℃下真空烧结3h,在900℃和600℃下分别回火3h后可获得剩磁Br=10.29kGs,矫顽力Hcj=15.72kOe,磁能积(BH)m=25.10MGOe的再生钕铁硼磁体。再生钕铁硼磁粉合成磁体时形成富Nd相能提高再生钕铁硼的剩磁Br、矫顽力Hcj及磁能积(BH)m。以钕铁硼油泥为原料制得的再生磁体性能与同类方法制造的钕铁硼磁性能水平相当。  综上,本文首次在钕铁硼油泥的回收中采用还原扩散法,研究了再生钕铁硼的制备过程及其磁性能。回收钕铁硼油泥合成再生磁体可减少废液的排放,避免有机萃取剂的使用,回收方法对环境友好。钕铁硼油泥中的主要有价元素获得再利用,实现了废弃物资源的循环利用,为节能环保起到积极推动作用。回收获得的再生磁体性能可满足工业应用的要求。
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