【摘 要】
:
当前稀土永磁二次资源回收再用具有强烈的迫切性,仅在钕铁硼生产过程中,就会产生约30%的废料,其中含有30%左右的稀土元素。并且,这些产品有使用年限,到期失效,也会产生含有大量稀土的废弃物,中国占比60%以上,且报废量逐年增加,大量永磁废料急需合理处置。此外,在我国市场中,稀土氧化物供不应求,供给缺口逐年扩大,尽管回收利用不能完全缩小需求和供应之间的巨大差距,但从长远来看,回收的二次供应可以满足近5
论文部分内容阅读
当前稀土永磁二次资源回收再用具有强烈的迫切性,仅在钕铁硼生产过程中,就会产生约30%的废料,其中含有30%左右的稀土元素。并且,这些产品有使用年限,到期失效,也会产生含有大量稀土的废弃物,中国占比60%以上,且报废量逐年增加,大量永磁废料急需合理处置。此外,在我国市场中,稀土氧化物供不应求,供给缺口逐年扩大,尽管回收利用不能完全缩小需求和供应之间的巨大差距,但从长远来看,回收的二次供应可以满足近50%Nd的需求。因此,站在减轻供应风险,平衡资源的角度上,对富铈磁体中的稀土资源的二次利用也是至关重要的。针对当前稀土回收工艺的稀土收率低、能耗高、生产工艺粗放、化学原料用量大、产品附加值较低、环境问题突出等问题,本文主要做了以下研究:(1)以盐酸优溶法为基础,以富铈磁体为对象开发高温高压浸出体系,系统研究焙烧温度、焙烧时间、浸出温度、浸出时间、浸出剂浓度、浸出液固比对浸出率的影响,得到最佳回收工艺参数,通过动力学分析解释浸出机理。(2)以永磁体的高效、高值化回收为目标,开发新型高效的回收用水溶性氨盐的浸出药剂,从而高效低成本选择性地回收永磁体中的镨钕,实现固废的减少,对稀土资源的充分利用具有重要的意义。(3)利用新开发的水溶性氨盐浸出剂,通过正交法系统探索浸出条件对浸出结果影响的主次顺序,确定最佳浸出条件,总结影响规律,并最终得到高纯度、高附加值的稀土产品。焙烧温度800℃时间2h可实现富铈磁体中金属元素的完全氧化及有机物的去除。液固比150(ml/g)、浸出时间8 h、浸出温度200℃,盐酸浓度0.1 M时,99%的Pr、95.56%的Nd和93.77%的Gd被选择性浸出,Fe只有0.23%被浸出。浸出过程的动力学原理证明了稀土氧化物的浸出过程受内扩散控制。利用了金属氧化物在盐酸中溶解度的差异使其具有极高的选择性,避免了金属氧化物的完全溶解。结果表明,采用低酸耗、高选择性的简化回收工艺是可行的。后续提出了一种利用[Hbet]Cl水溶液萃取回收永磁废料的新方法。最佳浸出条件为200℃,8h,0.2M[Hbet]Cl,1:150 g/ml,最佳浸取效果为Pr 99.81%,Nd 97.05%,Gd95.51%,Ce 56.24%,Fe 0.2%。与普通浸出剂相比,该方法具有较好的浸出率和选择性,浸出顺序符合既定的化学性质。分析了浸出机理,计算了离子晶体分解的晶格能u和u/x值,解释了金属氧化物的溶解顺序和溶解度差异,为回收过程奠定了基础。为实现稀土固废的高值化综合利用以及绿色、规模化处置提供的重要技术手段。
其他文献
锑、铋是我国重要的战略金属,确保锑、铋的平衡供应意义重大。近年来,随着锑、铋矿的日益减少,铜、铅等冶炼产生的含锑、铋副产物,如:铜阳极泥,逐渐成为提取锑、铋的重要原料。基于课题组提出的H2SO4-HCl-NaCl复合浸出铜阳极泥新工艺,为了从铜阳极泥复合酸浸液中水解高效分离回收锑、铋,本文对该复合体系中锑、铋的水解分离机制进行系统深入研究。通过热力学计算,绘制了锑、铋元素的E-p H图,结果表明锑
世界经济和科技在高速发展的同时也给能源环境带来巨大压力,其中建筑能耗占比逐年上升。相变储能技术是一种实现建筑节能的有效途径,将相变材料合理引入建筑围护结构中可以对室内温度起到被动调节作用。其中脂肪酸和脂肪醇类相变材料因具备热容大、安全无毒和绿色易得等优势成为近年来的研究热点。但由于单一的脂肪酸和脂肪醇的相变温度普遍较高,无法满足建筑中调温储能的要求,同时固-液相变材料在使用中的泄漏问题导致其应用范
氧气底吹工艺是我国具有自主知识产权的新型炼铜法,近年来在国内应用广泛,但存在渣含铜高、铜直收率低的技术难题,为此,在查阅大量文献的基础上,开展双底吹炼铜炉渣物化性能及渣含铜调控机制研究,以明晰双底吹炉渣的化学组成、矿物形态、粘度等物化性能,探究控制熔炼渣和吹炼渣含铜的工艺调控机制,主要研究内容和结果如下:(1)采用XRF、XRD、SEM、EDS和BPMA等手段研究底吹炉渣的化学组成、矿物形态、粘度
镁合金和锌合金具有相对密度小等特点,在航空航天、汽车等领域应用较广。稀土元素的添加,对镁合金和锌合金的各类性能有较大提升,改善耐蚀性差、高温强度低等缺点。稀土镁合金与稀土锌合金传统制备方法为对掺法,对金属纯度要求较高,成本高,易成分偏析,能耗大。熔盐电解法操作简单,操作温度较低,成本小,制得的产品成分均匀。本研究选取稀土元素钕,以质量比为67.3:32.7的CaCl2-NaCl共晶盐为电解质体系,
目前,离子型稀土原地浸矿工艺常由于底板裂隙导致母液渗漏,使母液回收率降低。稀土母液渗漏不仅浪费稀土资源,更会对稀土矿山周围环境造成严重破坏。本文考虑采用高压水射流技术,在矿山底部定喷注浆合成人工底板,以解决稀土母液渗漏问题。为确保合成防渗良好的人工地板,需要研究高压淹没水射流破土距离,确定合适的注浆孔距离。综上,本文采用实验研究与数值模拟相结合的方法对淹没水射流压力分布进行了研究,并总结分析得到以
目前易选易冶的黑钨资源逐渐消耗殆尽,低品位白钨矿已逐渐成为钨工业的主要原料。由于低品位白钨矿伴生可浮性相近的萤石及方解石等矿物,浮选过程在保证钨回收率的同时难以获得高品位的白钨精矿。然而,国内外主流的氢氧化钠分解和碳酸钠压煮工艺处理低品位白钨矿存在浸出试剂用量大、钨浸出率偏低的缺点。利用低品位白钨矿伴生有氟化钙的特点,本研究提出了磷酸钠-氢氧化钠-氟化钙协同浸出低品位白钨矿的新工艺,实现白钨低耗高
稀土-过渡族金属间化合物因其丰富的物理性质一直备受人们关注。这类化合物独特的磁性源自于稀土元素中部分填充的4f电子,这些电子具有良好的局域性。在稀土过渡族金属间化合物中,局域磁矩主要受到Rudermen-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用和晶体场效应(CEF)的影响,产生了丰富的磁结构、磁性相变以及磁热效应(MCE)、磁电阻(MR)等物理效应。在固态制冷领域,基于磁热效应
对于一些在强度、导电性、耐热性、延展性方面都有较高要求的高端领域,如工业机器人手臂、无人机、电机转子等。现有的高强高导材料都不满足相应的性能要求,而铜银合金在这些方面却展现出了其巨大的优势。本文采用“连续熔炼-上引连铸”的新方法制备了Cu-2Ag合金杆坯、板坯及Cu-3Ag合金板坯。结合固溶、时效、退火、轧制、拉拔等工艺制备了Cu-2Ag合金线材和Cu-2Ag、Cu-3Ag合金板材。利用拉伸试验、
热障涂层是一种多层复合结构,界面是应力集中部位,也是引起涂层剥落的关键原因。粗糙界面形貌能提高涂层的结合强度,但是会引起界面应力集中。因此,本文主要针对平衡界面微观形貌和应力集中问题开展研究,目的在于探究界面微观形貌对应力应变分布与裂纹演变行为的影响。本文使用超音速等离子喷涂技术制备热障涂层,利用激光在粘接层与陶瓷层界面构筑沟槽织构,借助拉伸-数字图像相关法实验获得了拉伸过程中涂层表面应变分布,结
Sm2Co17永磁材料具有高的居里温度、优越的综合磁性能和良好的环境稳定性,被广泛应用于国防军工、航空航天、高铁等领域。本论文分别通过熔体快淬和放电等离子烧结技术(SPS)制备了Sm2Co17基合金条带和磁体,研究了元素添加、烧结工艺、热处理工艺及热变形工艺对Sm2Co17基合金的微观结构、永磁性能、高温性能及热稳定性的影响。首先,利用熔体快淬技术制备了Sm24.6Co50Fe17.4Cu5.7Z