回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法技术

本发明专利技术公开一种回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法，包括以下步骤：将钕铁硼磁材酸洗废液过滤除杂，所得滤液经扩散渗析装置进行酸和盐的分离，得到硝酸溶液和含稀土元素残夜；往所述含稀土元素残夜中加入碳酸氢铵，50r/min～100r/min搅拌反应，得含有稀土沉淀的浑浊液；将所述浑浊液经隔膜压滤机压滤，得稀土滤渣；所述碳酸氢铵的加入重量：所述钕铁硼磁材酸洗废液中稀土质量为4:1～7:1。本发明专利技术方法操作简单、便捷，能快速高效的回收酸洗废液中85％以上的硝酸和90％以上的稀土元素，同时缓解了污水站的处理压力，具有较大的经济效益和环境效益。

Method for recovering NdFeB magnets from waste acid nitrate and rare earth elements

The invention discloses a method for recovering waste acid nitrate in NdFeB magnets and rare earth elements, which comprises the following steps: NdFeB magnets of pickling waste liquor of filtering and removing the impurities, separated from the filtrate by diffusion dialysis device of acid and salt, nitrate solution containing rare earth elements and residual night into the water; adding ammonium bicarbonate of rare earth elements in 50r/min ~ 100r/min residual night, stirring, containing rare earth turbid liquid precipitation; the turbid liquid by diaphragm filter press, rare earth residue; adding weight of the ammonium hydrogen carbonate solution: the NdFeB magnets in rare earth pickling quality of 4:1 ~ 7:1. The method is simple and convenient to operate, which can recover more than 85% nitric acid and more than 90% rare earth elements in the pickling waste liquid quickly and efficiently, and at the same time, relieves the treatment pressure of the sewage station, which has great economic and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法
本专利技术属于化工环保领域，具体涉及一种回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法。
技术介绍
酸洗是钕铁硼磁材电镀前处理中一道必不可少的工序，该工序中需使用大量硝酸，配成质量分数10％～15％的酸洗液。随着使用次数的增加，磁材与酸洗液的反应速率下降，同时产生大量的酸雾，影响正常的生产效率和员工健康，因此需要及时更换。更换掉的酸洗废液中酸和稀土元素含量都较高，直接排放至污水站后需添加大量片碱或石灰中和后才能进一步处理达标，这样既增加了污水站的处理压力又浪费了稀土资源。由于酸洗液几乎天天更换，每天可产生数吨废液，因此，采用适当的方法将酸洗废液中的酸和稀土元素进行分离和回收，无论从资源回收还是环境保护方面来说都具有积极意义。我国在钕铁硼磁材酸洗废液的处理方法主要有草酸沉淀法、树脂吸附法，但这些工艺和技术存在着成本高、回收率低，产生的废水容易产生二次污染及工序复杂等缺点。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法，可以高效、高回收率地从酸洗废液中分离和回收硝酸和稀土元素，以达到回收资源、降低成本、简化工艺、解决环境污染的目的。一种回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法，包括以下步骤：获取钕铁硼磁材的酸洗废液，所述酸洗废液中含有0.5mol/L～1mol/L的酸和4g/L～10g/L的稀土元素，其中，稀土元素质量以稀土元素氧化物计；将所述酸洗废液过滤除杂，得酸洗滤液；将水和所述酸洗滤液分别注入扩散渗析装置的水注入口和酸注入口，控制所述水的流速为1.8L/min～2.2L/min，所述酸洗滤液的流速为1.8L/min～2.0L/min，得到回收酸和含稀土元素残液；往所述含稀土元素残液中加入碳酸氢铵，以50r/min～100r/min搅拌、反应，得含有稀土沉淀的浑浊液；所述碳酸氢铵的加入质量与所述钕铁硼磁材酸洗废液中稀土元素质量之比为4:1～7:1；将所述含有稀土沉淀的浑浊液经隔膜压滤机压滤，得稀土滤渣；即可。上述方法分阶段实现了硝酸和稀土元素的回收，先将酸洗废液中的颗粒和悬浮物杂质除去后，再经扩散渗析装置将酸洗滤液中的酸分离回收，同时使含稀土元素的残液呈弱酸性，利于稀土元素的沉淀回收，再加入适量的碳酸氢铵与残液中的稀土元素离子反应形成沉淀，并在反应过程中，通过控制搅拌速度，来提高反应速度的同时防止产生的沉淀沉积在反应容器底部，形成利于压滤的浑浊液，最后利用隔膜压滤机压滤，得到含水量低的稀土滤渣，达到稀土元素回收的目的。在试验过程中，专利技术人发现，水与酸洗滤液的流速比增大时，酸回收率增大，但是，过高的水、酸洗废液流速比又会使回收酸的浓度降低，不利于后段回收酸的生产回用或酸浓缩回收；在水的流速不变的条件下，随着酸洗废液的流速增大，酸回收率减小，反之，酸洗废液流速减小，酸回收率增大；从工业应用角度考虑，既要提高酸回收效率和控制回收时长，又要节约资源，合适的水流速和酸洗废液流速非常重要。因此，专利技术人通过大量创造性试验，并结合工业应用综合考虑，控制水的流速为1.8L/min～2.2L/min，酸洗废液的流速为1.8L/min～2.0L/min，既能实现酸回收率较高，并利于后续稀土元素的沉淀回收，又不至于由于酸洗废液流速太慢需要过长的回收时间，可以满足工业应用需求。另外，碳酸氢铵与稀土离子反应如下：RE3++NH4HCO3→[REOH]2++NH4++CO2↑RE3++2NH4HCO3→[RE(OH)2]++2NH4++2CO2↑2[RE(OH)2]++3NH4HCO3+(n-2)H2O→RE2(CO3)3·nH2O+NH4++NH3↑。因此，利用碳酸氢铵与稀土元素离子反应形成稀土碳酸盐沉淀，回收过程中都没有引入体系以外的杂质，也没有改变溶液的性质，且剩余废液的pH接近中性，易于压滤后滤液的后续污水达标排放处理。在其中一个实施例中，所述水的流速与所述酸洗滤液的流速的比值为1～1.2:1。在其中一个实施例中，所述碳酸氢铵的加入质量：所述钕铁硼磁材酸洗废液中稀土质量为6:1～7:1。在其中一个实施例中，所述扩散渗析装置为均相阴离子交换膜扩散渗析装置。优选的，所述均相阴离子交换膜为DF120型或DF120H型均相阴离子交换膜中的一种。在其中一个实施例中，所述酸洗废液过滤除杂采用的滤膜为聚四氟乙烯微孔膜或聚偏氟乙烯微孔膜，所述滤膜的过滤精度≤lμm。进一步的，所述滤膜为亲水性聚四氟乙烯微孔膜。在其中一个实施例中，所述隔膜压滤机为高分子弹性体隔膜压滤机，所述高分子弹性体隔膜压滤机的滤布材质为涤纶。在其中一个实施例中，还包括：将所述稀土滤渣进行灼烧，得稀土氧化物。进一步的，所述灼烧温度为800℃～1000℃。本申请方法使用扩散渗析和沉淀、压滤分阶段进行酸和稀土元素的分离回收。经过滤除去酸洗废液中的颗粒和悬浮物杂质后，再合理控制水和酸洗废液的流速，经扩散渗析装置分离酸洗废液中的酸和稀土元素，回收酸的同时使含稀土元素残液呈弱酸性，再加入适量的碳酸氢铵与残液中的稀土元素离子反应形成沉淀，反应过程中，通过控制搅拌速度，形成利于压滤的浑浊液，最后利用隔膜压滤机压滤，得到含水量低的稀土滤渣，进行灼烧，得到稀土氧化物，完成稀土元素的回收；酸的回收率达85％以上，稀土元素的回收率达到90％以上。本申请方法在回收过程中不引入体系以外的杂质，操作简便、所使用的设备简单，且扩散渗析装置几乎不消耗能源，是其它膜方法不可取代的，回收酸可以通过补充新酸、调整浓度后直接生产回用，回收的稀土氧化物可进行再生产，实现资源的再利用，降低了生产成本，同时缓解了污水站的处理压力，具有重要的经济效益和环境效益。附图说明图1为本专利技术一实施例钕铁硼磁材酸洗废液回收系统的结构示意图；图2为本专利技术一实施例回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的工艺流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组。如图1所示，为本专利技术一实施例钕铁硼磁材酸洗废液回收系统的结构示意图，钕铁硼磁材酸洗废液回收系统100包括：酸回收装置60以及依次通过管道相连通的废液回收装置10、过滤装置20、酸分离装置30、沉淀反应装置40和脱水装置50；废液回收装置10上还设有废液收集口12，废液收集口12与酸洗槽70相连通，用来收集酸洗槽70中的酸洗废液；酸回收装置60与酸洗槽70通过管道相连；酸分离装置30上还设有排酸口32，排酸口32与酸回收装置60相连通；沉淀反应装置40内设有搅拌器42。钕铁硼磁材酸洗废液回收系统100使用过程中，将酸洗槽70中当次不能再继续使用的酸洗废液回收至废液回收装置10，经过自然沉降后，通过过滤装置20过滤除杂；过滤除杂后酸洗废液进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取钕铁硼磁材的酸洗废液，所述酸洗废液中含有0.5mol/L～1mol/L的酸和4g/L～10g/L的稀土元素，其中，稀土元素质量以稀土元素氧化物计；将所述酸洗废液过滤除杂，得酸洗滤液；将水和所述酸洗滤液分别注入扩散渗析装置的水注入口和酸注入口，控制所述水的流速为1.8L/min～2.2L/min，所述酸洗滤液的流速为1.8L/min～2.0L/min，得到回收酸和含稀土元素残液；往所述含稀土元素残液中加入碳酸氢铵，以50r/min～100r/min搅拌、反应，得含有稀土沉淀的浑浊液；所述碳酸氢铵加入质量与所述钕铁硼磁材酸洗废液中稀土质量之比为4:1～7:1；将所述含有稀土沉淀的浑浊液经隔膜压滤机压滤，得稀土滤渣；即可。

【技术特征摘要】
1.一种回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取钕铁硼磁材的酸洗废液，所述酸洗废液中含有0.5mol/L～1mol/L的酸和4g/L～10g/L的稀土元素，其中，稀土元素质量以稀土元素氧化物计；将所述酸洗废液过滤除杂，得酸洗滤液；将水和所述酸洗滤液分别注入扩散渗析装置的水注入口和酸注入口，控制所述水的流速为1.8L/min～2.2L/min，所述酸洗滤液的流速为1.8L/min～2.0L/min，得到回收酸和含稀土元素残液；往所述含稀土元素残液中加入碳酸氢铵，以50r/min～100r/min搅拌、反应，得含有稀土沉淀的浑浊液；所述碳酸氢铵加入质量与所述钕铁硼磁材酸洗废液中稀土质量之比为4:1～7:1；将所述含有稀土沉淀的浑浊液经隔膜压滤机压滤，得稀土滤渣；即可。2.根据权利要求1所述的回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法，其特征在于，所述水的流速与所述酸洗滤液的流速的比值为1～1.2:1。3.根据权利要求1所述的回收钕铁硼磁材酸洗废液中硝酸和稀土元素的方法，其特征在于，所述碳酸氢铵的加入质量：所述钕铁硼磁材酸洗废液中稀土元素的质量为6:1～7:1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵超，刘荣丽，易师，余荣旻，
申请(专利权)人：湖南稀土金属材料研究院，
类型：发明
国别省市：湖南,43