用于从烧结磁体或者塑料磁体回收磁性晶粒的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于从物体A回收基体M中存在的元素G的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：在适合转化粒间界相并且适合释放元素G的温度T1和压强P1的条件下将所述物体A与摩尔质量大于2g mol

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从烧结磁体或者塑料磁体回收磁性晶粒的方法和系统
本专利技术涉及一种用于回收例如烧结磁体、塑料磁体或者磁带中的磁性晶粒的方法和系统。
技术介绍
本专利技术特别适用于在许多工业领域中使用的Nd-Fe-B永磁体的回收。本专利技术也可以应用在如下物体的情况下：针对该物体需要回收感兴趣的通过基体链接的元素，该基体可以通过实施本方法来转化。在本描述的剩余部分中，词语“物体”是指由聚合物基体、陶瓷基体或者金属基体、以及从感兴趣的化学成分的磁性晶粒、铁电晶粒、电气晶粒、光学晶粒、机械晶粒、催化晶粒等回收到的“晶粒”组成的物体。表达“感兴趣的化学成分”或者“感兴趣的元素”是指想要回收并且有可能会再利用的元素。以下描述中将给出示例。致密流体对应于摩尔质量严格大于2.g.mol-1的流体。术语“基体”与以下关联：晶粒以及允许各种晶粒之间的链接的相。例如，基体可以是聚合物基体、陶瓷基体或者金属基体。受到工业化国家对这些元素的消耗以及环境保护的驱使，开发构成废弃电气与电子设备(WEEE)的“城市矿山”本身已经成为享有特权的选择，这需要对人类活动每日产生的废弃物进行最大可能的回收。从WEEE回收利用永磁体需要开发出使得可以再利用所有材料的工艺。在烧结磁体、塑料磁体或者磁带中的感兴趣的材料中，存在诸如如下的磁体：通过拆除包含磁体的物体(例如WEEE，诸如硬盘驱动器、扬声器、电机等)来直接获得的钕Nd-Fe-B或者钐钴Sm-Co磁体等。为了回收利用这些物体的磁相，已知的是使用氢处理，然后是高温退火以解除对氢的吸附。氢爆碎处理是一种已知的用于“破碎”稀土合金和磁体的方法。在爆碎处理中，氢会先与晶粒边界反应，这是由于这些晶粒边界主要由稀土元素组成并且因此非常活跃。随后，一旦如此弱化了氢化的晶粒边界，氢就被引入磁性晶粒中以形成氢化的化合物。由于氢的加入所导致的晶粒边界的脆化和晶格的膨胀(在Nd-Fe-B磁体的情况下，观察到了约5％的体积增加)将引起材料的原子化。磁性晶粒然后被以粉末的形式回收，并且可以用于制造新的磁性材料。US6,633,837公开了一种通过溶解粘结的磁体进行回收的方法。US8734714描述了一种使用氢从磁性元素中回收稀土来回收磁相的方法。气态氢的使用要求非常重要的安全保护措施。其它方法使用强酸浴来溶解磁体并提取钕，这会产生经济和环境问题。另外，必须对酸进行处理并且只能用一次。湿法冶金方法使用酸浴来溶解材料，这是一种很强的环境限制。因此，目前需要一种可以在保护环境的同时在不降低磁性元素的磁特性的情况下回收磁性元素的工业方法。根据本专利技术的方法基于元素的转化而不是基于熔化，来实施水热/溶剂热处理。温度和压强的条件的选取是为了保持在引起物体熔化或者引起元素被释放的条件下。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于从物体A回收基体M中存在的元素G的方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：-在适合转化粒间界相或者基体并且适合释放元素G的温度T1和压强P1的条件下将物体A与摩尔质量大于2gmol-1的致密流体Fd相接触，其中，该温度和压强条件严格小于引起物体A或者待释放的元素G熔化的温度，-修改温度T2和/或压强P2的值以停止粒间界相的转化反应，-得到从基体M中分离的元素G。当物体被保护层包围时，该方法包括预处理步骤，在该预处理步骤中，使物体A与腐蚀性溶液相接触以便弱化保护层。温度T2的值和/或压强P2的值被选取为维持从基体M分离的元素G的物理化学特性的完整性。为了停止该反应，该方法将温度值降低到低于100℃，和/或将压强下降到介于0.1MPa与25MPa之间的值以便保护感兴趣的元素G的完整性。为了转化晶粒边界并且将感兴趣的元素与基体分离，使用选自以下列表的致密流体Fd：水、蒸馏水、酒精、水/酒精的混合物、水和氯化钠的混合物、水和焦亚硫酸钠的混合物。将物体A与致密流体Fd相接触以允许该反应的步骤是在配备有温度传感器CT1和压强传感器CP1的第一腔室中进行的，而停止该反应的步骤是在配备有压强传感器CP2和温度传感器CT2的第二腔室中进行的。该方法在以下温度和压强条件下实施：-针对第一腔室，温度在100℃与400℃之间，在该温度下，该方法进行与致密流体的接触，-针对其中该转化被停止的第二腔室，温度低于100℃且高于流体的凝固温度，-针对第二腔室，压强低于25Mpa且大于0.1Mpa。通过筛分或者使用旋风效应来回收元素G。该方法被实施用于回收烧结磁体或者塑料磁体中的磁性晶粒。物体A例如由Nd-Fe-B磁体组成，其中，Nd2Fe14B微晶以及少量的氢氧化钕Nd(OH)3被分离。该方法包括在室温下将Nd-Fe-B磁体与由蒸馏水和NaCl组成的溶液相接触的预处理步骤。本专利技术还涉及一种用于从物体A回收基体M中存在的元素G的装置，其特征在于，该装置至少包括以下元件：-第一腔室，其包含物体A并且包括：用于引入摩尔质量大于2gmol-1的致密流体Fd的引入导管、温度设置以及温度控制CT1、CT2和压强控制CP1、CP2模块，用于执行根据本专利技术的方法的步骤，-用于回收从基体特别是粒间界相中分离的G元素的模块。根据一个变型，该装置包括：至少一个第一腔室，其包含待处理的物体A；密封部件；用于引入致密流体Fd的第一引入导管；用于排出包含致密流体Fd和释放的元素G的混合物的排出导管，该致密流体Fd用于基体M的转化，其中，排出导管与第二腔室相接触，第二腔室包括排出导管，其设置有网格或者滤筛以防止释放的晶粒通过以便回收用于该反应的致密流体；再循环回路，用于使致密流体再循环到第一腔室，其中，第二腔室配备有控制部件，控制部件被设计用于停止反应并且维持释放的晶粒的物理化学特性。根据另一变型，该装置包括：至少一个第一腔室，其包含待处理的物体A；密封部件；用于引入致密流体的第一引入导管；用于排出包含致密流体Fd和释放的元素G的混合物的排出导管，致密流体Fd用于基体M的转化，其中，混合物被引入旋风装置中，该旋风装置配备有温度控制部件，温度控制部件被设计用于停止反应并且维持释放的晶粒的物理化学特性。【附图说明】在阅读以下与各图相关的描述后，本专利技术的其它特征和优点将变得明显，在各图中：·图1A示出了用于实施根据本专利技术的方法的示意性装置，图1B示出了替代实施例；·图2示出了物体的示例；以及·图3示出了图示方法的步骤的顺序的示意图。【具体实施方式】为了清楚地理解根据本专利技术的方法，以非限制性图示的方式给出了用于回收物体A内的磁相(钕-铁-硼)，Nd-Fe-B的以下示例，在物体A中，该Nd-Fe-B磁相通过基体M而烧结或者粘结。钕-铁-硼合金由大小在1μm与20μm之间的Nd2Fe14B晶粒组成。这些是为材料提供磁特性的晶粒。在这些晶粒之间的是粒间界相，粒间界相主要由钕组成，并且因为这个原因，所以在文献中其被称为“富Nd”。该粒间界相将晶粒磁性地分开，从而为材料提供高矫顽磁性，即抗退磁性能。通过扩展，可以利用该方法处理涂覆有基体的任何磁性材料。该方法可以适用于希望回收和再利用并且分散在基体中的感兴趣的任何元素或者晶粒，其中，该基体可以是合金、陶瓷或者聚合物。图1A示意性地示出了高压锅腔室，例如，待处理的物体(例如，通过拆除WEEE直接得到的Nd-Fe-B磁体)被置于该高压锅腔室中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从物体A回收基体M中存在的元素G的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：·在适合转化粒间界相或者基体M并且适合释放元素G的温度T1和压强P1的条件下将物体A与摩尔质量大于2g mol

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.21 FR 16569621.一种用于从物体A回收基体M中存在的元素G的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：·在适合转化粒间界相或者基体M并且适合释放元素G的温度T1和压强P1的条件下将物体A与摩尔质量大于2gmol-1的致密流体Fd相接触(302)，其中，温度和压强条件严格小于引起物体A或者待释放的元素G熔化的温度；·修改温度T2和/或压强P2的值以停止粒间界相的转化反应(303)；·得到从基体M中分离的元素G(304)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，物体A被保护层包围，其特征在于，所述方法包括预处理步骤(301)，在所述预处理步骤(301)中，使物体与腐蚀性溶液相接触以便弱化保护层。3.根据权利要求1或2中的一项所述的方法，其特征在于，温度T2和/或压强P2的值被选取为维持从基体M分离的元素G的物理化学特性的完整性。4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，用以停止反应的温度修改步骤旨在：将温度值降低到低于100℃，和/或将压强下降到介于0.1MPa与25MPa之间的值以保护感兴趣的元素G的完整性。5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，为了转化晶粒边界并且将感兴趣的元素与基体分开，使用选自以下列表的致密流体Fd：水、蒸馏水、酒精、水/酒精的混合物、水和氯化钠的混合物、水和焦亚硫酸钠的混合物。6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其特征在于，将物体A与致密流体Fd相接触以允许反应的步骤(302)是在配备有温度传感器CT1和压强传感器CP1的第一腔室(1)中执行的，而停止反应的步骤(303)是在配备有压强传感器CP2和温度传感器CT2的第二腔室(10)中执行的。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在如下温度和压强条件下操作：·针对第一腔室，温度在100℃与400℃之间，·针对第二腔室，温度低于100℃且高于流体的凝固温度，·针对第二腔室，压强低于25Mpa且大于0.1Mpa。8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，通过筛分来回收元素G。9.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，通过旋风...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉·玛阿特，西里尔·艾莫涅，让马利·勒布雷顿，
申请(专利权)人：国家科学研究中心，诺曼底鲁昂大学，国立鲁昂应用科学学院，
类型：发明
国别省市：法国,FR