一种短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法及再生烧结磁体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法，该方法包括：油泥废料干燥步骤：将钕铁硼油泥废料进行干燥,得到钕铁硼油泥；还原扩散步骤：向所述钕铁硼油泥中加入FeB、钕和/或含钕化合物、和Ca，进行氢气还原，接着进行钙还原扩散反应，得到钕铁硼合金粉末和氧化钙的混合物。本发明专利技术还公开了一种再生烧结磁体的制备方法、一种钕铁硼烧结磁体、一种钕铁硼粘结磁体。本发明专利技术采用对钕铁硼油泥废料直接干燥而避免了蒸馏、酸溶等过程，从而缩短了流程、且高效环保、降低了生产成本。本发明专利技术制备的烧结磁体磁能积达到33MGOe。

A short process for recovering Nd-Fe-B alloy powder from Nd-Fe-B sludge waste and preparation of regenerated sintered magnets

The invention discloses a method for recovering Nd-Fe-B alloy powder from Nd-Fe-B sludge waste in a short process. The method comprises the following steps: the drying step of sludge waste: drying the Nd-Fe-B sludge waste to obtain Nd-Fe-B sludge; the reduction and diffusion step: adding FeB, Nd and/or Nd-containing compounds, Ca to the Nd-Fe-B sludge, hydrogen reduction is carried out, followed by reverse calcium reduction and diffusion. A mixture of Nd-Fe-B alloy powder and CaO was obtained. The invention also discloses a preparation method of regenerated sintered magnet, a Nd-Fe-B sintered magnet and a Nd-Fe-B bonded magnet. The invention adopts direct drying of Nd-Fe-B sludge waste to avoid distillation, acid dissolution and other processes, thereby shortening the process, high efficiency and environmental protection, and reducing production costs. The magnetic energy product of the sintered magnet prepared by the invention reaches 33 MGOe.

【技术实现步骤摘要】
一种短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法及再生烧结磁体的制备方法
本专利技术涉及钕铁硼油泥的回收利用
，特别涉及一种短流程回收钕铁硼油泥制备再生烧结磁体的方法及钕铁硼烧结磁体。
技术介绍
烧结钕铁硼由于具有优异的磁性能，被广泛应用于混合动力汽车、风力发电、医疗设备和电子产品等多个领域。随着其年产量的逐年增加，随之产生的废料也越来越多，在烧结钕铁硼的生产过程中，大约会产生最终产品产量的1/4的废料，尤其在机械切割和打磨过程中会产生大量的油泥废料。废料中含有大量的稀土元素Nd和Dy等，因此，近年来钕铁硼油泥的回收受到越来越多的关注。钕铁硼油泥废料回收主要采用湿法冶金工艺，如酸溶沉淀工艺、复盐转化工艺、盐酸优溶工艺和全萃取工艺等。但是，湿法冶金工艺的最终产品为稀土氧化物或金属，工艺流程长，产生废酸废液，污染环境。因此，需要一种新的短流程回收钕铁硼油泥的方法及烧结磁体的制备方法。
技术实现思路
针对现有技术的局限性，本专利技术的目的之一在于提供一种短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法。该方法流程短、高效环保、充分利用了钕铁硼油泥废料中的各种元素。本专利技术的目的之二在于提供一种再生烧结磁体的制备方法。本专利技术的目的之三在于提供一种钕铁硼烧结磁体。本专利技术的目的之四在于提供一种钕铁硼粘结磁体。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法，包括：油泥废料干燥步骤：将钕铁硼油泥废料进行干燥,得到钕铁硼油泥粉末。还原扩散步骤：向所述钕铁硼油泥粉末中加入FeB、钕和/或含钕化合物、和Ca，进行氢气还原，接着进行钙还原扩散反应，得到钕铁硼合金粉末和氧化钙的混合物。在上述短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法中，作为一种优选实施方式，所述方法还包括洗粉步骤，将所述钕铁硼合金粉末和氧化钙的混合物在磁场下超声水洗，最后用丙酮洗涤后干燥，得到钕铁硼合金粉末；更优选地，所述水洗次数为3-6次，每次水洗时间为10-20min，所述水为去离子水；更优选地，所述丙酮洗涤的时间为10-20min；优选地，丙酮洗涤后的干燥为真空干燥，干燥温度为300-500℃，时间90-150min。本专利技术中采用水洗相较于采用丙三醇水溶液洗涤，洗涤次数少，且超声可更好清洗混着合金粉末间隙中的氧化钙和杂质。在上述短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法中，作为一种优选实施方式，在所述油泥废料干燥步骤中，所述干燥为在空气中进行；优选地，所述干燥的温度为200-350℃(例如，210℃、220℃、240℃、260℃、280℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃)，时间为5-8小时(例如，5.5小时、6小时、7小时、7.5小时)。本专利技术油泥废料干燥优选为空气中进行，是因为钕铁硼油泥废料本身是含有大量水分和有机物等杂质，在本专利技术的温度范围内进行干燥，可以使有机物挥发，同时可以使钕铁硼氧化，有利于后续钕铁硼合金粉末洗涤。在上述短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法中，作为一种优选实施方式，在所述油泥废料干燥步骤中，所述含钕化合物为氢化钕、氧化钕或氯化钕；优选地，所述含钕化合物为氢化钕，其中，高温下氢化钕分解得到氢气和钕，氢气可以用于还原氧化铁，且分解后的钕纯度较高；另外，因为钙和氧化铁的反应太剧烈，瞬间放出大量的热，会使反应物四处飞溅，影响后续氧化钕的还原以及钕铁硼的合成，因此，本专利技术中在还原过程中添加氢气进行预还原，可以还原氧化铁得到铁且氢气还原氧化铁较为平稳；钙主要用于稀土氧化物的还原。在上述短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法中，作为一种优选实施方式，在上述还原扩散步骤中，所述氢气还原为氢气还原油泥废料中的铁的氧化物得到单质铁。优选地，所述氢气还原的温度为350-450℃(例如，360℃、370℃、380℃、390℃、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃)，时间为30-90min(例如，40min、50min、60min、70min、80min)；氢气还原温度过低，达不到氢气与氧化铁的反应温度时，不能得到单质铁；氢气还原时间较短时，反应不能充分反应，氧化铁不能完全还原，影响后续反应。在上述短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法中，作为一种优选实施方式，在上述还原扩散步骤中，所述钙还原扩散反应为钙还原钕的氧化物(油泥废料干燥步骤所得的)得到钕单质，然后钕和铁、硼铁合成得到钕铁硼。所述钙还原扩散反应在惰性气体保护下进行；优选地，所述钙还原扩散反应的温度为1000-1200℃(例如，1030℃、1050℃、1100℃、1150℃、1170℃)，时间40-120min(例如，50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min)；所述钙还原扩散反应包括两步，第一步是钙还原氧化钕得到钕单质；第二步是钕和铁和铁硼合成生成钕铁硼，原理是钕单质扩散到铁上和铁硼形成钕铁硼的过程；钙还原扩散反应的温度过低，时间过短，则钕的扩散速度较慢，不利于反应完成发生；温度过高，时间过长，会造成钕的挥发，从而有Fe剩余。优选地，所述FeB、钕和/或含钕化合物的加入量为：根据RE2Fe14B中各元素的原子比，加入钕和/或含钕化合物、FeB，使得所述钕铁硼油泥、钕和/或含钕化合物、FeB和钙形成的混合物中，稀土RE：Fe的摩尔比为2.1-2.2:14，B：Fe的摩尔比为：1.02-1.05：14(例如，1.025：14、1.03：14、1.035：14、1.04：14、1.045：14)；优选地，所述还原剂钙的加入量为使得，钙：稀土的摩尔比为：2.3-3:1(例如，2.4:1、2.6:1、2.8:1、3.0:1)。其中，1)钕和钙的过量可弥补高温时元素的挥发，但钕和钙的添加量过大会造成原料浪费以及后期洗涤的困难；2)FeB的添加量不宜过大，否则会形成富硼相。优选地，将所述钕铁硼油泥粉末、钕和/或含钕化合物、FeB和钙形成的混合物用金属钼片或钽片包裹后放到反应器中进行所述氢气还原及钙还原扩散反应；采用金属钼或钽包裹混合物，可防止混合物与反应器的成分(如玻璃、铁等)反应。本专利技术方法得到的钕铁硼合金粉末颗粒尺寸为8μm左右，方便后继处理，降低了制粉能耗。一种再生烧结磁体的制备方法，包括：稀土氢化物掺杂步骤：向钕铁硼合金粉末中加入稀土氢化物，进行磨粉，得到混合磁粉。成型烧结步骤：将所述混合磁粉取向成型，之后进行烧结及退火处理，得到再生烧结磁体。在上述再生烧结磁体的制备方法中，作为一种优选实施方式，在上述稀土氢化物掺杂步骤中，所述稀土氢化物为氢化钕和/或氢化镨；钕和镨是共生的，且性能相似，在此处所添加的所述稀土氢化物可以是氢化钕及氢化镨中一种和两者的混合物，通常是两者混合物；钕铁硼烧结磁体中含有钕铁硼主相和富钕晶界相，富Nd相占材料体积分数5-15％。所以在烧结过程中需添加氢化钕形成富钕晶界相。优选地，所述混合磁粉的平均粒度为3微米，此为制备烧结钕铁硼磁体的最佳粒度；优选地，所述氢化钕或氢化镨的颗粒尺寸为5微米以下，所述氢化钕或氢化镨的加入量为所述钕铁硼合金粉末质量的8-20wt％(例如，9wt％、11wt％、13wt％、15wt％、17wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法，其特征在于，包括：油泥废料干燥步骤：将钕铁硼油泥废料进行干燥,得到钕铁硼油泥粉末；还原扩散步骤：向所述钕铁硼油泥粉末中加入FeB、钕和/或含钕化合物、和Ca，进行氢气还原，接着进行钙还原扩散反应，得到钕铁硼合金粉末和氧化钙的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法，其特征在于，包括：油泥废料干燥步骤：将钕铁硼油泥废料进行干燥,得到钕铁硼油泥粉末；还原扩散步骤：向所述钕铁硼油泥粉末中加入FeB、钕和/或含钕化合物、和Ca，进行氢气还原，接着进行钙还原扩散反应，得到钕铁硼合金粉末和氧化钙的混合物。2.根据权利要求1所述的短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法，其特征在于，所述方法还包括洗粉步骤：将所述钕铁硼合金粉末和氧化钙的混合物在磁场下超声水洗，最后用丙酮洗涤后干燥，得到钕铁硼合金粉末；优选地，所述水洗次数为3-6次，每次水洗时间为10-20min，所述水为去离子水；优选地，所述丙酮洗涤的时间为10-20min；优选地，丙酮洗涤后的干燥为真空干燥，干燥温度为300-500℃，时间90-150min。3.根据权利要求2所述的短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法，其特征在于，在所述油泥废料干燥步骤中，所述干燥为在空气中进行；优选地，所述干燥的温度为200-350℃，时间为5-8小时；优选地，所述含钕化合物为氢化钕、氧化钕或氯化钕；更优选地，所述含钕化合物为氢化钕。4.根据权利要求2所述的短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法，其特征在于，在所述还原扩散步骤中，所述氢气还原的温度为350-450℃，时间为30-90min；优选地，所述钙还原扩散反应是在惰性气体保护下进行；优选地，所述钙还原扩散反应的温度为1000-1200℃，时间40-120min。5.根据权利要求2所述的短流程从钕铁硼油泥废料中回收钕铁硼合金粉的方法，其特征在于，在所述还原扩散步骤中，所述FeB、钕和/或含钕化合物的加入量为：根据RE2Fe14B中各元素的原子比，加入钕和/或含钕化合物、和FeB，使得所述钕铁硼油泥粉末、钕和/或含钕化合物、FeB和钙形成的混合物中，稀土RE：Fe的摩尔比为2.1-2.2:14，B：Fe的摩尔比为：1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周少雄，李现涛，张广强，李宗臻，董帮少，郑伟，张迁，
申请(专利权)人：江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32