一种钕铁硼废料资源化回收系统及回收方法技术方案

本发明专利技术涉及一种钕铁硼废料资源化回收系统及回收方法，所述钕铁硼废料资源化回收系统包括钕铁硼废料供给单元、酸浸单元、第一固液分离单元、酸浸液喷雾热解单元、水浸单元、第二固液分离单元、水浸液萃取单元与盐酸回收单元，通过酸浸液喷雾热解单元的设置实现了铁与稀土金属的有效分离，实现铁与稀土金属分别进行回收，工艺过程对环境友好，并通过稀土元素的回收产生巨大的经济效益。所述回收方法操作简单，通过对盐酸的回收减少了盐酸的用量以及盐酸的排放量。

A recycling system and recovery method of NdFeB waste

【技术实现步骤摘要】
一种钕铁硼废料资源化回收系统及回收方法
本专利技术属于资源回收与环境保护
，涉及一种废料资源化回收系统及回收方法，尤其涉及一种钕铁硼废料资源化回收系统及回收方法。
技术介绍
钕铁硼磁性材料是一种性能优越的永磁材料，被称为“永磁王”，它以高强度磁性和相对低廉的成本使永磁材料在电子、通信、医疗设备、航空航天、汽车工业以及工业自动化等领域得到前所未有的重用。然而，由于生产工艺和使用因素的原因，生产钕铁硼磁性材料的原料利用率仅由75％左右，即生产钕铁硼磁性材料时会产生25％左右的钕铁硼废料。钕铁硼废料成分中稀土质量分数约为33％，硼质量分数约为1％，其余为铁以及添加的钴、镝、镨等贵重金属，因此，钕铁硼废料能过作为回收稀土以及其它有价金属元素的二次资源。最大限度地对钕铁硼废料进行综合利用，有利于提高资源的利用率并起到保护环境的作用，而且从钕铁硼废料中回收稀土元素也能带来巨大的经济效益和社会效益。回收钕铁硼废料的方法包括湿法与活法，主要应用的方法包括盐酸优溶法、全萃取法、硫酸-复盐法、直接还原-渣金熔分法与电还原-萃取法。盐酸优溶法是在控制酸分解的条件下将钕铁硼废料中稀土用盐酸优先溶解，通过氧化焙烧、酸溶除杂、萃取分离、沉淀灼烧等工艺获得稀土产品。但是，此方法需要通过高温氧化焙烧将钕和铁等金属氧化为金属氧化物，能耗较高；而且盐酸优溶过程需要加入氨水进行调控，从而产生大量氨氮废水。全萃取法利用盐酸将废料中的稀土元素、钴、铁等全部溶解，通过氧化除铁、萃取分离、沉淀、灼烧等工艺得到产品。具体的，全萃取法利用盐酸进行全溶，然后将二价铁离子氧化为三价铁离子以对三价铁离子进行萃取除铁，然后经过多级萃取得到氧化钕和氧化镝，除铁与稀土元素后的溶液利用碳酸盐回收钴，从而实现了稀土金属与钴的回收。但是全萃取法工艺流程长，萃取所得三价铁离子溶液处理困难。硫酸-复盐法利用废料中各化学元素性质的差异，采用H2SO4溶解、硫酸钠沉淀稀土、氢氧化钠转化、盐酸溶解、复盐沉淀铁以及萃取分离等操作，从而获得纯度较高的氧化钕、氧化镝与氧化钴。氧化镝复合电解生产金属镝的杂质要求，氧化钴中稀土杂质质量分数小于0.01％。但是硫酸-复盐法使用了烧碱、硫酸钠与盐酸等介质，工艺流程长，而且工艺过程中会形成大量含铁盐，不利于环境保护。直接还原-渣金熔分法利用钕铁硼废料中稀土元素与铁元素存在较大化学活性的差异，通过直接还原-渣金熔分法回收金属铁、钴合金和富含高稀土氧化物的熔渣，实现了稀土及其他有价金属的协同回收。但稀土氧化物的熔渣仍然需要进一步使用湿法提取。电还原-萃取法在电解槽中连续电还原废钕铁硼分解液，电还原后分解液进萃取槽进行萃取分离除铁。电还原-萃取法能够实现工业化生产，稀土的回收率为98.13％且回收的稀土料液能够直接进行萃取分离，但该方法操作费用高、设备投资大，同样存在着与全萃取法以及盐酸优溶法相同的环境污染问题。对此，提供一种操作简单、稀土回收率高且环境友好的钕铁硼废料资源化回收系统及回收方法，有利于降低钕铁硼废料回收的成本与环境污染危害，并能够为通过稀土元素的回收产生巨大的经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钕铁硼废料资源化回收系统及回收方法，所述钕铁硼废料资源化回收系统能够有效分离铁与稀土金属，并能够对铁与稀土金属分别进行回收且回收过程对环境友好，并通过稀土元素的回收产生巨大的经济效益。所述方法操作简单，通过对盐酸的回收减少了盐酸的用量以及盐酸的排放量。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种钕铁硼废料资源化回收系统，所述钕铁硼废料资源化回收系统包括钕铁硼废料供给单元、酸浸单元、第一固液分离单元、酸浸液喷雾热解单元、水浸单元、第二固液分离单元、水浸液萃取单元与盐酸回收单元。所述钕铁硼废料供给单元与酸浸单元连接，用于为酸浸单元提供钕铁硼废料；所述第一固液分离单元与酸浸单元连接，用于固液分离酸浸单元产生的酸浸料液；所述酸浸液喷雾热解单元与第一固液分离单元连接，用于喷雾热解第一固液分离单元输送的酸浸液；所述水浸单元与酸浸液喷雾热解单元连接，用于水浸酸浸液喷雾热解产生的固体物料；所述第二固液分离单元与水浸单元连接，用于固液分离水浸料液；所述水浸液萃取单元与第二固液分离单元连接，用于萃取固液分离所得水浸液；所述盐酸回收单元与酸浸液喷雾热解单元以及酸浸单元连接，用于回收酸浸液喷雾热解单元产生的盐酸，并将盐酸输送至酸浸单元对钕铁硼废料进行酸浸。本专利技术首先通过高温盐酸溶解钕铁硼废料中的有价元素铁、钕、镨以及镝，从而实现有价元素与硅等不容杂质的分离；然后通过酸浸液喷雾热解将酸浸液中的FeCl2分解为HCl以及不溶性的Fe2O3，同时使钕、镨以及镝的氯盐不发生分解，从而保证通过水浸使Fe与钕、镨以及镝的分离，从而降低了钕、镨以及镝后续分离提纯的难度；而分解产生的HCl经回收后能够作为酸浸单元的酸源，实现了HCl的循环利用。优选地，所述钕铁硼废料供给单元包括依次连接的球磨机与钕铁硼废料输送机，钕铁硼废料输送机将球磨后的钕铁硼废料输送至酸浸单元。本专利技术通过球磨处理提高了钕铁硼废料的比表面积，从而有利于钕铁硼废料进行酸浸。所述钕铁硼废料输送机包括但不限于带式输送机和/或螺旋输送机，本领域技术人员能够根据工艺需要进行合理地选择。优选地，所述酸浸单元包括盐酸酸浸装置与酸浸料液输送装置，钕铁硼废料输送机与盐酸酸浸装置的进料口连接，酸浸料液输送装置用于输送酸浸料液至第一固液分离单元。本专利技术所述盐酸酸浸装置为能够实现盐酸酸浸的装置，包括但不限于盐酸酸浸釜；所述酸浸料液输送装置包括但不限于酸浸料液输送泵。优选地，所述盐酸酸浸装置为间接加热的盐酸酸浸釜，其热源为低压蒸汽；所述间接加热的盐酸酸浸釜为耐盐酸材质，包括但不限于内衬玻璃和/或石墨。优选地，所述第一固液分离单元包括依次连接的酸浸料液压滤机、酸浸液存储装置以及酸浸液输送装置，酸浸液输送装置与酸浸液喷雾热解单元连接。本专利技术所述酸浸液存储装置为能够存储酸浸液的装置，包括但不限于酸浸液缓冲罐；所述酸浸液输送装置包括但不限于缓冲罐出料泵。优选地，所述酸浸液喷雾热解单元包括喷雾热解装置、气固分离装置与粉末输送机；酸浸液输送装置与喷雾热解装置的进料口连接；喷雾热解装置的出料口与气固分离装置的进料口连接；气固分离装置的固体出口与粉末输送机连接，气固分离装置的气体出口与盐酸回收单元连接。本专利技术所述粉末输送机包括带式输送机和/或螺旋输送机，其作用为收集气固分离装置内分离所得固体粉末，并将其输送至水浸单元，本领域技术人员能够根据工艺需要进行合理地选择。优选地，所述酸浸液喷雾热解单元还包括换热浓缩装置与浓缩液输送装置；所述换热浓缩装置的进料口与酸浸液输送装置连接，换热浓缩装置的料液出口通过浓缩液输送装置与喷雾热解装置的进料口连接，气固分离装置的气体出口与换热浓缩装置的气体入口连接，换热浓缩装置的气体出口与盐酸回收单元连接。所述浓缩液输送装置包括但不限于浓缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钕铁硼废料资源化回收系统，其特征在于，所述钕铁硼废料资源化回收系统包括钕铁硼废料供给单元、酸浸单元、第一固液分离单元、酸浸液喷雾热解单元、水浸单元、第二固液分离单元、水浸液萃取单元与盐酸回收单元；/n所述钕铁硼废料供给单元与酸浸单元连接，用于为酸浸单元提供钕铁硼废料；/n所述第一固液分离单元与酸浸单元连接，用于固液分离酸浸单元产生的酸浸料液；/n所述酸浸液喷雾热解单元与第一固液分离单元连接，用于喷雾热解第一固液分离单元输送的酸浸液；/n所述水浸单元与酸浸液喷雾热解单元连接，用于水浸酸浸液喷雾热解产生的固体物料；/n所述第二固液分离单元与水浸单元连接，用于固液分离水浸料液；/n所述水浸液萃取单元与第二固液分离单元连接，用于萃取固液分离所得水浸液；/n所述盐酸回收单元与酸浸液喷雾热解单元以及酸浸单元连接，用于回收酸浸液喷雾热解单元产生的盐酸，并将盐酸输送至酸浸单元对钕铁硼废料进行酸浸。/n

【技术特征摘要】
1.一种钕铁硼废料资源化回收系统，其特征在于，所述钕铁硼废料资源化回收系统包括钕铁硼废料供给单元、酸浸单元、第一固液分离单元、酸浸液喷雾热解单元、水浸单元、第二固液分离单元、水浸液萃取单元与盐酸回收单元；
所述钕铁硼废料供给单元与酸浸单元连接，用于为酸浸单元提供钕铁硼废料；
所述第一固液分离单元与酸浸单元连接，用于固液分离酸浸单元产生的酸浸料液；
所述酸浸液喷雾热解单元与第一固液分离单元连接，用于喷雾热解第一固液分离单元输送的酸浸液；
所述水浸单元与酸浸液喷雾热解单元连接，用于水浸酸浸液喷雾热解产生的固体物料；
所述第二固液分离单元与水浸单元连接，用于固液分离水浸料液；
所述水浸液萃取单元与第二固液分离单元连接，用于萃取固液分离所得水浸液；
所述盐酸回收单元与酸浸液喷雾热解单元以及酸浸单元连接，用于回收酸浸液喷雾热解单元产生的盐酸，并将盐酸输送至酸浸单元对钕铁硼废料进行酸浸。


2.根据权利要求1所述的钕铁硼废料资源化回收系统，其特征在于，所述钕铁硼废料供给单元包括依次连接的球磨机与钕铁硼废料输送机，钕铁硼废料输送机将球磨后的钕铁硼废料输送至酸浸单元；
优选地，所述酸浸单元包括盐酸酸浸装置与酸浸料液输送装置，钕铁硼废料输送机与盐酸酸浸装置的进料口连接，酸浸料液输送装置用于输送酸浸料液至第一固液分离单元；
优选地，所述第一固液分离单元包括依次连接的酸浸料液压滤机、酸浸液存储装置以及酸浸液输送装置，酸浸液输送装置与酸浸液喷雾热解单元连接。


3.根据权利要求1或2所述的钕铁硼废料资源化回收系统，其特征在于，所述酸浸液喷雾热解单元包括喷雾热解装置、气固分离装置与粉末输送机；酸浸液输送装置与喷雾热解装置的进料口连接；喷雾热解装置的出料口与气固分离装置的进料口连接；气固分离装置的固体出口与粉末输送机连接，气固分离装置的气体出口与盐酸回收单元连接；
优选地，所述酸浸液喷雾热解单元还包括换热浓缩装置与浓缩液输送装置；所述换热浓缩装置的进料口与酸浸液输送装置连接，换热浓缩装置的料液出口通过浓缩液输送装置与喷雾热解装置的进料口连接，气固分离装置的气体出口与换热浓缩装置的气体入口连接，换热浓缩装置的气体出口与盐酸回收单元连接。


4.根据权利要求3所述的钕铁硼废料资源化回收系统，其特征在于，所述喷雾热解装置为底部加热的喷雾热解炉，喷雾热解炉的进料口设置于塔底；
优选地，所述气固分离装置包括依次连接的旋风分离器与布袋除尘器，旋风分离器的入口与喷雾热解装置的出料口连接，布袋除尘器的出气口与换热浓缩装置的气体入口连接，旋风分离器与布袋除尘器的出料口与粉末输送机连接；
优选地，所述布袋除尘器所用布袋为耐温350℃以上的耐温布袋。


5.根据权利要求4所述的钕铁硼废料资源化回收系统，其特征在于，所述盐酸回收单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，肖炘，王云山，安学斌，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11