一种钕铁硼废料中回收稀土元素的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钕铁硼废料中回收稀土元素的方法及其装置，属于化工及资源回收技术领域。
【背景技术】
[0002]钕铁硼是一种性能优越的永磁材料，被广泛用于各个领域，由于生产工艺的元素，在生产使用过程中会产生大约20 %的废料。钕铁硼材料中含有约30 %的稀土元素(其中含钕约90 %，其余为镨、镝等)。因此，对这些废料进行利用，以回收稀土元素资源，意义十分重大。
[0003]钕铁硼回收不仅合理利用了资源，同时也减少了环境污染。目前有采用了复盐沉淀。碱转等回收工艺回收了稀土，但重稀土回收率低；还有的采用了硫酸溶解、复盐沉淀稀土、萃取分离的方法回收稀土的方法，但其金属回收率低、化工材料消耗大、成本高。在酸解和碱解过程中产生大量的液体废气物和固体废气物，给环境造成二次污染，也制约了该工艺规模化使用。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对目前通过酸解和碱解的方法，回收稀土资源回收率低，化工材料消耗大，成本高，以及在回收过程中造成环境二次污染的问题，提供了一种钕铁硼废料中回收稀土元素的方法及其装置，该方法首先将钕铁硼废料中的铁去除，然后通过制备改性炭黑置于装置中，利用其性能，使得稀土资源得以回收，该方法回收率高达99.9 %以上，回收率高，同时节约化工材料，工艺简单，不产生二次污染。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案:一种钕铁硼废料中回收稀土元素的装置，该装置包括喷嘴、无纺布层、稀盐酸加入口、风机、曝气孔、充氧机、Ca(OH)2粉末铺设层、处理管、沉淀池、草酸钠通入口、沉淀物排出口，其特征在于:将钕铁硼废料均匀的铺撒在无妨布层上，厚度达I?2cm，再向稀盐酸加入口通入浓度为0.8mol/L稀盐酸，在风机吹动下，喷嘴将稀盐酸喷洒至钕铁硼废料上，喷洒时间2?3天，钕铁硼废料中的渣滓残留在无纺布上，而钕铁硼废料中的铁元素转化成二价铁下渗，接着充氧机充氧，充氧管道上设有曝气孔，使得二价铁与氧气和Ca (OH) 2粉末铺设层中铺设厚度I?2cm Ca(OH) 2粉末充分接触，得到Fe(OH)3沉淀，铁得以去除；钕铁硼废料中的稀土元素与上述浓度为0.8mol/L稀盐酸反应，成为氯化稀土下渗到处理管中，处理管中布满改性炭黑，改性炭黑能将氯化稀土吸附，再向草酸钠通入口通入草酸钠溶液，得到稀土金属沉淀，从沉淀物排出口得到该沉淀物，取出沉淀物，焙烧，控制温度在200?300°C，时间I?2h，得到稀土金属氧化物，所述的稀土金属氧化物为氧化钕、氧化镝、氧化镨。
[0005]所述的改性炭黑的具体制备步骤为:
(I)选取粒径大小为50?60nm的炭黑20?30g，在低速滚筒进行滚动造粒，控制滚动速度为60r/s，加热温度为70?80°C，同时，在滚动过程中，每隔3?4s喷洒1mL去离子水和1g炭黑粉料进行粘合并滚动造粒，造粒时间为5?1min ；
(2)待滚筒造粒完成后，将不同颗粒大小的炭黑取出，并在烘箱温度为80?90°C下进行烘干，即可取出，备用；
(3)取250g大理石颗粒在高压碾压装置中进行碾压，形成颗粒大小为20?30nm的超细碳酸钙颗粒，并将其均匀撒入10mL的亚磷酸二异丙酯溶液中，混合搅拌均匀后，通过气流喷射机将其喷射于上述制得的烘干后的炭黑，保证碳酸钙粉末嵌入并均匀覆盖于炭黑颗粒上；
(4)将嵌入碳酸钙颗粒的炭黑通过浓度为0.8mol/L的盐酸进行洗涤，洗涤完成后再用清水进行冲洗，并在烘箱烘箱温度为80?90°C下进行烘干，即可得到改性炭黑。
[0006]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)回收率尚，回收率尚达99.9 % ；
(2)节约化工材料，所需成本低；
(3)工艺操作流程简单，步骤简单。
【附图说明】
[0007]图1为本发明“一种钕铁硼废料中回收稀土元素的方法及其装置”的正面图。
[0008]其中，1、喷嘴；2、无纺布层；3、稀盐酸通入口 ；4、风机；5、曝气孔；6、充氧机；7、Ca(OH)2粉末铺设层；8、处理管；9、沉淀池；10、草酸钠通入口 ；11、沉淀物排出口。
【具体实施方式】
[0009]一种钕铁硼废料中回收稀土元素的装置，该装置包括喷嘴、无纺布层、稀盐酸加入口、风机、曝气孔、充氧机、Ca (OH) 2粉末铺设层、处理管、沉淀池、草酸钠通入口、沉淀物排出口，其特征在于:将钕铁硼废料均匀的铺撒在无妨布层上，厚度达I?2cm，再向稀盐酸加入口通入浓度为0.8mol/L稀盐酸，在风机吹动下，喷嘴将稀盐酸喷洒至钕铁硼废料上，喷洒时间2?3天，钕铁硼废料中的渣滓残留在无纺布上，而钕铁硼废料中的铁元素转化成二价铁下渗，接着充氧机充氧，充氧管道上设有曝气孔，使得二价铁与氧气和Ca (OH) 2粉末铺设层中铺设厚度I?2cm Ca (OH) 2粉末充分接触，得到Fe (OH) 3沉淀，铁得以去除；钕铁硼废料中的稀土元素与上述浓度为0.8mol/L稀盐酸反应，成为氯化稀土下渗到处理管中，处理管中布满改性炭黑，改性炭黑能将氯化稀土吸附，再向草酸钠通入口通入草酸钠溶液，得到稀土金属沉淀，从沉淀物排出口得到该沉淀物，取出沉淀物，焙烧，控制温度在200?300°C，时间I?2h，得到稀土金属氧化物，所述的稀土金属氧化物为氧化钕、氧化镝、氧化镨。
[0010]改性炭黑的具体制备步骤为:首先选取粒径大小为50?60nm的炭黑20?30g，在低速滚筒进行滚动造粒，控制滚动速度为60r/s，加热温度为70?80°C，同时，在滚动过程中，每隔3?4s喷洒1mL去离子水和1g炭黑粉料进行粘合并滚动造粒，造粒时间为5?1min ;待滚筒造粒完成后，将不同颗粒大小的炭黑取出，并在烘箱温度为80?90°C下进行烘干，即可取出，备用；取250g大理石颗粒在高压碾压装置中进行碾压，形成颗粒大小为20?30nm的超细碳酸钙颗粒，并将其均匀撒入10mL的亚磷酸二异丙酯溶液中，混合搅拌均匀后，通过气流喷射机将其喷射于上述制得的烘干后的炭黑，保证碳酸钙粉末嵌入并均匀覆盖于炭黑颗粒上；将嵌入碳酸钙颗粒的炭黑通过浓度为0.8mol/L的盐酸进行洗涤，洗涤完成后再用清水进行冲洗，并在烘箱烘箱温度为80?90°C下进行烘干，即可得到改性
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[0011]—种钕铁硼废料中回收稀土元素的装置，该装置包括喷嘴、无纺布层、稀盐酸加入口、风机、曝气孔、充氧机、Ca (OH) 2粉末铺设层、处理管、沉淀池、草酸钠通入口、沉淀物排出口，其特征在于:将钕铁硼废料均匀的铺撒在无妨布层上，厚度达2cm，再向稀盐酸加入口通入浓度为0.8mol/L稀盐酸，在风机吹动下，喷嘴将稀盐酸喷洒至钕铁硼废料上，喷洒时间3天，钕铁硼废料中的渣滓残留在无纺布上，而钕铁硼废料中的铁元素转化成二价铁下渗，接着充氧机充氧，充氧管道上设有曝气孔，使得二价铁与氧气和Ca(OH)2粉末铺设层中铺设厚度2cm Ca (OH) 2粉末充分接触，得到Fe (OH) 3沉淀，铁得以去除；钕铁硼废料中的稀土元素与上述浓度为0.8mol/L稀盐酸反应，成为氯化稀土下渗到处理管中，处理管中布满改性炭黑，改性炭黑能将氯化稀土吸附，再向草酸钠通入口通入草酸钠溶液，得到稀土金属沉淀，从沉淀物排出口得到该沉淀物，取出沉淀物，焙烧，控制温度在300°C，时间2h，得到稀土金属氧化物，所述的稀土金属氧化物为氧化钕、氧化镝、氧化镨。
[0012]改性炭黑的具体制备步骤为:首先选取粒径大小为60nm的炭黑30g，在低速滚筒进行滚动造粒，控制滚动速度为60r/s，加热温度为80°C，同时，在滚动过程中，每隔4s喷洒1mL去离子水和1g炭黑粉料进行粘合并滚动造粒，造粒时间为1min ;待滚筒造粒完成后，将不同颗粒大小的炭黑取出，并在烘箱温度为90°C下进行烘干，即可取出，备用；取250g大理石颗粒在高压碾压装置中进行碾压，形成颗粒大小为30nm的超细碳酸钙颗