本发明涉及稀土废料回收提取技术领域,尤其涉及钕铁硼废料氧化焙烧的方法。
背景技术:
钕铁硼永磁材料具有磁性高、应用广、发展快等特点。钕铁硼磁体具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积等特性,因而广泛应用于电子、通信、医疗设备、航天航空、汽车工业及工业自动化等领域。近年来,我国烧结钕铁硼产量以年平均15%左右的速度快速增长,占全球总产量的50%左右。稀土属于国家战略资源。近年来,国家对稀土资源的开采实行指令性计划,进行保护性开发,而全球钕铁硼的增长仍将保持在30%左右。镨、钕、镝、铽等氧化物元素供不应求。利用钕铁硼废料回收稀土氧化物元素,相比于从矿石生产稀土产品,优越性明显,工序缩短、成本降低、“三废”减少,并有效地保护了国家的稀土资源。
由于永磁材料的生产加工过程当中有加工工艺的要求,会产生大量的边角料或边磨废料。而且这些器件产品报废之后,其中的高价值元素仍然存在于这些报废品当中。每年可以回收利用但没有回收利用的再生资源价值达350亿美元至400亿美元。这组数字显示出我国再生资源发展还存在着巨大的市场空间,发展前景非常广阔。因此,从这些废品中提取﹙分离﹚高价值元素,不仅具有现实的经济意义,更具有重要的资源战略意义。且我国已经把这项工作纳入到了可持续发展战略之中。
钕铁硼永磁体是当今磁性能最强、性价比最优的永磁材料,俗称为“永磁王”,自1983年问世以来,其产业得到迅猛发展。我国具有稀土资源及劳动力的优势,使得全球的钕铁硼永磁材料产业中心往我国转移,同样,我国稀土永磁材料的产业中心也由浙江、山西、北京、天津往稀土资源地——内蒙、江西等地发展。稀土永磁材料在生产过程中就会产生20~30%的废料,此外,每年约产生10%以上的报废稀土永磁体(俗称为磁钢)。2013年中国钕铁硼产量已逾12万吨,产生钕铁硼二次资源3万余吨,具有巨大的开发利用价值。同时,稀土废固资源对环境产生的巨大压力,引起国家的高度重视,相继出台了《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》、《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》等政策和行政法规,坚决淘汰落后产能,严格排放标准,鼓励对稀土等稀贵废固资源进行回收利用。重视稀土金属回收利用技术的研发,尽快建立相应循环经济体系,实现低能耗、低污染的节约型经济增长模式具有十分重要的意义。
技术实现要素:
针对上述技术问题,本发明公开一种高效自热自动氧化焙烧钕铁硼废料技术。
本发明的技术问题主要通过下述技术方案得以解决:
钕铁硼废料一般有油泥料、水磨料、线切割料、炉渣和料皮等多种类型结构,按照每一种废料的特征形貌及其化学物理特性,经过多次小试及中试,研发出一种成熟稳定的配方,通过自身产生热量燃烧进行氧化焙烧。
将钕铁硼废料分为油泥料、水磨料、线切割料、炉渣和料皮五类废料,采用特殊配比,通过自身产生热量燃烧进行氧化焙烧;所述配比为:油泥料27~33%、水磨料10~14%、线切割料16~20%、炉渣24~30%、料皮11~15%;
氧化焙烧步骤如下:
按照上述配比将搭配好的钕铁硼废料投入混料设备中,加清水至料面齐平,以5转/秒的匀速度搅拌10~15分钟,混合均匀后加入氧化焙烧旋转窖炉;
在窖头加入混合均匀的钕铁硼废料,并一次性点火燃烧进行氧化,启动窖炉旋转装置,控制在1.2转/分钟的速度,控制物料流动速度与通风速度比达到1:6~1:10,通过力学原理使物料从窖头投入口自动流向窖尾出口,同时进行自动翻料增大氧化比表面积,实现钕铁硼废料彻底氧化,将稀土转化为氧化物,铁转化为Fe2O3,完成钕铁硼废料的氧化焙烧。
进一步,所述旋转窖炉为长15米、直径1.2米的旋转窖炉,在窖头设置冷却及通风装置,窖尾设置除尘及废料分级分类装置,旋转窖炉中间设置两个驱动装置,旋转窖炉膛内用耐火材料设置物料自动流通装置。
本发明的有益效果是:
1、本技术在回收钕铁硼废料当中的稀土元素过程中,解决了一般企业只能处理单种废料,不能同时处理多种混合型废料的技术难题。
2、设计的旋转窖炉通过钕铁硼废料自身特性产生的热量进行自燃氧化,可节省外加燃料能源资源。
3、在旋转窖头加装冷却装置,通过水循环降低窖头作业温度,改善工人作业环境,同时将收集的气体热能转换为水热能输入至溶解工序,可节省蒸汽使用量。
4、本工艺技术稀土氧化物的氧化率可达98.6%,Fe2O3转化率可达99.1%,与其它工艺技术相比较,均提高5~8%。
具体实施方式
下面通过实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
钕铁硼废料一般有油泥料、水磨料、线切割料、炉渣和料皮等多种类型结构,按照每一种废料的特征形貌及其化学物理特性,经过多次小试及中试,研发出一种成熟稳定的配方,通过自身产生热量燃烧进行氧化焙烧。
实施例1:
将钕铁硼废料分为油泥料、水磨料、线切割料、炉渣和料皮五类废料,采用特殊配比,通过自身产生热量燃烧进行氧化焙烧;所述配比为:油泥料30%、水磨料12%、线切割料18%、炉渣27%、料皮13%;
氧化焙烧步骤如下:
按照上述配比将搭配好的钕铁硼废料投入混料设备中,加清水至料面齐平,以5转/秒的匀速度搅拌10~15分钟,混合均匀后加入氧化焙烧旋转窖炉;
在窖头加入混合均匀的钕铁硼废料,并一次性点火燃烧进行氧化,启动窖炉旋转装置,控制在1.2转/分钟的速度,控制物料流动速度与通风速度比达到1:8,通过力学原理使物料从窖头投入口自动流向窖尾出口,同时进行自动翻料增大氧化比表面积,实现钕铁硼废料彻底氧化,将稀土转化为氧化物,铁转化为Fe2O3,完成钕铁硼废料的氧化焙烧。
本实施例中,所述旋转窖炉为长15米、直径1.2米的旋转窖炉,在窖头设置冷却及通风装置,窖尾设置除尘及废料分级分类装置,旋转窖炉中间设置两个驱动装置,旋转窖炉膛内用耐火材料设置物料自动流通装置。
实施例2:
采用与实施例1相同的旋转窑炉。
配比为:油泥料27%、水磨料12%、线切割料16%、炉渣30%、料皮15%;按照上述配比将搭配好的钕铁硼废料投入混料设备中,加清水至料面齐平,以5转/秒的匀速度搅拌10~15分钟,混合均匀后加入氧化焙烧旋转窖炉;
在窖头加入混合均匀的钕铁硼废料,并一次性点火燃烧进行氧化,启动窖炉旋转装置,控制在1.2转/分钟的速度,控制物料流动速度与通风速度比达到1:6,通过力学原理使物料从窖头投入口自动流向窖尾出口,同时进行自动翻料增大氧化比表面积,实现钕铁硼废料彻底氧化,将稀土转化为氧化物,铁转化为Fe2O3,完成钕铁硼废料的氧化焙烧。
实施例3:
采用与实施例1相同的旋转窑炉。
配比为:油泥料33%、水磨料10%、线切割料20%、炉渣25%、料皮12%;按照上述配比将搭配好的钕铁硼废料投入混料设备中,加清水至料面齐平,以5转/秒的匀速度搅拌10~15分钟,混合均匀后加入氧化焙烧旋转窖炉;
在窖头加入混合均匀的钕铁硼废料,并一次性点火燃烧进行氧化,启动窖炉旋转装置,控制在1.2转/分钟的速度,控制物料流动速度与通风速度比达到1:10,通过力学原理使物料从窖头投入口自动流向窖尾出口,同时进行自动翻料增大氧化比表面积,实现钕铁硼废料彻底氧化,将稀土转化为氧化物,铁转化为Fe2O3,完成钕铁硼废料的氧化焙烧。
本实施例只是本发明示例的实施方式,对于本领域内的技术人员而言,在本发明公开了应用方法和原理的基础上,很容易做出各种类型的改进或变形,而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的结构,因此前面描述的方式只是优选方案,而并不具有限制性的意义,凡是依本发明所作的等效变化与修改,都在本发明权利要求书的范围保护范围内。