Патент на изобретение №2382735
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к способу переработки отходов производства постоянных магнитов. Способ включает растворение отходов постоянных магнитов, содержащих ценные редкоземельные элементы, смесью трибутилфосфата и тетрахлоэтилена при концентрации трибутилфосфата 5-80 об %, насыщенной хлором до концентрации его в смеси 0,5-4,0 моль/л. После окончания растворения к органической фазе прибавляют водные растворы фторидов щелочных металлов и аммония для осаждение фторидов редкоземельных элементов. Данный способ позволяет интенсифицировать процесс утилизации отходов путем совмещения операций растворения и экстракции в одну стадию, уменьшить коррозионную активность реагентов на стадии осаждения. 1 з.п ф-лы.
Изобретение относится к способу переработки отходов производства постоянных магнитов. В процессе производства постоянных магнитов образуются отходы и бракованные постоянные магниты, содержащие ценные редкоземельные элементы (РЗЭ), в частности лигатуры Nd-Fe-B, содержащие неодим. Переработка отходов постоянных магнитов осуществляется в настоящее время в основном высокотемпературными методами: пирометаллургическим (заявка РФ Одним из гидрометаллургических способов переработки отходов производства постоянных магнитов является способ (патент РФ Несмотря на оригинальную идею двухстадийной реэкстракции, сама экстракция в 100%-ный ТБФ из азотнокислого раствора и последующая реэкстракции будут испытывать определенные технологические затруднения вследствие большой вязкости ТБФ. При предварительной прокалке отходов постоянных магнитов вследствие возможного выделения токсичных газов необходима газоочистка. Если в дальнейшем использовать выделенные РЗЭ для получения лигатур постоянных магнитов, то большой необходимости в разделении индивидуальных РЗЭ нет. При этом для получения металлических РЗЭ предпочтительнее использовать фториды (Химия и технология редких и рассеянных элементов, ч.II, под ред. К.А.Большакова, М., Высшая школа, 1976 г., стр.140). Наиболее близким известным способом переработки отходов постоянных магнитов, содержащих лигатуру Nd-Fe-B, является способ (заявка Японии Отфильтрованный осадок сушился и подвергался электроплавке при 800°C с получением металлических лигатур. К недостаткам рассматриваемого способа можно отнести выделение водорода при растворении в соляной кислоте и использование для осаждения коррозионноактивной 55% плавиковой кислоты. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в отсутствии выделения взрывоопасных газов, сокращении числа операций в процессе, уменьшении коррозионной активности реагентов на стадии осаждения, минимизации водооборота и водных сбросов. Органический растворитель после осаждения фторида неодима вновь направляется на растворение отходов постоянных магнитов. Технический результат достигается тем, что в способе переработки отходов постоянных магнитов, включающем растворение отходов и последующее осаждение фторидов редкоземельных элементов, растворение проводят смесью трибутилфосфата и тетрахлорэтилена при концентрации трибутилфосфата 5-80 об.%, насыщенных хлором до концентрации его в смеси 0,5-4,0 моль/л, а осаждение фторидов проводят непосредственно из органической фазы. Осаждение проводят водными растворами фторидов щелочных металлов и аммония. Использование в качестве растворителя смеси трибутилфосфата и тетрахлорэтилена, насыщенной хлором, позволяет совместить стадии растворения и экстракции, увеличить концентрацию окислителя в жидкой фазе и интенсифицировать действие окислителя – хлора – за счет образования активных комплексов с переносом заряда. Использование твердофазной реэкстракции (осаждения) для выделения фторида неодима из органической фазы позволит разделить неодим и железо на стадии твердофазной реэкстракции. Кроме того, совмещение стадий растворения и экстракции и стадий осаждения и реэкстракции позволит интенсифицировать процесс переработки отходов постоянных магнитов. Использование растворов хлора в системе ТБФ-ТХЭ с концентрацией хлора менее 0,5 моль/л приведет к значительному снижению эффективности растворения постоянных магнитов. Использование растворов ТБФ-ТХЭ с концентрацией хлора более 4,0 моль/л будет приводить к увеличению скорости побочной реакции хлорирования растворяющей системы. Согласно изобретению переработку отходов производства постоянных магнитов осуществляют следующим образом: в обогреваемый реактор загружают навеску постоянного магнита, заливают его растворяющей смесью ТБФ-ТХЭ, предварительно насыщенной хлором, и перемешивают. После окончания растворения нерастворившийся остаток отделяют, а к органическому раствору прибавляют водный раствор фторида щелочного металла или аммония. Раствор перемешивают, отфильтровывают образовавшийся осадок фторида неодима. Жидкую фазу разделяют на водную и органическую составляющие. Органическую фазу насыщают хлором и подают в голову процесса на растворение отходов производства постоянных магнитов. Водную фазу донасыщают фторидом щелочного металла или аммония и используют для последующих твердофазных реэкстракции. Пример 1. 10 г отходов постоянных магнитов на основе лигатуры Nd-Fe-B растворяли в 50 мл системы ТБФ (30 об.%) – ТХЭ (70 об.%) при 40°С, насыщенной хлором до концентрации 1,0 моль/л, в течение 60 минут. Органическую фазу отделяли от нерастворившегося остатка и обрабатывали при перемешивании раствором фторида натрия. Из органического раствора осаждался комплексный фторид неодима, который отфильтровали. Водную и органическую фазы разделяли. Пример 2 20 г отходов постоянных магнитов на основе лигатуры Nd-Fe-B растворяли в 100 мл системы ТБФ (50 об.%) – ТХЭ (50 об.%) при 40°С, насыщенной хлором до концентрации 0,5 моль/л, в течение 60 минут. Органическую фазу отделяли от нерастворившегося остатка и обрабатывали при перемешивании раствором фторида калия. Из органического раствора осаждался комплексный фторид неодима, который отфильтровали. Водную и органическую фазы разделяли. Пример 3 20 г отходов постоянных магнитов на основе лигатуры Nd-Fe-B растворяли в 100 мл системы ТБФ (20 об.%) – ТХЭ (80 об.%) при 40°С, насыщенной хлором до концентрации 3,5 моль/л в течение 60 минут. Органическую фазу отделяли от нерастворившегося остатка и обрабатывали при перемешивании раствором фторида аммония. Из органического раствора осаждался комплексный фторид неодима, который отфильтровали. Водную и органическую фазы разделяли. Пример 4 5 г отходов постоянных магнитов на основе лигатуры Nd-Fe-B растворяли в 50 мл системы ТБФ (80 об.%) – ТХЭ (20 об.%) при 50°С, насыщенной хлором до концентрации 4,0 моль/л, в течение 90 минут. Органическую фазу отделяли от нерастворившегося остатка и обрабатывали при перемешивании раствором фторида натрия. Из органического раствора осаждался комплексный фторид неодима, который отфильтровали. Водную и органическую фазы разделяли. Пример 5. 10 г отходов постоянных магнитов на основе лигатуры Nd-Fe-B растворяли в 200 мл системы ТБФ (5 об.%) – ТХЭ (95 об.%) при 50°С, насыщенной хлором до концентрации 0,75 моль/л, в течение 90 минут. Органическую фазу отделяли от нерастворившегося остатка и обрабатывали при перемешивании раствором фторида аммония. Из органического раствора осаждался комплексный фторид неодима, который отфильтровали. Водную и органическую фазы разделяли. Таким образом, предлагаемый способ переработки отходов производства постоянных магнитов на основе лигатуры Nd-Fe-B позволяет интенсифицировать процесс утилизации отходов путем совмещения операций растворения и экстракции в одну стадию, применения неводной растворяющей системы. На стадии выделения фторида неодима из раствора применена твердофазная реэкстракция, позволяющая совместить операции осаждения и реэкстракции, с отделением неодима от железа.
Формула изобретения
1. Способ переработки отходов постоянных магнитов на основе лигатуры неодим-железо-бор, включающий растворение отходов и последующее осаждение фторидов редкоземельных элементов, отличающийся тем, что растворение проводят смесью трибутилфосфата и тетрахлоэтилена при концентрации трибутилфосфата 5-80 об.%, насыщенной хлором до концентрации его в смеси 0,5-4,0 моль/л, а осаждение фторидов проводят непосредственно из органической фазы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осаждение проводят водными растворами фторидов щелочных металлов и аммония.
|
||||||||||||||||||||||||||
2005128982, кл. С22В 7/00, 2005 г., патент США