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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910009156.9 (22)申请日 2019.01.04 (66)本国优先权数据 201811231848.X 2018.10.22 CN (71)申请人 江西理工大学 地址 341000 江西省赣州市红旗大道86号 (72)发明人 汪金良 刘付朋 胡华舟 (51)Int.Cl. C21B 13/00(2006.01) C22B 1/00(2006.01) C22B 7/00(2006.01) C22B 59/00(2006.01) (54)发明名称 一种钕铁硼废料双闪。
2、综合回收的方法 (57)摘要 本发明公开了一种钕铁硼废料双闪综合回 收的方法， 是将钕铁硼废料与富氧空气一起由喷 嘴喷入一个高温竖式反应塔空间， 物料呈高度分 散漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 其中的稀 土和铁被快速充分氧化； 氧化产物与还原性气体 一起由喷嘴喷入另一个高温竖式反应塔空间， 控 制还原气氛， 物料中铁的氧化物被还原成金属 铁； 还原产物经磁选后， 分别得到富铁相和富稀 土相， 从而实现钕铁硼废料中稀土和铁的高效富 集和分离， 克服了传统钕铁硼废料处理方法流程 长、 能耗高、 稀土和铁同时氧化、 无法在酸溶前将 稀土和铁进行分离、 酸溶铁渣量大、 稀土回收率 低、 铁资源难于回。
3、收的缺陷， 具有良好的经济和 环保效益。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 109504812 A 2019.03.22 CN 109504812 A 1.一种钕铁硼废料双闪综合回收的方法， 其特征在于包括以下步骤： （1） 闪速氧化 a. 将粉状钕铁硼废料与富氧空气一起由喷嘴A （1） 喷入一个高度为2.0-25.0米、 温度 为400-1300的反应塔A （2） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 在此 过程中， 物料中的稀土和铁被快速氧化； b. 闪速氧化产物飘落在反应塔下方的收集器A （3） ， 由氧化产物排出口 （4） 放出； （2） 闪速还原 c. 将闪。
4、速氧化产物与还原性气体一起由喷嘴B （6） 喷入一个高度为2.0-25.0米、 温度 为1000-1500的反应塔B （7） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 在此 过程中， 控制反应气氛， 使氧分压低于10-15atm， 物料中铁的氧化物被快速还原成金属铁或 磁性四氧化三铁， 而物料中的稀土氧化物不被还原； d. 还原产物飘落在反应塔下方的收集器B （8） ， 由还原产物排出口 （9） 放出后， 经磁选 得到富铁相和富稀土相。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤 （1） 中产生的氧化烟气经收集器A （3） 上端的烟道A （5） 排出， 经收尘后排空。 3.。
5、根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤 （2） 中产生的还原烟气经收集器B （8） 上端的烟道B （10） 排出， 经二次燃烧、 余热回收、 收尘后排空。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述粉状钕铁硼废料为带油或不带油物 料， 其粒度为50目以下。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述富氧空气中氧的质量百分比浓度为 21%-100%。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述还原性气体为一氧化碳、 氢气、 天然 气、 页岩气中的一种或多种。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 109504812 A 2 一种钕铁硼废料双闪综合回收的方法 技。
6、术领域 0001 本发明涉及一种钕铁硼废料双闪综合回收的方法， 属于稀土冶金技术领域。 背景技术 0002 钕铁硼是一种磁性材料， 作为稀土永磁材料发展的最新成果， 因其优异的磁性能 而被称为 “磁王” ， 广泛应用于各个领域。 在钕铁硼磁性材料生产过程中， 会产生大约20- 25的废料， 其中大多属于钕铁硼油泥废料。 这些废料含有大约60%的铁和30%左右的稀土 元素。 钕铁硼废料的回收利用， 不仅合理利用了资源， 而且减少了环境的污染。 0003 当前， 钕铁硼油泥废料往往采用两段回转窑进行焙烧后， 进行浸出-萃取-沉淀-灼 烧等工序回收其中的稀土。 第一段回转窑焙烧主要是脱除钕铁硼油泥中。
7、的油， 为第二段深 度氧化提供原料， 但由于回转窑固有缺陷， 温度和气氛无法精确控制， 脱油过程往往燃烧不 充分， 造成能耗高， 且经常冒黑烟， 污染环境。 第二段回转窑焙烧往往将稀土和铁尽可能分 别氧化成RE2O3和Fe2O3， 由于回转窑氧化反应速率慢， 往往需要4-8小时才能达到较高的氧 化率， 并且， 由于采用两段回转窑， 体积大， 占地多， 对外散热面积大， 同时存在热-冷交替环 节， 能耗高。 另外， 由于稀土和铁同时氧化后， 用盐酸进行浸出， 废料中大量存在的铁进入了 酸浸渣， 渣量大， 渣带走的稀土总量大， 造成稀土总回收率下降， 而浸出渣本身难于得到很 好的综合利用， 往往堆。
8、存， 造成环境污染。 发明内容 0004 本发明的目的是为克服传统钕铁硼废料回收方法的不足， 提出一种钕铁硼废料双 闪综合回收的方法， 采取的技术方案包括以下步骤。 0005 （1） 闪速氧化。 0006 a. 将粉状钕铁硼废料与富氧空气一起由喷嘴A （1） 喷入一个高度为2.0-25.0米、 温度为400-1300的反应塔A （2） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 在此过程中， 物料中的稀土和铁被快速氧化。 0007 b. 闪速氧化产物飘落在反应塔下方的收集器A （3） ， 由氧化产物排出口 （4） 放出。 0008 （2） 闪速还原。 0009 c. 将闪速氧化产物与。
9、还原性气体一起由喷嘴B （6） 喷入一个高度为2.0-25.0米、 温度为1000-1500的反应塔B （7） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 在此过程中， 控制反应气氛， 使氧分压低于10-15atm， 物料中铁的氧化物被快速还原成金属 铁或磁性四氧化三铁， 而物料中的稀土氧化物不被还原。 0010 d. 还原产物飘落在反应塔下方的收集器B （8） ， 由还原产物排出口 （9） 放出后， 经 磁选得到富铁相和富稀土相。 0011 进一步地， 步骤 （1） 中产生的氧化烟气经收集器A （3） 上端的烟道A （5） 排出， 经收尘 后排空。 0012 进一步地， 步骤 （2。
10、） 中产生的还原烟气经收集器B （8） 上端的烟道B （10） 排出， 经二 说 明 书 1/4 页 3 CN 109504812 A 3 次燃烧、 余热回收、 收尘后排空。 0013 进一步地， 所述粉状钕铁硼废料为带油或不带油物料， 其粒度为50目以下。 0014 进一步地， 所述富氧空气中氧的质量百分比浓度为21%-100%。 0015 进一步地， 所述还原性气体为一氧化碳、 氢气、 天然气、 页岩气中的一种或多种。 0016 相对于传统钕铁硼废料回收方法， 本发明提出的一种钕铁硼废料双闪综合回收的 方法， 有以下优势：（1） 采用闪速富氧氧化技术， 将粉状钕铁硼废料与富氧空气一块喷入高。
11、 温反应塔空间， 使物料呈高度分散的漂浮状态， 与混合气体充分接触， 具有优越的反应动力 学条件， 能将物料中的稀土和铁迅速充分氧化， 氧化率均高于99.0%， 氧化反应时间只有短 短十几秒， 远低于回转窑的几个小时。（2） 采用闪速还原技术， 将氧化产物中铁的氧化物快 速充分还原成金属铁或四氧化三铁， 还原率高于99.0%， 且由于采用了分散喷嘴， 得到的还 原产物颗粒相互分散， 便于用磁选方式分离稀土和铁。 还原反应时间也只有短短十几秒， 速 度快， 效率高。（3） 闪速炉体控温准确， 密封好， 能耗低， 环境友好； 且炉体气氛容易控制， 易 于氧化或还原气氛的精确控制。（4） 在酸浸前将。
12、废料中的铁和稀土进行分离和分别富集， 有 利于减少盐酸耗量， 大幅降低酸浸渣量， 从而大幅降低渣带走的稀土总量， 提高稀土总回收 率。 另外， 磁选后的富铁相， 方便综合利用铁资源。 0017 本发明能广泛应用于从各种粉状钕铁硼废料中回收有价金属， 具有良好的推广应 用价值。 附图说明 0018 图1： 本发明工艺流程图示意图。 0019 图2： 本发明所采用的闪速氧化设备结构示意图。 0020 图2中， 1.喷嘴A， 2.反应塔A， 3.收集器A， 4.氧化产物排出口， 5.烟道A。 0021 图3： 本发明所采用的闪速还原设备结构示意图。 0022 图3中， 6.喷嘴B， 7.反应塔B， 。
13、8.收集器B， 9.还原产物排出口， 10.烟道B。 具体实施方式 0023 下面结合实施例， 对本发明作进一步描述， 以下实施例旨在说明本发明而不是对 本发明的进一步限定。 0024 实施例1： 将粒度为100目的粉状钕铁硼废料， 与氧质量百分比浓度为40%的富氧空气一起由喷嘴 （1） 喷入一个高度为2.5米、 温度为800的反应塔 （2） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应 塔上端飘落到下端， 在此过程中， 物料中的铁和稀土被富氧空气快速氧化， 废料中铁氧化率 为99.41%、 稀土氧化率为99.82%。 氧化产物飘落在反应塔下方的收集器 （3） ， 由排出口 （4） 放 出后， 进入闪速。
14、还原炉。 氧化烟气经收集器 （3） 上端的烟道 （5） 排出， 经收尘后排空。 0025 将闪速氧化产物与氢气一起由喷嘴 （6） 喷入一个高度为3.5米、 温度为1200的反 应塔 （7） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 在此过程中， 控制反应气 氛， 使氧分压为10-16atm， 物料中铁氧化物的45.1%被还原成金属铁， 54.4%被还原成四氧化 三铁， 而物料中的稀土氧化物未被还原。 还原产物飘落在反应塔下方的收集器 （8） ， 由排出 口 （9） 放出后， 经磁选得到富铁相和富稀土相。 还原烟气经收集器 （8） 上端的烟道 （10） 排出， 说 明 书 2/4 页。
15、 4 CN 109504812 A 4 经二次燃烧、 余热回收、 收尘后排空。 0026 实施例2： 将粒度为200目的粉状钕铁硼废料， 与氧质量百分比浓度为30%的富氧空气一起由喷嘴 （1） 喷入一个高度为3.5米、 温度为1000的反应塔 （2） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应 塔上端飘落到下端， 在此过程中， 物料中的铁和稀土被富氧空气快速氧化， 废料中铁氧化率 为99.85%、 稀土氧化率为99.94%。 氧化产物飘落在反应塔下方的收集器 （3） ， 由排出口 （4） 放 出后， 进入闪速还原炉。 氧化烟气经收集器 （3） 上端的烟道 （5） 排出， 经收尘后排空。 0027 将闪。
16、速氧化产物与氢气一起由喷嘴 （6） 喷入一个高度为5.5米、 温度为1300的反 应塔 （7） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 在此过程中， 控制反应气 氛， 使氧分压为10-18atm， 物料中铁氧化物的60.5%被还原成金属铁， 39.1%被还原成四氧化 三铁， 而物料中的稀土氧化物未被还原。 还原产物飘落在反应塔下方的收集器 （8） ， 由排出 口 （9） 放出后， 经磁选得到富铁相和富稀土相。 还原烟气经收集器 （8） 上端的烟道 （10） 排出， 经二次燃烧、 余热回收、 收尘后排空。 0028 实施例3： 将粒度为300目的粉状钕铁硼废料， 与氧质量百分比浓度。
17、为50%的富氧空气一起由喷嘴 （1） 喷入一个高度为2.5米、 温度为900的反应塔 （2） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应 塔上端飘落到下端， 在此过程中， 物料中的铁和稀土被富氧空气快速氧化， 废料中铁氧化率 为99.75%、 稀土氧化率为99.91%。 氧化产物飘落在反应塔下方的收集器 （3） ， 由排出口 （4） 放 出后， 进入闪速还原炉。 氧化烟气经收集器 （3） 上端的烟道 （5） 排出， 经收尘后排空。 0029 将闪速氧化产物与一氧化碳气体一起由喷嘴 （6） 喷入一个高度为8.5米、 温度为 1450的反应塔 （7） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 。
18、在此过程中， 控制反应气氛， 使氧分压为10-20atm， 物料中铁氧化物的80.5%被还原成金属铁， 19.3%被还 原成四氧化三铁， 而物料中的稀土氧化物未被还原。 还原产物飘落在反应塔下方的收集器 （8） ， 由排出口 （9） 放出后， 经磁选得到富铁相和富稀土相。 还原烟气经收集器 （8） 上端的烟 道 （10） 排出， 经二次燃烧、 余热回收、 收尘后排空。 0030 实施例4： 将粒度为50目的粉状钕铁硼废料， 与氧质量百分比浓度为80%的富氧空气一起由喷嘴 （1） 喷入一个高度为10.0米、 温度为600的反应塔 （2） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应 塔上端飘落到下端， 在。
19、此过程中， 物料中的铁和稀土被富氧空气快速氧化， 废料中铁氧化率 为99.81%、 稀土氧化率为99.89%。 氧化产物飘落在反应塔下方的收集器 （3） ， 由排出口 （4） 放 出后， 进入闪速还原炉。 氧化烟气经收集器 （3） 上端的烟道 （5） 排出， 经收尘后排空。 0031 将闪速氧化产物与天然气气体一起由喷嘴 （6） 喷入一个高度为12.0米、 温度为 1500的反应塔 （7） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 在此过程中， 控制反应气氛， 使氧分压为10-16atm， 物料中铁氧化物的59.9%被还原成金属铁， 39.9%被还 原成四氧化三铁， 而物料中的稀土。
20、氧化物未被还原。 还原产物飘落在反应塔下方的收集器 （8） ， 由排出口 （9） 放出后， 经磁选得到富铁相和富稀土相。 还原烟气经收集器 （8） 上端的烟 道 （10） 排出， 经二次燃烧、 余热回收、 收尘后排空。 0032 实施例5： 将粒度为100目的粉状钕铁硼废料， 与氧质量百分比浓度为21%的富氧空气一起由喷嘴 说 明 书 3/4 页 5 CN 109504812 A 5 （1） 喷入一个高度为2.0米、 温度为400的反应塔 （2） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应 塔上端飘落到下端， 在此过程中， 物料中的铁和稀土被富氧空气快速氧化， 废料中铁氧化率 为99.42%、 稀土氧。
21、化率为99.85%。 氧化产物飘落在反应塔下方的收集器 （3） ， 由排出口 （4） 放 出后， 进入闪速还原炉。 氧化烟气经收集器 （3） 上端的烟道 （5） 排出， 经收尘后排空。 0033 将闪速氧化产物与页岩气气体一起由喷嘴 （6） 喷入一个高度为2.0米、 温度为1200 的反应塔 （7） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘落到下端， 在此过程中， 控制 反应气氛， 使氧分压为10-25atm， 物料中铁氧化物的81.5%被还原成金属铁， 18.4%被还原成 四氧化三铁， 而物料中的稀土氧化物未被还原。 还原产物飘落在反应塔下方的收集器 （8） ， 由排出口 （9） 放出后，。
22、 经磁选得到富铁相和富稀土相。 还原烟气经收集器 （8） 上端的烟道 （10） 排出， 经二次燃烧、 余热回收、 收尘后排空。 0034 实施例6： 将粒度为300目的粉状钕铁硼废料， 与氧质量百分比浓度为100%的富氧空气一起由喷 嘴 （1） 喷入一个高度为25.0米、 温度为1300的反应塔 （2） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从 反应塔上端飘落到下端， 在此过程中， 物料中的铁和稀土被富氧空气快速氧化， 废料中铁氧 化率为99.98%、 稀土氧化率为99.99%。 氧化产物飘落在反应塔下方的收集器 （3） ， 由排出口 （4） 放出后， 进入闪速还原炉。 氧化烟气经收集器 （3） 上端的。
23、烟道 （5） 排出， 经收尘后排空。 0035 将闪速氧化产物与氢气、 一氧化碳体积比为2:1的混合气体一起由喷嘴 （6） 喷入一 个高度为25.0米、 温度为1000的反应塔 （7） ， 物料呈高度分散的漂浮状态从反应塔上端飘 落到下端， 在此过程中， 控制反应气氛， 使氧分压为10-20atm， 物料中铁氧化物的78.3%被还 原成金属铁， 21.5%被还原成四氧化三铁， 而物料中的稀土氧化物未被还原。 还原产物飘落 在反应塔下方的收集器 （8） ， 由排出口 （9） 放出后， 经磁选得到富铁相和富稀土相。 还原烟气 经收集器 （8） 上端的烟道 （10） 排出， 经二次燃烧、 余热回收、 收尘后排空。 说 明 书 4/4 页 6 CN 109504812 A 6 图1 图2 说 明 书 附 图 1/2 页 7 CN 109504812 A 7 图3 说 明 书 附 图 2/2 页 8 CN 109504812 A 8 。