10.02.2016
216.014.c242

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛИФОТХОДОВ ОТ ПРОИЗВОДСТВА ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу переработки отходов шлифования постоянных магнитов. Шлифотходы смешивают с концентрированной (не менее 92%) серной кислотой в количестве, необходимом для получения твердого агломерированного продукта. Затем проводят процесс твердофазной сульфатизации при температуре 200-250°C, после чего проводят обжиг при температуре 650-850°C. Далее проводят выщелачивание в перколяционных колоннах сульфатов редкоземельных металлов (РЗМ) и других металлов подкисленной водой и выделение РЗМ из продуктивных растворов осаждением. Твердый остаток выщелачивания (кек) представляет собой практически чистый оксид трехвалентного железа. Технический результат состоит в достижении высокой степени извлечения (94-98%) суммы РЗМ в раствор при минимальном переходе железа и других примесей в раствор в виде сульфатов. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу переработки отходов шлифования постоянных магнитов.

При производстве постоянных магнитов на основе РЗМ-Fe-B спеченные заготовки шлифуют. Эту операцию проводят с использованием охлаждающих жидкостей (эмульсии различных масел с водой). Количество образующихся шлифотходов достигает 40% от массы магнитов. По химическому составу они идентичны составу постоянных магнитов, но содержат дополнительно влагу, углерод (в виде масел) и примеси, попавшие из шлифовальных инструментов (Si, Al, С).

Целесообразно перерабатывать такие отходы для выделения редкоземельных металлов, которые будут повторно использованы в технологическом цикле изготовления постоянных магнитов, что, в свою очередь, обеспечит весомое ресурсосбережение за счет возврата в производства дорогостоящего импортного сырья.

Известны способы переработки шлифотходов - Патент РФ №2369561, C01F 17/00, Патент РФ №2111833, B22F 8|00, согласно которым проводят безводное фторирование и фторирование газообразным фтором.

Недостатком способов является применение агрессивного фторирующего реагента в газообразном состоянии (элементного фтора), предполагающего использование оборудования высокой коррозионной стойкости и наличие специальной газоочистной системы. Кроме того, операция прокалки исходных шлифотходов является нежелательной с точки зрения пожарной безопасности, так как шлифотходы пирофорны.

Наиболее близким известным способом переработки отходов постоянных магнитов, содержащих лигатуру Nd-Fe-B, является способ, описанный в патенте РФ №2431691 С22В 59/00.

Способ включает следующие технологические стадии:

- растворение исходных шлифотходов в серной кислоте с получением раствора РЗЭ, железа, кобальта и т.д.;

- отделение нерастворимых примесей;

- отделение соединений РЗЭ от других элементов методом осаждения двойных солей кристаллическим сульфатом натрия;

- отмывку двойных солей РЗЭ от маточника осаждения;

- конверсию отмытых двойных солей в гидроокиси РЗЭ действием раствора NaOH;

- отмывку гидроокисей РЗЭ от избытка щелочи;

- оксалатную конверсию гидроокисей РЗЭ;

- сушку оксалатов РЗЭ при 250°C;

- прокалку оксалатов при 900-1000°C с получением оксидов РЗЭ.

К недостаткам данного способа можно отнести:

- соотношение Τ:Ж=1:10 приводит к получению большого объема перерабатываемых растворов;

- высокий солевой фон растворов за счет практически полного растворения шлифотходов;

- большой расход реагентов на промежуточных стадиях;

- многостадийность операций, сопряженных с процессами фильтрации, отмывки и репульпации.

Технический результат предлагаемого решения состоит в достижении высокой степени извлечения (94-98%) суммы РЗМ в раствор при минимальном переходе железа и других примесей в раствор в виде сульфатов.

Технический результат достигается тем, что согласно предлагаемому способу, шлифотходы смешивают с концентрированной (не менее 92%) серной кислотой в количестве, необходимом для получения твердого агломерированного продукта. Затем проводят твердофазную сульфатизацию при температуре 200-250°C, после чего проводят обжиг при температуре 650-850°C. Далее следует выщелачивание в перколяционных колоннах сульфатов РЗ и других металлов подкисленной водой (5 г/дм3), после чего выделяют РЗ металлы из продуктивных растворов известными способами. Твердый остаток выщелачивания (кек) представляет собой практически чистый оксид трехвалентного железа.

В зависимости от вида конечного продукта (сумма оксидов или фторидов РЗМ) полученные продуктивные растворы могут быть переработаны существующими известными способами осаждения.

Предлагаемый способ переработки шлифотходов основан на использовании процесса твердофазной сульфатизации.

Твердофазная сульфатизация - это процесс, в котором серная кислота, будучи основным реагентом вскрытия сырья, выступает также и в качестве связующего компонента.

Интерес к этому методу связан с тем, что высокая концентрация серной кислоты (последняя создается благодаря низкому соотношению Т:Ж) позволяет при ее умеренном расходе переводить ценные компоненты в растворимые сульфаты.

Твердофазная сульфатизация приводит к интенсивному взаимодействию серной кислоты и извлекаемых ценных металлов с получением водорастворимых сульфатов.

Обжиг сульфатизированного продукта обеспечивает разложение сульфата железа до оксида и минимальный его переход в раствор при последующем выщелачивании. Более того, выделяющиеся при разложении сульфата железа оксиды серы дополнительно сульфатизируют РЗМ.

Согласно полученным результатам установлено, что способ твердофазной сульфатизации с получением сульфатизированного продукта обеспечивает извлечение при дальнейшем выщелачивании 94-98% Σ РЗМ при использовании простого и дешевого стандартного оборудования: трубчатая вращающаяся печь и перколяционная колонна.

Пример 1

По данным рентгенофазового анализа (РФА) исходные шлифотходы (21,6% Nd, 1,76% Pr, 0,7% Sm, 54,2% Fe) содержат следующие фазы: Nd2Fe14B, α Fe, смесь оксидов железа Fe2O3, Fe3O4 с Nd2O3.

Предварительно были проведены расчеты по стехиометрическому расходу серной кислоты, необходимой для образования сульфатов основных компонентов. Они показали, что суммарный расход 100%-ной серной кислоты составляет 1,31 т на тонну шлифотходов.

Проведены эксперименты по прямому сернокислотному выщелачиванию и твердофазной сульфатизации шлифотходов. Данные по расходу серной кислоты представлены в таблице 1.

Опыты показали, что расход серной кислоты на стадии сульфатизации существенно меньше, чем по стехиометрическим расчетам и расхода по результатам прямого сернокислотного выщелачивания.

При прямом сернокислотном выщелачивании извлечение в раствор неодима составило 90%, железа - 61%, концентрация в продуктивном растворе, г/дм3: Nd - 26,2, Fe - 44,4.

Засульфатизированный материал был проанализирован методом РФА. Согласно анализу присутствуют фазы кристаллогидратов сульфатов железа и неодима: FeSO4·7Η2O, Nd2(SO4)3·Η2O.

Пример 2

Продукт сульфатизации шлифотходов подвергли термической обработке в муфельной печи в следующих режимах:

1. 1-я партия: обжиг при температуре 800°C в течение 2 ч;

2. 2-я партия: сульфатизация при нагревании от 200 до 250°C (1 ч) и обжиг при нагревании от 250 до 800°C в течение 2 ч.

Процесс выщелачивания проходил в перколяционных колоннах с рециклом растворов.

На стадии выщелачивания 1-й партии переход в продуктивный раствор неодима составил 94,3%, извлечение в раствор железа не превысило 1,25%.

По результатам выщелачивания 2-й партии переход неодима в раствор увеличился до 97,8%, железо перешло в раствор на 1,23%.

Поведение неодима можно объяснить введением дополнительной операции сульфатизации при 200-250°C.

При обжиге (температура 800°C), используя различие в термической устойчивости сульфатов железа и неодима (результаты синхронного ТГА/ДСК), на стадии выщелачивания огарка удалось избирательно перевести в раствор неодим в виде сульфата, а железо оставить в кеке в виде гематита, что подтверждают данные РФА кека.

Продуктивный раствор выщелачивания сульфатизированного и обожженного материала содержал, г/дм3: H2SO4 - 3÷5; Nd - 34,7; Fe - 0,1, Pr - 0,71. Выход кека составил 75%.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 62.
10.03.2013
№216.012.2e14

Способ комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд

Изобретение относится к способу комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд, содержащих ванадий, уран, молибден, редкоземельные элементы (РЗЭ). Способ включает измельчение руды до крупности частиц не более 0,2 мм и две стадии выщелачивания. Сернокислотное окислительное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477327
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2ee7

Способ очистки жидких радиоактивных отходов и установка для его осуществления

Группа изобретений относится к области очистки жидких сред, содержащих радиоактивные отходы. Предложен способ, предусматривающий очистку жидких отходов путем предварительного нагрева и испарения с образованием пара и рассола при поддержании в испарительной камере давления ниже атмосферного....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477538
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.05.2013
№216.012.3de4

Способ переработки урановых руд

Изобретение относится к области переработки урансодержащего сырья и может быть использовано при гидрометаллургической переработке урановых руд. Способ переработки урановых руд включает дробление и измельчение руды, серно-кислотное выщелачивание с добавлением азотной кислоты в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481411
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.4806

Способ переработки фосфатного редкоземельного концентрата, выделенного из апатита

Изобретение относится к способам выделения дезактивированных редкоземельных элементов (РЗЭ) при азотно-кислотной переработке апатитового концентрата из азотно-фосфорнокислых растворов. Способ переработки фосфатного редкоземельного концентрата, выделенного из апатита, включает разложение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484018
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c0b

Способ извлечения скандия

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке минерального сырья, в частности к скандийсодержащим «хвостам», полученным при обогащении титаномагнетитовых руд методом мокрой магнитной сепарации. Способ извлечения скандия представляет собой трехстадийное сернокислотное выщелачивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485049
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.544e

Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса

Изобретение предназначено для использования в химической технологии извлечения редкоземельных металлов (РЗМ) из фосфогипса, получаемом в производстве фосфорных удобрений при сернокислотной переработке апатита. Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса включает конверсию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487185
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d50

Способ переработки кобальтсодержащих отходов

Изобретение относится к гидрометаллургии. Отходы самарий-кобальтовых магнитов растворяют в азотной кислоте, полученный раствор обрабатывают аммиаком до рН не менее 3 с окислением кобальта(II) до кобальта(III) с образованием аммиаката кобальта. Затем осаждают оксалат самария оксалатом аммония...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489509
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.6781

Способ переработки металлических бериллиевых отходов

Изобретение относится к переработке бериллийсодержащих металлических отходов. Способ включает растворение металлических бериллиевых отходов в щелочном растворе в присутствии нитрата натрия или калия. Вводят в процесс азотную кислоту в количестве 2,09-2,26 моль/моль бериллия. Азотная кислота...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492144
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6b3a

Способ переработки отходов металлического бериллия и спецкерамики на основе оксида бериллия

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для переработки отходов с получением соединений бериллия и других металлов высокой чистоты. Очистка фторбериллата аммония осуществляется в режиме перекристаллизации ФБА методом изменения состава микропримесей. Изменение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493101
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6e5a

Способ очистки вентиляционных выбросов от токсичных газов

Изобретение относится к технологии очистки вентиляционных выбросов из производственных помещений от содержащихся в них токсичных веществ. Для очистки вентиляционных газов от фтористого водорода применяют волокнистый материал ФИБАН с влажностью 60-100%. Для очистки от фтористого водорода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493901
Дата охранного документа: 27.09.2013
Показаны записи 1-10 из 50.
10.03.2013
№216.012.2e14

Способ комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд

Изобретение относится к способу комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд, содержащих ванадий, уран, молибден, редкоземельные элементы (РЗЭ). Способ включает измельчение руды до крупности частиц не более 0,2 мм и две стадии выщелачивания. Сернокислотное окислительное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477327
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2ee7

Способ очистки жидких радиоактивных отходов и установка для его осуществления

Группа изобретений относится к области очистки жидких сред, содержащих радиоактивные отходы. Предложен способ, предусматривающий очистку жидких отходов путем предварительного нагрева и испарения с образованием пара и рассола при поддержании в испарительной камере давления ниже атмосферного....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477538
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.05.2013
№216.012.3de4

Способ переработки урановых руд

Изобретение относится к области переработки урансодержащего сырья и может быть использовано при гидрометаллургической переработке урановых руд. Способ переработки урановых руд включает дробление и измельчение руды, серно-кислотное выщелачивание с добавлением азотной кислоты в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481411
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.06.2013
№216.012.4806

Способ переработки фосфатного редкоземельного концентрата, выделенного из апатита

Изобретение относится к способам выделения дезактивированных редкоземельных элементов (РЗЭ) при азотно-кислотной переработке апатитового концентрата из азотно-фосфорнокислых растворов. Способ переработки фосфатного редкоземельного концентрата, выделенного из апатита, включает разложение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484018
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c0b

Способ извлечения скандия

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке минерального сырья, в частности к скандийсодержащим «хвостам», полученным при обогащении титаномагнетитовых руд методом мокрой магнитной сепарации. Способ извлечения скандия представляет собой трехстадийное сернокислотное выщелачивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485049
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.544e

Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса

Изобретение предназначено для использования в химической технологии извлечения редкоземельных металлов (РЗМ) из фосфогипса, получаемом в производстве фосфорных удобрений при сернокислотной переработке апатита. Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса включает конверсию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487185
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d50

Способ переработки кобальтсодержащих отходов

Изобретение относится к гидрометаллургии. Отходы самарий-кобальтовых магнитов растворяют в азотной кислоте, полученный раствор обрабатывают аммиаком до рН не менее 3 с окислением кобальта(II) до кобальта(III) с образованием аммиаката кобальта. Затем осаждают оксалат самария оксалатом аммония...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489509
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.6781

Способ переработки металлических бериллиевых отходов

Изобретение относится к переработке бериллийсодержащих металлических отходов. Способ включает растворение металлических бериллиевых отходов в щелочном растворе в присутствии нитрата натрия или калия. Вводят в процесс азотную кислоту в количестве 2,09-2,26 моль/моль бериллия. Азотная кислота...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492144
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6b3a

Способ переработки отходов металлического бериллия и спецкерамики на основе оксида бериллия

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для переработки отходов с получением соединений бериллия и других металлов высокой чистоты. Очистка фторбериллата аммония осуществляется в режиме перекристаллизации ФБА методом изменения состава микропримесей. Изменение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493101
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6e5a

Способ очистки вентиляционных выбросов от токсичных газов

Изобретение относится к технологии очистки вентиляционных выбросов из производственных помещений от содержащихся в них токсичных веществ. Для очистки вентиляционных газов от фтористого водорода применяют волокнистый материал ФИБАН с влажностью 60-100%. Для очистки от фтористого водорода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493901
Дата охранного документа: 27.09.2013

Похожие РИД в системе