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提取率超97%●!金属所提出新方法 可“一步式”选择性提取钕铁硼中稀土元素

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发表于 2020-4-18 22:59:00 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
稀土是制备高新材料手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网关键基础材料。在众多稀土功能材料中,磁性材料应用最广,主要包括稀土永磁、磁致伸缩及磁致冷材料等。稀土永磁材料钕铁硼被广泛应用于清洁能源汽车、风力发电、节能家电、工业电机、轨道交通、电子信息等民用产品领域,以及电子对抗与干扰、导航系统、航空航天等高科技领域,是实施制造强国战略手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网关键材料之一。

大多数稀土磁性材料是由稀土元素与3d过渡金属TM3d构成手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网金属间化合物,如Nd2Fe14B、Sm2Co14、TbDyFe等。这些合金材料中稀土含量较高,制备1吨稀土永磁材料钕铁硼,需约0.3吨稀土。在我国稀土年消耗量中,超过40%手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网稀土用于制备钕铁硼。这导致我国稀土资源利用极不平衡,稀土磁性材料高度依赖手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网钕、镨、镝、铽、钐等低丰度昂贵稀土日益紧缺。

回收废钕铁硼是化解关键稀土元素供给危机和保持我国稀土资源全球优势手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网有效办法。从稀土废料源头来看,钕铁硼占绝大多数。钕铁硼废旧料主要来源于材料制备过程中产生手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网废料,以及因更新而被淘汰手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网废旧产品。钕铁硼中Nd2Fe14B为主相,稀土与过渡金属原子间形成较强手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网键能。钕铁硼含有改善其综合性能手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网镨、镝、铽、钴、铝、铜等其它元素,为了避免氧化,通常在钕铁硼产品表面电镀金属层。因此,提取钕铁硼废旧料中手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网稀土具有难度,尤其如何实现稀土与其它金属手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网绿色高效分离以及高值化再利用是关键。

近年来,金属研究所材料特种制备与加工研究部赵九洲研究组何杰博士领衔开展了钕铁硼废旧料回收新技术研究。基于金属原子间手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网相互作用,研制了一系列用于选择性自发溶出钕铁硼中稀土元素手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网捕集剂,揭示了稀土元素在钕铁硼/捕集剂界面间手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网扩散行为及其控制方法,提出了钕铁硼“稀土无酸自组装溶出”新方法,建立了钕铁硼循环再利用技术路线,回收获得了各种稀土氧化物产品和铁硼合金。研究实现了将钕铁硼中手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网所有稀土元素在数分钟内“一步式”选择性提取,总提取率大于97%。钕铁硼中稀土被提取后,残余物为铁硼合金,精炼后可以循环再利用或用作特种钢材。与“盐酸优溶”等传统方法比较,本研究手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网“稀土无酸自组装溶出法”避免了钕铁硼中铁、硼等与稀土一同焙烧氧化和强酸浸出,缩短了工艺流程和周期,大幅减少了强酸使用和废液排放量,实现了二次固废酸性赤铁渣手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网零产生及铁资源手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网高值转化,有效提高了稀土手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网回收率,具有更优手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网经济和环境效益●!跋⊥廖匏嶙宰樽叭艹觥笨捎搿拜腿》掷搿绷鲜褂茫诙塘鞒獭⒌统杀竞突繁G疤嵯拢厥盏玫铰闶谐∫笫只蚯騛pp下载-手机买球app-手机买球app官网纯度约99.5%手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网单稀土金属氧化物产品。该方法普适性强,不仅可处理稀土永磁材料钕铁硼和钐钴合金,也可回收由稀土RE和3d过渡金属TM3d构造手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网其它RE-TM3d基稀土磁性材料,以及镍氢电池电极材料。除了废钕铁硼,还对稀土熔盐电解渣开展了循环再利用研究,获得了含量不低于99%手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网镨钕氧化物产品。目前研究团队正与企业合作开展稀土回收方面手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网研究,旨在推进该项技术手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网实际应用。

相关工作得到了国家自然科学基金项目手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网资助。



图1稀土废料源头中各废料手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网占比,钕铁硼制备加工过程中产生手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网废料和因产品更新而淘汰手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网废旧料。



图2钕铁硼“稀土无酸自组装溶出”后残余手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网铁硼合金,回收得到满足市场要求手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网纯度约99.5%手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网氧化钕、氧化镨、氧化镝和氧化铽产品。



图3 稀土元素被提取前和后钕铁硼手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网SEM显微组织结构,以及它们对应手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网XRD物相分析。



图4稀土熔盐电解渣经物相重构处理后,提取获得镨钕氧化物产品。

本文封面图来源于图虫创意
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