一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝的制作方法
【專利摘要】一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，利用廢氣的電子陶瓷元件作為原料經(jīng)過磨粉、堿煮、水洗過程進行原料初加工，然后通過兩次酸溶過程進行深處理，一次酸溶過程中，酸溶鍋加入水洗料、雙氧水、聚乙二醇以及鹽酸與反應(yīng)生成稀土料液，此稀土料液在加入絮凝劑后通過絮凝反應(yīng)過程將大部分雜質(zhì)與稀土離子分離，以方便提純生產(chǎn)高純草酸釹；然后利用鹽酸進行二次酸溶，將兩次酸溶后的分離得到的稀土料液進行酸溶除雜，可進一步保證后面工序物料的純度，然后經(jīng)過除雜、水洗、碳沉、循環(huán)酸溶、草沉過程后焙燒即得氧化釹成品。本發(fā)明能有效利用廢棄物生產(chǎn)高純氧化釹，減少了工業(yè)垃圾，避免了稀土資源的浪費，具有現(xiàn)實的經(jīng)濟價值及社會價值。
【專利說明】—種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢料的處理工藝領(lǐng)域，具體為一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]釹元素憑借其在稀土領(lǐng)域中的獨特地位，多年來成為市場關(guān)注的熱點，被廣泛應(yīng)用于電子、機械、航空、軍事、通信、醫(yī)療等行業(yè)。金屬釹在工業(yè)方面不僅能用來制備釹鐵硼永磁材料，還能在有色金屬冶煉行業(yè)也有其特殊作用，如在鎂或鋁合金中添加1.5^2.5%釹，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性，另外，在玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠制品的生產(chǎn)過程中還能作為過程添加劑使用以提高產(chǎn)品的品質(zhì)；同時，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還可作為外用消毒劑使用。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，稀土科技領(lǐng)域的拓展和延伸，釹元素將會有更廣闊的利用空間。[0003]然而，釹作為稀土族礦物元素是稀缺且昂貴的重要戰(zhàn)略資源，且隨著相關(guān)礦產(chǎn)資源的開發(fā)而變得越來越珍貴，合理回收含釹廢棄物中的釹是非常有價值的工作。而在含釹的各種廢棄物中，廢棄的電子陶瓷元器件占了相當(dāng)大的比例，這些廢棄的電子陶瓷元器件主要是生產(chǎn)線上殘次品以及使用過程中淘汰的廢舊品，其中的釹含量較高。這一類廢棄物一方面被扔掉會造成資源的大量浪費，另一方面也污染了環(huán)境?；谏鲜鲈?，開發(fā)出一種較佳的回收工藝對此類廢棄物進行釹回收不僅能節(jié)約和保護自然資源、降低成本并且提高經(jīng)濟效益，有利于國內(nèi)各領(lǐng)域長期穩(wěn)定地發(fā)展，還有利于稀土元素的循環(huán)再利用和國家的可持續(xù)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，以解決上述【背景技術(shù)】中的缺點。
[0005]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，包括以下操作步驟:
1.磨粉:將回收的廢棄電子陶瓷物料進行破碎并經(jīng)過球磨機進行研磨，以研磨出的電子陶瓷粉粉體目數(shù)達到100-200目的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
[0006]2.堿煮:將研磨后的陶瓷粉粉體與片堿一同加入堿煮鍋，經(jīng)堿煮鍋進行高溫堿煮使得物料在堿煮鍋內(nèi)的液相充分與堿反應(yīng)生成氫氧化合物。
[0007]3.水洗:將堿煮好的物料轉(zhuǎn)入水洗攪拌桶中進行水洗，使堿煮后物料中的可溶性雜質(zhì)離子充分洗凈，水洗完成后經(jīng)板框壓榨機固液分離得水洗料。
[0008]4.一次酸溶:將水洗料、雙氧水以及聚乙二醇加入酸溶鍋中，雙氧水與水洗料的重量比為1:5(Tl:100，聚乙二醇與水洗料的重量比為1:l(Tl:50，并加入工業(yè)鹽酸將酸溶鍋的酸值控制在0.5^1.5Ν，打開酸溶鍋溫控開關(guān)將酸溶溫度控制在6(T90°C，在持續(xù)攪拌條件下反應(yīng)持續(xù)3~4小時，將反應(yīng)后的物料經(jīng)板框壓榨機固液分離后得到一次酸溶渣和一次釹料液，并將一次釹料液經(jīng)泵抽入料液澄清池。
[0009]5.二次酸溶:將一次酸溶轉(zhuǎn)入酸溶鍋,在酸溶鍋中利用工業(yè)鹽酸調(diào)整酸值為2^4N,開啟酸溶鍋在6(T90°C的溫度下持續(xù)攪拌反應(yīng)71小時完成酸溶，反應(yīng)結(jié)束后用碳酸釹將酸溶鍋的PH值回調(diào)至:3-4，并在酸溶鍋中按聚乙二醇:一次酸溶渣的重量比1:l(Tl:50的比例加入聚乙二醇，然后將物料經(jīng)板框壓榨機固液分離后得二次酸溶渣和二次釹料液，將二次釹料液經(jīng)泵抽入料液澄清池。
[0010]6.料液澄清除雜:將一次釹料液以及二次釹料液加入到酸溶鍋，并加入聚乙二醇，將酸溶鍋溫度控制在6(T90°C，加入絮凝劑絮凝除去懸浮小顆粒物，將絮凝除雜后的料液經(jīng)板框壓榨機固液分離后得三次釹料液和渣頭。
[0011]7.水洗渣頭:將二次酸溶渣和步驟6中的渣頭收集，加入水洗攪拌桶，用8(T100°C的熱水進行攪拌洗滌，攪拌洗滌后將物料泵入板框壓榨機中，再用熱水在壓榨機中進行壓榨洗滌，多次操作直至排出洗滌水PH達到5~7，停止洗滌并將洗滌水經(jīng)泵機抽入碳沉槽。
[0012]8.洗水碳沉、碳酸釹酸溶:將步驟7中的洗滌水加入小蘇打進行沉淀反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)后水溶液PH到達71即反應(yīng)完成，經(jīng)板框壓榨機固液分離后得到碳酸釹，將碳酸釹替代水洗料并按照步驟4的過程進行酸溶，并按照步驟6的除雜步驟以制得碳沉釹料液。
[0013]9.草酸沉淀和草酸釹洗滌、焙燒:將三次釹料液以及碳沉釹料液過濾后打入沉淀反應(yīng)釜中，加入草酸溶液以制備草酸釹，并將沉淀反應(yīng)釜中的沉淀物料放入過濾池中用8(T100°C的熱水進行洗滌，一邊洗滌一邊加水，當(dāng)洗滌水的PH值到達5飛時停止，放入離心機，再在離心機中洗滌至洗水PH達到6~7后甩干、裝包得草酸釹；草酸釹經(jīng)焙燒窯焙燒后得氧化釹產(chǎn)品。
[0014]在本發(fā)明的一次酸溶過程中，酸溶鍋加入水洗料、雙氧水以及聚乙二醇反應(yīng)生成釹料液，此釹料液在加入絮凝劑后通過絮凝反應(yīng)過程將大部分雜質(zhì)與稀土離子分離，以方便提純生產(chǎn)高純草酸釹，此工序物料分解稀土收率到達70%以上；然后利用鹽酸進行二次酸溶，將兩次酸溶后的分離得到的稀土料液進行酸溶除雜，可進一步保證后面工序物料的純度。
[0015]在本發(fā)明中，所述步驟2的堿煮過程中，所述電子陶瓷粉物料與片堿的加入的質(zhì)量比為10:3^10:10，堿煮溫度要求為10(Tl5(TC，堿煮過程維持8~20小時，以電子陶瓷粉中釹元素的分解率達到98%以上所需時間為準(zhǔn),此時，電子陶瓷粉在堿煮鍋內(nèi)與堿充分反應(yīng)并生成氫氧化合物。
[0016]在本發(fā)明中，所述步驟3的水洗過程中，以80-100?的熱水作為洗水，水洗2飛次，至排出洗水PH達到8、時停止洗滌。水洗過程對堿煮后物料中的雜質(zhì)元素Ca、Ba、Na、K等可溶性雜質(zhì)離子起到去除作用。
[0017]在本發(fā)明中，所述步驟4中酸溶鍋中的持續(xù)攪拌的攪拌設(shè)備的轉(zhuǎn)速為每分鐘35~40轉(zhuǎn)。
[0018]在本發(fā)明中，所述步驟4及步驟5所得的釹料液可以根據(jù)沉淀所需的釹含量，將其再返回所述步驟4及步驟5中做底水，進行多次循環(huán)操作以調(diào)整釹料液中含釹量。
[0019]在本發(fā)明中，所述步驟5中的聚乙二醇對料液中的雜質(zhì)元素T1、Fe、Mg、Al、Si等起到絮凝去除作用。
[0020]在本發(fā)明中，所述步驟6中聚乙二醇的加入量與澄清時間以釹料液澄清時上清液清亮為準(zhǔn)。
[0021]在本發(fā)明中，所述步驟8中經(jīng)板框壓榨機固液分離后得到碳酸釹可直接在步驟5中用于酸溶鍋PH值的回調(diào)，以減少外購原料需求量。
[0022]在本發(fā)明中，所述步驟9的過程中，草酸溶液中草酸用量與待沉淀料液中釹金屬量的重量比為2:1~3:1，使用過量的草酸作為沉淀劑以進一步除去雜質(zhì)元素，確保釹的收率和純度。
[0023]有益效果:本發(fā)明利用含釹的電子陶瓷元件廢料進行釹提取，工藝操作簡單、多個步驟之間可物料循環(huán)，處理成本低，對原料的顆粒及釹含量要求低，稀土回收率達到95%以上，經(jīng)一次處理就可得到含量達98%以上的高純氧化釹，有效避免稀土資源的浪費，減少了相關(guān)垃圾廢料的排放。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
[0025]在實施例中，將回收的廢棄電子陶瓷物料進行破碎并經(jīng)過球磨機進行研磨，將電子陶瓷粉粉體目數(shù)研磨為100目。
[0026]加水1000kg自來水到堿煮鍋，投入片堿1000kg，開攪拌，片堿溶解后投入磨粉物料1000kg，打開堿煮鍋的導(dǎo)熱油開關(guān)，堿煮鍋開始升溫，當(dāng)堿煮料溫度達到100°C并運行8個小時，取樣測定分解率 達到98%為堿煮完成。加入熱水稀釋，放料到水洗槽，再加入80°C的熱水中攪拌并進行洗滌，洗滌后進行壓榨得水洗料，水洗料壓榨，并放入水洗槽再次洗滌，如此操作2次，此時廣泛試紙測水洗溶液PH為9，洗滌完成，經(jīng)榨機壓榨后得水洗料。
[0027]在酸溶鍋中加入自來水1200kg，取1000kg水洗料投入酸溶鍋，加雙氧水12kg、聚乙二醇20kg后開始升溫加入鹽酸調(diào)酸值，當(dāng)酸溶鍋溫度穩(wěn)定在90°C且物料酸值穩(wěn)定在
0.5N時，在每分鐘35轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速下利用攪拌設(shè)備持續(xù)攪拌反應(yīng)3小時，將反應(yīng)后的物料經(jīng)板框壓榨機固液分離后得到一次酸溶渣和一次釹料液，并將一次釹料液經(jīng)泵抽入料液澄清池。
[0028]將一次酸溶轉(zhuǎn)入酸溶鍋，在酸溶鍋中利用工業(yè)鹽酸調(diào)整酸值為2N，開啟酸溶鍋在900C的溫度下持續(xù)攪拌反應(yīng)8小時完成酸溶，反應(yīng)結(jié)束后用碳酸釹將酸溶鍋的PH值回調(diào)至3，并在酸溶鍋中按聚乙二醇:一次酸溶渣的重量比1:10的比例加入聚乙二醇，然后將物料經(jīng)板框壓榨機固液分離后得二次酸溶渣和二次釹料液，將二次釹料液經(jīng)泵抽入料液澄清池。
[0029]將一次釹料液以及二次釹料液加入到酸溶鍋，并加入聚乙二醇，聚乙二醇的加入量與澄清時間以釹料液澄清時上清液清亮為準(zhǔn)，將酸溶鍋溫度控制在90°C，加入絮凝劑絮凝除去懸浮小顆粒物，將絮凝除雜后的料液經(jīng)板框壓榨機固液分離后得三次釹料液和渣頭。
[0030]將二次酸溶渣和渣頭收集，加入水洗攪拌桶，用100°C的熱水進行攪拌洗滌，攪拌洗滌后將物料泵入板框壓榨機中，再用熱水在壓榨機中進行壓榨洗滌，直至排出洗水PH達到5，停止洗滌并將洗滌水經(jīng)泵機抽入碳沉槽。將上述步驟中的洗滌水加入小蘇打進行沉淀反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)后水溶液PH到達7時反應(yīng)完成，經(jīng)板框壓榨機固液分離后得到碳酸釹，將碳酸釹替代水洗料并按照一次酸溶的過程進行酸溶，并按照絮凝除雜過程的除雜步驟以制得碳沉釹料液。
[0031]將三次釹料液以及碳沉釹料液過濾后打入沉淀反應(yīng)釜中，加入草酸溶液以制備草酸釹，草酸釹過濾完成后，加80°C熱水進行洗滌，一邊洗滌一邊加水，當(dāng)洗滌水PH為5時洗滌完成，草酸釹裝包轉(zhuǎn)入下一道工序進行離心水洗，當(dāng)離心機出水PH為7時離心水洗完成，然后將草酸釹甩干裝包經(jīng)焙燒窯進行培燒，焙燒窯溫度為800°C，12小時后翻窯得稀土氧化釹產(chǎn)品。[0032]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，其特征在于，包括以下操作步驟: ①、磨粉:將回收的廢棄電子陶瓷物料進行破碎并經(jīng)過球磨機進行研磨，以研磨出的電子陶瓷粉粉體目數(shù)達到100-200目的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)； ②、堿煮:將研磨后的陶瓷粉粉體與片堿一同加入堿煮鍋，經(jīng)堿煮鍋進行高溫堿煮使得物料在堿煮鍋內(nèi)的液相充分與堿反應(yīng)生成氫氧化合物； ③、水洗:將堿煮好的物料轉(zhuǎn)入水洗攪拌桶中進行水洗，使堿煮后物料中的可溶性雜質(zhì)離子充分洗凈，水洗完成后經(jīng)板框壓榨機固液分離得水洗料； ④、一次酸溶:將水洗料、雙氧水以及聚乙二醇加入酸溶鍋中，雙氧水與水洗料的重量比為1:5(Tl:100，聚乙二醇與水洗料的重量比為1:l(Tl:50，并加入工業(yè)鹽酸將酸溶鍋的酸值控制在0.5^1.5Ν，打開酸溶鍋溫控開關(guān)將酸溶溫度控制在6(T90°C，在持續(xù)攪拌條件下反應(yīng)持續(xù)3~4小時，將反應(yīng)后的物料經(jīng)板框壓榨機固液分離后得到一次酸溶渣和一次釹料液，并將一次釹料液經(jīng)泵抽入料液澄清池； ⑤、二次酸溶:將一次酸溶轉(zhuǎn)入酸溶鍋，在酸溶鍋中利用工業(yè)鹽酸調(diào)整酸值為2~4N，開啟酸溶鍋在6(T90°C的溫度下持續(xù)攪拌反應(yīng)71小時完成酸溶，反應(yīng)結(jié)束后用碳酸釹將酸溶鍋的PH值回調(diào)至:3-4，并在酸溶鍋中按聚乙二醇:一次酸溶渣的重量比1:l(Tl:50的比例加入聚乙二醇，然后將物料經(jīng)板框壓榨機固液分離后得二次酸溶渣和二次釹料液，將二次釹料液經(jīng)泵抽入料液澄清池； ⑥、料液澄清除雜:將一次釹料液以及二次釹料液加入到酸溶鍋，并加入聚乙二醇，將酸溶鍋溫度控制在6(T90°C，加入絮凝劑絮凝除去懸浮小顆粒物，將絮凝除雜后的料液經(jīng)板框壓榨機固液分離后得三次釹料液和渣頭； ⑦、水洗渣頭:將二次酸溶渣和步驟⑥中的渣頭收集，加入水洗攪拌桶，用8(T100°C的熱水進行攪拌洗滌，攪拌洗滌后將物料泵入板框壓榨機中，再用熱水在壓榨機中進行壓榨洗滌，多次操作直至排出洗滌水PH達到5~7，停止洗滌并將洗滌水經(jīng)泵機抽入碳沉槽； ⑧、洗水碳沉、碳酸釹酸溶:將步驟⑦中的洗滌水加入小蘇打進行沉淀反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)后水溶液PH到達71即反應(yīng)完成，經(jīng)板框壓榨機固液分離后得到碳酸釹，將碳酸釹替代水洗料并按照步驟④的過程進行酸溶，并按照步驟⑥的除雜步驟以制得碳沉釹料液； ⑨、草酸沉淀和草酸釹洗滌、焙燒:將三次釹料液以及碳沉釹料液過濾后打入沉淀反應(yīng)釜中，加入草酸溶液以制備草酸釹，并將沉淀反應(yīng)釜中的沉淀物料放入過濾池中用8(T100°C的熱水進行洗滌，一邊洗滌一邊加水，當(dāng)洗滌水的PH值到達5飛時停止，放入離心機，再在離心機中洗滌至洗水PH達到6~7后甩干、裝包得草酸釹；草酸釹經(jīng)焙燒窯焙燒后得氧化釹產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，其特征在于，所述步驟②的堿煮過程中，所述電子陶瓷粉物料與片堿的加入的質(zhì)量比為10:3^10:10，堿煮溫度要求為10(Tl5(rC，堿煮過程維持8~20小時，以電子陶瓷粉中釹元素的分解率達到98%以上所需時間為準(zhǔn)，此時，電子陶瓷粉在堿煮鍋內(nèi)與堿充分反應(yīng)并生成氫氧化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，其特征在于，所述步驟③的水洗過程中，以8(T100°C的熱水作為洗水，水洗2飛次，至排出洗水PH達到8、時停止洗滌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，其特征在于，所述步驟④中酸溶鍋中的持續(xù)攪拌的攪拌設(shè)備的轉(zhuǎn)速為每分鐘35~40轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，其特征在于，所述步驟④及步驟⑤中所得的釹料液可做底水，進行多次循環(huán)操作以調(diào)整釹料液中含釹量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，其特征在于，所述步驟⑥中聚乙二醇的加入量與澄清時間以釹料液澄清時上清液清亮為準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，其特征在于，所述步驟⑧中經(jīng)板框壓榨機固液分離后得到碳酸釹可直接在步驟⑤中用于酸溶鍋PH值的回調(diào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從廢棄電子陶瓷粉中提取釹的工藝，其特征在于，所述步驟⑨的過程中，草酸溶液中草酸用量與待沉淀料液中釹金屬量的重量比為2:1~3:1，使用過量的草酸作為 沉淀劑以進一步除去雜質(zhì)元素，確保釹的收率和純度。
【文檔編號】C22B3/44GK103911516SQ201410117300
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】徐欣, 王越紅, 林斌, 陳其森, 黃金平 申請人:全南晶環(huán)科技有限責(zé)任公司