RU2111833C1 - Способ переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов - Google Patents
Способ переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2111833C1 RU2111833C1 RU96115882A RU96115882A RU2111833C1 RU 2111833 C1 RU2111833 C1 RU 2111833C1 RU 96115882 A RU96115882 A RU 96115882A RU 96115882 A RU96115882 A RU 96115882A RU 2111833 C1 RU2111833 C1 RU 2111833C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grinding waste
- oxidation
- waste
- grinding
- alloys
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 17
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims abstract description 7
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 12
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 abstract description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- XRADHEAKQRNYQQ-UHFFFAOYSA-K trifluoroneodymium Chemical class F[Nd](F)F XRADHEAKQRNYQQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010024769 Local reaction Diseases 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003831 antifriction material Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- SHXXPRJOPFJRHA-UHFFFAOYSA-K iron(iii) fluoride Chemical compound F[Fe](F)F SHXXPRJOPFJRHA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910000982 rare earth metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Способ переработки РЗ-содержащих шлифотходов - основного вида отходов производства редкоземельных постоянных магнитов - в сплавы и лигатуру для повторного использования РЗМ при изготовлении магнитов Nd - Fе - В включает операции сушки шлифотходов, окисления при 550 - 650oC, магнитной сепарации смеси оксидов и последующего фторирования элементным фтором при температурах 200 - 350oС. Подученную смесь фторидов металлотермически восстанавливают внепечным способом с получением лигатур и магнитных сплавов. Способ обеспечивает извлечение РЗМ на 90 - 95% с одновременной тонкой очисткой от углерода, бора и кремния. При этом основные легирующие элементы, такие как тербий, диспрозий, титан, кобальт и другие переходят из шлифотходов в слитки сплавов и лигатур, что не требует без необходимости их ввода в состав материала дополнительно. 3 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения сплавов редкоземельных и переходных металлов с легирующими добавками из отходов магнитного производства, образующихся при шлифовании магнитов (шлифотходов) и загрязненных в основном углеродом и кремнием, с целью повторного использования для изготовления высокоэнергетических постоянных магнитов на основе PЗM-Fe-B.
Производство постоянных магнитов на основе PЗM-Fe-B предполагает получение на первой стадии сплавов PЗM-Fe-B-легирующие добавки. В дальнейшем сплавы измельчают до размеров домена (3 - 5 мкм), порошки прессуют в магнитном поле, прессовки спекают в вакуумной печи, спеченные заготовки шлифуют с использованием шлифинструмента из оксида алюминия, эльбора, алмаза и намагничивают. Для предотвращения перегрева и окисления заготовок шлифование проводят с применением смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). В качестве СОЖ служат эмульсии различных масел с водой. Шлифпорошок собирают на магнитных сепараторах шлифовальных станков и направляют на хранение и переработку. Шлифотходы по химическому составу близки к составу магнита, имеют 10-30 мас. % влажности и содержат до 5-14 мас.% кислорода, до 5-7% углерода (в виде масел) и меньшее количество других примесей: Si, Al и т.д.
Количество образующихся шлифотходов зависит от многих факторов и составляет 20-40 мас. % от массы магнитов, поэтому их переработка с целью повторного использования дорогостоящих РЗМ (Nd, Dy, Tb) и легирующих материалов (Co, Ga, Mo и т.д.) является актуальной задачей.
С целью удаления примесей абразивного материала в работах [1-3] рассматривается применение магнитной сепарации, а также окислительного и восстановительного обжигов на воздухе и в водороде для удаления углеродсодержащих загрязнений из шлифотходов машиностроительной отрасли (производство режущего инструмента, подшипников и другой продукции).
Наиболее близким по технической сущности является способ удаления углерода из отходов производства магнитотвердых материалов в виде скрапа типа RCo5 и R2Co17 (где R - РЗМ), содержащих Nb, Zr, V, Cu, Fe, Ta, Mn, Hf, а также материалов Nb-Fe-B [4]. Скрап загрязнен углеродом от СОЖ, а также оксидами, образующимися в процессе спекания. Для удаления углерода скрап нагревают до 800oC в токе смеси водорода и водяного пара. При этом содержание углерода снижается с 0,3-1,0 до 0,02 мас.%, а кислорода увеличивается с 1-2 до 4-5 мас.%.
При последующей обработке скрапа металлическим кальцием при 1100oC содержание кислорода снижается до 0,07 мас.%. Далее скрап измельчают и выщелачивают водным раствором оксида кальция. Полученный рафинированный материал в виде порошка примешивают к исходной шихте для производства магнитов методом порошковой металлургии (прототип).
Недостатками способа являются необходимость двойного нагрева отходов до 800 и 1100oC и образование значительного количества щелочных растворов от выщелачивания сплава водой, так как растворимость гидроксида кальция в воде незначительна - 0,148 г на 100 г растворителя при 25oC.
В известном способе очистка от кремния, фосфора и азота не происходит.
Задача изобретения - разработка безводной технологии переработки шлифотходов производства редкоземельных магнитов в магнитные сплавы и лигатуру для повторного использования.
Поставленная задача достигается тем, что в способе переработки шлифотходов производства магнитов, включающем сушку, окисление, магнитную сепарацию и последующее восстановление, сушку проводят при температуре не выше 90oC, окисление осуществляют на воздухе при температуре 550-650oC, полученную смесь оксидов фторируют элементным фтором при температуре 200-350oC и фториды подвергают металлотермическому восстановлению.
Сушку шлифотходов проводят в вакууме при остаточном давлении до 1 мм рт. ст. до остаточной влажности не более 0,5 мас.%.
В процессе вакуумной сушки шлифотходов при температуре 70-90oC происходит удаление только влаги, а масло в этих условиях не испаряется.
Время вакуумной сушки в стационарном слое зависит от толщины слоя продукта. Уменьшение концентрации влаги в шлифотходах приводит к снижению температуры последующего окисления шлифотходов.
Окисление высушенных отходов проводят внепечным способом путем местного инициирования реакции с помощью электрозапала в проточном воздухе. При этом происходит разогрев всей частично окисленной массы до температуры 550-650oC. В процессе реакции, которая продолжается в течение 150-240 с, происходят возгонка и окисление масел до оксидов углерода и воды. При отсутствии протока воздуха над окисляемым материалом температура в слое шлифотходов снижается, что приводит к неполному удалению углерода и снижению степени окисления материала. В этом случае часть сплава Nd-Fe-B-легирующие элементы в отходах остается в виде металлов, которые при последующем фторировании приводят к резкому повышению температуры процесса, и, как следствие, спеканию смеси фторидов.
Повышение температуры окисления шлифотходов выше 650oC приводит к получению малоактивной смеси оксидов, это вынуждает увеличивать температуру фторирования оксидов элементным фтором.
В случае более низких температур окисления, ниже 550oC, не происходит полного удаление углерода из шлифотходов.
В процессе шлифования в шлифотходы попадают немагнитные частицы шлифинструмента, такие как корунд (оксид алюминия), эльбор, органическая связка - бакелит и др.
Применение магнитной сепарации смеси оксидов на барабанном сепараторе на магнитах из Nd-Fe-B позволяет отделить до 0,1-0,2 мас.% немагнитной фракции, представляющей в основном оксид алюминия.
Полученную магнитную фракцию смеси оксидов направляют на фторирование элементным фтором при температуре 200-300oC. При этом обеспечивается превращение оксидов во фториды не менее чем на 95%. В процессе фторирования происходит тонкая очистка смеси оксидов от углерода, бора и кремния за счет образования летучих фторуглеродов, трифторида бора и тетрафторида кремния.
Полученную смесь фторидов металлотермически восстанавливают внепечным способом с получением лигатур или магнитных сплавов.
При металлотермическом восстановлении смеси фторидов железа и неодима с соотношением Nd и Fe, близким к составу магнитов, стружкой металлического кальция адиабатическая температура достигает 3000oC и выше, это приводит к выбросу продуктов реакции из тигля и снижению выхода сплава или лигатуры в слиток.
Для уменьшения термичности процесса и получения высокого выхода металла в слиток на уровне 95-98% в полученную смесь фторидов добавляют фторид неодима, фторид кальция, порошок металлического железа, ферробор и легирующие компоненты. Основные легирующие элементы, такие как тербий, диспрозий, титан, кобальт и другие не образуют летучих оксидов или фторидов, поэтому они из шлифотходов попадают в слитки сплавов и лигатур и их не нужно дополнительно вводить в состав материалов. При необходимости корректировки состава получаемых сплавов и лигатур или дополнительного легирования материалов в состав шихты для восстановительной плавки можно вводить необходимое количество легирующих элементов в виде порошков фторидов и оксидов.
Пример 1. Пастообразные шлифотходы от шлифования магнитов Nd-Fe-B-легирующие добавки в количестве 850 г с начальной влажностью 10% и содержащие 5,6% углерода поместили на лодочку слоем 15 мм, установили в вакуумный сушильный шкаф, систему вакуумировали до остаточного давления 1 мм рт.ст., подогрели до 90oC, выдержали в течение 2 ч и охладили до 20-25oC.
После вакуумной сушки влажность отходов составила 0,4, концентрация углерода 5,6 и кремния 0,15 мас.%. Лодочку с порошком перенесли в вытяжной шкаф, с помощью запала инициировали реакцию окисления в протоке воздуха. Окисление продолжалось в течение 10 мин, при этом в слое порошка температура составила 500-650oC.
Степень окисления материалов по приросту массы составила 93%, а концентрации углерода 0,15 и кремния 0,12 мас.%.
Магнитную сепарацию оксидов проводили на сепараторе с постоянными магнитами Nd-Fe-B. При этом масса немагнитной фракции составила 0,12%.
Магнитную фракцию смеси оксидов подвергали фторированию элементным фтором при температуре 200 - 300oC в течение 1 ч, затем провели перемешивание материала и продолжили процесс еще 0,5 ч.
Степень превращения оксида во фторид по результатам химического анализа на фтор составила 95%, концентрации углерода и кремния 0,06 и 0,04% соответственно.
Для получения лигатуры (72%) РЗМ (28%) переходные металлы использовали следующие материалы:
фторид неодима 800 г, содержание Nd - 68,7; Pr 1,9 мас.%;
смесь фторидов, полученных из шлифотходов, 755 г, содержание Nd 15,6; Pr 0,8; Fe 31,3; Dy 3,8; Tb 1,5; Co 2,3; Si 0,04; C 0,06; Al 0,3 мас.%;
стружка кальция 760 г, 20% избытка от стехиометрии.
фторид неодима 800 г, содержание Nd - 68,7; Pr 1,9 мас.%;
смесь фторидов, полученных из шлифотходов, 755 г, содержание Nd 15,6; Pr 0,8; Fe 31,3; Dy 3,8; Tb 1,5; Co 2,3; Si 0,04; C 0,06; Al 0,3 мас.%;
стружка кальция 760 г, 20% избытка от стехиометрии.
Исходные материалы перемешали, поместили в тигель, футерованный фторидом кальция, установили в аппарат восстановления, аппарат вакуумировали, заполнили аргоном и известным способом инициировали реакцию восстановления. Избыточное давление в аппарате во время реакции повысилось до 0,11 МПа.
Выход в слиток 95,7% состав слитка: Nd 64,6; Pr 2,0; Fe 31,3; Dy 2,8; Tb 1,1; Co 1,7; Si 0,03; C 0,06; Al 0,23; Cu 0,1; Ni 0,15 мас.%.
Пример 2. Шлифотходы сушили, окислили, подвергли магнитной сепарации и фторированию при тех же условиях, что в примере 1. Подготовку шихты и кальциетермическое восстановление осуществили как и в предыдущем примере. Шихту по составу готовили для получения магнитного сплава.
Состав шихты: ферробор 90 г, в том числе 20% B, 2% Al и 1% Si;
порошок железа 565 г;
трифторид железа 135 г с содержанием Fe 51,4 мас.%;
трифторид неодима 640 г с содержанием Nd 68,7 и Pr 1,9%;
смесь фторидов, полученных из шлифотходов 680 г (состав приведен в примере 1);
стружка кальция 730 г, 15% избытка от стехиометрии.
порошок железа 565 г;
трифторид железа 135 г с содержанием Fe 51,4 мас.%;
трифторид неодима 640 г с содержанием Nd 68,7 и Pr 1,9%;
смесь фторидов, полученных из шлифотходов 680 г (состав приведен в примере 1);
стружка кальция 730 г, 15% избытка от стехиометрии.
Общая масса металлов в шихте 1614 г.
После восстановления получили слиток сплава с выходом 95,7%.
Химический состав магнитного сплава: Nd 32,4; Pr 1,1; Fe 58,4; Dy 1,5; Tb 0,6; Co 1,0; Ti 0,2; Al 1,15 мас.%.
Содержание примесей Si < 0,05; C < 0,03; Ca < 0,06 мас.%; Ni < 0,12 и Cu < 0,1 мас.%.
Магниты, изготовленные из этого сплава по методу порошковой металлургии, имеют остаточную индукцию Br = 1,1 Тл; коэрцитивную силу Hoμ = 12 кЭ.
Эти свойства не ниже, чем у магнитов, полученных из чистых фторидов металлов.
Примеры 3 - 6. Переработку шлифотходов проводили как и в примере 1. Только в примере 3 температура вакуумной сушки шлифотходов составляла 110oC.
При этом в откачиваемом влажном воздухе появились до 1% пары органических масел, а это требует дополнительной очистки воздуха.
В примере 4 температура вакуумной сушки составила 40-45oC и содержание влаги в конечном продукте увеличилось до 1-2%, что привело к уменьшению температуры окисления до 450oC и материал окислился до 86%. Степень фторирования такого материала снизилась до 90,5% и выход магнитного сплава в слиток составил только 90,2 (для состава N 2).
В примере 5 температура окисления отходов 660-750oC. Это привело к спеканию отходов и уменьшению степени их окисления до 80%. Спеченные отходы требуют дополнительного измельчения и доокисления в печном режиме, что значительно удорожает технологию переработки отходов.
В примере 6 фторирование окисленных шлифотходов проводили при температуре 360-450oC. Это также привело к спеканию продуктов фторирования и уменьшению степени их фторирования до 80%. Для дальнейшего дофторирования этих продуктов их необходимо измельчить, т. е., как и в примере 4, появляется дополнительная операция при переработке.
Таким образом, предложенный способ переработки шлифотходов позволяет очистить эти отходы от углерода, кремния и других примесей и получить сплавы и лигатуры, пригодные для изготовления магнитов.
При этом дорогие легирующие компоненты, такие как тяжелые РЗЭ - Dy, Tb, Co, Ti и другие, из шлифотходов полностью попадают в сплавы и лигатуры.
Использованная литература
1. Применение аппаратов порошковой технологии и процессов термосинтеза в народном хозяйстве. - Материалы Всесоюзной конференции. г.Томск, 27 - 29 мая 1987 г., с. 41.
1. Применение аппаратов порошковой технологии и процессов термосинтеза в народном хозяйстве. - Материалы Всесоюзной конференции. г.Томск, 27 - 29 мая 1987 г., с. 41.
2. Переработка отходов машиностроительного производства в металлические порошки. - Второе собрание металловедов России. г. Пенза, 22 сентября 1994 г.
3. Заболотная А.В., Шевчук Ю.Ф. Порошковые антифрикционные материалы на основе металлоконцентрата из шлифовальных шламов. - Порошковая металлургия, N 7 - 8, 1994, с. 89 - 92.
4. Заявка Японии 61 - 153201, кл. B 22 F 1/00, C 1/00, опублик. 11.07.86 (прототип).
Claims (4)
1. Способ переработки шлифотходов производства магнитов, включающий сушку, окисление, магнитную сепарацию и последующее восстановление, отличающийся тем, что сушку проводят при температуре не выше 90oС, окисление осуществляют на воздухе при 550 - 650oС, полученную смесь оксидов фторируют элементным фтором при 200 - 350oС и фториды подвергают металлотермическому восстановлению.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку проводят в вакууме при остаточном давлении до 1 мм рт.ст. до остаточной влажности не более 0,5 мас. %.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисление высушенных отходов проводят внепечным способом путем местного инициирования реакции с помощью электрозапала.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученную смесь фторидов металлотермически восстанавливают внепечным способом с получением лигатур или магнитных сплавов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96115882A RU2111833C1 (ru) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Способ переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96115882A RU2111833C1 (ru) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Способ переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2111833C1 true RU2111833C1 (ru) | 1998-05-27 |
| RU96115882A RU96115882A (ru) | 1998-10-10 |
Family
ID=20184128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96115882A RU2111833C1 (ru) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | Способ переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2111833C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2298589C2 (ru) * | 2005-04-21 | 2007-05-10 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Гелиос" | Способ получения вещества, выбранного из ряда: бор, фосфор, кремний и редкие тугоплавкие металлы (варианты) |
| RU2369561C1 (ru) * | 2008-03-24 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ выделения оксидов редкоземельных элементов из шлифотходов от производства постоянных магнитов |
| RU2382735C1 (ru) * | 2008-06-23 | 2010-02-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ переработки отходов постоянных магнитов |
| RU2431691C1 (ru) * | 2010-05-13 | 2011-10-20 | Закрытое акционерное общество "Российские редкие металлы" | Метод переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов |
| RU2469116C1 (ru) * | 2011-03-14 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" | Способ переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов |
| RU2513327C1 (ru) * | 2013-04-09 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ переработки лопаритового концентрата |
| CN110774062A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-11 | 苏州双州电子科技有限公司 | 一种便于取件的磁力抛光机 |
| RU2817728C1 (ru) * | 2023-08-30 | 2024-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Инновационных Технологий" (ООО "ЛИТ") | Способ переработки вторичного магнитного сырья, содержащего редкоземельные металлы |
-
1996
- 1996-07-31 RU RU96115882A patent/RU2111833C1/ru active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2298589C2 (ru) * | 2005-04-21 | 2007-05-10 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Гелиос" | Способ получения вещества, выбранного из ряда: бор, фосфор, кремний и редкие тугоплавкие металлы (варианты) |
| RU2369561C1 (ru) * | 2008-03-24 | 2009-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Способ выделения оксидов редкоземельных элементов из шлифотходов от производства постоянных магнитов |
| RU2382735C1 (ru) * | 2008-06-23 | 2010-02-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ переработки отходов постоянных магнитов |
| RU2431691C1 (ru) * | 2010-05-13 | 2011-10-20 | Закрытое акционерное общество "Российские редкие металлы" | Метод переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов |
| RU2469116C1 (ru) * | 2011-03-14 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" | Способ переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов |
| RU2513327C1 (ru) * | 2013-04-09 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ переработки лопаритового концентрата |
| CN110774062A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-11 | 苏州双州电子科技有限公司 | 一种便于取件的磁力抛光机 |
| RU2817728C1 (ru) * | 2023-08-30 | 2024-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Инновационных Технологий" (ООО "ЛИТ") | Способ переработки вторичного магнитного сырья, содержащего редкоземельные металлы |
| RU2820293C1 (ru) * | 2023-10-20 | 2024-06-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория Инновационных Технологий" (ООО "ЛИТ") | Способ подготовки шлифотходов производства постоянных магнитов к дальнейшей переработке |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Saito et al. | The extraction of Nd from waste Nd–Fe–B alloys by the glass slag method | |
| US10563276B2 (en) | High-performance NdFeB permanent magnet comprising nitride phase and production method thereof | |
| RU2446497C1 (ru) | Способ переработки отходов магнитов | |
| US5437709A (en) | Recycling of rare earth metals from rare earth-transition metal alloy scrap by liquid metal extraction | |
| US10323299B2 (en) | Recovering rare earth metals from magnet scrap | |
| JP5149164B2 (ja) | 希土類−鉄−ボロン系磁石スクラップからの有用材料回収方法 | |
| JP2012041588A (ja) | 塩化揮発法による希土類元素の分離方法及び分離システム | |
| JPWO2015016086A1 (ja) | 電気炉製鋼ダストからの亜鉛回収方法および電気炉製鋼ダストからの亜鉛回収装置 | |
| RU2111833C1 (ru) | Способ переработки шлифотходов от производства постоянных магнитов | |
| JP4296372B2 (ja) | Ｎｄ系希土類磁石スクラップのリサイクル方法 | |
| US5174811A (en) | Method for treating rare earth-transition metal scrap | |
| Asabe et al. | Recycling of rare earth magnet scraps: Part I carbon removal by high temperature oxidation | |
| JP5767993B2 (ja) | 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法 | |
| JP3716908B2 (ja) | 希土類元素含有スラッジからの希土類元素の回収方法 | |
| JP2002356724A (ja) | 希土類磁石合金スラグの再生法及び希土類磁石合金の製造法 | |
| JP2003051418A (ja) | 希土類磁石スクラップの再生方法 | |
| JP5977385B2 (ja) | 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法 | |
| US9725788B2 (en) | Recovering heavy rare earth metals from magnet scrap | |
| US5087291A (en) | Rare earth-transition metal scrap treatment method | |
| JP3450447B2 (ja) | 希土類磁石スクラップの溶解方法 | |
| Saito et al. | The extraction of Sm from Sm-Co alloys by the glass slag method | |
| KR950013979B1 (ko) | 희토류-천이금속-붕소계 영구자석의 제조방법 | |
| JP2019173148A (ja) | 希土類元素のシュウ酸塩の製造方法 | |
| JP5905782B2 (ja) | 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法 | |
| JPS61153201A (ja) | 希土類磁石のスクラツプ再生方法 |