[发明专利]白云鄂博共伴生原矿混合稀土永磁材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种由白云鄂博共伴生原矿混合稀土制成的稀土永磁体及其制备方法，所述稀土永磁体的成分如下式所示：MM_xFe_yA_zB，2≤x≤2.5，11≤y≤14，0≤z≤0.6，MM为白云鄂博共伴生原矿混合稀土，A为纳米辅合金，包括Nd、Pr、Al、Cu元素中一种或几种。所述稀土永磁体可利用粉末冶金工艺、快淬‑热压热变形工艺实现。本发明提出利用白云鄂博原矿混合稀土开发出新型资源节约稀土永磁体替代传统的稀土永磁体，具备价格低廉、减少环境污染的优点，所得磁体的磁能积范围在20~40MGOe，能够很好地填补铁氧体、SmCo稀土永磁体的适用范围空白。

技术领域

本发明涉及利用白云鄂博共伴生原矿混合稀土直接制备稀土永磁材料及其方法，属于稀土永磁材料制备领域。

背景技术

稀土永磁材料在国家安全、信息、能源、环保等领域是不可或缺的材料，中国是稀土永磁材料生产第一大国。据相关报告显示钕铁硼永磁体在传统应用（扬声器、磁选、永磁电机、VCM、MRI等）市场渗透率达50%以上，需求处于稳定增长期，年增长率在10%左右。中国是世界稀土资源大国，包头白云鄂博矿稀土含量居世界首位，是最主要的稀土永磁原料和产品生产基地，该矿是世界罕见的多金属共伴生矿床，具有贫、细、杂的特点，白云鄂博共伴生原矿混合稀土中不仅含有镨、钕、镧、铈，同时含有镝、铽等重稀土元素，稀土元素以共伴生形态与铁共存，并发现镨、钕、镧、铈稀土元素的矿相分布形貌一致。传统的稀土永磁体消耗了大量的低丰度、资源紧缺镨、钕、钐、镝、铽稀土元素，高丰度镧、铈元素未得到有效利用而大量积压，造成稀土资源的利用不平衡。而且原有工艺没有考虑稀土元素的共伴生天然配方属性，过分追求原料的纯度，在稀土采-选-分离提纯-冶炼过程中造成严重的生态环境污染和资源浪费。

发明内容

根据本发明的一方面，本发明提供一种直接利用白云鄂博共伴生原矿混合稀土制备稀土永磁材料及其方法。

根据本发明的另一方面，本发明在稀土永磁体中加入纳米辅合金颗粒，达到提高磁体性能的同时，显著降低金属镨钕使用量的目的。

一种由白云鄂博共伴生原矿混合稀土制成的稀土永磁体，其特征在于，所述稀土永磁体的成分如下式所示：MM_xFe_yA_zB，其中，2≤x≤2.5，11≤y≤14，0≤z≤0.6，MM为白云鄂博共伴生原矿混合稀土，Fe为铁元素，A为纳米辅合金，包括Nd、Pr、Al、Cu元素中一种或几种，B为硼元素。

优选的是，所述白云鄂博共伴生原矿混合稀土天然组成成分以重量百分比计包括如下稀土成分：La:10%-30%、Ce:20%-60%、Pr:5%-10%、Nd:5%-15%、Sm:0-0.05%、Gd:0-0.04%、Tb:0-0.01%、Dy:0-0.01%、Y:0-0.01%。

依据本发明，白云鄂博共伴生原矿混合稀土金属是通过对白云鄂博矿采用新型选矿方法——X荧光拣选，根据需要进行分离提纯，直接冶炼而得，其中白云鄂博共伴生原矿混合稀土金属包含如表1所示的天然组成成分。需要特别指出的是，本发明所用的原料白云鄂博共伴生原矿混合稀土中不仅含有镨、钕、镧、铈，同时还含有镝、铽等重稀土元素，稀土元素以共伴生形态与铁共存，并发现镨、钕、镧、铈稀土元素的矿相分布形貌一致，稀土元素的共伴生天然配方属性对提高材料的综合性能起到至关重要的作用。

表1. 白云鄂博共伴生原矿混合稀土组成成分

一种由白云鄂博共伴生原矿混合稀土制成的稀土永磁体的制备方法，其特征在于，先直接利用白云鄂博共伴生原矿混合稀土MM制备MM_xFe_yB粉末，然后与纳米辅合金颗粒混合制备成MM_xFe_yA_zB稀土永磁材料。

优选的是，所述制备方法包括粉末冶金法、热压热变形工艺。