[发明专利]一种研究稀土回收的方法

说明书

本发明涉及一种研究稀土回收的方法，属于稀土冶金技术领域。将CaO粉末，SiO₂或Al₂O₃粉末，Gd₂O₃或Sc₂O₃或Sm₂O₃粉末，混合均匀配置成若干份；将得到的若干份粉末分别放到80%Pt‑20%Rh折叠信封状的箔片中，然后将80%Pt‑20%Rh折叠信封状的箔片分别放到刚玉舟中，在真空度为1×10^‑3Pa下，再通0.016L/min氩气，分别在1773K或1873K下保温24h得到样品；将得到的样品放入冰水中进行淬火，然后把淬火样品嵌入到树脂中，进行磨平，抛光处理，进行EPMA分析测试；经过EPMA分析测试后，确定元素组成、相成分和相的微观结构，然后通过计算，利用热力学计算软件绘制出等温截面相图。本发明绘制出等温截面相图，从等温截面相图中可以清楚地解释该渣系中稀土元素的行为。

技术领域

本发明涉及一种研究稀土回收的方法，属于稀土冶金技术领域。

背景技术

稀土因其天然丰度小，又以氧化物或含氧酸盐矿物共生形式存在，故叫“稀土”。稀土元素在地壳中丰度并不稀少，只是分散而已。虽然稀土的绝对量很大，但就目前为止能真正成为可开采的稀土矿并不多，而且在世界上分布极不均匀。另外稀土是重要的战略资源，以其优异的光、电、磁等性能，广泛的应用于永磁、发光、超导、汽车工业、清洁能源、医疗器械等高科技产业和国防安全领域，它对国家的经济发展和科技进步都起着至关重要的推动作用。又因为稀土是重要的不可再生资源，为了保持生态和材料的可持续发展，需要从含有稀土元素的产品或废弃物中来回收它们。

目前，稀土回收的方法主要有两种：湿法冶金回收和火法冶金回收，其中，湿法冶金方法是一种传统的方法，它的步骤比较多，需要大量的化学品，能源，水和相对较长的时间，并且产生很多的废水。如周等人提出了一种利用新型离子液体[P₆₆₆₁₄]₂[IOPAA]回收稀土矿的方法。采用该方法，对钕废料浸出液中稀土矿的回收率进行了评估，其回收率为99.85%。JarosinskiA等采用硫酸浸取磷石膏，氟化物作为沉淀剂添加到浸出液中，得到氟化钙和稀土氟化盐的混合沉淀物，最终回收稀土约占38.8wt%。而火法冶金被视为是一个潜在的低环境和经济影响的替代方案，在火法冶金过程中，稀土元素氧亲和力高，并集中在渣相。火法冶金相对于湿法冶金具有流程简单，时间短，用水较少，对所回收的稀土没有限制，设备比较容易得到，火法技术最大的优点是物料处理量大。如Muller和Friedrich在金属氢化物镍电池的回收，利用CaO-SiO₂-CaF₂吸收近100%的稀土和生成50至60wt%的稀土渣；Tang等人在1700 K进行渣处理的实验，它们用硅酸钙渣回收几乎所有的稀土渣，渣中含有46wt%的稀土氧化物；Itoh M等人通过金属热还原的方法，使稀土的回收率达到90%以上。但是上述技术均存在样品为限量、试验为限量，不能最大化实现稀土的回收。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种研究稀土回收的方法。本发明以氧化钆（99.99%）、二氧化硅（99.9%）、氧化钙（99.9%）为原料，通过高温相平衡+淬火的方法进行实验，得到平衡之后的样品经EPMA测试分析后，计算并查阅文献绘出等温截面相图，这是一种理论、实验加计算相结合的方法绘制等温截面相图，对稀土最大化回收提供理论根据。本发明通过以下技术方案实现。

一种研究稀土回收的方法，其步骤包括：

步骤1、将SiO₂或Al₂O₃粉末，Gd₂O₃或Sc₂O₃或Sm₂O₃粉末，CaO粉末，按照质量比为1～49：1～65：1～57混合均匀配置成若干份；