[发明专利]安全氧化焙烧钕铁硼粉料的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种安全氧化焙烧钕铁硼粉料的方法及其应用，该方法是将钕铁硼粉料进行磁化和烘干处理，烘干后的钕铁硼粉料在引燃炉中进行引燃和自燃，再将自燃后的钕铁硼粉料进行冷却、粉碎和过筛，筛下物先经过磁化，再进行氧化焙烧，得到钕铁硼氧化物。本发明通过低温烘干、中温引燃、高温氧化进行三段式分步焙烧，将钕铁硼粉料的自燃风险控制在中温引燃炉，以便于管控和隔离；钕铁硼粉料进行磁化，可以有效避免在焙烧过程中出现扬尘，降低粉尘燃爆风险，磁化后的钕铁硼粉料呈放射、棉絮状，增大了与空气的接触面积，有效提高了烘干速度及氧化程度，降低了能耗。

技术领域

本发明属于回收废旧钕铁硼磁体技术领域，具体涉及一种安全氧化焙烧钕铁硼粉料的方法及其应用。

背景技术

钕铁硼永磁体因其优异的磁性能成为目前世界上应用最广泛的稀土磁体，素有“磁王”的称号，应用在电动汽车以及风力发电的电机中可以提高电机和驱动器的效率。但钕铁硼永磁体在生产过程中会产生20％-30％的报废料。此外，电机中报废的钕铁硼磁体数量更是逐年攀升，这些钕铁硼废料中含有70％的铁和30％左右的稀土元素，随意丢弃将造成稀土资源紧缺和环境生态问题。应对稀土资源紧缺问题，回收钕铁硼磁体是缓解当前稀土资源过度开发、减轻环境压力的重要途径，对稀土资源保护意义重大。

氧化焙烧是钕铁硼磁体回收环节中的重要一步，也是燃爆风险最大的一步，因为钕铁硼磁体中含有活泼性仅次于碱金属的稀土金属，其粉体燃爆危险性要大于铁粉。钕铁硼粉料的自燃温度在150℃左右，爆炸下限：20-30g/m³。因而，钕铁硼的氧化焙烧，不仅要保证高的氧化程度，还要保证焙烧过程中的安全性。当前，钕铁硼磁体的氧化焙烧工艺多采用回转窑，可在物料回转过程中形成“料幕”，使钕铁硼粉料在焙烧时充分与空气接触。但由于回转窑氧化反应速率慢，能耗高，往往需要4-8小时的高温焙烧或进行二次焙烧才能达到较高的氧化率。且炉体回转时，钕铁硼在受限空间里扬尘，存在极大的粉尘危害和燃爆风险。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种安全氧化焙烧钕铁硼粉料的方法及其应用，能够降低钕铁硼粉料在氧化焙烧过程中存在的燃爆风险。

根据本发明的一个方面，提出了安全氧化焙烧钕铁硼粉料的方法，包括以下步骤：

S1：将钕铁硼粉料进行磁化和烘干处理；

S2：将磁化和烘干后的钕铁硼粉料加热至自燃，再将自燃后的产物制成粉体；

S3：所述粉体先经过磁化，再进行氧化焙烧，得到钕铁硼氧化物。

其中，在步骤S1中，烘干采用烘干炉，烘干炉带有引风装置，用于抽出炉内水蒸气；磁化后的钕铁硼呈放射状，可实现钕铁硼粉料的快速干燥，且粉料间相互磁吸，不易出现扬尘；在步骤S3中，氧化焙烧通入空气，磁化后的筛下物呈棉絮状，在高温下与空气充分接触实现高度氧化。

钕铁硼粉料自燃过程由合金粉料转为金属氧化物，体积上会发生膨胀，自燃过程产生的高温促使粉料颗粒间的边缘出现粘结，因此需要将自燃后产物粉碎，由于自燃后物料已是氧化物(氧化不充分)，加上已经过磁化，粉料粘接力小，后续氧化焙烧钕铁硼粉料不再出现粘接，空气能够进入粉料内部实现充分氧化。

粘接力存在大小，若未经过磁化，粉料间堆积紧密，粘接力大且粘接紧密，

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述钕铁硼粉料为钕铁硼块体经过湿式粉碎制得或为不带油的钕铁硼废粉料。使用湿式粉碎钕铁硼的原因：钕铁硼粉料的颗粒越细，越易被氧化，越有利于后续的稀土元素的浸出回收，但是钕铁硼的粉碎细化过程在受限空间内进行，由粉碎设备产生的热量足以使钕铁硼粉料发生自燃，损坏设备的同时，还具有极大的燃爆风险，因而钕铁硼粉碎过程中加入水可对设备进行冷却，并有效避免扬尘，从而降低钕铁硼粉碎过程中自燃及燃爆风险。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述钕铁硼粉料的粒度为50-200目。