本發(fā)明涉及無機(jī)功能材料制備領(lǐng)域，特別是涉及一種由釹鐵硼回收過程中產(chǎn)生的二次廢料制備納米氧化鐵紅的方法。

背景技術(shù)：

釹鐵硼永磁體的材料主要原料有稀土金屬釹32％，金屬元素鐵64％和非金屬元素硼1％以及少量的鈷，鎵，銅等金屬。釹鐵硼屬于一種永磁材料，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)，汽車工業(yè)，微特電機(jī)，永磁儀表，傳感器，磁療設(shè)備，磁懸浮系統(tǒng)等。由于釹鐵硼永磁體具有優(yōu)越的性能，豐富的原料且價(jià)格合理適中，使得釹鐵硼磁鐵得到了極其廣泛的應(yīng)用。但是在釹鐵硼磁體廣泛應(yīng)用的同時(shí)，由于制造加工的必須，產(chǎn)生了大量的釹鐵硼材料的廢棄的邊角料，這些邊角料的含量組成與釹鐵硼材料完全相同。因此，若把這些邊角料全班棄掉，會產(chǎn)生大量的稀土金屬以及金屬非金屬的浪費(fèi)，并且會有大量的固體廢棄物產(chǎn)生，從而造成很嚴(yán)重的環(huán)境污染。近年來，有些企業(yè)已經(jīng)利用鹽酸優(yōu)溶法對釹鐵硼邊角料進(jìn)行利用，提取出其中的稀土金屬使之轉(zhuǎn)化為稀土氧化物，有效地利用了邊腳料中的稀土金屬。但是鹽酸優(yōu)溶法回收釹鐵硼過程中產(chǎn)生了大量二次廢料，這些二次廢料的主要成分為55％-60％的fe2o3以及微量的金屬硅、銅、鋅等，由于這些釹鐵硼廢料的耐酸耐堿，以及經(jīng)過了第一步提取稀土金屬的萃取處理，所以很難進(jìn)行再一步的提取鐵的處理。因此，如何資源化回收利用二次廢料中的鐵元素成為了新的一個(gè)難以解決的問題?；谫Y源的最大化利用以及環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，找到一種合適的綜合利用釹鐵硼二次廢料使之轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品并且沒有造成任何環(huán)境污染的方法是非常重要的。

氧化鐵紅(α-fe2o3)是一種非常穩(wěn)定而且應(yīng)用廣泛的功能材料，納米氧化鐵紅在電子、化工、材料、建筑等方面都有廣泛的用途。隨著世界范圍內(nèi)對全球生態(tài)環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的重視以及高新技術(shù)的發(fā)展的需要，以釹鐵硼二次廢料為原料制備納米氧化鐵紅是一個(gè)資源化處理釹鐵硼二次廢料的一個(gè)很好的選擇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決目前國內(nèi)釹鐵硼永磁體行業(yè)處理釹鐵硼二次廢料所面臨的技術(shù)的難題，提供一種由釹鐵硼二次廢料制備納米氧化鐵紅的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：

一種由釹鐵硼二次廢料制備納米氧化鐵紅的方法，包括如下步驟：

(1)按比例，將1g釹鐵硼二次廢料與3-6ml濃度為8-12mol/l的鹽酸水溶液混合，在100-120℃，攪拌30-60min，冷卻至常溫，過濾，濾液備用，濾餅烘干；

(2)按體積比為1:0.5-2的比例，將步驟(1)獲得的濾液與有機(jī)混合液混合，萃取分離，得第一有機(jī)相和第一水相，所述第一水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2),與步驟(1)的濾液合并；所述有機(jī)混合液由三辛烷基叔胺、環(huán)烷酸和航空煤油組成；

(3)按體積比為1:0.5-2的比例，將步驟(2)獲得的第一有機(jī)相與體積濃度為17％-83％的氨水溶液混合，置于高壓反應(yīng)釜中，在攪拌下，控制溫度在150-180℃，反應(yīng)30-120min；停止反應(yīng)，冷卻，固液分離，得到固相、第二有機(jī)相和第二水相，第二水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(1)中作為溶劑參與鹽酸水溶液的配制；第二有機(jī)相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2)與有機(jī)混合液合并；

(4)將步驟(3)中獲得的固相依次用乙醇，水洗滌，烘干，研磨，得到深紅色的納米氧化鐵紅粉末。

步驟(1)優(yōu)選為：按比例，將1g釹鐵硼二次廢料與5ml濃度為10mol/l的鹽酸水溶液混合，在110℃，攪拌60min，冷卻至常溫，過濾，濾液備用，濾餅烘干。

步驟(2)優(yōu)選為：按體積比為1:1的比例，將步驟(1)獲得的濾液與有機(jī)混合液混合，萃取分離，得第一有機(jī)相和第一水相，所述第一水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2),與步驟(1)的濾液合并；所述有機(jī)混合液由體積比為8-5:1:1-4的三辛烷基叔胺、環(huán)烷酸和航空煤油組成。

三辛烷基叔胺、環(huán)烷酸和航空煤油的體積比最好是6:1:3。

步驟(3)優(yōu)選為：按體積比為1:1的比例，將步驟(2)獲得的第一有機(jī)相與體積濃度為17％的氨水溶液混合，置于高壓反應(yīng)釜中，在攪拌下，控制溫度在180℃，反應(yīng)60min；停止反應(yīng)，冷卻，固液分離，得到固相、第二有機(jī)相和第二水相，第二水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(1)中作為溶劑參與鹽酸水溶液的配制；第二有機(jī)相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2)與有機(jī)混合液合并。

本發(fā)明的方法，整個(gè)過程中沒有任何污染物產(chǎn)生，徹底解決釹鐵硼二次廢料對環(huán)境的污染；本發(fā)明整個(gè)制備處理過程當(dāng)中所有的水相，有機(jī)相均可循環(huán)使用；用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了變廢為寶；本發(fā)明的方法投資低、成本低、效率高、工藝操作簡單、生產(chǎn)安全環(huán)保，批量生產(chǎn)，具有產(chǎn)物粒度很小，顆粒均勻，產(chǎn)物純凈所得產(chǎn)品為深紅色的納米氧化鐵紅，在電子、化工、材料、建筑等方面都有廣泛的用途，為釹鐵硼永磁體行業(yè)提供了一種解決釹鐵硼二次廢料的很好的技術(shù)方案。

附圖說明

圖1是實(shí)施例3獲得的氧化鐵紅的xrd圖譜。

圖2是實(shí)施例3獲得的氧化鐵紅的sem圖譜。

具體實(shí)施方式

n235，學(xué)名為三辛烷基叔胺,別名又稱7301，市售。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，下面的實(shí)施例是為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明，但并不對本發(fā)明作任何限制。

實(shí)施例1

一種由釹鐵硼二次廢料制備納米氧化鐵紅的方法，包括如下步驟：

(1)按比例，將30g釹鐵硼二次廢料與180ml濃度為8mol/l的鹽酸水溶液混合，在100℃，攪拌60min，冷卻至常溫，過濾，濾液備用，濾餅烘干；

(2)按體積比為1:2的比例，將步驟(1)獲得的濾液與有機(jī)混合液混合，萃取分離，得第一有機(jī)相和第一水相，所述第一水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2)與步驟(1)的濾液合并；所述有機(jī)混合液由體積比為8:1:1的三辛烷基叔胺(n235)、環(huán)烷酸和航空煤油組成；

(3)按體積比為1:0.5的比例，將步驟(2)獲得的第一有機(jī)相與體積濃度為17％的氨水溶液混合，置于高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反萃，在攪拌下，控制溫度在150℃，反應(yīng)120min；停止反應(yīng)，冷卻，固液分離，得到固相、第二有機(jī)相和第二水相，第二水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(1)中作為溶劑參與鹽酸水溶液的配制；第二有機(jī)相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2)與有機(jī)混合液合并；

(4)將步驟(3)中獲得的固相依次用乙醇，水洗滌，烘干，研磨，得到深紅色的納米氧化鐵紅粉末。

進(jìn)行第一次實(shí)驗(yàn)后原料中的fe³⁺回收率為55％。

實(shí)施例2

一種由釹鐵硼二次廢料制備納米氧化鐵紅的方法，包括如下步驟：

(1)按比例，將30g釹鐵硼二次廢料與90ml濃度為12mol/l的鹽酸水溶液混合，在120℃，攪拌30min，冷卻至常溫，過濾，濾液備用，濾餅烘干；

(2)按體積比為2:1的比例，將步驟(1)獲得的濾液與有機(jī)混合液混合，萃取分離，得第一有機(jī)相和第一水相，所述第一水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2)與步驟(1)的濾液合并；所述有機(jī)混合液由體積比為5:1:4的n235、環(huán)烷酸和航空煤油組成；

(3)按體積比為1:2的比例，將步驟(2)獲得的第一有機(jī)相與體積濃度為83％的氨水溶液混合，置于高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反萃，在攪拌下，控制溫度在180℃，反應(yīng)30min；停止反應(yīng)，冷卻，固液分離，得到固相、第二有機(jī)相和第二水相，第二水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(1)中作為溶劑參與鹽酸水溶液的配制；第二有機(jī)相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2)與有機(jī)混合液合并；

(4)將步驟(3)中獲得的固相依次用乙醇，水洗滌，烘干，研磨，得到深紅色的納米氧化鐵紅粉末。

進(jìn)行第一次實(shí)驗(yàn)后原料中的fe³⁺回收率為50％。

實(shí)施例3

一種由釹鐵硼二次廢料制備納米氧化鐵紅的方法，包括如下步驟：

(1)按比例，將30g釹鐵硼二次廢料與150ml濃度為10mol/l的鹽酸水溶液混合，在110℃，攪拌60min，冷卻至常溫，過濾，濾液備用，濾餅烘干；

(2)按體積比為1:1的比例，將步驟(1)獲得的濾液與有機(jī)混合液混合，萃取分離，得第一有機(jī)相和第一水相，所述第一水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2)與步驟(1)的濾液合并；所述有機(jī)混合液由體積比為6:1:3的n235、環(huán)烷酸和航空煤油組成；

(3)按體積比為1:1的比例，將步驟(2)獲得的第一有機(jī)相與體積濃度為17％的氨水溶液混合，置于高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反萃，在攪拌下，控制溫度在180℃，反應(yīng)60min；停止反應(yīng)，冷卻，固液分離，得到固相、第二有機(jī)相和第二水相，第二水相回用到下一次反應(yīng)的步驟(1)中作為溶劑參與鹽酸水溶液的配制；第二有機(jī)相回用到下一次反應(yīng)的步驟(2)與有機(jī)混合液合并；

(4)將步驟(3)中獲得的固相依次用乙醇，水洗滌，烘干，研磨，得到深紅色的納米氧化鐵紅粉末，見圖1，圖2。

進(jìn)行第一次實(shí)驗(yàn)后原料中的fe³⁺的回收率為60％；

將步驟(2)中的第一水相作為第二次實(shí)驗(yàn)步驟(2)中的濾液使用，將步驟(3)中的第二有機(jī)相與步驟(2)中的有機(jī)混合液合并進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)后原料中的fe³⁺回收率為75％；……直到第四次實(shí)驗(yàn)，原料中的fe³⁺回收率為95％。