本發(fā)明屬于廢舊稀土永磁體回收再利用,尤其涉及一種釹鐵硼磁體回收再利用工藝。
背景技術(shù):
1、基于釹鐵硼磁體自身的優(yōu)勢,使其廣泛應(yīng)用于電機、風(fēng)電、混合動力汽車、智能消費電子等行業(yè)。釹鐵硼磁體由nd2fe14b主相和晶間富nd相構(gòu)成,但是這種多相結(jié)構(gòu)的各相之間電化學(xué)位相差較大,易引起電化學(xué)腐蝕,而釹又是化學(xué)活性較高的元素之一,極易發(fā)生腐蝕,故在應(yīng)用前必須進(jìn)行表面處理來防腐。釹鐵硼磁體表面防腐工藝有磷化、電鍍、電泳、噴涂和物理氣相沉積等。
2、市面上常規(guī)的釹鐵硼磁體表面通過電沉積獲得的鍍層一般是單層鎳、雙層鎳、鎳-銅-鎳(-化學(xué)鎳)、鎳-銅-鎳-鎳(-化學(xué)鎳)、銅-鎳(-化學(xué)鎳)、鋅-鋅鎳合金-銅-鎳(-化學(xué)鎳)等,在生產(chǎn)過程中若出現(xiàn)設(shè)備故障、磕碰、污染等異常導(dǎo)致產(chǎn)品異常,此外,電機拆解后的磁體,帶有油污、破損或者生銹的磁體,無法正常流轉(zhuǎn)和使用,但直接報廢處理又造成了在全球范圍內(nèi)資源稀缺且價格昂貴的稀土材料的浪費,因此,對廢舊磁體進(jìn)行回收再利用具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種釹鐵硼磁體回收再利用工藝。
2、為實現(xiàn)以上目的,所采用的技術(shù)方案是:
3、本發(fā)明的目的之一在于提供一種釹鐵硼磁體回收再利用工藝,包括以下步驟:(s2)鍍層去除、(s3)超聲水洗、(s4)水洗、(s5)干燥、(s7)表面處理。所述步驟(s2)鍍層去除包括一級處理和/或二級處理。
4、進(jìn)一步,在(s2)鍍層去除之前,還包括(s1)前處理。
5、進(jìn)一步,在(s5)干燥和(s7)表面處理之間,還包括(s6)重熔再造。
6、進(jìn)一步,所述步驟(s1)前處理至少包括退磁、超聲脫脂、一次水洗、超聲除銹、二次水洗中的一種。
7、進(jìn)一步,所述退磁在高溫箱中進(jìn)行,退磁溫度為390±5℃,時間大于10min。所述超聲脫脂采用脫脂液進(jìn)行處理,脫脂液由碳酸鈉、偏硅酸鈉、磷酸鈉、表面活性劑、多聚磷酸鈉和水組成,脫脂溫度為60±5℃,時間1-10min,超聲波頻率為25-28khz。所述一次水洗,用于去除產(chǎn)品表面殘留的脫脂液。所述超聲除銹過程在超聲槽中進(jìn)行,除銹液為酸,比如鹽酸、硝酸,其濃度為10-50ml/l,時間為0.5-20min,超聲波頻率為25-28khz。所述二次水洗,用于去除產(chǎn)品表面殘留的除銹液及雜質(zhì),洗凈產(chǎn)品表面。
8、進(jìn)一步,所述一級處理包括以下步驟:采用環(huán)保型堿性脫鎳劑對釹鐵硼磁體進(jìn)行浸泡和移動處理;所述一級處理的處理溫度為40-90℃,處理時間為0.5-30min;所述二級處理包括以下步驟:采用環(huán)保型金屬清洗劑對釹鐵硼磁體進(jìn)行浸泡和移動處理,所述二級處理的處理溫度為60-95℃,處理時間為0.2-5h。
9、其中,浸泡的方法不作特別限制,保證調(diào)整產(chǎn)品和環(huán)保型堿性脫鎳劑或環(huán)保型金屬清洗劑能達(dá)到充分接觸的目的即可;移動的方式也不作特別限制,目的是防止產(chǎn)品貼片或貼壁而影響產(chǎn)品和環(huán)保型堿性脫鎳劑或環(huán)保型金屬清洗劑的接觸,例如,可為滾筒轉(zhuǎn)動、光飾機轉(zhuǎn)動、振動機、超聲振動、掛具移動等;為防止產(chǎn)品貼片,還可以將待處理的產(chǎn)品和玻璃珠一起進(jìn)行浸泡和移動處理。
10、進(jìn)一步,一級處理和二級處理之間還包括水洗,例如將一級處理后的產(chǎn)品進(jìn)行水洗,洗凈表面殘留,然后進(jìn)行二級處理。
11、進(jìn)一步,按質(zhì)量百分比計,所述環(huán)保型堿性脫鎳劑包括10-30%的緩蝕劑、0.5-10%的促進(jìn)劑、1-15%的絡(luò)合劑、0.1-1.5%的表面活性劑和余量水,為保證(s2)鍍層去除過程的效率,使用ph調(diào)節(jié)劑將所述環(huán)保型堿性脫鎳劑的ph值調(diào)整至>11,并且根據(jù)處理產(chǎn)品的表面積來補充環(huán)保型堿性脫鎳劑原液,維持對鍍層的退除能力;其中,所述緩蝕劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺、2-氨基乙醇中的至少一種,優(yōu)選2-氨基乙醇;所述促進(jìn)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉,優(yōu)選為氫氧化鈉;所述絡(luò)合劑為檸檬酸鈉、硫代硫酸鈉、檸檬酸,優(yōu)選為硫代硫酸鈉;所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉;所述ph調(diào)節(jié)劑為堿性試劑,優(yōu)選為氫氧化鈉。
12、進(jìn)一步,按質(zhì)量百分比計,所述環(huán)保型金屬清洗劑包括10-25%緩蝕劑、15-30%氧化劑、5-10%絡(luò)合劑、0.5-3%促進(jìn)劑、0.5-3%表面活性劑和余量水,為保證(s2)鍍層去除過程的效率,使用ph調(diào)節(jié)劑將所述環(huán)保型金屬清洗劑的ph值調(diào)整至>10,并且根據(jù)處理產(chǎn)品的表面積來補充環(huán)保型金屬清洗劑原液,維持對鍍層的退除能力。其中,所述緩蝕劑為六次亞基四胺、乙二胺、硫脲等中的一種或多種,優(yōu)選為乙二胺和硫脲的組合物;所述氧化劑為有機酸氧化劑,優(yōu)選為草酸;所述絡(luò)合劑為檸檬酸、檸檬酸鈉中的一種或兩種;所述促進(jìn)劑為氫氧化物,優(yōu)選氫氧化鈉;所述表面活性劑為烷基苯磺酸鈉;所述ph調(diào)節(jié)劑為堿性試劑,優(yōu)選為氫氧化鈉。
13、所述步驟(s3)為對經(jīng)過步驟(s2)的磁體進(jìn)行超聲水洗,超聲水洗的次數(shù)可以為一次、兩次或更多次,優(yōu)選兩次。
14、所述步驟(s4)為清除磁體表面殘留的清洗液及雜質(zhì)而進(jìn)行的水洗,水洗的次數(shù)可以為一次、兩次或更多次,優(yōu)選一次。
15、所述步驟(s5)為將經(jīng)過步驟(s4)的磁體進(jìn)行干燥處理,干燥的方式不限,例如可為熱風(fēng)吹干至目視產(chǎn)品表面無水漬。鍍層去除后的產(chǎn)品氫含量<10ppm。
16、進(jìn)一步,所述步驟(s6)為將干燥后的產(chǎn)品進(jìn)行重熔再造,具體為:重新熔煉獲得鱗片合金、制粉、壓型、熱處理、機加工、擴散、光飾、超聲水洗、水洗和干燥,獲得待表面處理的產(chǎn)品。
17、所述步驟(s7)為對經(jīng)過步驟(s5)或(s6)的磁體進(jìn)行表面處理,所述表面處理為電沉積、涂覆薄膜、涂覆漆膜、高溫?zé)崽幚碇械闹辽僖环N。其中,所述薄膜可以是磷化膜、鈍化膜、氧化膜等。
18、進(jìn)一步,所述高溫?zé)崽幚戆ㄒ韵虏襟E:將釹鐵硼磁體放入管式爐中,隨后進(jìn)行抽真空處理,真空度<10pa,通入氧氣進(jìn)行洗爐,爐內(nèi)溫度維持在300-450℃,進(jìn)而開始維持爐內(nèi)氣氛,每隔40分鐘通10分鐘的氧氣,分壓閥在0.25-0.45mpa,持續(xù)進(jìn)行0.5-4h,隨后將釹鐵硼磁體進(jìn)行冷卻,冷卻過程先隨爐冷卻后空冷。
19、進(jìn)一步,所述釹鐵硼磁體在進(jìn)入管式爐之前,還包括以下步驟:光飾、超聲脫脂、水洗、超聲水洗、干燥。
20、進(jìn)一步,所述經(jīng)鍍層去除的釹鐵硼磁體在進(jìn)入管式爐之前,還包括以下步驟:產(chǎn)品改切、光飾、超聲脫脂、水洗、超聲水洗、干燥。
21、其中,所述產(chǎn)品改切為根據(jù)圖紙要求加工成目標(biāo)尺寸、平行度、垂直度;所述光飾是將產(chǎn)品放入光飾機中進(jìn)行研磨處理,光飾機為振動光飾機、離心光飾機、流動光飾機中的一種,研磨介質(zhì)選用水或防腐液,優(yōu)選地,磨料選用碳化硅,光飾機頻率為15-50hz,時間為10-180min;所述超聲脫脂可以采用脫脂液對改切后的釹鐵硼磁體表面進(jìn)行處理,將釹鐵硼磁體浸泡到脫脂液中,去除釹鐵硼磁體表面及孔隙中的油脂,優(yōu)選地,所述脫脂液選用無泡無磷常溫脫脂液,脫脂的處理時間為60-200s,脫脂的處理溫度為室溫-50℃,超聲波頻率為25-28khz;所述水洗,用于去除產(chǎn)品表面殘留的脫脂液;所述超聲水洗,用于去除產(chǎn)品表面殘留的磁粉等雜質(zhì),保證產(chǎn)品潔凈度;所述干燥是指將超聲水洗后的產(chǎn)品進(jìn)行干燥處理,所述干燥的方式可以為熱風(fēng)干燥,例如可以通過熱風(fēng)吹干至目視產(chǎn)品表面無水漬。
22、采取上述高溫?zé)崽幚淼挠幸嫘Ч谟冢核龈邷責(zé)崽幚砗蟮漠a(chǎn)品表面氧含量為20-30%;所述高溫?zé)崽幚砗蟮漠a(chǎn)品具有高潔凈度;所述高溫?zé)崽幚砗蟮漠a(chǎn)品具有高耐濕熱能力,耐濕熱性能可達(dá)到3.5h以上;所述高溫?zé)崽幚砗蟮漠a(chǎn)品具有高鉛筆硬度,鉛筆硬度可達(dá)到6h以上;所述高溫?zé)崽幚砗蟮漠a(chǎn)品具有低不可逆損失,不可逆損失低于1%。
23、進(jìn)一步,所述電沉積包括以下步驟:加熱處理、電沉積前處理、電鍍鋅、后處理。
24、進(jìn)一步,所述電沉積包括以下步驟:產(chǎn)品改切、加熱處理、電沉積前處理、電鍍鋅、后處理。
25、其中,所述產(chǎn)品改切為根據(jù)圖紙要求加工成目標(biāo)尺寸、平行度、垂直度。所述加熱處理在烘箱中進(jìn)行,溫度為350-400℃,時間為0.5-4h。所述電沉積前處理包括超聲脫脂、水洗、酸洗、超聲水洗;所述酸洗可以采用稀硝酸對脫脂后的磁體表面進(jìn)行處理,去除磁體表面的銹及氧化皮;例如,所述稀硝酸的體積濃度為1-10%,優(yōu)選為1-6%;例如,所述酸洗的處理溫度為室溫,酸洗的處理時間為10-300s,優(yōu)選為30-200s;所述超聲水洗用于去除產(chǎn)品表面殘留的酸液、磁粉、硼灰等雜質(zhì),保證產(chǎn)品潔凈度,進(jìn)而保證后續(xù)基材與鍍層間的結(jié)合力。所述電鍍鋅采用硫酸鹽鍍鋅液,硫酸鹽鍍鋅液包括硫酸鋅、硼酸、硫酸鉀、草酸鉀、添加劑;優(yōu)選地,所述硫酸鋅濃度為300-420g/l、硫酸鉀濃度為15-35g/l、草酸鉀濃度為0.5-3g/l,硼酸濃度為25-45g/l,添加劑濃度為4-40ml/l;例如,所述電鍍鋅過程的鍍液溫度為25-35℃,ph為4.0-5.0,鍍液的比重為25-35;所述電鍍鋅的次數(shù)可以為一次、二次;所述添加劑不特別限定,市售硫酸鹽鍍鋅體系用添加劑即可,但添加劑需要具有提高陰極極化、細(xì)化結(jié)晶、增光和整平等作用。
26、進(jìn)一步,所述后處理包括出光,所述出光為采用出光液對釹鐵硼磁體進(jìn)行處理。
27、進(jìn)一步,所述后處理包括出光、一次鈍化、二次鈍化、老化。
28、進(jìn)一步,所述后處理包括出光、水洗、一次鈍化、水洗、二次鈍化、水洗、老化、干燥。
29、其中,所述出光采用出光液對產(chǎn)品進(jìn)行處理,所述出光液包括硝酸、三價鉻鹽、稀土化合物、水;優(yōu)選地,所述硝酸濃度為1-20ml/l;三價鉻鹽為硫酸鉻、硝酸鉻中的至少一種,優(yōu)選硫酸鉻,濃度為1-5g/l;稀土化合物為氧化鑭、硝酸鈰、硫酸鈰中的至少一種,優(yōu)選硫酸鈰,濃度為0.1-5g/l,其余為水。本發(fā)明在硝酸溶液中添加三價鉻鹽及稀土化合物,目的是使鍍鋅層盡早形成鈍化膜,以防鋅層氧化后影響后續(xù)鈍化過程形成的鈍化膜的連續(xù)性及一致性,進(jìn)而影響鹽霧效果。
30、例如,所述出光過程在室溫下進(jìn)行,處理時間為15-60s。將水洗后的產(chǎn)品進(jìn)行鈍化處理,其中鈍化為一次或者兩次鈍化,優(yōu)選兩次鈍化,若進(jìn)行兩次鈍化處理,兩次鈍化處理中間需對產(chǎn)品進(jìn)行水洗;所述一次鈍化過程采用三價鉻鈍化液進(jìn)行處理,鈍化液包括20-40g/l硫酸鉻、3-20g/l硫酸鈰、1-10g/l氯化鋅、25-35g/l硝酸鈉、0.1-1.5g/l亞磷酸鈉;所述一次鈍化過程在室溫下進(jìn)行,鈍化液ph為2.0-3.0,鈍化時間為15-35s;二次鈍化所用溶液同一次鈍化,鈍化過程在室溫下進(jìn)行,鈍化液ph值為2.0-3.0,鈍化時間為3-10s。所述水洗為對前一步處理的殘留進(jìn)行水洗,所述水洗的次數(shù)可以為一次、兩次或更多次。所述老化用于增強鈍化膜的性能,老化的溶液溫度為55-70℃。所述干燥過程包括預(yù)脫水及深度脫水,預(yù)脫水可以采用吹風(fēng)機或者甩干機進(jìn)行處理至目視產(chǎn)品表面無水珠;深度脫水是將產(chǎn)品放在立式烘箱或者烘道中進(jìn)行處理,脫去表面結(jié)晶水,以增強產(chǎn)品耐蝕能力,溫度為60-110℃,脫水時間為20-60min。
31、所述干燥后的產(chǎn)品具有較好的結(jié)合力、較高的耐蝕性能和良好的親膠性能,其中剪切力大于43mpa,sst大于144h,濕熱大于192h,達(dá)因大于40。
32、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:
33、本發(fā)明提供的廢舊的含金屬鍍層的釹鐵硼產(chǎn)品回收再利用的方法,可以減少材料的損失,降低成本;
34、本發(fā)明采用的堿性脫鎳劑和金屬清洗劑,對環(huán)境友好,對鍍層的去除效果好,適用于鎳、銅、鋅、鎳磷合金、鋅鎳合金及其組合鍍層,且?guī)缀醪磺治g釹鐵硼基材;
35、通過本發(fā)明的回收再利用的方法所獲得的高溫?zé)崽幚砗蟮拇朋w,產(chǎn)品外觀均勻一致且無腐蝕現(xiàn)象,具有較高的耐濕熱性能、較小的不可逆損失且潔凈度表現(xiàn)優(yōu)秀;所獲得的電鍍產(chǎn)品具有優(yōu)良的結(jié)合力、高的耐蝕性及較好的親膠性能。