0 前言

由于废NdFeB综合回收单一稀土化合物的生产基地规模越来越大，竞争也越来越激烈，要想占一席之地必须降耗增效, 降低生产成本，保证产品质量。为了达到这一目的，需从占成本比例60%的化工材料草酸来考虑。我们曾经研究了用碳铵沉淀氯化镧洗脱Cl^-试验，应用研究成果得到理想生产质量指标。在此基础上，探索出更经济合理的沉淀途径，改进沉淀工艺，筛选合适沉淀剂的比例，加强洗涤工序，有效地解决降耗同效的问题，该研究成果应用于废NdFeB回收氧化镨钕产品生产实践中，获得理想效果，稀土总量大于98.5%，直收率大于98%，非稀土杂质Ca小于0.15%，Cl^-小于0.15%，单位成本较草酸沉淀下降30%左右。

1 实验部分 1.1 试剂

草酸、碳铵、氨水均为工业级。

1.2 主要仪器及设备

6511型电动搅拌机（上海标本模型厂）；

YQ02-30型30L旋片真空抽滤泵（上海医疗器械厂）；

烧杯2~ 5L。

1.3 分析方法

稀土浓度用EDTA络合测定；稀土总量用重量法测定。

1.4 试验原料

试验原料用Nd-Sm萃取分离后的氯化镨钕溶液，其主要成分见表 1。

1.5 试验过程

先取氯化镨钕溶液的一定量制作成晶种后，按计算量加试料，水溶解各沉淀剂，待用。控制试液pH范围，分阶段加水溶解的各沉淀剂，沉淀完全后，静置分层，吸上清液，水洗数次，脱水，灼烧。其工艺流程如图 1。

2 复合沉淀（PrNd）Cl₃的试验结果与讨论 2.1 晶种的存在对复合沉淀沉降速度的影响

据日前生产工艺条件：采用碳铵沉淀稀土，为了沉淀颗粒大，分层快，一般选用制备晶种法。现做晶种制备对复合沉淀沉降速度是否有影响的试验。各取试料31GRECl₃-A500mL做有无晶种存在的复合沉淀对比试验，试验结果见表 2。

由表 2可知：有晶种存在的复合沉淀，沉降速度相对无晶种复合沉淀更快，不仅沉淀后沉降速度较快，而且水洗后稀土沉降速度也提高四倍以上。

2.2 复合沉淀的沉淀剂用量比例对沉降速度影响

据有关资料介绍：采用草酸水溶液沉淀氯化轻稀土，其REO:H₂C₂O₄为1:（1.25~1.30）^[1]。实际生产上碳铵沉淀稀土，其REO:NH₄HCO₃为1:（1.80~2.50）。做复合沉淀的沉淀剂用量的最佳条件试验，各取试料31G-RECl₃-A500mL做沉淀剂用量比例不同的试验，其试验结果见表 3。

由表 3可知：采用碳铵:REO:草酸:碳铵=0.4:1:0.4:（1.6~2.1）来进行复合沉淀，其沉降速度比其他三种都快，操作时，控制好试液pH值，沉淀剂的这一比例用量是最佳条件，达到了沉淀完全，沉降速度较快的目的。

2.3 复合沉淀法洗涤条件对产品质量的影响 2.3.1 洗涤固液比条件试验

按试-4复合沉淀条件做有晶种的复合沉淀，对沉淀后的碳酸镨钕进行固液比不同的条件试验，其结果详见表 4。

由表 4可见，随固液比增大，其产品收率变化不大，但其REO、LOI、Fe、Al、Si、Ca、Cl^-随之降低，即洗水量的增大，对其非稀土洗涤有效果。

2.3.2 洗涤次数条件试验

在“降低碳铵沉淀氧化镧中氯离子含量的研究”中，选择合适的洗涤剂4^#，有效地解决了碳铵沉淀氧化镧产品中氯离子含量高的问题^[2]。现在选用试-4进行复合沉淀，洗涤的固液比确定为1:5，对复合沉淀的碳酸镨钕进行不同洗涤次数的试验，其结果参见表 5。

由表 5可知，洗涤固液比确定为1:5时，洗涤次数增加，非稀土杂质含量降低，特别是Fe和Cl^-的含量有更明显地降低，尤其是Cl^-洗涤三次，Cl^- < 0.1%，是很值得关注的问题，这不仅仅是水洗涤起了作用，洗涤剂4^#成分存在起了决定作用。生产运作中，若设备条件允许不妨采取：固液比1:10洗涤次数为2次的条件，产品收率会影响小些。

3 生产应用情况

2003年5月~8月初，从废NdFeB中回收粗钕12154.6kg，经Nd-Sm萃取分离、采用晶种-复合沉淀法进行操作沉淀氯化镨钕溶液，加强洗涤，甩干，850~1000℃灼烧，产出氧化镨钕产品（纯度>99%）10034.1kg，稀土总量大于98%，稀土直收率大于98%，非稀土杂质能满足客户的质量要求。现将草酸沉淀镨钕质量分析结果和复合沉淀镨钕质量分析结果列出进行比较（见表 6），两种沉淀法的化工单耗和生产成本也列表进行比较（见表 7）。

由表 6可知，草酸沉淀法产出的产品的总量稳定，均大于99%，且Ca和Cl^-含量都稳定小于0.10%，而复合沉淀产出产品总量只能稳定大于98.5%，Ca和Cl^-含量只能达到 < 0.15%，若是在电解金属工序中，对REO要求是≥98.5%，Ca和Cl^-≤0.15%的条件下，不妨采用复合沉淀法进行作业。

由表 7可知：复合沉淀法的成本（每吨产品）比草酸沉淀法的成本（每吨产品）省下约1738.0元，单位成本降30%左右。可见，无论是从产品质量来分析，还是从经济角度来考虑，复合沉淀法是值得推广应用的。

4 结论

（1）采用晶种复合沉淀法并加强洗涤，可以满足产品稀土总量≥98.5%和非稀土杂质Ca和Cl^-小于0.15%的要求。

（2）复合沉淀法相对于草酸沉淀法单位产品的成本下降30%左右，稀土收率和产品质量也相当，具有较好推广应用价值。