Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Переработка металлических отходов производства высокоэнергитических постоянных магнитов фторидным методом Макасеев, Андрей Юрьевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Макасеев, Андрей Юрьевич. Переработка металлических отходов производства высокоэнергитических постоянных магнитов фторидным методом : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.17.02.- Томск, 1999.- 26 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы. Редкоземельные металлы (РЗМ) и изделия из шх широко используются в самых передовых и наукоемких отраслях тромышленности. Однако, наиболее быстроразвивающейся отраслью (годовой трирост 15-20 %), потребляющей РЗМ, является магнитное производство. Потребность магнитного производства в РЗМ (Nd,Sm,Dy,Tb,Pr,Y) непрерывно возрастает и составляет в настоящее время 4-5 тыс; тонн/год. В России, в гачале 90-х годов, так же существовало более десятка предприятий, ежегодно іроизводящих до 30 тонн редкоземельных магнитов. Однако, после распада UCCP Россия лишилась интегрированного производства РЗМ и все троизводители редкоземельных магнитов оказались перед острой сырьевой троблемой. Создать новое РЗ производство в настоящее время в России гереально. Поэтому весьма актуальным является: во-первых, поиск ільтернативньгх источников РЗ-сырья, в качестве которых предлагается гспользовать отходы магнитного производства, которые содержат один или несколько РЗ элементов и не требуют глубокого поэлементного разделения; jo-вторых, разработать малоотходную технологию регенерации РЗМ и других ценных компонентов из отходов магнитного производства на базе іействующих химических предприятий, в частности, СХК.

Классификация отходов производства РЗ-содержащих сплавов и магнитов, действующего на СХК, представлена на рис. 1. Наиболее богатыми го содержанию РЗМ и легирующих добавок (Со, Ті и др.) являются отходы нлифования заготовок магнитов (шлифотходы), доля которых составляет 10-Ю % от массы готовой продукции.

Представляемая работа посвящена разработке комплексной галоотходной и экологически чистой фторидной технологии регенерации РЗМ і ценных компонентов из шлифотходов магнитного производства.

g 1200 6

л 1000


D Количество металлических РЗМ

Е Общее количество отходов данного вида

Шлаки 8П Шлмфстходы Скрап поел* инд укропного переплава


Брак Отходы

П*О(0СТр)ГЙМ0Й

обработки слитков

Рис. 1.1 - Классификация отходов магнитного производства

Настоящая работа является продолжением исследований и разработок, проводимых СГИ ТПУ совместно с СХК и рядом других организаций, по использованию фторидной технологии для получения редких, РЗ и радиоактивных металлов и сплавов, выполняемых в рамках программ конверсии предприятий министерства Атомной энергии № АШ-П2-31781 от 16.09.93 г. и СХК № 80-12/305 от 10.09.89 г. и № 80/3309 от 01.12.89 г. и в соответствии с планом НИР, госбюджетных и хозяйственных договоров СХК, ТПУ, ВНИИНМ, Минатома РФ и Госкомитета РФ по высшему и среднему образованию с СТИ ТПУ.

Цель работы - разработка технологии переработки шлифотходов производства магнитов на основе Nd-Fe-B с целью получения редкоземельного сырья для магнитного производства, соответствующего современным техническим требованиям.

Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи:

исследовать физико-химические свойства вторичного сырья -шлифотходов от производства магнитов на основе Nd-Fe-B;

разработать технологию утилизации этих отходов, вписывающуюся в основную технологию производства магнитов на СХК и включающую в себя следующие операции: обезуглероживание, сушку, окисление, фторирование,

восстановление и получение магнитов;

- изучить физико-химические основы этих процессов для
определения влияния различных факторов на скорость их протекания;

провести опытно-промышленную проверку разработанной технологии.

Решение поставленных задач позволило получить ряд теоретических и экспериментальных результатов, определяющих научную новизну работы:

- впервые разработана и испытана в лабораторных и опытно-
промышленных условиях "сухая" фторидная технология переработки
шлифотходов магнитного производства, включающая; операции
обезжиривания, сушки, окисления, фторирования, восстановления, получения
магнитов;

рассчитаны термодинамические, определены кинетические и оптимальные технологические параметры указанных выше процессов;

установлен механизм внепечного обезуглероживания шлифотходов, позволяющий получить продукты с заданной степенью окисления;

- установлен механизм процесса фторирования Nd203, Fe203, их
:месей и окисленных шлифотходов в изотермических условиях. Это
позволило снизить температуру процесса до 250 С при сохранении степени
их фторирования на уровне 96-98 %.

Методика и оборудование для проведения экспериментов. Все исследования проводились на установках СТИ ТПУ, ТПУ и промышленных установках СХК. Состав продуктов контролировали рентгенофазовым, ЯМР, эентгенофлуоресцентным методами, а также химическими методами в таборатории металловедения, лабораториях Химико-металлургического, ^ублиматного заводов СХК, ТПУ и ИХН СО РАН.

Достоверность результатов исследований и научных положений тодтверждена соответствием результатов, полученных различными методами шализов, удовлетворительным совпадением теоретических и

экспериментальных данных, полученных в лабораторных условиях и при промышленных испытаниях.

Практическая значимость. Результаты работы послужили основой для опытно-промышленной проверки на СХК технологии утилизации отходов магнитного производства, основанной на последовательном их окислении в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), фторировании элементным фтором, кальциетермическом восстановлении с получением сплавов, являющихся готовым материалом как для реализации на рынке, так и для изготовления магнитов. Разработанная технология позволяет из шлифотходов вернуть в производство до 95-97 % РЗМ, железа и легирующих добавок.

По данной технологии была переработана опытно-промышленная партия шлифотходов магнитного участка ХМЗ СХК с получением из них магнитных материалов в виде сплавов и лигатур, соответствующих ТУ СХК.

Проведено технико-экономическое обоснование создания на СХК участка по переработке шлифотходов магнитного производства по "сухой" фторидной технологии.

Положения, выносимые на защиту. Результаты исследования физико-химических основ фторидной технологии переработки шлифотходов, включающей процессы: обезжиривания, сушки, магнитной сепарации, фторирования, восстановления, а так же результаты опытно-промышленной переработки партии шлифотходов на СХК.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на: Международной конференции по РЗМ (г. Красноярск, 1995 г.); Областной научно-практической конференции молодежи и студентов (г. Томск, ТПУ,

1996 г.); 15-том Международном симпозиуме по фтору (г. Ванкувер, Канада,

1997 г.); Х11-ой Международной конференции по постоянным магнитам
(г. Владимир, 1997 г.); Х-ом Симпозиуме по химии неорганических фторидов
(Москва, 1998 г.); 5-ой научно-технической конференции СХК (г. Северск,

1998 г.); Международной научной конференции "Металлургия. XXI век: шаг в

будущее" (г. Красноярск, 1998 г.); ХП-ой Международной конференции по постоянным магнитам (Суздаль, 1998 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 17-ти публикациях, в том числе: в 4-х научных отчетах и статьях, сборниках материалов Международных, отраслевых и Российских конференций и :импозиумов, а разработанный способ переработки шлифотходов защищен патентом России.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 242