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研究生:陳昱融
研究生(外文):Yu-Jung Chen
論文名稱:廢釹鐵硼磁鐵資源回收之研究
論文名稱(外文):Resource Recovery of Scrap Nd-Fe-B Magnet
指導教授:李清華李清華引用關係蔡尚林
指導教授(外文):Ching-Hwa LeeShang-Lin Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:環境工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:143
中文關鍵詞:廢棄物資源回收磁鐵再生
外文關鍵詞:WasteResourceRecoveryNeodymiumMagnetRecycling
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釹鐵硼磁鐵為目前各種磁鐵中磁性最強之磁鐵,由於擁有超強磁力,近年來已逐漸成為磁鐵產業的主流,廣泛被應用於各種磁性產品。釹鐵硼磁鐵以釹、鐵、硼為主要成分,由於國內磁鐵業者日益增加釹鐵硼磁鐵產量,釹鐵硼磁鐵之廢棄量亦會逐年成長,這些廢釹鐵硼磁鐵其本身所含之釹有價金屬,如無法回收,亦會造成整體資源浪費甚為可惜。因此本研究利用脫磁、研磨與篩分、浸漬、調整pH值、溶媒萃取、離子交換、置換、電解及沉澱等方法,來回收廢釹鐵硼磁鐵中釹與鈷有價金屬,並研擬出最佳廢釹鐵硼磁鐵整合性資源回收及處理技術流程。
根據本研究之成果顯示,廢釹鐵硼磁鐵置於350℃之加熱爐中15分鐘,可將廢釹鐵硼磁鐵之磁力去除,而脫磁後之廢釹鐵硼磁鐵研磨篩分至通過50 mesh (0.297mm)以下後,再將此研磨篩分物以3N硫酸為浸漬液,固液比為1g/50ml,浸漬溫度為27℃,於超音波震盪器中浸漬溶蝕15分鐘,可獲得釹浸漬回收率100 %、鐵浸漬回收率100 %、鈷浸漬回收率93 %之效果,而後收集此浸漬液以氫氧化鈉將其pH值調整至0.6,待沉澱完全後過濾,可得到高純度之含釹沉澱物( Nd(OH)3或NdOOH ),以售予專業之釹資源回收精煉廠。
另經過濾後的含釹、鐵、硼、鈷、鎳之濾液,再以氫氧化鈉將其pH值調整至11,經沉澱過濾後,可獲得含釹、鐵、硼、鈷、鎳之沉澱物,以售予專業之鐵、鈷資源回收精煉廠,而最終釹金屬之回收率可達95.60 %,鈷金屬之回收率可達93 %,鐵金屬之回收率可達97.23 %。
Neodymium (Nd) Iron (Fe) Boron (B) magnet is a permanent magnet. This magnet is mainly composed of Nd, Fe and B. Due to its high magnetic force, Nd-Fe-B magnet is widely applied in magnetic products. It is expected that the generation of scrap Nd-Fe-B magnet will increase in the future. The scrap Nd-Fe-B magnet will cause disposal problems. Also, the valuable resources of neodymium and cobalt (Co) contained in this scrap will be consumed. For this reason, the technologies of resource recovery and recycling of scrap Nd-Fe-B magnet will be developed in this study.
In this study, the methods of magnetic force removal, grinding and screening, leaching, pH adjustment, solvent extraction, ion exchange, replacement, precipitation, electrolytic winning are adopted to investigate the recovery of Nd and Co from scrap Nd-Fe-B magnet. The results of this study reveal that the magnetic force of scrap Nd-Fe-B magnet can be removed by heating it at 350℃ for 15 minute. After grinding and screening, the magnet of size less than 50 mesh (0.297 mm) is leached by 3N H2SO4 at 27℃ with a solid/liquid of 1g/50ml and leaching time of 15 minute to obtain a 100% recovery of Nd and Fe and 93% recovery of Co. After pH adjustment of this optimal leaching solution to 0.6 by NaOH, 95.60% Nd containing in this solution can be recovered as a precipitate of Nd(OH)3 and NdOOH. After filtration, the pH of the remaining leaching solution which contains Nd, Fe, B, Ni and Co is adjusted to 11 by NaOH to obtain a precipitate of Nd-Fe-B-Ni-Co mixture. The total recovery of Co is about 93%.
封面內頁
簽名頁
授權書 iii
中文摘要 iv
英文摘要 vi
誌謝 vii
目錄 viii
圖目錄 xii
表目錄 xvi

第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 釹鐵硼磁鐵之特性及構造 4
2.2 釹鐵硼磁鐵相關回收及處理方式 6
2.3 釹、鈷金屬的特性與用途 8
2.4 濕式冶煉法之介紹 10
2.4.1 預處理 11
2.4.2 溶蝕浸漬 12
2.4.3 固液分離 13
2.4.4 調整pH值 13
2.4.5 純化與回收 13
第三章 研究方法及設備 34
3.1 廢釹鐵硼磁鐵之收集及脫磁 34
3.2 廢釹鐵硼磁鐵之研磨與篩分 35
3.3 廢釹鐵硼磁鐵之性質分析 35
3.3.1 ICP有價金屬全含量分析 36
3.3.2 比重分析 39
3.3.3 水份及灰份分析 40
3.3.4 掃描式電子顯微鏡分析 41
3.3.5 X光單晶繞射儀分析 42
3.4 廢釹鐵硼磁鐵之浸漬溶蝕 42
3.5 調整pH值之研究 43
3.6 純化回收之研究 44
3.6.1溶媒萃取之研究 44
3.6.2離子交換之研究 45
3.6.3置換法之研究 46
3.6.4電解法之研究 46
3.6.5沉澱法之研究 47
3.7 訂定最佳廢釹鐵硼磁鐵整合性資源回收及處理技術流程 47
第四章 結果與討論 58
4.1 廢釹鐵硼磁鐵之收集及脫磁 58
4.2 廢釹鐵硼磁鐵之研磨與篩分 59
4.3 廢釹鐵硼磁鐵之性質分析 60
4.3.1 ICP金屬全含量分析 61
4.3.2比重分析 62
4.3.3水份分析及灰份分析 63
4.3.4掃描式電子顯微鏡分析 63
4.3.5 X光單晶繞射儀分析 64
4.4 廢釹鐵硼磁鐵浸漬溶蝕實驗 64
4.4.1浸漬溫度之選擇 65
4.4.2浸漬劑種類之選擇 66
4.4.3硫酸之浸漬 66
4.4.4鹽酸之浸漬 68
4.4.5焙燒後直接水浸漬之實驗 71
4.4.6最佳浸漬條件 71
4.5 浸漬液調整pH值之結果與討論 72
4.5.1硫酸浸漬液調整pH值之結果與討論 72
4.5.2鹽酸浸漬液調整pH值之結果與討論 77
4.6 含釹、鐵、硼、鈷、鎳濾液純化回收之結果與討論 78
4.6.1溶媒萃取之結果與討論 79
4.6.2離子交換之結果與討論 80
4.6.3置換之結果與討論 82
4.6.4電解之結果與討論 83
4.6.5沉澱之結果與討論 84
4.6.5.1氨水調整pH值之結果與討論 85
4.6.5.2添加過氧化氫沉澱之結果與討論 85
4.6.5.3添加硫化鈉沉澱之結果與討論 86
4.6.6含釹、鐵、硼、鈷、鎳濾液以NaOH調整pH值至11 88
4.7最佳廢釹鐵硼磁鐵整合性資源回收及處理技術流程 88
第五章 結論與建議 135
5.1 結論 135
5.2 建議 138
參考文獻 140
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