综述:钐钴永磁废料的回收:前景与近期进展

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:Journal of Proteomics 2.8

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  本综述系统梳理了钐钴(Sm-Co)永磁废料回收技术的研究进展,对比分析了湿法冶金(如盐酸优选溶解、酸沉淀、硫酸复盐法)与火法冶金(如氯化法、玻璃熔渣法、真空蒸馏法)的优劣,提出了可持续高效回收工艺的发展方向,为战略金属资源循环利用提供重要参考。

  
研究现状与背景
钐钴(Sm-Co)永磁材料因其在高要求环境下的优异磁性能,被广泛应用于可再生能源、电子信息、航空航天、高性能电机和先进传感器等领域。随着消费量增长,Sm-Co永磁废料产生量逐年增加,加剧了稀土资源的消耗。中国虽拥有全球最大的Sm2O3储量,但钐金属的高活性使其提取困难。从废料中回收稀土元素(REE)成为解决资源短缺和实现可持续发展的重要途径。
Sm-Co永磁材料的发展
稀土永磁材料经历了三代发展。第一代SmCo5(1:5型)钐钴永磁材料于1960年代在美国开发成功,其磁能积约为40 kJ/m3。随着研究深入,第二代2:17型Sm-Co磁体因其更高的磁性能而得到广泛应用。
回收技术研究进展
湿法冶金工艺
湿法冶金是目前最常用的Sm-Co永磁材料回收方法,其核心是通过添加沉淀剂或氧化剂实现稀土与钴及其他杂质元素的分离。
  • 盐酸优选溶解法:采用稀盐酸溶解Sm-Co磁体废料,使Sm、Co、Fe等元素浸出,与不溶组分初步分离。随后向浸出液中加入沉淀剂或氧化剂以去除铁并回收稀土。该方法广泛用于处理Sm-Co泥状废料,稀土回收率可达70%–80%。
  • 酸浸-萃取-沉淀法:利用硫酸或盐酸溶解废料,结合溶剂萃取和选择性沉淀技术分离稀土和钴。
  • 硫酸复盐法:通过加入硫酸钠形成稀土复盐沉淀,可有效将稀土与铁、钴分离。该技术工艺成熟,回收率高。
火法冶金工艺
火法冶金技术通过高温过程实现组元分离,其可行性与经济性被广泛研究。
  • 氯化法:在高温下通过氯化反应分离和回收金属。
  • 玻璃熔渣法:利用熔融玻璃渣捕获杂质,从而富集目标金属。
  • 真空蒸馏法:利用不同金属组元的蒸汽压差异,在真空条件下通过蒸馏实现分离。
其他技术
研究也探讨了电沉积和氢化法等技术在回收Sm-Co永磁废料中的应用,但同时指出了这些技术存在的局限性。
结论与展望
本综述通过系统整合和对比分析湿法冶金、火法冶金及其他技术,阐述了各类方法的优缺点。湿法冶金是当前最主流的回收方法,但其流程长、试剂消耗大、可能产生二次污染。火法冶金虽处理量大,但能耗高、对设备要求苛刻。未来的研究应致力于开发高效、环保、低成本的短流程回收工艺,以实现Sm-Co永磁废料中战略金属资源的高效循环利用,推动稀土产业的绿色可持续发展。
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