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研究生: 鍾宛芯
Zhong, Wan-Sin
論文名稱: 廢釹鐵硼磁鐵回收之初探
A Preliminary Study on the Recycling of Waste NdFeB Magnets
指導教授: 申永輝
Shen, Yun-Hwei
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2022
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 55
中文關鍵詞: 釹鐵硼磁鐵濕法冶金化學沉澱法硫酸鹽沉澱
外文關鍵詞: NdFeB magnet, hydrometallurgy, chemical precipitation, sulfate precipitation
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  • 隨著科技日益發達,生活中所需的電子、醫療、軍事國防等工業產品
    用量大量提升,故永久磁鐵的運用隨之廣泛,在過去的數十年,最具代表
    性的稀土永久磁鐵為釹鐵硼磁鐵與釤鈷磁鐵,而前面提到的這些產品的
    製造過程都會使用到釹鐵硼磁鐵,為了資源循環與減少生產成本,固本研
    究將利用化學方法把廢釹鐵硼磁鐵中的高價值金屬分離,回收後再繼續
    生產製造工業產品。
    釹鐵硼磁鐵為目前各種永久磁鐵中磁性最強的磁鐵,其擁有超強磁
    力,能吸起本身重量 640 倍重的物品,近年來釹鐵硼磁鐵已逐漸成為磁
    鐵產業的主流,被廣泛應用於各種磁性產品。釹鐵硼磁鐵是由釹、鐵、硼
    所組成的,由於需求量大增,國內的磁鐵業者也日益增加釹鐵硼磁鐵的產
    量,故釹鐵硼磁鐵之廢棄量亦會逐年成長,這些廢棄的釹鐵硼磁鐵其本身
    所含之釹有價金屬,如無法回收,不僅會造成整體資源浪費也甚為可惜。
    實驗所需的樣品來自全台金屬股份有限公司,廢料先經烘乾、過篩等
    前處理,再利用鹽酸、硝酸、硫酸這三種工業上常用的酸溶解磁鐵廢料,
    再利用硫酸鹽沉澱法沉澱分離釹金屬,浸漬的部分是藉由改變溫度、改變
    浸出劑酸濃度、改變固液比、改變時間來比較在何種參數下表現最佳,經
    實驗結果顯示使用 3N 硫酸在溫度 80℃、反應時間 60 分鐘、固液比為
    20g/L 時釹的浸漬率可以達到 96%,再以此組實驗數據進行沉澱部分,本
    研究選用硫酸鈉當作沉澱劑,透過改變溫度、改變濃度、改變體積、改變
    pH 值比較,稀土金屬進行硫酸鹽沉澱法時,沉澱劑與稀土的最佳的質量
    比為 m(Na2SO4):m(REO)=2:1 就能有 95%以上的回收率,找出當反應時
    間為 90 分鐘,反應溫度為 90℃時,沉澱劑添加量為 28v%、溶液 pH 值
    為 0 時,即能達到 100%的沉澱率,故在此條件下能最有效的分離釹金屬。

    With the increasing development of science and technology, the
    consumption of industrial products required for life such as electronics,
    medical treatment, military and national defense has greatly increased, so
    permanent magnets have been widely used. In order to recycle resources
    and reduce production costs, this study will use chemical methods to
    remove high-density waste NdFeB magnets. Valuable metals are separated,
    recovered, and then continued to make industrial products. This study
    mainly uses the chemical method of hydrometallurgy to explore the rare
    earth metal neodymium in waste NdFeB magnets, under which parameters
    the acid leaching can obtain the best leaching effect, and using sodium
    sulfate to carry out chemical precipitation method to find out which
    parameters The lower separation and recovery is the most effective.

    摘要Ⅰ AbstractⅢ 目錄Ⅷ 圖目錄XI 表目錄XIII 第一章 前言1 1-1研究動機1 1-2研究目的2 第二章 基礎理論與文獻回顧3 2-1基礎理論3 2-1-1稀土永久磁鐵簡介3 2-1-2釹鐵硼磁鐵簡介4 2-1-3稀土元素介紹5 2-1-4世界稀土的來源與開發6 2-1-5釹金屬簡介7 2-2文獻回顧8 2-2-1稀土元素回收技術8 2-2-2濕法冶金9 2-2-2-1 浸漬(Leaching) 9 2-2-2-2 分離與回收9 2-2-3火法冶金9 2-2-4化學沉澱法9 2-3 前人研究10 2-3-2 稀土金屬釹的回收10 第三章 實驗設備與方法12 3-1實驗藥品12 3-2實驗設備14 3-3實驗方法15 3-3-1前處理15 3-3-2王水全消化分析15 3-3-3酸液浸漬15 3-3-4分離稀土金屬16 第四章 實驗結果與討論18 4-1樣品全消化分析18 4-2酸浸漬實驗19 4-2-1鹽酸浸漬20 4-2-1-1改變浸漬溫度20 4-2-1-2改變浸漬濃度22 4-2-1-3改變浸漬固液比24 4-2-1-4改變浸漬時間26 4-2-2硝酸浸漬28 4-2-2-1改變浸漬溫度28 4-2-2-2改變浸漬濃度30 4-2-2-3改變浸漬固液比32 4-2-2-4改變浸漬時間34 4-2-3硫酸浸漬36 4-2-3-1改變浸漬溫度36 4-2-3-2改變浸漬濃度38 4-2-3-3改變浸漬固液比31 4-2-3-4改變浸漬時間42 4-2-4浸出劑與參數的選擇44 4-2-5分離稀土金屬釹47 4-2-5-1最佳沉澱參數47 4-2-5-2改變浸漬液PH值51 第五章 結論53 參考文獻54

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