CN119265406B

CN119265406B - 硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法

Info

Publication number: CN119265406B
Application number: CN202411809483.XA
Authority: CN
Inventors: 王建强; 刘凯丽; 王勇; 王东; 王驰
Original assignee: Institute of Process Engineering of CAS; Hebei University of Engineering
Current assignee: Institute of Process Engineering of CAS; Hebei University of Engineering
Priority date: 2024-12-10
Filing date: 2024-12-10
Publication date: 2025-05-02
Anticipated expiration: 2044-12-10
Also published as: CN119265406A

Abstract

本申请公开了硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法，属于稀土回收技术领域。所述方法包括如下步骤：将钕铁硼废料和浓硫酸混合，制得焙烧原料；再对步骤焙烧原料进行焙烧处理，制得焙烧产物；将焙烧产物与浸出剂混合后浸出，过滤，制得滤渣和滤液，滤液直接用于从钕铁硼废料中浸出稀土元素的分离；所述浸出剂至少包括两种表面活性剂。本申请提供的方法通过多种表面活性剂复配，协同硫酸化焙烧过程，可有效提高稀土浸出率，并且，能够降低酸耗，实现提高稀土元素回收纯度的目的；而且本申请所述复配表面活性剂具有制备方法简单、使用方便、较大程度减小了钕铁硼废料回收成本。

Description

硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法

技术领域

本申请涉及稀土回收技术领域，尤其是涉及硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法。

背景技术

钕铁硼磁体因在小型电子设备中广泛应用，伴随电子产品快速迭代导致其废弃量增大，加之生产过程中产生的约20%至30%废料，使得钕铁硼磁体废料中的有价金属回收变得尤为重要，这不仅有助于提升稀土资源利用率，还具有显著的经济效益；目前主要通过盐酸优溶法、全溶法或硫酸复盐法等技术来回收其中的稀土元素，特别是硫酸焙烧法，该方法利用过硫酸化焙烧结合水浸工艺处理钕铁硼废料，通过调节酸性和焙烧温度促使铁转化为Fe₂O₃，而稀土则变为硫酸稀土，随后经水浸步骤实现稀土与铁的有效分离；然而现行的硫酸化焙烧工艺面临诸多挑战，包括硫酸消耗量大、对环境造成较大污染、处理流程较长、稀土回收率较低以及成本较高，此外还存在铁渣难以再利用的问题。

发明内容

为了解决上述至少一种技术问题，本申请开发一种操作简便、成本较低、环保以及稀土回收率较高的硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法。

一方面，本申请提供一种硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法，所述方法包括如下步骤：

S1、将钕铁硼废料和浓硫酸混合，制得焙烧原料；

S2、对步骤S1所述焙烧原料进行焙烧处理，制得焙烧产物；

S3、将步骤S2所述焙烧产物与浸出剂混合后浸出，过滤，制得滤渣和滤液，所述滤液直接用于从钕铁硼废料中浸出稀土元素的分离；

其中，步骤S3所述浸出剂包括复配表面活性剂；

所述复配表面活性剂至少包括两种表面活性剂。

通过采用上述技术方案，本申请为了解决现有技术中存在的问题，提出了一种操作简便、成本较低、环保并且能够提高稀土回收率的硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法，该方法首先将钕铁硼废料与浓硫酸混合制备得到焙烧原料，然后对焙烧原料进行焙烧处理，形成易于后续处理的焙烧产物，接着使用包含至少两种表面活性剂的复配浸出剂与焙烧产物混合并进行浸出，通过过滤分离出滤渣和富含稀土元素的滤液，该滤液可直接用于进一步分离提取稀土元素。这一技术方案通过引入复配表面活性剂增强了稀土元素的浸出效率，简化了操作流程，降低了处理成本，并减少了对环境的影响，同时提高了稀土元素的回收率。

可选的，步骤S3所述复配表面活性剂至少包括如下表面活性剂中的两种；

十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、吐温80、脂肪酸山梨坦以及全氟辛酸盐。

通过采用上述技术方案，本申请提供了一种改进的钕铁硼废料中稀土元素浸出率的方法，其中步骤S3所使用的复配表面活性剂至少包含十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、吐温80、脂肪酸山梨坦以及全氟辛酸盐中的任意两种。这种方法通过利用不同种类表面活性剂之间的协同效应，有效地增强了稀土元素的浸出性能，不仅提高了稀土元素的回收率，而且简化了工艺流程，降低了处理成本，减少了化学试剂的使用量，从而减轻了对环境的负担。这样的技术改进对于实现钕铁硼废料中有价金属的高效回收具有重要意义，同时也为环境保护做出了贡献。

可选的，步骤S3所述复配表面活性剂至少包括三种表面活性剂。

可选的，步骤S3所述复配表面活性剂至少包括如下表面活性剂中的三种；

十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、吐温80以及脂肪酸山梨坦。

通过采用上述技术方案，本申请通过选用多种表面活性剂的组合，可以更有效地促进钕铁硼废料中稀土元素的浸出，增强浸出效果。这种方法不仅能够提高稀土元素的回收率，而且由于表面活性剂之间可能存在协同作用，可以减少单一化学品的使用量，从而降低处理成本和对环境的影响。此外，多组分表面活性剂体系还有助于改善浸出过程的选择性，使得稀土元素与其他成分如铁的分离更加容易，进而简化了后续的处理工艺，提升了整个回收过程的经济性和环保性。

可选的，步骤S3所述复配表面活性剂至少包括四种表面活性剂。

可选的，步骤S3所述复配表面活性剂选自如下条件的一种类型：

所述复配表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯以及吐温80中的四种；

或，

所述复配表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚以及脂肪酸甘油酯中的四种；

或，

所述复配表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱以及脂肪醇聚氧乙烯醚中的四种；

或，

所述复配表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱以及月桂酰胺丙基甜菜碱中的四种。

通过采用上述技术方案，通过选择合适的表面活性剂组合，可以有效地增强稀土元素的浸出效率，提高回收率，同时减少化学品的使用量，降低处理成本，并减轻对环境的影响，从而实现了更为经济和环保的钕铁硼废料处理方法。

可选的，步骤S3所述四种表面活性剂选自如下重量份数的表面活性剂：

十二烷基硫酸钠1-3份；

直链烷基苯磺酸0.5-1.5份；

十六烷基三甲基溴化铵0.5-1.5份；

十二烷基三甲基溴化铵1-1.5份；

十二烷基二甲基甜菜碱0.5-1.5份；

月桂酰胺丙基甜菜碱1-3份。

通过采用上述技术方案，本申请提供了一种优化的钕铁硼废料中稀土元素浸出率的方法，特别是在步骤S3中通过精选四种表面活性剂的组合，能够显著提高稀土元素的浸出效率。这种方法利用了不同表面活性剂间的共同效应，不仅增强了稀土元素的溶解度，还改善了浸出选择性，使得稀土元素与其它金属成分如铁的分离更为有效。由此，该技术方案不仅提高了稀土元素的回收率，简化了处理流程，降低了总体处理成本，还减少了化学品的使用量，从而降低了对环境的潜在危害，整体上实现了更为经济和环保的钕铁硼废料处理效果。

可选的，所述浓硫酸和所述复配表面活性剂的用量为如下：

浓硫酸和钕铁硼废料的质量比为1:（10-15）；

复配表面活性剂与钕铁硼废料质量比为1:（100000-200000）。

通过采用上述技术方案，本申请提供了一种优化的钕铁硼废料中稀土元素的浸出方法，通过合理配置浓硫酸与钕铁硼废料的比例以及复配表面活性剂与钕铁硼废料的比例，显著提高了稀土元素的浸出效率。此方法通过控制硫酸的用量，确保了足够的反应活性以促进钕铁硼废料中稀土元素的溶解，同时避免了过量硫酸带来的环境问题和额外成本。而复配表面活性剂的应用，则进一步增强了稀土元素的浸出效果，其独特的化学性质有助于破坏钕铁硼废料表面的吸附力，从而促进稀土离子的解吸和迁移。这种方法不仅有效提升了稀土元素的回收率，还通过减少化学试剂的过度使用，简化了处理流程，降低了处理成本，并且减轻了对环境的影响，使得整个钕铁硼废料处理过程更加经济可行和环保。

可选的，所述钕铁硼废料包括油泥料、水磨料、料头、超细粉、倒角泥。

可选的，所述钕铁硼废料以质量百分比计，各组分的含量为：油泥料 8-12%、水磨料 30-40%、料头25-30%、超细粉10-15%、倒角泥5-10%。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果。

本申请为了解决现有技术中存在的问题，提出了一种操作简便、成本较低、环保并且能够提高稀土回收率的硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法，该方法首先将钕铁硼废料与浓硫酸混合制备得到焙烧原料，然后对焙烧原料进行焙烧处理，形成易于后续处理的焙烧产物，接着使用包含至少两种表面活性剂的复配浸出剂与焙烧产物混合并进行浸出，通过过滤分离出滤渣和富含稀土元素的滤液，该滤液可直接用于进一步分离提取稀土元素。这一技术方案通过引入复配表面活性剂增强了稀土元素的浸出效率，简化了操作流程，降低了处理成本，并减少了对环境的影响，同时提高了稀土元素的回收率。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

此处记载对比例的选择，一般选择最接近的现有技术或者由申请人提供目前市售的产品。

十二烷基硫酸钠（151-21-3）；

直链烷基苯磺酸（68584-22-5）；

十六烷基三甲基溴化铵（57-09-0）；

十二烷基三甲基溴化铵（10182-91-9）；

十二烷基二甲基甜菜碱（66455-29-6）；

月桂酰胺丙基甜菜碱（4292-10-8）；

脂肪醇聚氧乙烯醚（37335-03-8）；

脂肪酸甘油酯（2190-20-7）；

吐温80（9005-65-6）；

脂肪酸山梨坦（1338-43-8）；

全氟辛酸钾（2395-00-8）；

全氟辛酸钠（335-95-5）。

本申请提供一种硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法，包括如下步骤：

S1、将钕铁硼废料和浓硫酸混合，制得焙烧原料；

S2、对步骤S1中的焙烧原料进行焙烧处理，制得焙烧产物；

S3、将步骤S2所述焙烧产物与浸出剂混合后浸出，过滤，制得滤渣和滤液，滤液直接用于从钕铁硼废料中浸出稀土元素的分离；

其中，步骤S3中的浸出剂包括复配表面活性剂；

复配表面活性剂至少包括两种表面活性剂。

在本申请实施例中，步骤S3中的浸出剂包括水和复配表面活性剂，其中，复配表面活性剂和水的质量比为（8-10）：1000。

示例性地，复配表面活性剂和水的质量比为8：1000、9：1000、10：1000或上述任意两个值组成的范围。

在本申请的实施例中，步骤S3中的复配表面活性剂至少包括如下表面活性剂中的两种；

在本申请的实施例中，步骤S3中的所述复配表面活性剂至少包括三种表面活性剂。

在本申请的实施例中，步骤S3中的复配表面活性剂至少包括如下表面活性剂中的三种；

在本申请的实施例中，步骤S3中的复配表面活性剂至少包括四种表面活性剂。

在本申请的实施例中，步骤S3中的复配表面活性剂选自如下条件的一种类型：

复配表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯以及吐温80中的四种；

或，

复配表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚以及脂肪酸甘油酯中的四种；

或，

复配表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱以及脂肪醇聚氧乙烯醚中的四种；

或，

复配表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基甜菜碱以及月桂酰胺丙基甜菜碱中的四种。

在本申请的实施例中，步骤S3中的四种表面活性剂选自如下重量份数的表面活性剂：

十二烷基硫酸钠1-3份；

直链烷基苯磺酸0.5-1.5份；

十六烷基三甲基溴化铵0.5-1.5份；

十二烷基三甲基溴化铵1-1.5份；

十二烷基二甲基甜菜碱0.5-1.5份；

月桂酰胺丙基甜菜碱1-3份。

示例性地，十二烷基硫酸钠的的重量份数为1.0份、1.5份、2.0份、2.5份、3.0份或上述任意两个值组成的范围。

示例性地，直链烷基苯磺酸的重量份数为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份或上述任意两个值组成的范围。

示例性地，十六烷基三甲基溴化铵的重量份数为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份或上述任意两个值组成的范围。

示例性地，十二烷基三甲基溴化铵的重量份数为1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份或上述任意两个值组成的范围。

示例性地，十二烷基二甲基甜菜碱的重量份数为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份或上述任意两个值组成的范围。

示例性地，月桂酰胺丙基甜菜碱的重量份数为1.0份、1.5份、2.0份、2.5份、3.0份或上述任意两个值组成的范围。

在一些实施方式中，浓硫酸和所述复配表面活性剂的用量为如下：

浓硫酸和钕铁硼废料的质量比为1:（10-15）；

复配表面活性剂与钕铁硼废料质量比为100000-200000。

示例性地，浓硫酸和钕铁硼废料的质量比为1:10、1:11、1:12、

1:13、1:14、1:15或上述任意两个值组成的范围值。

在一些实施方式中，复配表面活性剂与钕铁硼废料质量比为1:100000、1:120000、1:130000、1:140000、1:150000、1:160000、1:170000、1:180000、1:190000、1:200000或上述任意两个值组成的范围值。

在一些实施方式中，钕铁硼废料包括油泥料、水磨料、料头、超细粉、倒角泥。

在一些实施方式中，钕铁硼废料以质量百分比计，各组分的含量为：油泥料 8-12%、水磨料 30-40%、料头25-30%、超细粉10-15%、倒角泥5-10%。

具体实施例

下述实施例更具体地描述了本申请公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本申请公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。

制备例1-23、复配表面活性剂的制备；

制备例1

本制备例提供一种复配表面活性剂0.1g，复配表面活性剂由两种不同的表面活性剂混合制得（分别为第一种表面活性剂和第二种表面活性剂）。

两种不同的表面活性剂分别为十二烷基硫酸钠0.05g（称为第一种表面活性剂）、直链烷基苯磺酸0.05g（称为第二种表面活性剂）；重量比为1：1。

制备例2-7

制备例2-7中，复配表面活性剂的总重量为0.1g。与制备例1的区别在于，表面活性剂的种类或重量比不同，区别部分参见表1。

表1-制备例2-7与制备例1的区别部分表

制备例8

本制备例中，复配表面活性剂的总重量为0.1g。本制备例与制备例1的区别在于，本制备例中的复配表面活性剂由三种不同的表面活性剂混合制得（分别为第一种表面活性剂、第二种表面活性剂以及第三种表面活性剂）。

三种不同的表面活性剂分别为十二烷基硫酸钠（称为第一种表面活性剂）、直链烷基苯磺酸（称为第二种表面活性剂）、十六烷基三甲基溴化铵（称为第三种表面活性剂）；重量比为1：1：1。

制备例9-13

制备例9-13中，复配表面活性剂的总重量为0.1g。制备例9-13与制备例8的区别在于，复配表面活性剂中，表面活性剂的种类或重量比不同，区别部分参见表2。

表2-制备例9-13与制备例8的区别部分表

制备例14

本制备例中中，复配表面活性剂的总重量为0.1g。

本制备例与制备例8的区别在于，本制备例中的复配表面活性剂由四种不同的表面活性剂混合制得。

将0.025g十二烷基硫酸钠（SDS）、0.025g直链烷基苯磺酸（LABSA）、0.025g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.025g十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）进行复配，制得复配表面活性剂。

制备例15

本制备例与制备例14的区别在于，本制备例中的复配表面活性剂由如下重量的表面活性剂复配制得。

本制备例中的复配表面活性剂的总重量为0.1g。

将0.04g十二烷基硫酸钠（SDS）、0.01g直链烷基苯磺酸（LABSA）、0.02g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.03g十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）进行复配，制得复配表面活性剂。

制备例16

本制备例中的复配表面活性剂的总重量为0.15g。

将0.045g十二烷基硫酸钠（SDS）、0.02g直链烷基苯磺酸（LABSA）、0.02g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.03g十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）进行复配，制得复配表面活性剂。

制备例17

本制备例中的复配表面活性剂的总重量为0.1g。

将0.05g十二烷基硫酸钠（SDS）、0.006g直链烷基苯磺酸（LABSA）、0.014g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.03g月桂酰胺丙基甜菜碱（CAB-35）进行复配，制得复配表面活性剂。

制备例18

将0.03g/kg直链烷基苯磺酸（LABSA）、0.02g/kg十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.035g/kg十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、0.015g/kg十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）进行复配，制得复配表面活性剂。

制备例19

将0.035g/kg直链烷基苯磺酸（LABSA）、0.01g/kg十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.03g/kg十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、0.025g/kg月桂酰胺丙基甜菜碱（CAB-35）进行复配，制得复配表面活性剂。

制备例20

将0.015g/kg十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.03g/kg十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、0.025g/kg十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）、0.03g/kg月桂酰胺丙基甜菜碱（CAB-35）进行复配，制得复配表面活性剂。

制备例21

本制备例中的复配表面活性剂的总重量为0.1g。

将0.025g十二烷基硫酸钠（SDS）、0.025g直链烷基苯磺酸（LABSA）、0.025g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.025g吐温80进行复配，制得复配表面活性剂。

制备例22

本制备例中的复配表面活性剂的总重量为0.1g。

将0.025g十二烷基硫酸钠（SDS）、0.025g直链烷基苯磺酸（LABSA）、0.025g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.025g脂肪酸甘油酯进行复配，制得复配表面活性剂。

制备例23

本制备例中的复配表面活性剂的总重量为0.1g。

将0.025g十二烷基硫酸钠（SDS）、0.025g直链烷基苯磺酸（LABSA）、0.025g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、0.025g脂肪醇聚氧乙烯醚进行复配，制得复配表面活性剂。

实施例1

本实施例提供一种硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法，包括如下步骤：

S1、将浓硫酸和钕铁硼废料质量比100g/kg（在表3中用T1表示）混合，制得焙烧原料；

S2、对步骤S1中的焙烧原料750℃焙烧1.5 h（在表3中用T2表示），制得焙烧产物；

S3、将步骤S2中的焙烧产物与浸出剂混合后浸出，过滤，制得滤渣和滤液，滤液中稀土元素的浸出率为83.1%。

其中，步骤S3中的浸出剂由水和制备例1制得的复配表面活性剂（在表3中用T3表示）混合制得。

复配表面活性剂和水的质量比为9：1000。

本实施例中复配表面活性剂与钕铁硼废料质量比为1:150000。

本实施例中的钕铁硼废料以质量百分比计，各组分的含量为：油泥料 12%、水磨料35%、料头30%、超细粉15%、倒角泥8%。

本实施例中使用的复配表面活性剂由制备例1制得。

实施例2-53与实施例1的区别在于，表面活性剂的选择以及部分参数不同，区别部分参见表3。

表3-实施例2-53与实施例1的区别部分表

对比实验1-9

对比例1

本对比例仅将钕铁硼废料在750℃回转窑中焙烧1.5 h，将焙砂进行水浸，稀土元素的浸出率为69.7%。本对比例中钕铁硼废料的重量与实施例1保持一致。

对比例2

本对比例仅将钕铁硼废料倒入回转窑，于750℃焙烧2 h，得到的焙砂水浸，得到稀土元素的浸出率为73.6%。本对比例中钕铁硼废料的重量与实施例1保持一致。

对比例3

本对比例仅将钕铁硼废料倒入回转窑，于750℃焙烧2.5 h，得到的焙砂水浸，得到稀土元素的浸出率为72.5%。本对比例中钕铁硼废料的重量与实施例1保持一致。

对比例4

按照浓硫酸与钕铁硼废料质量比150g/kg配比，钕铁硼废料原料室温下搅拌均匀后于750℃焙烧2 h，得到的焙砂，进行水浸，得到稀土元素的浸出率为82.3%。本对比例中钕铁硼废料的重量与实施例1保持一致。

对比例5

按照浓硫酸与钕铁硼废料质量比200g/kg配比，钕铁硼废料原料室温下搅拌均匀后于750℃焙烧2 h，得到的焙砂，进行水浸，得到稀土元素的浸出率为85.4%。本对比例中钕铁硼废料的重量与实施例1保持一致。

对比例6

按照浓硫酸与钕铁硼废料质量比250g/kg配比，钕铁硼废料原料室温下搅拌均匀后于750℃焙烧2 h，得到的焙砂，进行水浸，得到稀土元素的浸出率为85.2%。本对比例中钕铁硼废料的重量与实施例1保持一致。

对比例7

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例用等量的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）代替复配表面活性剂。其余部分与实施例1保持一致。本对比例中，稀土元素的浸出率为76.2%。

对比例8

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例用等量的脂肪酸山梨坦代替复配表面活性剂。其余部分与实施例1保持一致。本对比例中，稀土元素的浸出率为72.4%。

对比例9

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例用等量的十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）代替复配表面活性剂。其余部分与实施例1保持一致。本对比例中，稀土元素的浸出率为75.8%。

结果分析：根据实施例1-53提供的数据，本研究提出了一种通过硫酸化焙烧与表面活性剂协同作用来强化钕铁硼废料中稀土元素浸出率的方法。在该系列实施例中，分别采用了由两种、三种和四种表面活性剂复配而成的复配表面活性剂进行实验。结果显示，当复配表面活性剂中包含的表面活性剂种类从两种增加到三种，再到四种时，其对钕铁硼废料中稀土元素的浸出效果依次增强。具体而言，实施例1-7中使用两种表面活性剂复配制得的复配表面活性剂，其浸出效果不如实施例8-13中使用三种表面活性剂复配制得的复配表面活性剂；而实施例14中使用四种表面活性剂复配制得的复配表面活性剂，则表现出最优的浸出效果。因此，可以得出结论，复配表面活性剂中表面活性剂种类的增加，有利于提高钕铁硼废料中稀土元素的浸出率，为优化稀土资源回收技术提供了有价值的参考。

实施例15-实施例53提供的实验检测数据可知，浓硫酸和钕铁硼废料质量比、焙烧时间以及表面活性剂的选择均能影响浸出率。当浓硫酸和钕铁硼废料质量比为200g/kg，焙烧时间为2h时，浸出率较佳。

对比例1-3仅采用焙烧法处理钕铁硼废料，其对稀土元素的浸出效果明显低于采用硫酸化焙烧与复配表面活性剂协同作用的方法。对比例4-6虽然采用了浓硫酸焙烧法，但是由于没有使用复配表面活性剂，其浸出效果也不如实施例1。对比例7-9仅使用单一表面活性剂，其浸出效果同样不佳。综上所述，通过硫酸化焙烧与多种表面活性剂复配形成的复配表面活性剂协同作用的方法，能够显著提高钕铁硼废料中稀土元素的浸出率，为稀土资源的高效回收提供了一条可行的技术路径。此外，优化浓硫酸与钕铁硼废料的质量比及合适的焙烧时间也是提高浸出效率的关键因素。这些发现对于推动稀土资源的可持续利用具有重要意义。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种硫酸化焙烧与表面活性剂协同强化钕铁硼废料中稀土元素浸出的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、将钕铁硼废料和浓硫酸混合，制得焙烧原料；

S2、对步骤S1所述焙烧原料进行焙烧处理，制得焙烧产物；

其中，步骤S3所述浸出剂包括复配表面活性剂；

步骤S3所述复配表面活性剂至少包括如下表面活性剂中的三种；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3所述复配表面活性剂至少包括四种表面活性剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S3所述复配表面活性剂选自如下条件的一种类型：

或，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3所述四种表面活性剂选自如下重量份数的表面活性剂：

十二烷基硫酸钠1-3份；

直链烷基苯磺酸0.5-1.5份；

十六烷基三甲基溴化铵0.5-1.5份；

十二烷基三甲基溴化铵1-1.5份；

十二烷基二甲基甜菜碱0.5-1.5份；

月桂酰胺丙基甜菜碱1-3份。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浓硫酸和所述复配表面活性剂的用量为如下：

浓硫酸和钕铁硼废料的质量比为1:（10-15）；

复配表面活性剂与钕铁硼废料质量比为1:（100000-200000）。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钕铁硼废料包括油泥料、水磨料、料头、超细粉、倒角泥。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述钕铁硼废料以质量百分比计，各组分的含量为：油泥料 8-12%、水磨料 30-40%、料头25-30%、超细粉10-15%、倒角泥5-10%。