JP2002012921A - 希土類磁石スクラップの再生方法 - Google Patents

希土類磁石スクラップの再生方法

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JP2002012921A
JP2002012921A JP2000198771A JP2000198771A JP2002012921A JP 2002012921 A JP2002012921 A JP 2002012921A JP 2000198771 A JP2000198771 A JP 2000198771A JP 2000198771 A JP2000198771 A JP 2000198771A JP 2002012921 A JP2002012921 A JP 2002012921A
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earth magnet
scrap
calcium
melting
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Wataru Takahashi
渉 高橋
Kazutaka Asabe
和孝 阿佐部
Katsutoshi Ono
勝敏 小野
Ryosuke Suzuki
亮輔 鈴木
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸化の程度が著しい大型塊状、さらに小型塊
状および粉末状のスクラップを溶解法で再生する方法を
提供する。 【解決手段】 下記第１工程ないし第４工程から構成す
る。 第１工程：塩化カルシウムまたは塩化カルシウムと塩化
バリウム、塩化マグネシウムおよび弗化カルシウムのう
ちから選ばれた１種以上との混合物のフラックス材を加
熱溶融すること。 第２工程：希土類磁石スクラップを、加熱溶融したフラ
ックスに浸漬し、気体または液体状のCaをで表面酸化物
を還元すること。 第３工程：第２工程から回収された希土類磁石スクラッ
プを、純水に接触させ、前記第２工程で副生成するカル
シアおよび残留カルシウムを該水に溶解して除去するこ
と。 第４工程：第３工程から回収した希土類合金を加熱溶解
して希土類磁石用原料合金を得ること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類磁石スクラ
ップの再生方法、特に、高性能を有する永久磁石である
希土類磁石 (主としてNd-Fe-B 系希土類磁石) の製造工
程または使用済み機器から発生する希土類磁石スクラッ
プ (以下、単にスクラップともいう) を希土類磁石原料
として再利用するための再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類磁石 (主としてNd-Fe-B 系希土類
磁石) はその特性から機器の小型化、高性能化に威力を
発揮するため、近年需要が急速に高まってきているが、
非常に小さい形状や精密な寸法を要求されることが多
い。
【０００３】希土類磁石は粉末冶金法で製造され、大き
な寸法の焼結品を切断して小さく分割する工程や、ある
程度の余肉をとって成形・焼結した後、研削する工程を
経て製品を作製する。さらに、Ni、アルミニウムクロメ
ート等のメッキや樹脂等の表面処理をして製品とする工
程がある。これらの工程で成形不良品、焼結不良品、メ
ッキ不良品、切断粉末屑、研削粉末屑等としてスクラッ
プが発生する。
【０００４】また、HDD のVCM 、モーター類、MRI 等に
多量に市中で使用されている希土類磁石はいつかは使用
済み磁石となってスクラップとして回収される。したが
って、これらの希土類磁石スクラップの再生利用は、省
エネルギー、資源節約ならびに希土類金属の価格の低減
のためにも極めて重要なことである。
【０００５】希土類磁石中の希土類金属は酸素および炭
素との親和力が非常に強く、希土類磁石の製造工程にお
いて希土類金属はかなりの程度に酸化、あるいは炭化し
ている。特に研削屑の場合は平均粒径１〜２μｍの微粒
子となっているので磁石粉末中の希土類金属の酸化はさ
らに著しい。また希土類金属のスクラップの中には他の
金属の破片、樹脂類等の不純物が混在している。
【０００６】このため、希土類磁石スクラップは回収し
てそのまま真空または不活性雰囲気下で溶解し再度磁石
原料として使用することは不可能で、含有酸素や炭素の
低減化などの再処理が不可欠である。
【０００７】希土類磁石スクラップの再生方法として、
従来より考えられている方法には次のものがある。 (1) スクラップを酸を用いて溶解して、化学的処理によ
り、希土類金属 (Nd、Pr、Dy) をふっ化物、酸化物等の
形で分離精製し、Ca等の還元剤により金属に還元する方
法。
【０００８】(2) 上記のように化学処理等で得た酸化物
を溶融塩電解により還元して金属を回収する方法。 (3) スクラップを高周波溶解、アーク溶解、プラズマ溶
解等で高温溶解して金属塊を得る方法。
【０００９】しかし、(1) の化学的処理による方法は、
純度の高い希土類金属を回収できるが処理工程が複雑
で、処理費が高くつく欠点がある。また、(2) 、(3) の
溶解して金属塊を得る方法は、スクラップである研削粉
や、ブロック状のスクラップの表面が著しく酸化してお
り、アルゴンや真空雰囲気中で加熱しても容易に溶解せ
ず、るつぼ等を損傷するとともに、たとえ溶解してもス
ラグと希土類金属の分離が十分ではなく、金属の歩留ま
りが非常に悪いという欠点があり、実用的でなかった。
【００１０】その他、特許文献上からは次のような方法
がこれまでに提案されている。 (4) 希土類磁石スクラップに、当該スクラップの含有す
る酸素および炭素と化合させるカルシウムの化学量論量
の1.8 〜2.5 倍を金属カルシウムまたは水酸化カルシウ
ムの形で配合し、圧縮成形してアルゴン気流中にて還元
脱炭を行い、スクラップにおける含有酸素を酸化カルシ
ウム、炭素を炭化カルシウムの化合物となし、次いで還
元した圧縮成形体を冷却、破砕後水洗によって前記酸化
カルシウムおよび炭化カルシウム化合物を除去する方法
(特開昭56−38438 号公報) 。
【００１１】(5) 希土類磁石スクラップに、当該スクラ
ップの含有する酸素および炭素と化合させる化学量論上
のカルシウム所要量の２〜４倍を金属カルシウムまたは
水酸化カルシウムの形で配合し、不活性ガス中にて900
〜1200℃に加熱して、スクラップに含有される酸素を酸
化カルシウム、炭素を炭化カルシウムの化合物となし、
そのまま水中で崩壊させて酸化カルシウムおよび炭化カ
ルシウム化合物を除去する方法 (特開昭58−73731 号公
報、特開昭58−136728号) 。
【００１２】(6) 湿水素雰囲気で希土類磁石スクラップ
を加熱処理して、該スクラップから炭素を除去し、その
後カルシウムによる直接還元を行う方法 (特開昭61−15
3201号) 。
【００１３】(7) 希土類磁石スクラップを希土類磁石原
料として再利用するため溶解炉で溶解し、その際に溶解
開始時の原料の全部また一部として、希土類磁石構成元
素を主成分とする金属または合金を用いる方法 (特開平
８−31624 号) 。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、希土類
磁石スクラップは表面および焼結体の結晶粒子間は酸
素、炭素濃度が非常に高くなっている。特に希土類磁石
スクラップ全体の酸素量は磁石合金の酸素量の100 倍ぐ
らい高い量になることがある。そのため、希土類磁石ス
クラップを高周波溶解等で溶解しようとした際、多量の
酸素は融点が極めて高い希土類酸化物になっているの
で、1600℃以上の高温に加熱してもスクラップ全体は溶
解しにくく、希土類酸化物のスラグがルツボに付着した
ままとなる。
【００１５】また、スラグ間の希土類金属は逆に過熱さ
れることになって、その高温のためアルミナ等の耐火物
の溶損を激しくし、安定したスクラップの溶解は不可能
であった。
【００１６】そこで、その対応策として、特開平８−31
624 号公報に示されるように、予め表面の酸化していな
い低融点である希土類金属を溶解させて、種湯とした
後、希土類磁石スクラップを溶解させるという手法をと
っていた。これにより表面に希土類金属の高融点の酸化
物があっても、スクラップが大型塊状である場合は、あ
る程度安定して溶解することができた。しかし、それに
もかかわらず、スラグが多量に発生し、ルツボが短期に
溶損し、かつ希土類金属の歩留まりが低く、多量に精製
するスラグの後処理は難作業であった。さらにスクラッ
プが、研削屑のように粉末の場合は、種湯を使用しても
ほとんど溶解せず、希土類磁石の再生はできなかった。
【００１７】ここに、本発明の目的は、従来、溶解法で
再生処理が困難であった、非常に多量に酸化している大
型塊状、さらに小型塊状および粉末状のスクラップを溶
解法で再生すると同時にスクラップ中の炭素の若干の低
減をなし遂げる方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは表面酸化の
著しい希土類磁石スクラップを溶解させるための方法に
ついてを鋭意検討をかさねた。その結果、溶解前にあら
かじめスクラップ表面を還元しておくことにし、その方
法としてカルシウムによるスクラップ表面の希土類酸
化物の還元、その還元反応のハライド系フラックスを
用いた促進そして副生成物のカルシアの活量をフラッ
クスによって減少させることでさらに還元反応の相乗的
促進を図るのがよいことが判った。
【００１９】これによって、極めてスムーズに希土類磁
石スクラップの還元が進むことになり、同時に若干の脱
炭もなし遂げられる。この還元されたスクラップを不活
性雰囲気や真空雰囲気下で高周波溶解すれば、溶解も簡
単で、スラグ発生も少なく、希土類金属の歩留まりがよ
く、当然、ルツボの溶損も少ない。
【００２０】よって、本発明は、もっとも広義には、溶
解法を用いて希土類磁石スクラップを希土類磁石原料と
して再利用する方法であって、予め、希土類磁石スクラ
ップを真空または不活性加熱炉内において、塩化カルシ
ウム含有溶融フラックス中に浸漬し、同時にカルシウム
を該希土類磁石スクラップに作用させて、スクラップ表
面の希土類金属の酸化物を還元すると共に、副生物の酸
化カルシウムを溶融フラックス中に溶解することによっ
て酸化カルシウムの熱力学的活量を低減させ、次いで該
スクラップ表面のフラックスを除去した後、回収した希
土類合金を溶解することを特徴とする希土類磁石スクラ
ップの再処理方法である。
【００２１】より具体的には、本発明は次の通りであ
る。 (1) 下記第１工程ないし第４工程からなる希土類磁石ス
クラップの再生方法。 第１工程：塩化カルシウムまたは塩化カルシウムと塩化
バリウム、塩化マグネシウムおよび弗化カルシウムのう
ちから選ばれた１種以上との混合物から成るフラックス
材を加熱溶融して溶融フラックスとすること。 第２工程：真空下または不活性雰囲気下において、希土
類磁石スクラップを、加熱溶融した前記溶融フラックス
に浸漬し、気体または液体状のカルシウムを600〜1200
℃の温度範囲内で該希土類磁石スクラップに作用させて
該希土類磁石スクラップの表面酸化物を還元すること。 第３工程：第２工程から回収された希土類磁石スクラッ
プを、例えば25℃における比抵抗が50×103 オーム・cm
以上の純水に接触させ、前記第２工程で副生成するカル
シアおよび残留するカルシウムを該水に溶解して除去す
ること。 第４工程：第３工程から回収した希土類合金を真空下ま
たは不活性雰囲気下で加熱溶解して希土類磁石用原料合
金を得ること。
【００２２】(2) 前記第１工程において、前記フラック
ス材の構成物を真空下または不活性雰囲気下で、100 〜
300 ℃の温度範囲に加熱保持して、水分および炭酸ガス
からなる不純物を除去してから、加熱溶解する上記(1)
に記載の希土類磁石スクラップの再生方法。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の工程の概略を工程順に説
明すると次のとおりである。 第１工程 (溶融フラックスの準備工程):本発明において
は、塩化カルシウム含有フラックス、例えば、塩化カル
シウムまたは塩化カルシウムと塩化バリウム、塩化マグ
ネシウムおよび弗化カルシウムのうちから選ばれた１種
以上との混合物から構成したフラックス材を加熱溶解し
て溶融フラックスとする。
【００２４】加熱溶融に先立って、例えば酸素に関して
純度の高い無水塩化カルシウム、もしくはこれに塩化バ
リウム、塩化マグネシウム、フッ化カルシウム等を加え
た混合フラックス材は真空に排気しながら約100 〜300
℃で加熱保持し、水分および炭酸ガスよりなる不純物を
十分に除去してから加熱溶融することが好ましい。
【００２５】水分や炭酸ガスが多いとスクラップを脱酸
する工程で還元、脱炭が不充分になるからである。溶融
フラックス中における水分および炭酸ガスの含有量は0.
1 質量％以下にすることが好ましい。
【００２６】本発明の原理は、カルシウムによる希土類
磁石スクラップ中の酸素の除去の際に副生成するカルシ
ア (CaO)をハライド系フラックスに溶解させることによ
り、酸素量の低減の妨害となるカルシアの影響を低減さ
せることである。このために選択されるべきフラックス
材は、金属カルシウムの存在下でも分解せず、安定な液
体であり、かつカルシアを溶解またはカルシアと安定な
化合物を形成することによりカルシアの活量を下げ得る
ものであり、かつ金属カルシウムの活量を低下させるこ
とがないものであり、且つ希土類金属と反応することが
ないフラックス材でなければならない。
【００２７】本発明では下記の材料よりなる溶融フラッ
クスを使用する。 塩化カルシウム (CaCl2) 融点約772 ℃ 塩化バリウム (BaCl2) 融点約962 ℃ 塩化マグネシウム (MgCl2) 融点約714 ℃ フッ化カルシウム (CaF2) 融点約1418℃ 塩化カルシウムは単体で使用することができるが、融
点、蒸気圧を制御するためにその他のハライドを混合し
て用いても良い。
【００２８】塩化カルシウムに、塩化バリウム、塩化マ
グネシウムもしくはフッ化カルシウムを混合すると融解
温度が低下し、それぞれ600 ℃、610 ℃および645 ℃で
溶ける。このようなフラックス材は反応温度で液体とな
り、カルシウムをその中に溶解させることができる。
【００２９】塩化カルシウム以外のフラックス成分の混
合量は、反応温度にあわせ適宜混合できるが、大量に加
えると酸化カルシウム吸収能力が減少するため50mol%ま
でにとどめるのが望ましい。
【００３０】溶融フラックスの量は希土類磁石スクラッ
プ量の２〜５倍程度あればよい。このように、本発明の
工程を適用できる溶融フラックスは、単体で使用する場
合は、塩化カルシウムが最も酸化カルシウムの溶解能力
が高いので適する。しかしながら、塩化カルシウムを主
成分とし、さらに塩化マグネシウム、塩化バリウム、フ
ッ化カルシウム等のアルカリ土類ハライドを１種もしく
は２種以上を適宜選択し、反応温度で液体状態になるよ
うにその混合割合を設定すれば、これらを用いることも
可能である。特にこれらを混合すると共晶反応により塩
化カルシウムの融点770 ℃を低下させるので省エネルギ
ー上望ましく、これらの複合塩を高温で用いると粘性が
低いので少量で複雑な形状の希土類磁石スクラップの細
部に溶融フラックスが行き渡る効果があり望ましい。た
とえば、塩化カルシウムに塩化バリウムを34mol%添加す
ると600 ℃で融解することができる。 第２工程 (還元工程):反応容器は600 ℃〜1200℃の温度
範囲に加熱しフラックスを溶融する。
【００３１】次いで高温下でカルシウムを気体または液
体状で希土類磁石スクラップに作用させて、スクラップ
中の酸素を還元( 便宜上脱酸とも言う) するが、カルシ
アの活量が低い溶融フラックス中に浸したスクラップに
カルシウム蒸気が溶融フラックス中に溶け込んで作用
し、スクラップ中の酸素を取り除くのである。また、金
属カルシウムを溶融フラックス中に混合しておいても、
同様の脱酸効果がある。
【００３２】本明細書ではこのような態様を含めて「気
体または液体状のカルシウムを作用させる」と称するの
である。このような溶融フラックス中に浸漬した希土類
磁石スクラップは、溶融フラックスおよびスクラップと
分離して配置された金属カルシウム液体より蒸発する蒸
気により、あるいは溶融フラックス中に投入され溶融し
た金属カルシウムによって脱酸されるが、副生成するカ
ルシアはフラックスに溶解し、脱酸反応を阻害しない。
【００３３】脱酸反応中に雰囲気から酸素が混入しない
ような真空炉または不活性雰囲気炉を用いることによ
り、希土類磁石スクラップの表面から酸素の除去が完全
に行えることになる。
【００３４】ここで、脱酸剤として金属カルシウムを用
いるのは、酸素と強い親和力を持つ希土類元素を脱酸す
るためである。金属カルシウムは約700 ℃以上で顕著な
還元作用を示し、800 ℃以上で実用レベルの反応速度で
脱酸反応に寄与しうる。一方、1200℃ではカルシウムの
蒸気圧が0.13気圧を越えるのでカルシウムの損失が大き
くなり実用上好ましくない。このような状況下で、以下
に述べる条件を満足するようなフラックスを適用する。
【００３５】(1) 金属カルシウムの存在下で分解せず、
安定な液体であること。 (2) カルシアを溶解すること。もしくはカルシアと安定
な化合物をつくること。即ちカルシアの活量を低下させ
る働きがあること。
【００３６】(3) 金属カルシウム中にフラックスの成分
が多く溶解しないこと。すなわち金属カルシウムの活量
を低下させないこと。 (4) 希土類金属と反応しないこと。
【００３７】金属カルシウム量は多いほど脱酸効果が安
定するが、あまり極端な低酸素化が必要ない場合は含有
酸素に対する化学量論量の約２倍あればよい。 第３工程 (精製工程):脱酸後にフラックス中に埋まって
いる希土類磁石材料を取り出す必要がある。
【００３８】脱酸された希土類磁石スクラップから副生
成するとCaO と余剰の金属カルシウムを含むフラックス
を純水により溶解除去し、フラックスをスクラップから
溶解分離し、脱酸した希土類磁石のみを取り出す第３工
程である。
【００３９】本発明でいう純水は25℃で比抵抗50×103
オーム・cm以上のもので( ちなみに水道水は2.2 ×103
オーム・cm) 、いわゆる純水である。比抵抗が50×103
オーム・cm未満であると、一旦脱酸されたスクラップの
再酸化が生じるので好ましくない。
【００４０】具体的操作としては、室温近傍まで冷却
後、加熱炉から取り出して適宜粉砕後、純水中に浸漬す
るとともに、純水の流水でフラックスを洗い流せば良
い。 第４工程 (溶解工程):第３工程で取り出された希土類磁
石スクラップを溶解し、再生インゴットとする。
【００４１】溶解法としては不活性雰囲気下での高周波
溶解、不活性雰囲気下でのプラズマ溶解、水素プラズマ
溶解があり、スクラップの性状に応じて溶解法を選べば
よい。塊状のスクラップが多い場合は不活性雰囲気下で
の高周波溶解、粉状のスクラップが多い場合は同じく不
活性ガス雰囲気下でのプラズマ溶解が好ましい。溶解完
了後、インゴットに鋳造し、再生希土類金属インゴット
となる。
【００４２】水素プラズマ溶解ではArと水素の混合ガス
をプラズマガスとして流すが、水素分圧は0.3 〜0.8atm
が望ましい。この場合、スクラップ中の炭素がさらに低
減できる。
【００４３】回収されたインゴットは成分チェックし、
適正成分であればそのまま希土類磁石原料となり、粗粉
砕→微粉砕→磁場プレス→焼結→機械加工→防錆処理の
工程をたどり希土類磁石となる。
【００４４】上述のようにして回収された希土類磁石原
料の組成が、規格を満足していなければ、再度溶解する
ことにより、必要な希土類元素、およびその他の成分を
添加して適正成分の希土類磁石材料とし、前記工程によ
り希土類磁石とする。
【００４５】このように、本発明にかかる希土類磁石ス
クラップの再処理方法は、予めスクラップを雰囲気制御
した密閉容器内で脱酸処理し、しかる後、溶解処理する
ものであるが、そのための操作は、同一容器内に脱酸剤
である金属カルシウムと効率のよい脱酸に不可欠なフラ
ックス、および原料の希土類磁石スクラップを封じ込め
るという簡便な操作だけが要求されるにすぎず、装置お
よび処理コストの点からも経済的な方法である。
【００４６】
【実施例】(実施例１)本例で使用した希土類磁石スクラ
ップの組成は次の通りであった。
【００４７】スクラップの組成：21.8質量％Nd−6.3 質
量％Pr−1.10質量％Dy−1.0 質量％B −Fe 酸素含有量：2.0 質量％、炭素含有量：0.08質量％ 粒径:粒径１mm以下の粉状 このような性状の希土類磁石スクラップを次の各工程に
したがって再処理した。
【００４８】溶融フラックス準備工程:フラックス材と
して無水塩化カルシウムと無水塩化バリウムのアルカリ
土類ハライド系フラックス材を用い、900 ℃で溶融して
溶融フラックスとした。 還元工程：５TorrのAr雰囲気下に保持した図１に模式的
に示した真空雰囲気炉１内のステンレス容器５に３kgの
スクラップ２と10kgの溶融フラックス３を収納し、別の
ステンレス容器５に市販の金属カルシウム４を化学量論
量より過剰な 300ｇを収納して、アルゴンに加熱し、一
日間保持して希土類磁石スクラップ２の表面酸化物の還
元を行った。
【００４９】精製工程：還元工程で副生成したカルシア
および過剰なカルシウムを、例えば比抵抗50Mオーム・c
m/25 ℃の純水に溶解し、フラックスとともに除去し
た。
【００５０】溶解工程：精製したものを必要に応じて鉄
製容器に封入して、真空下高周波溶解炉またはプラズマ
溶解炉を用いて溶解し、希土類磁石原料用合金を作製し
た。
【００５１】すなわち、精製工程から回収した希土類磁
石スクラップを鉄製容器に封入し、高周波溶解炉でマグ
ネシアルツボを用いて、溶解・凝固させ、再生インゴッ
トとした。再生インゴットの不純物成分として酸素が0.
04％とバージンインゴットと比べて全く差のない不純物
量となっており、炭素も0.06％本発明の脱酸処理でああ
る程度除去されていることが判った。
【００５２】希土類金属成分もほとんど消耗しておら
ず、歩留まりは90％以上の値を示した。 (比較例１)この溶解試験時、別の鉄製容器内に脱酸処理
していない前記粉末状の希土類磁石スクラップを入れマ
グネシアルツボを用いて高周波溶解したが、スクラップ
は高温 (1600℃) 長時間保持 (１時間) にもかかわら
ず、溶解しなかった。希土類元素の酸化物の融点が高温
であるためであった。
【００５３】このようにして回収された希土類合金の組
成はICP ( プラズマ発光分光分析法) を用いて分析測定
した。酸素および炭素分析はLECO (赤外線吸収法) を用
いた。
【００５４】比較のために、脱酸工程を経なかったも
の、脱酸工程における温度が本発明の範囲を越える条件
で試験を行った。実施例１および比較例１に用いたフラ
ックス材は、事前に真空下、227 ℃の温度に１日間保持
してフラックス材中の水分および炭酸ガスを除去するフ
ラックスの準備工程を経たものを用いた。
【００５５】表１に再生条件、表２に回収した希土類磁
石用原料の組成を示す。また、表２に再生した希土類合
金の原料合金の組成を示す。 (実施例２)スクラップの組成は実施例１と同様であっ
た。
【００５６】実施例１の無水塩化カルシウムと無水塩化
バリウムフラックスの代わりに、無水塩化カルシウム単
体のフラックスを用いた。また金属カルシウムを溶融フ
ラックス、希土類磁石スクラップとともにステンレス製
容器に入れ、還元処理した。
【００５７】温度は850 ℃〜1050℃の温度範囲とした。
他の条件は実施例１と同様である。還元、精製処理後取
り出した希土類磁石スクラップを水冷銅ルツボ中でプラ
ズマ溶解したのち、凝固させ再生インゴットとした。
【００５８】インゴットの不純物元素である酸素は0.04
％、炭素は0.06％であり、希土類元素の歩留まりは90％
以上で良好であった。 (比較例２)このプラズマ溶解試験時、脱酸処理していな
い前記粉末状の希土類磁石スクラップを入れ、プラズマ
溶解したが、スクラップは溶解はしたがスラグが多く、
希土類金属の歩留まりは50％程度で低かった。
【００５９】結果は同じく表１、表２に示す。 (実施例３)実施例１と同様の条件において、希土類磁石
スクラップとして塊状品 (粒径30〜50mm) を用いた。
【００６０】還元・精製後、鉄製容器を用いず、そのま
まマグネシアルツボに入れ高周波溶解したが、不純物が
少なく、希土類金属の歩留まりが約95％の再生インゴッ
トが製造できた。
【００６１】(比較例３)本発明の脱酸処理しなかった塊
状スクラップを高周波溶解したときは、希土類元素がマ
グネシアルツボと反応し、ルツボの損傷が大きいととも
に、スラグが多量に発生し、希土類金属の歩留まりは70
％程度となって、量産性は極めて悪い結果となった。
【００６２】(比較例４、５)実施例１と同じ条件で、ア
ルゴン置換後の温度を550 ℃ (比較例４) および1300℃
(比較例５) の温度で24時間程度保持した。
【００６３】550 ℃加熱条件では粉末状希土類磁石スク
ラップは全くカルシウムで還元されず、フラックスを除
去後に高周波溶解したが、溶解しなかった。1300℃加熱
条件ではカルシウムが多量に蒸発し、カルシウムのコス
トが高いとともに、処理後の加熱炉壁に多量にカルシウ
ムが付着して清掃に多大の時間がかかり、実用上問題が
あった。
【００６４】以上より600 ℃〜1200℃の加熱温度が適正
と判明した。
【００６５】
【表１】
【００６６】
【表２】 実施例１、２および３で得た原料合金の組成はスクラッ
プの組成とほぼ同じであり、ＣおよびＯの不純物の含有
量もスクラップに対して減少し、希土類合金の原料とし
て十分用いることのできるものであっった。一方、比較
例１、２、３および４のものは、溶解工程でスクラップ
中の希土類元素の酸化物が還元されていないため大部分
が溶解せず、たとえ溶解したとしても歩留まりが低いも
のであった。比較例５では、多量のCaが蒸発し、脱酸工
程で用いた装置内に付着し、清掃に多大の工数を要した
ことおよび金属Caを多量に消費した高コストとなること
が判明したので溶解工程には供試なかった。
【００６７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、従来、湿式法でしか再利用できなかった粉末状の希
土類磁石スクラップを溶解法で再生インゴットとなし、
再利用可能とすることができる。さらに塊状のスクラッ
プの再生処理においても、希土類金属の歩留まりを向上
させることができ、日本では産出しない希土類金属の有
効活用に極めて効果があり、本発明の意義は資源セキュ
リティーの点からも大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に使用した真空雰囲気炉での脱酸処理
状況を示す説明図である。
【符号の説明】
１：真空雰囲気炉 ２：希土類磁石スクラップ ３：フラックス ４：金属カルシウム ５：ステンレス容器 ６：Ar (５Torr)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 41/02 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ａ ３０４Ｊ (72)発明者 小野 勝敏 京都府京都市左京区吉田本町 京都大学工 学部エネルギー科学研究科内 (72)発明者 鈴木 亮輔 京都府京都市左京区吉田本町 京都大学工 学部エネルギー科学研究科内 Ｆターム(参考） 4D004 AA21 AC05 BA05 CA29 CA37 CA40 CA50 CC03 CC11 4K001 AA10 AA39 BA22 CA06 DA05 DA06 DA08 EA02 EA03 GA19 HA07 5E062 CD04 CG02 CG03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記第１工程ないし第４工程からなる希
    土類磁石スクラップの再生方法。 第１工程：塩化カルシウムまたは塩化カルシウムと塩化
    バリウム、塩化マグネシウムおよび弗化カルシウムのう
    ちから選ばれた１種以上との混合物から成るフラックス
    材を加熱溶融し、溶融フラックスとすること。 第２工程：真空下または不活性雰囲気下において、希土
    類磁石スクラップを、加熱溶融した前記溶融フラックス
    に浸漬し、気体または液体状のカルシウムを600〜1200
    ℃の温度範囲内で該希土類磁石スクラップに作用させて
    該希土類磁石スクラップの表面酸化物を還元すること。 第３工程：第２工程から回収された希土類磁石スクラッ
    プを、純水に接触させ、前記第２工程で副生成するカル
    シアおよび残留するカルシウムを該水に溶解して除去す
    ること。 第４工程：第３工程から回収した希土類磁石を真空下ま
    たは不活性雰囲気下で加熱溶解して希土類合金用原料合
    金を得ること。
  2. 【請求項２】 前記第１工程において、前記フラックス
    材の構成物を真空下または不活性雰囲気下で、100 〜30
    0 ℃の温度範囲に加熱保持して、水分および炭酸ガスか
    らなる不純物を除去してから、加熱溶融する請求項１に
    記載の希土類磁石スクラップの再生方法。
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