JP2004068082A - 希土類金属の回収方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡便かつ安価であると共に廃棄溶液が少なく、尚かつ酸素を多量に含んだ希土類合金からでも希土類金属を回収する。
【解決手段】希土類合金とガラススラグとを同時に溶解してから凝固させることにより、希土類合金中の希土類金属だけをガラススラグと反応させてガラススラグ中に抽出させるようにしている。
【選択図】    図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は希土類磁石や希土類系水素吸蔵合金などの希土類合金から希土類金属を回収する方法に関する。更に詳述すると、本発明は、希土類合金中に含まれる希土類金属の簡便なリサイクルに好適な希土類合金からの希土類金属回収方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
サマリウムコバルト磁石やネオジウム鉄ボロン磁石などの希土類合金を用いた希土類磁石は高性能磁石としてコンピュータ周辺機器、民生用電子機器、計測・通信機器から自動車、医療機器まで幅広く使用されている。希土類磁石の生産量は年々増加しているため、市中からスクラップとして回収された希土類合金をリサイクルする体制の早期確立が望まれている。
【0003】
希土類合金をリサイクルするためには、希土類合金から希土類金属だけを抽出する必要がある。この希土類合金から希土類金属を抽出する方法としては、希土類酸化物から希土類金属を精製する方法として知られている溶媒抽出法やイオン交換法などの適用が可能である。これらは、市中から回収した希土類合金を粉砕した後に、培焼して酸化物にしてから希土類金属の酸化物を溶媒を使って抽出したり、イオン交換膜などを使って浸出させるものである。また、別の方法として、希土類合金を粉砕した後に硫酸などの酸で溶解し、希土類金属をフッ化物や酸化物の沈殿として回収する方法も提案されている。
【0004】
上記の方法は水溶液を用いるいわゆる湿式プロセスであるが、これらの他に水溶液を用いない乾式のプロセスがある。この乾式のプロセスとしては、マグネシウムや銀などの金属を用いて希土類金属の溶融金属との選択的な反応というプロセスを経て希土類合金から希土類金属を回収する方法が最近提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した溶媒抽出法やイオン交換法では、粉砕、培焼、浸出と工程数が多いと共に工程条件が複雑で、しかもコストが非常に高くなってしまうことから実用化が難しいものである。また、粉砕後の希土類合金を硫酸などの酸で溶解しフッ化物や酸化物の沈殿として回収する方法では、希土類合金のリサイクルにより大量の廃棄溶液が発生するという問題がある。
【0006】
一方、乾式のプロセスでは、実際の希土類合金、すなわち市中からスクラップとして回収された希土類合金は酸素を多量に含んでいるため、マグネシウムなどが酸化されるという理由により希土類金属の回収は実際には難しいものと予想される。
【0007】
このように、希土類合金から希土類金属を回収するためには各種の問題があるので、市中から回収した希土類合金のスクラップから希土類金属を回収することによりリサイクルする体制を確立するのは困難である。
【0008】
そこで、本発明は、簡便かつ安価であると共に廃棄溶液が少なく、尚かつ酸素を多量に含んだ希土類合金からでも希土類金属を回収可能な希土類金属の回収方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本願発明者らがネオジウム鉄ボロン磁石などの希土類合金からの希土類金属の回収方法について鋭意検討した結果、希土類合金を酸化ホウ素や鉛ケイ酸塩ガラスなどの酸化物のガラススラグと共に溶解して凝固させると、希土類磁石の主成分の一つである希土類金属だけがガラススラグ中に溶解することを実験的に見出した。
【0010】
本発明はかかる知見に基づいてなされたものであり、請求項1記載の希土類金属の回収方法は、ガラススラグと希土類合金とをるつぼ中で溶解してから凝固させることにより、希土類合金とガラススラグとを反応させて希土類合金中の希土類金属のみをガラススラグ中に抽出するようにしている。
【0011】
溶解したガラススラグと希土類合金とは、希土類合金中の反応性に富む希土類金属だけがガラススラグと反応して、希土類金属だけが酸化物あるいは窒化物となってガラススラグ中に移動し、希土類金属とその他の金属成分とを分解する。
これによって、希土類合金中から希土類金属が全て回収できる。
【0012】
ここで、ガラススラグと希土類合金とは、るつぼの中に一緒に投入するだけでも良いし、請求項2記載の発明のように予めガラススラグで希土類合金を包み込むようにしてるつぼに収めるようにしても良い。請求項2記載の発明の場合には、希土類合金とそれを包み込むガラススラグの全面で反応が起こるので、反応がより完全なものとなると共に周りのガラススラグに取り込まれた希土類金属の酸化物と中央に残る金属とが容易に分離できる。また、場合によっては請求項3記載の発明のように、少なくとも内壁部にガラスを備えるるつぼを用い、るつぼの内壁のガラスを溶解しながらるつぼの中の希土類合金を溶解させ、溶解した希土類合金とガラスとを反応させると共に凝固させるようにしても良い。この場合には、希土類合金とるつぼとが高温で反応するという現象を積極的に利用して、るつぼの内壁面から溶け出すガラススラグと希土類合金中の希土類金属のみが反応してガラススラグ中に取り込まれた状態で固化されることを実験的に見いだした。このため、希土類合金をるつぼ内に収めて加熱するだけの簡便な操作で希土類合金中から希土類金属を回収することができる。
【0013】
尚、ガラススラグとしては、特に限定されるものではないが、二酸化ケイ素を主成分としないものの使用が好ましく、より好ましくは二酸化ケイ素の含有量が70wt%以下のガラス、更に好ましくは鉛ケイ酸塩ガラスのような二酸化ケイ素の含有量が60wt%以下のガラス、最も好ましくは酸化ホウ素の使用であることが実験的に見いだされた。
【0014】
また、本願発明者らは、希土類合金としてネオジウム鉄ボロン磁石合金だけではなく、サマリウムコバルト磁石合金やランタンニッケル水素吸蔵合金など幅広い希土類合金に、上記の回収方法が適用できることを実験的に見出した。かかる知見に基づいて請求項4記載の発明は為されたものであって、請求項1から3までのいずれか記載の希土類金属の回収方法において、希土類合金は希土類金属と遷移金属の金属間化合物相を主相とする合金であるようにしている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0016】
この希土類金属の回収方法は、ガラススラグと希土類合金とをるつぼ中で溶解してから凝固させることにより、希土類合金とガラススラグとを反応させて希土類合金中の希土類金属のみをガラススラグ中に抽出するものである。
【0017】
ここで、回収対象とされる金属は、特に限定されるものではないが、希土類金属の他、有用金属ないし微量金属であることが好ましく、特に希土類金属であることが有用である。また、処理対象となる合金類は、希土類合金、特に希土類金属と遷移金属の金属間化合物相を主相とする合金である。具体的には、ネオジウム鉄ボロン磁石合金、サマリウムコバルト磁石合金、ランタンニッケル合金などである。
【0018】
また、ガラススラグとしては、特に限定されるものではないが、二酸化ケイ素を主成分としないものの使用が好ましく、より好ましくは二酸化ケイ素の含有量が70wt%以下のガラス、更に好ましくは鉛ケイ酸塩ガラスのような二酸化ケイ素の含有量が60wt%以下のガラス、最も好ましくは酸化ホウ素の使用である。具体的には酸化ホウ素や鉛ケイ酸塩ガラスなどの酸化物のガラススラグとしている。
【0019】
また、ガラススラグとして代表的なガラス材料の組成を表1に示す。この表から明らかなように、酸化ホウ素はBを主成分として、SiOを含まないことが分かる。
【0020】
【表1】
Figure 2004068082
【0021】
更に、希土類合金の溶解に用いられるるつぼとしては、一般には希土類合金とるつぼが高温で反応するため、カルシアなどの希土類金属と反応しないるつぼを用いるのが普通である。しかし、本発明では、溶解時にガラススラグで希土類合金を包み込むようにしているので、るつぼの材質には特に限定されるものではなく、カルシアでも、石英ガラスでも実施可能である。特に、希土類合金とるつぼが高温で反応するという現象を積極的に利用することにより、希土類合金から希土類金属のみを分離できることを実験的に見出したことから、るつぼを上述の好適な成分からなるガラスで厚肉に構成したり、あるいはライニングを施したるつぼを採用し、るつぼの内壁面を溶解して必要量のガラススラグを供給するようにしても良い。
【0022】
ガラススラグと希土類合金とは、るつぼの中に一緒に投入するだけでも良いし、予めガラススラグで希土類合金を包み込むようにしてるつぼに収めるようにしても良い。予めガラススラグで希土類合金を包み込む場合には、希土類合金とそれを包み込むガラススラグの全面で反応が起こるので、反応がより完全なものとなると共に周りのガラススラグに取り込まれた希土類金属の酸化物と中央に残る金属とが容易に分離できる。また、希土類合金とこれから希土類金属を回収するに十分な量のガラススラグ即ち溶解したときに希土類合金を包み込める程の量のガラススラグを、るつぼの中に一緒に投入して加熱することによって両者を溶解させる場合には、ガラススラグで予め希土類合金を包み込む工程が不要となり、単に希土類合金とガラススラグとをるつぼの中に一緒に投入して加熱するだけの簡単な操作で済む。また、少なくとも内壁部にガラスを備えるるつぼを用いる場合には、るつぼの内壁のガラスを溶解しながらるつぼの中の希土類合金を溶解させ、溶解した希土類合金とガラスとを反応させると共に凝固させるようにしても良い。この場合には、るつぼ内に希土類合金だけを収めてから加熱するだけの簡便な操作で希土類合金中から希土類金属を回収することができる。
【0023】
上述した希土類合金とガラススラグとは、るつぼ内で希土類合金の融点より僅かに高い温度例えば100℃程度高い温度で加熱されると、まずガラススラグが溶解されて希土類合金を包み込み、次いでこのガラススラグで包み込まれた希土類合金が溶融状態となる。溶融したガラススラグと希土類合金は高温で反応して、希土類合金中の希土類金属だけが酸化物となって分解され溶融ガラススラグ中に移動する。そこで、電気炉による加熱を停止し温度を下げていくと、希土類金属を含むガラススラグと希土類金属を含まない合金とが得られる。これにより、希土類合金から希土類金属を回収することができる。実験によると、ネオジウム鉄ボロン磁石合金のように、希土類金属の含有量が多い場合には、保持温度は不要であり、溶融したガラススラグと希土類合金が自然に凝固する間に反応して、希土類合金中の希土類金属だけが酸化物となって分解され溶融ガラススラグ中に移動する。また、希土類金属の含有率が低いなどの理由により反応性が悪くなる場合には、溶解時に一定の保持温度が必要になることもある。
【0024】
これら一連の加熱処理は、酸化を促進しない雰囲気中で行うことが望まれ、アルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガスの雰囲気中あるいは真空雰囲気中で行うことが好ましい。しかし、酸化物の状態でガラススラグ中に回収されることから、通常の空気中での処理でも差し支えはない。
【0025】
また、ガラススラグ中に酸化物の形態で回収された希土類金属は、必要に応じて還元処理されて希土類金属としてリサイクルされる。例えば、ガラススラグごと再び溶解され、比重差などを利用してガラススラグから分離された後、還元処理を行うことによって金属化される。
【0026】
上述した実施形態によれば、希土類合金に粉砕や培焼などの前処理を施すことなく希土類合金から希土類金属を回収することができるので、数多くの複雑な工程を必要とせず希土類金属を簡便かつ安価に回収することができる。
【0027】
また、上述した実施形態によれば、酸化ホウ素などのガラススラグを用いているので、市中から回収した酸素を多量に含む希土類合金であっても何ら問題無くそのまま適用できる。よって、市中から回収した希土類合金のスクラップから希土類金属を回収してリサイクルする体制の実現が容易になる。
【0028】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【0029】
【実施例】
(実施例1)
図1に示すBN(窒化ボロン)るつぼ3と電気炉4を用いて、希土類合金2をガラススラグ1で包み込んだ状態で加熱し、ガラススラグ1更には希土類合金2を溶融させた。ここで、希土類合金としてネオジウム鉄ボロン磁石合金を、またガラススラグとして酸化ホウ素を用いた。尚、ネオジウム鉄ボロン磁石合金の融点は1280℃、酸化ホウ素の融点は450℃である。
【0030】
まず、図1に示すように、BN(窒化ボロン)るつぼ3内にネオジウム鉄ボロン磁石合金2とブロック状の酸化ホウ素のガラススラグ1とを積み上げて、ネオジウム鉄ボロン磁石合金2の周りをブロック状の酸化ホウ素・ガラススラグ1で囲繞する。その状態で、アルゴンガス雰囲気中で650℃(酸化ホウ素の融点より200℃高い温度)まで加熱してガラススラグ1のみを僅かに溶解した。その後、ガラススラグ1を室温まで冷却して凝固させた。このようにしてガラススラグ1でネオジウム鉄ボロン磁石合金を包み込んだ(所謂2重るつぼ状態とした)。尚、るつぼ3内のネオジウム鉄ボロン磁石合金2の温度は、るつぼ3の中央に装入される石英ガラスシース(鞘)5を利用して導入される温度測定器(図示省略)によって測定される。
【0031】
次に、このガラススラグ1で包み込まれたネオジウム鉄ボロン磁石合金をアルゴンガス雰囲気中で1380℃(ネオジウム鉄ボロン磁石合金の融点より100℃高い温度)まで加熱してネオジウム鉄ボロン磁石合金とガラススラグ1との両方を溶解して反応させた。その後に融解物を室温まで冷却して凝固させた。そして、BNるつぼ3をダイヤモンドカッタで切断して試料を回収した。そして、溶解・凝固前後におけるネオジウム鉄ボロン磁石合金並びにガラススラグの組成の変化を比較した。
【0032】
溶解凝固前後のネオジウム鉄ボロン磁石合金の組成を表2に示す。また、溶解凝固前後のガラススラグ1の組成を表3に示す。
【0033】
【表2】
Figure 2004068082
【0034】
【表3】
Figure 2004068082
【0035】
この結果から明らかなように、本実施例に用いたネオジウム鉄ボロン磁石合金は溶解前にネオジウムを25.50重量%含んでいたが、ガラススラグ1中での溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金はネオジウムを0.01重量%しか含まないことが判明した。逆に溶解前のガラススラグ1はネオジウムを0.01重量%しか含んでいなかったが、ネオジウム鉄ボロン磁石合金と共に溶解凝固した後のガラススラグ1はネオジウムを25.80重量%も含むことが判明した。
【0036】
本実施例に用いたネオジウム鉄ボロン磁石合金とガラススラグ1中での溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金とのX線回折図を図2に示す。同図に示すように、ガラススラグ1中での溶解前のネオジウム鉄ボロン磁石合金(a)には主相である強磁性相のNdFe14B金属間化合物の回折ピークが見られるが、ガラススラグ1中での溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金(b)には強磁性相のNdFe14B金属間化合物の回折ピークは見られず、Fe相およびFeB相の回折ピークのみが観察される。
【0037】
このNdFe14B金属間化合物のような希土類金属と遷移金属の金属間化合物は、高温では酸素や水素と希土類金属のみが反応して、その結果、金属間化合物が分解することが多い。本実施例では、ガラススラグ1中での溶解凝固によりネオジウム鉄ボロン磁石合金のNdFe14B金属間化合物が高温でガラススラグ1と反応することにより、希土類金属のみがガラススラグ1中に回収され、その結果Fe相とFeB相からなる合金が得られたものと考えられる。
【0038】
次に、ガラススラグ1中での溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金の組織写真(SEM写真)およびEPMA(電子線マイクロアナライザ)により撮影したその組織写真に対応するネオジウム元素(Nd)、鉄元素(Fe)、ボロン元素(B)のX線像を図3に示す。X線像の濃淡は感度に違いがあるため異なる元素では直接比較検討できないが、一般に白く見える部分はその元素があることを、また黒く見えるところはその元素が無いことを示す。この試料のFeおよびBのX線像は白い部分が見られるが、NdのX線像は殆ど白い部分が見られない。
このことからも、この試料は殆どネオジウムを含まず、大部分が鉄およびボロンよりなることが確認できた。
【0039】
以上の結果より、ネオジウム鉄ボロン磁石合金のネオジウムはガラススラグ1中での溶解凝固によりガラススラグ1中に回収されたことが確認できた。
【0040】
(比較例1)
希土類合金2としてネオジウム鉄ボロン磁石合金をガラススラグ無しで、そのままBNるつぼ3に入れ、アルゴンガス雰囲気中で1380℃まで加熱してネオジウム鉄ボロン磁石合金を溶解した。その後室温まで冷却した。
【0041】
本実施例に用いたネオジウム鉄ボロン磁石合金と溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金との組成を分析した。その結果を表4に示す。
【0042】
【表4】
Figure 2004068082
【0043】
同表に示すように、溶解前のネオジウム鉄ボロン磁石合金はネオジウムを25.50重量%含んでいたが、ガラススラグ無しで溶解凝固したネオジウム鉄ボロン磁石合金は溶解前のネオジウム鉄ボロン磁石合金とほぼ同様にネオジウムを25.60重量%含むことが判明した。
【0044】
以上の結果より、ガラススラグ無しでネオジウム鉄ボロン磁石合金を溶解凝固しても、ネオジウムの含有率は殆ど変化しないことがわかった。
【0045】
(比較例2)
希土類合金2としてネオジウム鉄ボロン磁石合金を、またガラススラグ1としてパイレックスガラス(コーニング社製 商品名:パイレックス)をそれぞれ用いた。ネオジウム鉄ボロン磁石合金の融点は1280℃、パイレックスガラスの軟化点は821℃である。さらに、表1に示すように、パイレックスガラスは13wt%のBを含有しているものの、主成分としてSiOを80.00重量%含有している。
【0046】
まず、ネオジウム鉄ボロン磁石合金とパイレックスガラススラグ1とをBNるつぼ3に入れ、アルゴンガス雰囲気中で1021℃まで加熱してガラススラグ1のみを軟化させた。その後、ガラススラグ1を室温まで冷却して凝固させた。このようにしてガラススラグ1でネオジウム鉄ボロン磁石合金を包み込んだ。
【0047】
次に、このガラススラグ1で包み込まれたネオジウム鉄ボロン磁石合金をアルゴンガス雰囲気中で1380℃まで加熱してネオジウム鉄ボロン磁石合金とガラススラグ1との両方を溶解して反応させた。その後に融解物を室温まで冷却して凝固させた。そして、BNるつぼ3をダイヤモンドカッタで切断して試料を回収した。
【0048】
溶解凝固前後のネオジウム鉄ボロン磁石合金の組成を表5に示す。また、溶解凝固前後のガラススラグ1の組成を表6に示す。
【0049】
【表5】
Figure 2004068082
【0050】
【表6】
Figure 2004068082
【0051】
溶解前のネオジウム鉄ボロン磁石合金にはネオジウムを25.50重量%含んでいたが、ガラススラグ1中での溶解凝固後でも依然としてネオジウム鉄ボロン磁石合金は溶解前とほぼ同じネオジウムを25.60重量%含むことが判明した。また、溶解前のパイレックスガラススラグ1はネオジウムを0.01重量%しか含んでいなかったが、ネオジウム鉄ボロン磁石合金と共に溶解凝固した後のガラススラグ1もまたネオジウムを0.01重量%しか含まないことが判明した。
この分析結果から、ガラススラグ1としてパイレックスガラスを使用しても、希土類合金2と殆ど反応しないため希土類金属の回収はできないことが分かった。
【0052】
図4に本実施例に用いたネオジウム鉄ボロン磁石合金とガラススラグ1中での溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金とのX線回折図を示す。同図に示すように、ガラススラグ1中での溶解前のネオジウム鉄ボロン磁石合金(a)には主相である強磁性相のNdFe14B金属間化合物の回折ピークが見られ、またガラススラグ1中での溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金にも溶解前のネオジウム鉄ボロン磁石合金と同様の回折ピークが見られる。このことより、パイレックスガラスを用いるとネオジウム鉄ボロン磁石合金のNdFe14B金属間化合物が高温でガラススラグ1と殆ど反応しないことが確認できた。
【0053】
次に、パイレックスガラスをガラススラグとして用いた溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金の組織写真(SEM写真)およびEPMAにより撮影したその組織写真に対応するネオジウム元素(Nd)、鉄元素(Fe)、ボロン元素(B)のX線像を図5に示す。同図に示すように、酸化ホウ素をガラススラグ1として用いた場合(図3参照)に比べてNdのX線像とFeのX線像に白い部分が見られる。以上の結果より、SiOを80.00重量%含有するパイレックスガラスを用いるとネオジウム鉄ボロン磁石合金のNdFe14B金属間化合物が高温でガラススラグ1と殆ど反応しないことが確認できた。
【0054】
(比較例3)
希土類合金2としてネオジウム鉄ボロン磁石合金を、またガラススラグ1としてソーダライムを用いた。表1に示すように、ソーダライムガラスはSiOを71.00重量%含有している。この結果、パイレックスガラスの場合と同様にガラススラグ1中にネオジウムを回収できなかった。
【0055】
(実施例2)
希土類合金としてネオジウム鉄ボロン磁石合金を、またガラススラグとして鉛ケイ酸塩ガラスを用いた。そして、このネオジウム鉄ボロン磁石合金を、鉛ケイ酸塩ガラスで包み込んで、溶解・凝固させた。ところが、実験の結果、実施例1の酸化ホウ素の場合と同様にガラススラグ中にネオジウムを回収できることが分かった。尚、表1に示すように、鉛ケイ酸塩ガラスはSiOを57.50重量%含有している。
【0056】
実施例1,2および比較例2,3の結果より、ガラススラグとしては70wt%を超える二酸化ケイ素を含有するガラスは好ましくないことが分かった。但し、比較例2及び3の実験では、希土類金属の回収ができなかったが、これは実験条件が整っておらず反応性が悪いために回収できなかったことを否定できるものではない。このため、反応性を高める条件を設定できれば、70wt%を超えるSiOを含有するガラスは、例えばソーダライムガラスやパイレックスガラスでも希土類金属の回収ができる可能性があるものと思われる。
【0057】
(実施例3)
希土類合金2としてネオジウム鉄ボロン磁石合金を、またガラススラグ1として酸化ホウ素を用いた。ネオジウム鉄ボロン磁石合金の融点は1280℃、酸化ホウ素の融点は450℃である。
【0058】
この実施例では、予めガラススラグで希土類合金を包み込んでおいてから加熱溶解させるのではなく、ネオジウム鉄ボロン磁石合金と反応に十分な大量のガラススラグ1をBNるつぼ3に一緒に入れて、そのままアルゴンガス雰囲気中で1380℃まで加熱してネオジウム鉄ボロン磁石合金およびガラススラグ1の両方を溶解して反応させた。その後にこれらの融解物を室温まで冷却し凝固させた。
BNるつぼ3をダイヤモンドカッタで切断して試料を回収した。このネオジウム鉄ボロン磁石合金とガラススラグ1中での溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金との組成を表7に示す。
【0059】
【表7】
Figure 2004068082
【0060】
本実施例に用いたネオジウム鉄ボロン磁石合金は溶解前にネオジウムを25.50重量%含んでいたが、ガラススラグ1中での溶解凝固後のネオジウム鉄ボロン磁石合金はネオジウムを0.01重量%しか含まないことが判明した。このことより、実施例1,2のようにネオジウム鉄ボロン磁石合金をガラススラグ1により完全に包み込まなくても、ガラススラグ1とネオジウム鉄ボロン磁石合金をるつぼ3に入れて溶解凝固させるだけで十分に反応して、希土類金属をガラススラグ中に取込みガラススラグ中に回収できることが判明した。
【0061】
(実施例4)
希土類合金としてサマリウムコバルト磁石合金を、またガラススラグとして酸化ホウ素を用いて溶解・凝固させた。サマリウムコバルト磁石合金の融点は1293℃、酸化ホウ素の融点は450℃である。
【0062】
まず、サマリウムコバルト磁石合金とガラススラグとをBNるつぼに入れ、アルゴンガス雰囲気中で650℃まで加熱してガラススラグのみを溶解した。その後、ガラススラグを室温まで冷却して凝固させた。このようにしてガラススラグでネオジウム鉄ボロン磁石合金を包み込んだ。
【0063】
次に、このガラススラグで包み込まれたサマリウムコバルト磁石合金をアルゴンガス雰囲気中で1493℃まで加熱してサマリウムコバルト磁石合金とガラススラグとの両方を溶解して反応させた。その後に融解物を室温まで冷却して凝固させた。そして、BNるつぼをダイヤモンドカッタで切断して試料を回収した。
【0064】
溶解凝固前後のサマリウムコバルト磁石合金の組成を表8に示す。
【0065】
【表8】
Figure 2004068082
【0066】
本実施例に用いたサマリウムコバルト磁石合金は溶解前にサマリウムを33.8重量%含んでいたが、ガラススラグ1中での溶解凝固後のサマリウムコバルト磁石合金はサマリウムを0.03重量%しか含まないことが判明した。
【0067】
以上の結果より、サマリウムコバルト磁石合金のサマリウムもガラススラグ1中で溶解凝固を行うとネオジウム鉄ボロン磁石合金と同様にガラススラグ1中に回収できることが判明した。さらに、本実施例ではサマリウムコバルト磁石合金のサマリウムをガラススラグ1中に回収することにより、レアメタルで高価なコバルトを回収できるという利点もあることが分かった。
【0068】
(実施例5)
希土類合金2としてランタンニッケル水素吸蔵合金を、またガラススラグ1として酸化ホウ素を用いた。ランタンニッケル水素吸蔵合金の融点は1325℃、酸化ホウ素の融点は450℃である。
【0069】
ランタンニッケル水素吸蔵合金とガラススラグ1とをBNるつぼ3に入れ、アルゴンガス雰囲気中で1425℃まで加熱してランタンニッケル水素吸蔵合金およびガラススラグ1との両方を溶解して反応させた。その後に融解物を室温まで冷却して凝固させた。そして、BNるつぼ3をダイヤモンドカッタで切断して試料を回収した。このランタンニッケル水素吸蔵合金とガラススラグ1中での溶解凝固後のランタンニッケル水素吸蔵合金との組成を表9に示す。
【0070】
【表9】
Figure 2004068082
【0071】
本実施例に用いたランタンニッケル水素吸蔵合金は溶解前にランタンを32.23重量%含んでいたが、ガラススラグ1中での溶解凝固後のランタンニッケル水素吸蔵合金はランタンを0.01重量%しか含まないことが判明した。このことより、実施例1,2のように希土類合金2をガラススラグ1により完全に包み込まなくても、ガラススラグ1とランタンニッケル水素吸蔵合金をるつぼ3に入れて溶解凝固させるだけで十分に反応して、希土類金属を回収できることが判明した。
【0072】
また、実施例4においてサマリウムコバルト磁石合金でサマリウムをガラススラグ1中に回収することによりレアメタルであるコバルトを回収できたように、このランタンニッケル水素吸蔵合金ではランタンをガラススラグ1中に回収することにより高価なニッケルも回収できるという利点もあることが分かった。
【0073】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1から3に記載の希土類金属の回収方法によれば、粉砕や培焼、抽出などといった複雑な前処理なしに、ガラススラグと希土類合金とを直接溶解・凝固させるだけで、希土類金属の回収ができるので、希土類金属を簡便かつ安価に回収することができる。また、溶液を必要としないので、廃液の発生を防止できる。さらに、ガラススラグには酸化物が含まれているので、酸素を多量に含んだ希土類合金からでも希土類金属を回収することができる。これらのことから、市中から回収した希土類合金のスクラップから希土類金属を回収してリサイクルする体制を確立できるようになる。
【0074】
更に、請求項2記載の発明によると、希土類合金とそれを包み込むガラススラグの全面で反応が起こるので、反応がより完全なものとなると共に周りのガラススラグに取り込まれた希土類金属の酸化物と中央に残る金属とが容易に分離できる。
【0075】
更に、請求項3記載の発明によると、希土類合金をるつぼ内に収めて加熱するだけの簡便な操作で希土類合金中から希土類金属を回収することができる。
【0076】
また、請求項4記載の希土類金属の回収方法によれば、希土類合金は希土類金属と遷移金属の金属間化合物相を主相とする合金であるようにしているので、ネオジウム鉄ボロン磁石合金、サマリウムコバルト磁石合金、ランタンニッケル水素吸蔵合金などの希土類合金から希土類金属を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の希土類金属の回収方法により希土類合金からガラススラグに希土類金属を抽出する実験装置の一例を示す縦断面図である。
【図2】ネオジウム鉄ボロン磁石合金のX線回折図であり、(a)は溶解前、(b)は酸化ホウ素中で溶解凝固した後を示す。
【図3】酸化ホウ素中で溶解凝固したネオジウム鉄ボロン磁石合金の組織を示すSEM写真およびNd、Fe、BのX線像写真である。
【図4】ネオジウム鉄ボロン磁石合金のX線回折図であり、(a)は溶解前、(b)はパイレックスガラス中で溶解凝固した後を示す。
【図5】パイレックスガラス中で溶解凝固したネオジウム鉄ボロン磁石合金の組織を示すSEM写真およびNd、Fe、BのX線像写真である。
【符号の説明】
1 ガラススラグ
2 希土類合金
3 るつぼ

Claims (4)

  1. ガラススラグと希土類合金とをるつぼ中で溶解してから凝固させることにより、前記希土類合金と前記ガラススラグとを反応させて前記希土類合金中の希土類金属のみを前記ガラススラグ中に抽出することを特徴とする希土類金属の回収方法。
  2. 予め前記ガラススラグにより前記希土類合金を包み込んだ状態で、前記希土類合金および前記ガラススラグを溶解してから凝固させることを特徴とする請求項1記載の希土類金属の回収方法。
  3. 前記るつぼとして少なくとも内壁部にガラスを有するものを用い、前記るつぼ中で前記希土類合金を溶解すると同時に前記るつぼのガラスから成る内壁を溶解し、溶解した前記希土類合金と前記ガラスとを反応させると共に凝固させることを特徴とする請求項1記載の希土類金属の回収方法。
  4. 前記希土類合金は希土類金属と遷移金属の金属間化合物相を主相とする合金であることを特徴とする請求項1から3までのいずれか記載の希土類金属の回収方法。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009096902A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 蛍光体からの希土類元素の回収方法
WO2012121353A1 (ja) * 2011-03-10 2012-09-13 株式会社日立製作所 希土類磁石からの希土類金属回収装置および希土類金属回収方法
WO2013018710A1 (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 日立金属株式会社 希土類元素の回収方法
JP2013199698A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Jx Nippon Mining & Metals Corp 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法
JP2013204095A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Hitachi Metals Ltd 希土類元素の回収方法
JP2013209683A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Hitachi Metals Ltd 希土類元素の金属および合金の製造方法
JP2013227639A (ja) * 2012-03-26 2013-11-07 Jx Nippon Mining & Metals Corp 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法
JP2014129595A (ja) * 2012-11-28 2014-07-10 Hitachi Metals Ltd ホウ素を含む希土類元素の酸化物のホウ素含量を低減する方法
JP2014145099A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Hitachi Metals Ltd 希土類元素の回収方法
WO2014203895A1 (ja) * 2013-06-21 2014-12-24 鳥取県 廃電子基板からの金属の回収方法
JP2015148012A (ja) * 2015-02-06 2015-08-20 Jx日鉱日石金属株式会社 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法
JP2015190003A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 三菱マテリアル株式会社 希土類元素と鉄の分離回収方法
WO2017122556A1 (ja) 2016-01-12 2017-07-20 三菱マテリアル株式会社 希土類元素と鉄の分離方法及び希土類元素含有スラグ
WO2021153710A1 (ja) * 2020-01-30 2021-08-05 国立大学法人福井大学 白金族金属の回収方法、白金族金属含有組成物およびセラミックス材料
WO2023100495A1 (ja) * 2021-12-01 2023-06-08 日本電気硝子株式会社 ガラス管

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0222426A (ja) * 1988-07-08 1990-01-25 Daido Steel Co Ltd 希土類元素の回収方法
JPH11319752A (ja) * 1998-05-12 1999-11-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 希土類元素含有物からの有価組成物の回収方法、及びこれにより得られた合金粉末
JPH11329811A (ja) * 1998-05-18 1999-11-30 Sumitomo Special Metals Co Ltd R−Fe−B系磁石用原料粉末並びにR−Fe−B系磁石の製造方法
JP2002060863A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Shin Etsu Chem Co Ltd 希土類元素含有スラッジからの希土類元素の回収方法
JP2003073754A (ja) * 2001-08-30 2003-03-12 Tetsuya Uda 希土類元素の回収方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0222426A (ja) * 1988-07-08 1990-01-25 Daido Steel Co Ltd 希土類元素の回収方法
JPH11319752A (ja) * 1998-05-12 1999-11-24 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 希土類元素含有物からの有価組成物の回収方法、及びこれにより得られた合金粉末
JPH11329811A (ja) * 1998-05-18 1999-11-30 Sumitomo Special Metals Co Ltd R−Fe−B系磁石用原料粉末並びにR−Fe−B系磁石の製造方法
JP2002060863A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Shin Etsu Chem Co Ltd 希土類元素含有スラッジからの希土類元素の回収方法
JP2003073754A (ja) * 2001-08-30 2003-03-12 Tetsuya Uda 希土類元素の回収方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S.OZAWA ET AL: "Production of Nd-Fe-B alloys by the glass slag method", JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol. 91, no. 10, JPN6008063350, 15 May 2002 (2002-05-15), pages 8831 - 8833, XP012055299, ISSN: 0001203988, DOI: 10.1063/1.1456409 *
S.OZAWA ET AL: "Production of Nd-Fe-B alloys by the glass slag method", JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol. 91, no. 10, JPNX007015745, 15 May 2002 (2002-05-15), pages 8831 - 8833, XP012055299, ISSN: 0000835055, DOI: 10.1063/1.1456409 *

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009096902A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 蛍光体からの希土類元素の回収方法
WO2012121353A1 (ja) * 2011-03-10 2012-09-13 株式会社日立製作所 希土類磁石からの希土類金属回収装置および希土類金属回収方法
WO2013018710A1 (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 日立金属株式会社 希土類元素の回収方法
JP5327409B2 (ja) * 2011-07-29 2013-10-30 日立金属株式会社 希土類元素の回収方法
CN103717764A (zh) * 2011-07-29 2014-04-09 日立金属株式会社 稀土元素的回收方法
US9322082B2 (en) 2011-07-29 2016-04-26 Hitachi Metals, Ltd. Method for recovering rare earth element
JP2013199698A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Jx Nippon Mining & Metals Corp 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法
JP2013227639A (ja) * 2012-03-26 2013-11-07 Jx Nippon Mining & Metals Corp 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法
JP2013204095A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Hitachi Metals Ltd 希土類元素の回収方法
JP2013209683A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Hitachi Metals Ltd 希土類元素の金属および合金の製造方法
JP2014129595A (ja) * 2012-11-28 2014-07-10 Hitachi Metals Ltd ホウ素を含む希土類元素の酸化物のホウ素含量を低減する方法
JP2014145099A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Hitachi Metals Ltd 希土類元素の回収方法
JP2015025194A (ja) * 2013-06-21 2015-02-05 鳥取県 廃電子基板からの金属の回収方法
WO2014203895A1 (ja) * 2013-06-21 2014-12-24 鳥取県 廃電子基板からの金属の回収方法
KR101730846B1 (ko) 2013-06-21 2017-04-27 톳토리 프리펙쳐 폐전자기판으로부터 금속의 회수방법
JP2015190003A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 三菱マテリアル株式会社 希土類元素と鉄の分離回収方法
JP2015148012A (ja) * 2015-02-06 2015-08-20 Jx日鉱日石金属株式会社 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法
WO2017122556A1 (ja) 2016-01-12 2017-07-20 三菱マテリアル株式会社 希土類元素と鉄の分離方法及び希土類元素含有スラグ
CN108431254A (zh) * 2016-01-12 2018-08-21 三菱综合材料株式会社 稀土类元素与铁的分离方法及含稀土类元素熔渣
KR20180100325A (ko) 2016-01-12 2018-09-10 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 희토류 원소와 철의 분리 방법 및 희토류 원소 함유 슬래그
US11279987B2 (en) 2016-01-12 2022-03-22 Mitsubishi Materials Corporation Separation method of rare earth element and iron and rare earth element-containing slag
WO2021153710A1 (ja) * 2020-01-30 2021-08-05 国立大学法人福井大学 白金族金属の回収方法、白金族金属含有組成物およびセラミックス材料
CN115003830A (zh) * 2020-01-30 2022-09-02 国立大学法人福井大学 铂族金属的回收方法、含铂族金属的组合物及陶瓷材料
WO2023100495A1 (ja) * 2021-12-01 2023-06-08 日本電気硝子株式会社 ガラス管

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