JP2015531827A - Recovery of rare earth metals - Google Patents

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Abstract

本発明は、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuの群からの少なくとも1種の希土類金属(REM)を回収する方法に関する。塩化物塩溶融物を供給し、塩化アルミニウムを使用して、REM含有資源を塩素化する。REMは、電気分解、気化、または湿式製錬法によって回収することができる。The present invention provides at least one rare earth metal (REM) from the group of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. ). A chloride salt melt is fed and REM containing resources are chlorinated using aluminum chloride. REM can be recovered by electrolysis, vaporization, or hydrometallurgy.

Description

技術分野
本発明は、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luの群からの少なくとも1種の希土類金属(REM)を回収する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to at least one rare earth metal from the group of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. (REM).

背景
希土類金属(すなわち、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)は、今日の社会においてますます重要になっている。したがって、永久磁石、特に、NdFeB−磁石などのNd含有磁石、AB5(ここで、Aは、ランタン、セリウム、ネオジム、および/またはプラセオジムであり、Bは、ニッケル、コバルト、マンガン、および/またはアルミニウムである)を含有するバッテリーカソードなどのバッテリー、薄膜、照明およびディスプレイ、鉱石、鉱石からの希土類精鉱など、様々な資源から希土類金属を抽出(extract)する改良された方法を見出す需要が増大している。
Background Rare earth metals (ie Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) are increasingly important in today's society It has become. Thus, permanent magnets, in particular Nd-containing magnets such as NdFeB-magnets, AB5 (where A is lanthanum, cerium, neodymium and / or praseodymium and B is nickel, cobalt, manganese and / or aluminum. There is a growing demand to find improved methods for extracting rare earth metals from a variety of resources, including batteries such as battery cathodes, thin films, lighting and displays, ores, and rare earth concentrates from ores. ing.

前記希少金属は、金属の形態で存在し得るが、一般には酸化物、例えば、La23、CeO2、Pr611、Nd23、Sm23、Eu23、Gd23、Tb47、Dy23、Ho23、Er23、Tm23、Yb23、Lu23、およびY23として存在し得る。 The rare metal may exist in the form of a metal, but is generally an oxide such as La 2 O 3 , CeO 2 , Pr 6 O 11 , Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd It can exist as 2 O 3 , Tb 4 O 7 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Lu 2 O 3 , and Y 2 O 3 .

発明の目的
本発明の目的は、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuの群からの少なくとも1種の希土類金属を、これらの金属のうちの少なくとも1種を含有する資源から回収する方法を提供することである。
Objects of the invention The object of the present invention is to provide at least one from the group of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. A method for recovering a rare earth metal from a resource containing at least one of these metals.

本発明の別の目的は、Ndおよび/またはDyをNd/Dy含有磁石から回収することである。   Another object of the present invention is to recover Nd and / or Dy from Nd / Dy containing magnets.

発明の説明
前述の目的の少なくとも1つは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luの群からの少なくとも1種の希土類金属(REM)を回収するプロセスによって達成され、そのプロセスは、
a)塩溶融物(salt melt)を保持するためのるつぼを用意するステップと;
b)重量%単位で、
− 60〜99の、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、およびRaの塩化物からなる群から選択される少なくとも2種の金属塩化物からなる塩化物塩組成物、
− 1〜30のAlCl3、ならびに
− 任意選択で、0〜10のハロゲン化物、追加の(additional)塩化物、硫化物および/または酸化物
からなる塩溶融物を用意するステップと;
c)加熱して塩溶融物を形成させる前または後に、少なくとも1種のREM含有資源をるつぼに供給するステップであって、前記REM含有資源が、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuの群からの少なくとも1種の希土類金属を含む、ステップと;
d)塩化物ドナー(donor)としての塩化アルミニウムを、REM含有資源の少なくとも1種の希土類金属と反応させて、塩溶融物中に溶解した(dissolved)少なくとも1種の希土類金属塩化物を形成させるステップと;
e)任意選択で、AlCl3が消費されるにつれてAlCl3を段階的にもしくは連続的に添加することによって、または塩溶融物中でのAlCl3のインサイチュ形成(in situ formation)によって、AlCl3レベルを維持するステップと;
f)前記少なくとも1種のREMを、好ましくは塩溶融物を電気分解し少なくとも1種のREMを選択的に電着させること(electrodepositing)によって、回収するステップと、を含む。
DESCRIPTION OF THE INVENTION At least one of the aforementioned objects is at least from the group of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. Achieved by a process of recovering one rare earth metal (REM), which process
a) providing a crucible for holding a salt melt;
b) in weight percent units
-Chlorine consisting of at least two metal chlorides selected from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Ra chlorides of 60-99. Salt composition,
Providing 1-30 AlCl 3 , and optionally, a salt melt comprising 0-10 halides, additional chlorides, sulfides and / or oxides;
c) supplying at least one REM-containing resource to the crucible before or after heating to form a salt melt, wherein the REM-containing resource is Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Including at least one rare earth metal from the group of Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu;
d) Aluminum chloride as chloride donor is reacted with at least one rare earth metal of the REM-containing resource to form at least one rare earth metal chloride dissolved in the salt melt. Steps and;
In e) optionally, by the addition of AlCl 3 stepwise or continuously or in situ formation of AlCl 3 in a salt melt, (in situ formation) as is AlCl 3 is consumed, AlCl 3 levels Maintaining the steps;
f) recovering the at least one REM, preferably by electrolyzing the salt melt and selectively electrodepositing the at least one REM.

それにより、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuの群からの少なくとも1種の希土類金属を回収することができる。   Thereby, at least one rare earth metal from the group of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu is recovered. be able to.

塩溶融物を、好ましくは、保護雰囲気下、適切にはアルゴン下で加熱する。雰囲気は窒素でもよい。さらに、塩素ガスを、窒素またはアルゴン雰囲気に混合してもよい。   The salt melt is preferably heated under a protective atmosphere, suitably under argon. The atmosphere may be nitrogen. Further, chlorine gas may be mixed in a nitrogen or argon atmosphere.

塩組成物
最小2種の塩化物塩の、所与の塩の組合せに関して、これらの塩の含有量が、塩の組合せの最も低い共晶点(eutectic point)から10重量%以内、より好ましくは5重量%以内、最も好ましくは1重量%以内であることが好ましい。しかし、この塩の組合せの液相線温度(liquidus temperature)が電気分解中の操作温度よりも少なくとも50℃低い限り;好ましくは操作温度よりも100℃低い限り、他の含有量を使用することができる。好ましくは、塩組成物は、群:NaCl、KCl、LiCl、およびCaCl2から選択される塩のうちの少なくとも2種、好ましくは、群:NaCl、KCl、LiCl、およびCaCl2から選択される塩のうちの少なくとも3種を含む。
Salt composition For a given salt combination of a minimum of two chloride salts, the content of these salts is within 10% by weight, more preferably from the lowest eutectic point of the salt combination. It is preferably within 5% by weight, most preferably within 1% by weight. However, as long as the liquidus temperature of this salt combination is at least 50 ° C. below the operating temperature during electrolysis; preferably other contents may be used as long as it is 100 ° C. below the operating temperature. it can. Preferably, the salt composition is at least two of the salts selected from the group: NaCl, KCl, LiCl and CaCl 2 , preferably the group: a salt selected from NaCl, KCl, LiCl and CaCl 2 Including at least three of them.

好ましい一実施形態では、少なくとも1種の塩化物塩組成物は、少なくとも1種の塩化物塩の重量%で、3〜20のNaCl、30〜70のKCl、20〜60のLiCl、好ましくは5〜15のNaCl、40〜60のKCl、30〜50のLiCl、より好ましくは7〜12のNaCl、45〜55のKCl、35〜45のLiClを含む。   In a preferred embodiment, the at least one chloride salt composition is 3-20 NaCl, 30-70 KCl, 20-60 LiCl, preferably 5%, by weight percent of the at least one chloride salt. -15 NaCl, 40-60 KCl, 30-50 LiCl, more preferably 7-12 NaCl, 45-55 KCl, 35-45 LiCl.

代替の一実施形態では、少なくとも1種の塩化物塩組成物は、少なくとも1種の塩化物塩の重量%で、10〜50のNaCl、2〜20のKCl、50〜80のCaCl2、好ましくは25〜35のNaCl、3〜10のKCl、60〜75のCaCl2を含む。 In an alternative embodiment, the at least one chloride salt composition comprises 10 to 50 NaCl, 2 to 20 KCl, 50 to 80 CaCl 2 , preferably by weight percent of the at least one chloride salt. includes 25-35 of NaCl, 3 to 10 of KCl, the CaCl 2 60-75.

代替の一実施形態では、少なくとも1種の塩化物塩組成物は、少なくとも1種の塩化物塩の重量%で、5〜20のNaCl、20〜40のLiCl、40〜70のCaCl2、好ましくは7〜15のNaCl、25〜35のLiCl、50〜60のCaCl2を含む。 In an alternative embodiment, the at least one chloride salt composition comprises 5 to 20 NaCl, 20 to 40 LiCl, 40 to 70 CaCl 2 , preferably by weight percent of the at least one chloride salt. comprises NaCl from 7 to 15, 25 to 35 of LiCl, the CaCl 2 for 50-60.

代替の一実施形態では、少なくとも1種の塩化物塩組成物は、塩組成物の重量%で、35〜65のKCl、20〜50のLiCl、5〜20のCaCl2、好ましくは45〜55のKCl、30〜40のLiCl、10〜15のCaCl2を含む。 In an alternative embodiment, the at least one chloride salt composition is 35 to 65 KCl, 20 to 50 LiCl, 5 to 20 CaCl 2 , preferably 45 to 55, by weight percent of the salt composition. KCl, 30-40 LiCl, 10-15 CaCl 2 .

フラックス
フラックスは、AlCl3である。フラックスは、塩溶融物を形成する前または後に添加することができる。また、フラックスが消費されるにつれて、フラックスを階段的に添加してもよい。一実施形態では、AlCl3の少なくとも一部から全部まで、塩溶融物中の塩化物イオンをアルミニウムアノードと反応させることによってインサイチュで発生させ、好ましくは、アルミニウムアノードは、るつぼの底のアルミニウム溶融物である。
Flux The flux is AlCl 3 . The flux can be added before or after the salt melt is formed. Further, the flux may be added stepwise as the flux is consumed. In one embodiment, at least some to all of the AlCl 3 is generated in situ by reacting chloride ions in the salt melt with the aluminum anode, preferably the aluminum anode is the aluminum melt at the bottom of the crucible. It is.

REM含有資源
REM含有資源は、るつぼに供給する前に、破砕(crush)および/または摩砕(grind)および/または粉砕(mill)してもよい。るつぼに供給する前に、破砕および/または摩砕および/または粉砕したものをペレット化してもよい。
REM-containing resources The REM-containing resources may be crushed and / or ground and / or milled before being fed to the crucible. Prior to feeding the crucible, the crushed and / or ground and / or crushed may be pelletized.

REM含有資源は、例えば、以下のものであり得る:
− 永久磁石、特にNdおよび/またはDy含有磁石、好ましくはNdFeB−磁石(NdがDyと部分的に置き換えられていてもよい)。磁石は、金属亜鉛、ニッケル、ニッケル+ニッケル、銅+ニッケル、ニッケル+銅+ニッケル、金で被覆されていてもよい。これらの被覆物を、電気分解中に選択的に電着させることができる。磁石はまた、NbおよびCoなどの他の金属を含んでもよい。これらの金属を、電気分解中に選択的に電着させることができる。
− バッテリー、好ましくはAB5を含有するカソード、ここで、Aは、ランタン、セリウム、ネオジム、および/またはプラセオジムであり、Bは、ニッケル、コバルト、マンガン、および/またはアルミニウムである;
− 薄膜(thin films);
− 照明(lightnings)およびディスプレイ;
− 鉱石;
− 鉱石からの希土類精鉱。
The REM-containing resource can be, for example:
-Permanent magnets, in particular Nd and / or Dy containing magnets, preferably NdFeB magnets (Nd may be partially replaced by Dy). The magnet may be coated with metallic zinc, nickel, nickel + nickel, copper + nickel, nickel + copper + nickel, gold. These coatings can be selectively electrodeposited during electrolysis. The magnet may also include other metals such as Nb and Co. These metals can be selectively electrodeposited during electrolysis.
A battery, preferably a cathode containing AB5, where A is lanthanum, cerium, neodymium and / or praseodymium and B is nickel, cobalt, manganese and / or aluminum;
-Thin films;
-Lightnings and displays;
-Ore;
-Rare earth concentrates from ores;

希土類酸化物は、例えば、La23、CeO2、Pr611、Nd23、Sm23、Eu23、Gd23、Tb47、Dy23、Ho23、Er23、Tm23、Yb23、Lu23、およびY23の群からの希土類酸化物が特に適切である。特に対象となる資源は、Dy、Nd、Pm、Sm、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuのうちの少なくとも1種を含有するものである。現在、回収するのに最も関心が持たれている元素はDyとNdである。というのは、これらの元素が永久磁石中に高含有量存在している可能性があるからである。 Examples of the rare earth oxide include La 2 O 3 , CeO 2 , Pr 6 O 11 , Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 4 O 7 , Dy 2 O 3 , Rare earth oxides from the group of Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Lu 2 O 3 and Y 2 O 3 are particularly suitable. Particularly targeted resources are those containing at least one of Dy, Nd, Pm, Sm, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. Currently, the elements of most interest for recovery are Dy and Nd. This is because these elements may exist in a high content in the permanent magnet.

好ましい一実施形態によれば、海底ノジュール鉱はREM含有資源として除外される。というのは、前記原材料は、希土類酸化物を非常に低含有量しか通常有さず、Mn、Fe、およびNiなどの卑金属を大量に含有するからである。   According to one preferred embodiment, submarine nodules are excluded as REM-containing resources. This is because the raw materials usually have a very low content of rare earth oxides and a large amount of base metals such as Mn, Fe and Ni.

溶解
フラックスAlCl3は、塩溶融物中において希土類金属酸化物および/または希土類金属を希土類金属塩化物へと溶解する塩化物ドナーとして作用する。以下の塩化物が、溶解される資源中に存在する土類酸化物または金属に応じて形成され得る:LaCl3、CeCl3、PrCl3、NdCl3、SmCl3、EuCl3、GdCl3、TbCl3、DyCl3、HoCl3、ErCl3、TmCl3、YbCl3、LuCl3、およびYCl3
The dissolution flux AlCl 3 acts as a chloride donor that dissolves the rare earth metal oxide and / or rare earth metal into the rare earth metal chloride in the salt melt. The following chlorides can be formed depending on the earth oxide or metal present in the resource being dissolved: LaCl 3 , CeCl 3 , PrCl 3 , NdCl 3 , SmCl 3 , EuCl 3 , GdCl 3 , TbCl 3 , DyCl 3, HoCl 3, ErCl 3, TmCl 3, YbCl 3, LuCl 3, and YCl 3.

AlCl3が希土類金属酸化物を溶解した場合、アルミニウムはAl23を形成するであろう。AlCl3が希土類金属を溶解した場合、Al金属が放出されるが、これは非常に反応性が高く、したがって、おそらく塩溶融物中の他の還元可能な塩化物と反応する。 If AlCl 3 dissolves the rare earth metal oxide, aluminum will form Al 2 O 3 . When AlCl 3 dissolves the rare earth metal, Al metal is released, which is very reactive and therefore probably reacts with other reducible chlorides in the salt melt.

一実施形態では、溶解ステップd)は、回収ステップd)の前に行われる。しかし、これらは、別の諸実施形態において、特に液状アルミニウムアノードの使用に関連して、以下に記載するように部分的にまたは完全に重複してもよい。REM含有資源を溶解するために、塩溶融物を、高温で通常約2時間と約10時間の間、好ましくは3〜8時間、より好ましくは4〜8時間維持する。REM含有資源の量は、重量比「フラックス」/「資源中のREM」が、0.1と3の間、好ましくは0.2〜2.0、より好ましくは0.3〜1.0、最も好ましくは0.4〜0.6となるようになっていることが好ましい。温度は、1000℃未満、より好ましくは900℃未満であるべきである。最適な経済性のためには、温度は、溶解の間、好ましくは550〜700℃、より好ましくは580〜650℃の範囲にある。塩溶融物の粘度を改善するためには、塩溶融物の温度は、好ましくは塩溶融物の液相線温度よりも少なくとも50℃高く、より好ましくは塩溶融物の液相線温度よりも少なくとも100℃高い。   In one embodiment, the dissolving step d) is performed before the collecting step d). However, they may partially or fully overlap as described below in other embodiments, particularly in connection with the use of a liquid aluminum anode. In order to dissolve the REM-containing resource, the salt melt is maintained at an elevated temperature, usually between about 2 hours and about 10 hours, preferably 3-8 hours, more preferably 4-8 hours. The amount of the REM-containing resource is such that the weight ratio “flux” / “REM in resource” is between 0.1 and 3, preferably 0.2 to 2.0, more preferably 0.3 to 1.0, Most preferably, it is preferably 0.4 to 0.6. The temperature should be below 1000 ° C, more preferably below 900 ° C. For optimal economy, the temperature is preferably in the range of 550-700 ° C, more preferably 580-650 ° C during dissolution. In order to improve the viscosity of the salt melt, the temperature of the salt melt is preferably at least 50 ° C. above the liquidus temperature of the salt melt, more preferably at least above the liquidus temperature of the salt melt. 100 ° C higher.

ネオジム磁石(Nd2Fe14B)を溶解する場合、反応は
Nd+AlCl3=Al+NdCl3
Fe+AlCl3=Al+FeCl3
B+AlCl3=Al+BCl3
となり得る。
When dissolving a neodymium magnet (Nd 2 Fe 14 B), the reaction is Nd + AlCl 3 = Al + NdCl 3
Fe + AlCl 3 = Al + FeCl 3
B + AlCl 3 = Al + BCl 3
Can be.

塩化ネオジム形成のギブスエネルギーは負であるが、FeCl3およびBCl3形成のギブスエネルギーは正である。したがって、NdCl3の形成は、FeCl3およびBCl3の形成よりも可能性がある。ネオジムは、電気分解および/または気化によって塩化ネオジムから回収することができる。 The Gibbs energy for forming neodymium chloride is negative, while the Gibbs energy for forming FeCl 3 and BCl 3 is positive. Therefore, the formation of NdCl 3 is more likely than the formation of FeCl 3 and BCl 3 . Neodymium can be recovered from neodymium chloride by electrolysis and / or vaporization.

回収
REM資源を溶融物から回収するのに、様々なプロセスを使用することができる。抽出に使用した塩溶融物を、任意選択でリサイクルすることができる。好ましくは、少なくとも1種の希土類金属および他の金属を、塩溶融物から選択的に電着することができる。しかし、金属塩化物の気化およびそれらの凝縮を使用するか、または水中で塩の相を浸出(leach)させ、湿式製錬法によって水酸化物として金属を抽出することも可能である。このプロセスは、前記2つのステップを組み合わせることによって連続的になるように設計することができる。Al23などの、処理後の残留物は、埋立てや建築構造のために、または耐火産業の原材料として使用することができる。塩は、回収し、再使用することができる。
Recovery Various processes can be used to recover REM resources from the melt. The salt melt used for extraction can optionally be recycled. Preferably, at least one rare earth metal and other metals can be selectively electrodeposited from the salt melt. However, it is also possible to use metal chloride vaporization and their condensation, or to leach the salt phase in water and extract the metal as a hydroxide by a hydrometallurgical process. This process can be designed to be continuous by combining the two steps. The treated residue, such as Al 2 O 3 , can be used for landfills, building structures, or as a raw material for the refractory industry. The salt can be recovered and reused.

好ましい一実施形態では、REMは、少なくとも1個のアノードおよび少なくとも1個のカソードを塩溶融物に接続することで、電気分解によって回収される。この実施形態では、回収は、塩溶融物を電気分解して、カソードに少なくとも1種の希土類金属を形成させるステップを含む。好ましくは、群Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからの少なくとも1種のREMは、少なくとも1個のカソード上に選択的に電着される。   In a preferred embodiment, the REM is recovered by electrolysis by connecting at least one anode and at least one cathode to a salt melt. In this embodiment, the recovery includes electrolyzing the salt melt to form at least one rare earth metal at the cathode. Preferably, at least one REM from the group Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu is at least one It is selectively electrodeposited on the cathode.

一実施形態では、電気分解は、従来のアノード(1つ又は複数)およびカソード(1つ又は複数)を使用して行われ、これについては「従来のアノードおよびカソードを使用する電気分解」にさらに説明している。   In one embodiment, the electrolysis is performed using conventional anode (s) and cathode (s), which is further described in “Electrolysis Using Conventional Anode and Cathode”. Explains.

最も好ましい実施形態では、電気分解は、塩化アルミニウムのインサイチュ形成を促進するアルミニウムアノードを含む。これについては「アルミニウムアノードを使用する溶解および電気分解」にさらに説明している。   In the most preferred embodiment, the electrolysis includes an aluminum anode that promotes in situ formation of aluminum chloride. This is further described in “Dissolution and electrolysis using an aluminum anode”.

従来のアノードおよびカソードを使用する電気分解
一実施形態によれば、従来のアノードおよびカソードの構成、例えば、塩溶融物中に沈めた少なくとも1個のカソードおよび少なくとも1個のアノードを使用する。
Electrolysis Using Conventional Anode and Cathode According to one embodiment, a conventional anode and cathode configuration is used, for example, at least one cathode and at least one anode submerged in a salt melt.

好ましくは、2個の電極、例えばグラファイトの電極を溶融物に浸し、これらは直流電源に連結可能である。MCl3(ここで、Mは希土類金属)の理論分解電圧は、約2.5〜3Vである。好ましくは、電気分解には2.5〜5Vの範囲の電圧を使用し、より好ましくは3〜4Vである。AlCl3が塩溶融物中に残存する場合、AlCl3を、カソードに選択的に電着させても、希土類金属と共堆積(co-deposit)させてもよい。 Preferably, two electrodes, for example graphite electrodes, are immersed in the melt and can be connected to a direct current power source. The theoretical decomposition voltage of MCl 3 (where M is a rare earth metal) is about 2.5-3V. Preferably, a voltage in the range of 2.5-5V is used for electrolysis, more preferably 3-4V. If AlCl 3 remains in the salt melt, AlCl 3 may be selectively electrodeposited on the cathode or co-deposited with a rare earth metal.

フラックスAlCl3を、塩化アルミニウムが消費されるにつれていくつかのバッチでまたは単一バッチで添加することができ、単一バッチで添加する場合、好ましくは塩混合物の5〜30重量%、より好ましくは混合物の5〜20重量%、最も好ましくは7〜15wt%で添加できる。抽出プロセス後にフラックスを回収するのは困難なので、塩化アルミニウムを過剰に添加しないことが望ましい。 The flux AlCl 3 can be added in several batches or in a single batch as the aluminum chloride is consumed, and when added in a single batch, preferably 5-30% by weight of the salt mixture, more preferably It can be added at 5-20% by weight of the mixture, most preferably 7-15% by weight. Since it is difficult to recover the flux after the extraction process, it is desirable not to add excess aluminum chloride.

したがって、塩溶融物中の塩化アルミニウムの含有量を注意深く制御することが好ましい。さらに、「溶解」に詳述するように、塩溶融物中でREM−塩化物を十分に形成させるために、溶融物中にAlCl3が十分量あることが好ましい。したがって、好ましい一実施形態では、AlCl3の量は、十分なレベルに維持される。これは、AlCl3が消費されるにつれてAlCl3を段階的にもしくは連続的に添加することによって、および/または、塩溶融物中でAlCl3をインサイチュ形成させることによってなされ得る。AlCl3のインサイチュ形成は、「アルミニウムアノードを使用する溶解および電気分解」で説明する。塩溶融物中の塩化アルミニウムの含有量は、処理する材料に依存する。ネオジム磁石(Nd2Fe14B)では、AlCl3/Nd比は、上述した反応を考慮すると2/1である。例では、20重量%のAlCl3を使用した。好ましくは、AlCl3の量は、±7%以内、好ましくは±5%以内、または±3%以内に制御する。 Therefore, it is preferable to carefully control the content of aluminum chloride in the salt melt. Furthermore, as detailed in “Dissolution”, it is preferred that there is a sufficient amount of AlCl 3 in the melt in order to sufficiently form REM-chloride in the salt melt. Thus, in a preferred embodiment, the amount of AlCl 3 is maintained at a sufficient level. This can be done by adding AlCl 3 stepwise or continuously as AlCl 3 is consumed and / or by allowing AlCl 3 to form in situ in the salt melt. In situ formation of AlCl 3 is described in “Dissolution and electrolysis using an aluminum anode”. The content of aluminum chloride in the salt melt depends on the material to be treated. In the neodymium magnet (Nd 2 Fe 14 B), the AlCl 3 / Nd ratio is 2/1 considering the above-described reaction. In the example, 20% by weight AlCl 3 was used. Preferably, the amount of AlCl 3 is controlled within ± 7%, preferably within ± 5%, or within ± 3%.

電気分解は、好ましくは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuの群からの少なくとも1種の希土類金属を含有する溶解したREM含有資源とともに塩溶融物を保持するるつぼの中で実行される。   The electrolysis is preferably at least one rare earth from the group of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. It is carried out in a crucible that holds the salt melt together with a dissolved REM-containing resource containing metal.

電気分解中、塩化物イオンは、アノードに引きつけられる。従来のアノード、例えばグラファイト電極を使用すると、塩溶融物から塩素ガスが生じ、気化する。塩素ガスを好ましくは回収する。   During electrolysis, chloride ions are attracted to the anode. Using a conventional anode, such as a graphite electrode, generates chlorine gas from the salt melt and vaporizes it. Chlorine gas is preferably recovered.

好ましくは、溶融物のバッチを、2〜8時間電気分解する。電気分解中、塩溶融物の温度は、好ましくは1000℃未満、より好ましくは900℃未満である。最適な経済性のためには、温度は、好ましくは550〜700℃、より好ましくは580〜650℃の範囲にある。塩溶融物の粘度を改善するためには、塩溶融物の温度は、好ましくは塩溶融物の液相線温度よりも少なくとも50℃高く、より好ましくは塩溶融物の液相線温度よりも少なくとも100℃高い。   Preferably, the batch of melt is electrolyzed for 2-8 hours. During electrolysis, the temperature of the salt melt is preferably less than 1000 ° C, more preferably less than 900 ° C. For optimum economy, the temperature is preferably in the range of 550-700 ° C, more preferably 580-650 ° C. In order to improve the viscosity of the salt melt, the temperature of the salt melt is preferably at least 50 ° C. above the liquidus temperature of the salt melt, more preferably at least above the liquidus temperature of the salt melt. 100 ° C higher.

溶解ステップおよび電気分解ステップは、別々に行ってもよく、または完全にもしくは部分的に重複していてもよい。   The dissolution step and the electrolysis step may be performed separately or may overlap completely or partially.

少なくとも群Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからの希土類金属および任意選択で他の溶解した金属は、カソードに選択的に電着させることができる。1種の金属の堆積後、カソードを取り出すことができ、カソードに堆積した金属を抽出することができる。電気分解の中断を回避するために、別の「クリーンな(clean)」電極を沈めることができる。あるいは、塩溶融物は複数の電極を有してもよく、それらの電極を順々にカソードとしてアクティブにし、前の電極は非アクティブにする。それにより、金属を個々の電極に選択的に堆積させることができる。   At least the rare earth metals from the group Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and optionally other dissolved metals are The cathode can be selectively electrodeposited. After the deposition of one metal, the cathode can be removed and the metal deposited on the cathode can be extracted. To avoid interruption of electrolysis, another “clean” electrode can be submerged. Alternatively, the salt melt may have a plurality of electrodes, which in turn activate as the cathode and the previous electrode inactive. Thereby, metal can be selectively deposited on individual electrodes.

少なくとも1種の希土類金属および場合によっては他の金属を回収した後、塩溶融物の塩化物塩をリサイクルすることができる。処理後の残留物は、Al23を含有し、またREM含有資源の含有物に応じて、例えば、SiO2などの他の安定な酸化物を含有する。残留物は、例えば、埋立て、建築構造のために、または耐火産業の原材料として使用することができる。 After recovering at least one rare earth metal and possibly other metals, the chloride salt of the salt melt can be recycled. The treated residue contains Al 2 O 3 and, depending on the content of the REM-containing resource, contains other stable oxides such as, for example, SiO 2 . The residue can be used, for example, for landfills, building structures, or as raw materials for the refractory industry.

アルミニウムアノードを使用する溶解および電気分解
好ましい一実施形態では、少なくとも1個のアノードはアルミニウムを含み、そのアルミニウムは、好ましくは、るつぼの底に備わるアルミニウム溶融物の形態である。例えば、アルミニウム溶融物中に、電極、例えばグラファイト電極を浸し、その電極を電気分解中に正極性に接続することによって、アルミニウム溶融物は、アノードまたはアノードの一部を形成する。あるいは、るつぼを、アルミニウム溶融物に接触する導電性材料で少なくとも部分的に作製し、そのるつぼを電気分解中に正極性に接続する。それにより、るつぼおよび溶融したアルミニウムは、アノードとして作動する。もちろん、少なくとも1個のカソードも電気分解中にさらに必要であり、例えば、1個または複数個のグラファイト電極が塩溶融物中に沈められる。
Melting and electrolysis using an aluminum anode In a preferred embodiment, at least one anode comprises aluminum, which is preferably in the form of an aluminum melt provided at the bottom of the crucible. For example, by immersing an electrode, such as a graphite electrode, in the aluminum melt and connecting the electrode positively during electrolysis, the aluminum melt forms the anode or part of the anode. Alternatively, the crucible is made at least in part with a conductive material that contacts the aluminum melt and the crucible is connected positively during electrolysis. Thereby, the crucible and the molten aluminum act as an anode. Of course, at least one cathode is also required during electrolysis, for example, one or more graphite electrodes are submerged in the salt melt.

るつぼの底のアルミニウム溶融物をアノードまたはアノードの一部として使用する場合、塩溶融物およびアルミニウムを、両方が液相状態になる温度に加熱する。塩溶融物の粘度を改善するためには、塩溶融物の温度は、好ましくは塩溶融物の液相線温度よりも少なくとも50℃高く、より好ましくは塩溶融物の液相線温度よりも少なくとも100℃高い。その温度は、少なくとも660℃かつ1000℃以下とするべきであり、好ましくは、温度は、700〜900℃の範囲にある。   If the aluminum melt at the bottom of the crucible is used as an anode or part of an anode, the salt melt and aluminum are heated to a temperature at which both are in a liquid phase. In order to improve the viscosity of the salt melt, the temperature of the salt melt is preferably at least 50 ° C. above the liquidus temperature of the salt melt, more preferably at least above the liquidus temperature of the salt melt. 100 ° C higher. The temperature should be at least 660 ° C. and 1000 ° C. or less, preferably the temperature is in the range of 700-900 ° C.

電気分解中、金属塩化物からの金属が、カソードに堆積する。塩溶融物とアルミニウム溶融物との間の接触面において、塩化物イオンはアルミニウムと反応し、それによりAlCl3が形成される。これは、定常状態において、塩溶融物が、フラックスAlCl3に関して完全にまたは部分的に自立すること(self-supporting)ができること、また、塩素ガスの排出が低減することを意味している。アルミニウム溶融物をアノードまたはアノードの一部として使用する場合でも、より少ない量の塩素ガスを生じさせることができる。このガスは回収することができる。 During electrolysis, metal from the metal chloride deposits on the cathode. At the contact surface between the salt melt and the aluminum melt, chloride ions react with the aluminum, thereby forming AlCl 3 . This means that in steady state, the salt melt can be fully or partially self-supporting with respect to the flux AlCl 3 and the emission of chlorine gas is reduced. Even when an aluminum melt is used as the anode or part of the anode, a smaller amount of chlorine gas can be produced. This gas can be recovered.

塩溶融物中で反応を開始させるために、開始用(initiating)塩化物ドナーを供給する。開始用塩化物ドナーは、塩化アルミニウム、および/または電気分解され得る、すなわち、塩溶融物とアルミニウム溶融物との間の接触面において塩化物イオンがAlCl3を形成するような、少なくとも1種の金属塩化物でよい。 An initiating chloride donor is fed to initiate the reaction in the salt melt. Initiating chlorides donors, aluminum chloride, and / or may be electrolyzed, i.e., chloride ions so as to form a AlCl 3 at the contact surface between the salt melt and the aluminum melt, at least one Metal chloride may be used.

一実施形態では、開始用塩化物ドナーは、塩化物塩組成物に与えられるのと同じ種類の金属塩化物、例えば、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、BaおよびRaの塩化物からなる群から選択される少なくとも1種の金属塩化物を含む。   In one embodiment, the starting chloride donor is the same type of metal chloride provided in the chloride salt composition, eg, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr. And at least one metal chloride selected from the group consisting of chlorides of Ba and Ra.

好ましい一実施形態では、開始用塩化物ドナーは、混合物にその加熱前に添加された、または塩溶融物に添加された塩化アルミニウムを含み、その塩化アルミニウムは、塩混合物の20重量%まで、好ましくは1〜15重量%、より好ましくは5〜10重量%添加される。   In a preferred embodiment, the starting chloride donor comprises aluminum chloride added to the mixture prior to its heating or added to the salt melt, the aluminum chloride being preferably up to 20% by weight of the salt mixture. Is added in an amount of 1 to 15 wt%, more preferably 5 to 10 wt%.

アルミニウム溶融物をアノードまたはアノードの一部として使用する場合、溶解ステップおよび電気分解による回収ステップは、同時に、好ましくは少なくとも2時間促進される。   If an aluminum melt is used as the anode or part of the anode, the melting step and the recovery step by electrolysis are preferably simultaneously accelerated for at least 2 hours.

希土類金属が堆積するにつれて、追加のREM含有資源を、塩溶融物に段階的にまたは連続的に添加することができる。電気分解および溶解操作を、例えば2〜8時間行うことができ;その後、カソードに堆積した金属を収集し、電気分解を再開することができる。電気分解の中断を回避するために、別の「クリーンな」電極を沈めることができる。あるいは、塩溶融物は複数の電極を有してもよく、それらの電極を順々にカソードとしてアクティブにし、前の電極は非アクティブにする。それにより、金属を個々の電極に選択的に堆積させることができる。   As the rare earth metal is deposited, additional REM-containing resources can be added to the salt melt stepwise or continuously. The electrolysis and dissolution operation can be performed, for example, for 2-8 hours; the metal deposited on the cathode can then be collected and the electrolysis can be resumed. Another “clean” electrode can be submerged to avoid interruption of electrolysis. Alternatively, the salt melt may have a plurality of electrodes, which in turn activate as the cathode and the previous electrode inactive. Thereby, metal can be selectively deposited on individual electrodes.

電圧は、好適には2.5〜5V、好ましくは3〜4Vの範囲内にある。希土類金属は、アルミニウムと共堆積させてもよく、または選択的に電着させてもよい。   The voltage is suitably in the range 2.5-5V, preferably 3-4V. The rare earth metal may be co-deposited with aluminum or may be selectively electrodeposited.

処理後の残留物は、Al23と、REM含有資源の含有物に応じて、例えば、SiO2などの他の安定な酸化物とを含有する可能性があり;特に、REM含有資源がREM酸化物を含有する場合、REM酸化物を塩素化すると、Al23が生じることがある。残留物は、例えば、埋立て、建築構造のために、または耐火産業の原材料として使用することができる。 Residues after treatment may contain Al 2 O 3 and other stable oxides such as, for example, SiO 2 depending on the content of the REM-containing resource; When REM oxide is contained, Al 2 O 3 may be generated when REM oxide is chlorinated. The residue can be used, for example, for landfills, building structures, or as raw materials for the refractory industry.


ネオジム磁石からのネオジム精錬を、LiCl、KCl、およびNaClを含有する塩浴で行った。3種の塩の共晶組成物を三元相図から見出し、塩化ナトリウム、塩化リチウムおよび塩化カリウムの粉末の所要量を注意深く混合し、その混合物を乾燥器(T=110℃)に24時間入れた。ネオジム磁石(Nd2Fe14B)を破砕し、フラックス剤としての塩化アルミニウムと一緒に混合物に添加した。AlCl3/ネオジムの比は2/1であり、AlCl3/塩の比は20wt%であった。混合物全体を各実験の前に秤量した。各材料の質量を表1に示す。
Example Neodymium refining from a neodymium magnet was performed in a salt bath containing LiCl, KCl, and NaCl. The eutectic composition of the three salts is found from the ternary phase diagram, the required amounts of sodium chloride, lithium chloride and potassium chloride powder are carefully mixed and the mixture is placed in a dryer (T = 110 ° C.) for 24 hours. It was. A neodymium magnet (Nd2Fe14B) was crushed and added to the mixture along with aluminum chloride as a fluxing agent. The AlCl 3 / neodymium ratio was 2/1 and the AlCl 3 / salt ratio was 20 wt%. The entire mixture was weighed before each experiment. Table 1 shows the mass of each material.

Figure 2015531827
Figure 2015531827

前記粉末をアルミナるつぼに注入し、そのるつぼを縦型炉に入れた。   The powder was poured into an alumina crucible, and the crucible was placed in a vertical furnace.

目標温度である850℃に達する時間は、約6時間であった。次いで、グラファイト電極(複数)を塩浴に浸漬させ、電気分解を開始した。電圧を最初は4に設定したが、高電流のために電圧を3.2まで低下させて、定電流状態を回避した。この実験で使用した装置の飽和電流は5であった。電圧を4に固定することによって、電流は4.99(飽和電流)まで増大した。したがって、電圧を3.2Vまで低下させた。電気分解は、5時間行った。   The time to reach the target temperature of 850 ° C. was about 6 hours. Next, the graphite electrode (s) were immersed in a salt bath to initiate electrolysis. The voltage was initially set to 4, but due to the high current, the voltage was reduced to 3.2 to avoid a constant current condition. The saturation current of the device used in this experiment was 5. By fixing the voltage to 4, the current increased to 4.99 (saturation current). Therefore, the voltage was reduced to 3.2V. Electrolysis was performed for 5 hours.

実験後、カソード上に分厚く堆積した層が観察された。堆積層は、40重量%を超えるNdおよび20重量%を超えるAlを含有していた。Feの量は、5重量%未満であった。FeCl3の理論分解電圧は1V未満であるが、本質的にすべてのFeが塩溶融物中に残存していたことに留意すべきである。実験から、電気分解によってNdを塩溶融物から回収することができると結論づけることができる。 After the experiment, a thickly deposited layer was observed on the cathode. The deposited layer contained more than 40 wt% Nd and more than 20 wt% Al. The amount of Fe was less than 5% by weight. It should be noted that the theoretical decomposition voltage of FeCl 3 is less than 1 V, but essentially all Fe remained in the salt melt. From the experiments it can be concluded that Nd can be recovered from the salt melt by electrolysis.

Claims (20)

Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuの群からの少なくとも1種の希土類金属(REM)を回収する方法であって、
a)塩溶融物を保持するためのるつぼを用意するステップと;
b)重量%単位で
− 60〜99の、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、BaおよびRaの塩化物からなる群から選択される少なくとも2種の金属塩化物からなる塩化物塩組成物、
− 1〜30のAlCl3、ならびに、
任意選択で、
− ≦10のハロゲン化物、追加の塩化物、硫化物および/または酸化物
からなる塩溶融物を用意するステップと;
c)前記塩溶融物を形成させるための加熱の前または後に、少なくとも1種のREM含有資源をるつぼに供給するステップであって、前記REM含有資源が、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuの群からの少なくとも1種の希土類金属を含む、ステップと;
d)塩化物ドナーとしての塩化アルミニウムを、REM含有資源の少なくとも1種の希土類金属と反応させて、塩溶融物中に溶解した少なくとも1種の希土類金属塩化物を形成させるステップと;
e)AlCl3が消費されるにつれてAlCl3を段階的にもしくは連続的に添加することによって、または塩溶融物中でのAlCl3のインサイチュ形成によって、塩溶融物中のAlCl3の含有量を維持するステップと;
f)前記少なくとも1種のREMを、好ましくは塩溶融物を電気分解し少なくとも1種のREMを選択的に電着させることによって、回収するステップと
を含む、方法。
Method for recovering at least one rare earth metal (REM) from the group of Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu Because
a) providing a crucible for holding the salt melt;
b) at least two metals selected from the group consisting of chlorides of Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba and Ra, in units of% by weight A chloride salt composition comprising chloride,
- 1~30 AlCl 3, as well as,
Optionally,
Providing a salt melt consisting of halides, additional chlorides, sulfides and / or oxides of ≦ 10;
c) supplying at least one REM-containing resource to a crucible before or after heating to form the salt melt, wherein the REM-containing resource is Sc, Y, La, Ce, Pr, Including at least one rare earth metal from the group of Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu;
d) reacting aluminum chloride as a chloride donor with at least one rare earth metal of the REM-containing resource to form at least one rare earth metal chloride dissolved in the salt melt;
e) Maintaining the content of AlCl 3 in the salt melt by adding AlCl 3 stepwise or continuously as AlCl 3 is consumed or by in situ formation of AlCl 3 in the salt melt Step to do;
f) recovering the at least one REM, preferably by electrolyzing the salt melt and selectively electrodepositing the at least one REM.
塩組成物が、NaCl、KCl、LiClおよびCaCl2の群から選択される塩のうちの少なくとも2種、好ましくは、NaCl、KCl、LiClおよびCaCl2の群から選択される塩のうちの少なくとも3種を含む、請求項1に記載の方法。 Salt composition, NaCl, KCl, at least two of the salts selected from the group of LiCl and CaCl 2, preferably at least three of salt selected NaCl, KCl, from the group of LiCl and CaCl 2 The method of claim 1 comprising a species. 塩組成物が、本質的に、塩組成物の重量%で、3〜20のNaCl、30〜70のKCl、20〜60のLiCl、好ましくは5〜15のNaCl、40〜60のKCl、30〜50のLiCl、より好ましくは7〜12のNaCl、45〜55のKCl、35〜45のLiClからなる、請求項1に記載の方法。   The salt composition is essentially 3-20 NaCl, 30-70 KCl, 20-60 LiCl, preferably 5-15 NaCl, 40-60 KCl, 30% by weight of the salt composition. The method of claim 1, comprising ˜50 LiCl, more preferably 7-12 NaCl, 45-55 KCl, 35-45 LiCl. 塩組成物が、本質的に、塩組成物の重量%で、10〜50のNaCl、2〜20のKCl、50〜80のCaCl2、好ましくは25〜35のNaCl、3〜10のKCl、60〜75のCaCl2からなる、請求項1に記載の方法。 The salt composition is essentially 10 to 50 NaCl, 2 to 20 KCl, 50 to 80 CaCl 2 , preferably 25 to 35 NaCl, 3 to 10 KCl, by weight percent of the salt composition. The method according to claim 1, comprising 60 to 75 CaCl 2 . 塩組成物が、本質的に、塩組成物の重量%で、5〜20のNaCl、20〜40のLiCl、40〜70のCaCl2、好ましくは7〜15のNaCl、25〜35のLiCl、50〜60のCaCl2からなる、請求項1に記載の方法。 Salt composition consists essentially, in weight percent of the salt composition, 5 to 20 NaCl, 20 to 40 of LiCl, CaCl 2 40 to 70, preferably NaCl of 7-15, 25-35 of LiCl, The method according to claim 1, comprising 50-60 CaCl 2 . 塩組成物が、本質的に、塩組成物の重量%で、35〜65のKCl、20〜50のLiCl、5〜20のCaCl2、好ましくは45〜55のKCl、30〜40のLiCl、10〜15のCaCl2からなる、請求項1に記載の方法。 The salt composition is essentially 35 to 65 KCl, 20 to 50 LiCl, 5 to 20 CaCl 2 , preferably 45 to 55 KCl, 30 to 40 LiCl, by weight percent of the salt composition. The method according to claim 1, comprising 10 to 15 CaCl 2 . 塩組成物が、700℃未満、好ましくは600℃未満、より好ましくは500℃未満の液相線温度を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。   The process according to any one of claims 1 to 6, wherein the salt composition has a liquidus temperature of less than 700 ° C, preferably less than 600 ° C, more preferably less than 500 ° C. 下記:
− 少なくとも1種のREM含有資源を、前記液状塩溶融物中に段階的にまたは連続的に供給するステップ;
− AlCl3の含有量を±7%以内、好ましくは±5%以内に維持するステップ
の少なくとも1つを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
following:
-Supplying at least one REM-containing resource stepwise or continuously into said liquid salt melt;
The method according to any one of claims 1 to 7, comprising at least one step of maintaining the content of AlCl 3 within ± 7%, preferably within ± 5%.
下記:
− 金属塩化物を溶融物から気化させ、凝縮した塩化物の金属を後に回収するために金属塩化物を凝縮させるステップ;
− 溶融物からの金属塩化物を水中に浸出させ、湿式製錬法によって水酸化物として金属を抽出するステップ;
− 溶融物の塩化物塩をリサイクルするステップ;
− Al23を含む処理残留物を回収し、好ましくは、埋立て、建築構造のためにまたは耐火産業の原材料として使用するステップ;
− REM含有資源をるつぼに添加する前に、REM含有資源を破砕および/または摩砕および/または粉砕するステップ
の少なくとも1つを含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
following:
-Vaporizing the metal chloride from the melt and condensing the metal chloride for later recovery of the condensed chloride metal;
-Leaching the metal chloride from the melt into water and extracting the metal as a hydroxide by hydrometallurgy;
-Recycling the molten chloride salt;
- Al treated residue was collected containing 2 O 3, preferably, landfill, used as a raw material for the or refractory industry for building construction step;
The method according to any one of the preceding claims, comprising at least one step of crushing and / or grinding and / or crushing the REM-containing resource before adding the REM-containing resource to the crucible.
少なくとも1種のREM資源が:
− 永久磁石、特にNd含有磁石、好ましくはNdFeB磁石;
− バッテリー、好ましくは、AB5(式中、Aは、ランタン、セリウム、ネオジムおよび/またはプラセオジムであり、Bは、ニッケル、コバルト、マンガンおよび/またはアルミニウムである)を含有するカソード;
− 薄膜
− 照明およびディスプレイ
− 鉱石
− 鉱石からの希土類精鉱
の少なくとも1つである、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
At least one REM resource is:
-Permanent magnets, in particular Nd-containing magnets, preferably NdFeB magnets;
- battery, preferably, AB 5 (In the formula, A, lanthanum, cerium, neodymium and / or praseodymium, B is nickel, cobalt, manganese and / or aluminum) containing cathode;
The method according to claim 1, wherein the method is at least one of a rare earth concentrate from the ore.
少なくとも1種のREM資源が、La23、CeO2、Pr611、Nd23、Sm23、Eu23、Gd23、Tb47、Dy23、Ho23、Er23、Tm23、Yb23、Lu23およびY23の群からの少なくとも1種の希土類酸化物を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 At least one REM resource is La 2 O 3 , CeO 2 , Pr 6 O 11 , Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 4 O 7 , Dy 2 O 3. 11. The composition of claim 1, comprising at least one rare earth oxide from the group of: Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Lu 2 O 3 and Y 2 O 3 . The method according to any one of the above. 少なくとも1個のアノードおよび少なくとも1個のカソードを、塩溶融物と接触するように配し、金属の回収ステップが、塩溶融物を電気分解して、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuの群からの少なくとも1種のREMを少なくとも1個のカソード上に形成させ、好ましくは、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuの群からの少なくとも1種のREMを選択的に電着させることを含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。   At least one anode and at least one cathode are placed in contact with the salt melt, and a metal recovery step electrolyzes the salt melt to produce Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd , Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, and at least one REM is formed on at least one cathode, preferably Sc, Y, Selectively electrodepositing at least one REM from the group of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, 12. A method according to any one of the preceding claims. − アルミニウム溶融物をるつぼの底に与えるステップであって、前記アルミニウム溶融物が、アノードまたはアノードの一部を形成する、ステップ、ならびに
− 塩溶融物中において反応を開始させるために、開始用塩化物ドナーを塩溶融物に供給するステップであって、前記開始用塩化物ドナーが、塩化アルミニウム、および/または電気分解され得る少なくとも1種の金属塩化物であり、好ましくは、開始用塩化物ドナーが、アルミニウム溶融物と塩溶融物との間の接触面において塩化アルミニウムを形成可能である、ステップ
のステップのうちの少なくとも1つを含む、請求項12に記載の方法。
-Providing an aluminum melt to the bottom of the crucible, said aluminum melt forming an anode or part of the anode; and-starting chloride to initiate the reaction in the salt melt Supplying a starting donor to the salt melt, wherein the starting chloride donor is aluminum chloride and / or at least one metal chloride that can be electrolyzed, preferably the starting chloride donor 13. The method of claim 12, comprising at least one of the steps of being capable of forming aluminum chloride at the interface between the aluminum melt and the salt melt.
開始用塩化物ドナーが、塩化物塩組成物において提供されるのと同じ種類の金属塩化物である、請求項13に記載の方法。   14. The method of claim 13, wherein the starting chloride donor is the same type of metal chloride as provided in the chloride salt composition. 開始用塩化物ドナーが、混合物にその加熱前に添加された、または塩溶融物に添加された塩化アルミニウムを含み、前記塩化アルミニウムは、塩化物塩混合物の20重量%まで、好ましくは1〜15重量%、より好ましくは5〜10重量%添加される、請求項13に記載の方法。   The starting chloride donor comprises aluminum chloride added to the mixture before its heating or added to the salt melt, said aluminum chloride being up to 20% by weight of the chloride salt mixture, preferably 1-15. 14. A process according to claim 13 added in wt%, more preferably 5-10 wt%. 塩溶融物およびアルミニウム溶融物が、660℃を超える、好ましくは700℃と1000℃の間、より好ましくは900℃未満の温度に保持される、請求項13から15のいずれか一項に記載の方法。   16. The salt melt and the aluminum melt are maintained at a temperature above 660 ° C, preferably between 700 ° C and 1000 ° C, more preferably below 900 ° C. Method. ステップd)およびステップf)が、同時に、好ましくは少なくとも2時間実施される、請求項13から16のいずれか一項に記載の方法。   17. A method according to any one of claims 13 to 16, wherein step d) and step f) are performed simultaneously, preferably for at least 2 hours. 電気分解中に形成される塩化アルミニウムによって、定常状態の間、部分的にまたは完全に自立している、請求項13から17のいずれか一項に記載の方法。   18. A method according to any one of claims 13 to 17, wherein the method is partially or fully self-supporting during steady state by aluminum chloride formed during electrolysis. 塩化アルミニウムの形態のフラックスが、混合物にその塩溶融物への加熱前に添加されるか、かつ/または塩溶融物に添加され、塩化アルミニウムが、塩化アルミニウムが消費されるにつれていくつかのバッチでまたは単一バッチで添加され得、単一バッチで添加される場合好ましくは塩混合物の5〜30重量%、より好ましくは混合物の5〜20重量%、最も好ましくは7〜15wt%で添加される、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。   A flux in the form of aluminum chloride is added to the mixture before heating to its salt melt and / or is added to the salt melt so that the aluminum chloride is consumed in several batches as the aluminum chloride is consumed. Or can be added in a single batch, preferably 5-30% by weight of the salt mixture when added in a single batch, more preferably 5-20% by weight of the mixture, most preferably 7-15% by weight The method according to any one of claims 1 to 12. 下記
− ステップe)およびg)の間、塩溶融物を、少なくとも500℃および最高で900℃の温度に保持し、好ましくは、塩溶融物を550〜700℃、より好ましくは580〜650℃の範囲の温度に保持するステップ;
− ステップg)において、溶融物を、2〜8時間、好ましくは3〜6時間程度の期間、電気分解するステップ;
− 電気分解中に放出される塩素ガスを収集するステップ;
− ステップe)において、塩化アルミニウムを、2〜10時間、好ましくは3〜8時間の程度の期間反応させるステップ;
− 重量比「フラックス」/「資源中のREM」を、0.1〜3、好ましくは0.2〜2.0、より好ましくは0.3〜1.0、最も好ましくは0.4〜0.6の範囲に制御するステップ
のうちの少なくとも1つを含む、請求項19に記載の方法。
During the following steps e) and g), the salt melt is kept at a temperature of at least 500 ° C. and at most 900 ° C., preferably the salt melt is 550-700 ° C., more preferably 580-650 ° C. Holding at a temperature in the range;
In step g) electrolyzing the melt for a period of about 2 to 8 hours, preferably about 3 to 6 hours;
-Collecting chlorine gas released during electrolysis;
In step e) reacting aluminum chloride for a period of the order of 2 to 10 hours, preferably 3 to 8 hours;
-The weight ratio "flux" / "REM in resource" is 0.1-3, preferably 0.2-2.0, more preferably 0.3-1.0, most preferably 0.4-0. 20. The method of claim 19, comprising at least one of the steps of controlling to a range of .6.
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