JP4699622B2

JP4699622B2 - Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジからのボロン含有溶液の分離方法

Info

Publication number: JP4699622B2
Application number: JP2001071635A
Authority: JP
Inventors: 浩生頼; 英雄横井
Original assignee: Santoku Corp
Current assignee: Santoku Corp
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: JP2002275548A; CN1220630C; CN1375454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジから、効率良くボロンを溶出させることができる、該スラッジからのボロン含有溶液の分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボロンを含む合金スラッジ、例えば、Ｒ(希土類)−Ｆｅ−Ｂ磁石スラッジは、スラッジ発生過程からの油、有機物の混入によりスラッジそのままでは磁石原料として再利用できない。そこで、これらは磁石スラッジとして回収されている。
磁石スラッジのリサイクルは、一般的に酸などに溶解させた後に分別沈澱法を用いて各成分を分離し、回収する方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来法のようにスラッジの全量を酸で溶解する方法では、溶液中に合金を構成する全ての元素がイオン化して存存するため、それぞれの元素を分別沈澱法により回収するためには多くの工程が必要となる。特に、ボロンイオンが存在する場合には、分別沈澱法により金属を純粋な形で分離することが非常に困難である。また、溶液中に存在する希土類金属イオンをフッ化物の形で分別回収する場合、希土類を回収した後の廃液中に含まれるフッ素イオンを処理しなければならないが、溶液中にフッ素イオンとボロンイオンとが存在する場合には、これらが強く結合してしまい、フッ素イオンを処理することが困難となり、廃液処理にコストがかさむ等の問題が発生する。そのため、簡便で、スラッジを溶解することなくボロンを選択的に分離する低コストな方法の開発が望まれている。
【０００４】
従って、本発明の目的は、希土類磁石合金スラッジ等のボロン含有合金スラッジを全て溶解させることなく、また、合金の一部を溶解させることなく、該合金スラッジから効率良く、且つ容易にボロンを溶出させたボロン含有溶液の分離方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ボロン含有合金スラッジに、アルカリ水溶液を反応させることにより、合金スラッジを全て溶解させたり、合金の一部を溶解させないで、ボロンを溶出させることができることを見出し本発明を完成した。また、ボロン含有合金スラッジと、特定のアルカリ水溶液とを反応させる際の、アルカリ水溶液の種類や濃度、若しくは使用量等を選択したり、合金スラッジの粒径を特定なものに制御するなどの方法を採用することにより、ボロンの分離効率を更に高くしうることを見出し本発明を完成した。
【０００６】
すなわち本発明によれば、Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジと、アルカリ水溶液とを反応させてボロンを溶出させ、固形物とボロン含有溶液とを分離する方法であって、
上記Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジの平均粒径が１００μｍ以下であり、上記アルカリ水溶液濃度が１ｍｏｌ／ｌ以上であり、上記反応を２０℃以上、１２時間以上の条件で行うことを特徴とするボロン含有溶液の分離方法が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の分離方法では、まず、Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジと、アルカリ水溶液とを反応させる。
前記Ｒ(希土類)−Ｆｅ−Ｂ系磁石スラッジの粒径は、粒径が大きいとボロンの溶出に時間がかかるため、平均粒径で１００μｍ以下であり、更に、ボロンの溶出率をより高くするためには、５０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。
【０００８】
本発明の分離方法に用いるアルカリ水溶液は、上記Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジと反応させてボロンを溶出させるものであれば良く、例えば、アルカリ金属塩の水溶液、アンモニア水溶液又はアンモニウム塩水溶液等が挙げられる。
前記アルカリ金属塩としては、例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩等が挙げられ、特に、反応性及び効率の点から水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の水酸化物が望ましい。
前記アンモニウム塩水溶液としては、例えば、炭酸アンモニウム水溶液等が挙げられる。
使用に際しては、これら単独でも良いし、２種以上の混合物であっても良い。例えば、炭酸水素アルカリと炭酸アルカリとの混合物の場合、酸化条件下において希土類金属を溶出させるので、使用できない。
【０００９】
本発明の分離方法において、前記Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジと、アルカリ水溶液とを反応させる際の、アルカリ水溶液の濃度は、濃度が高い程ボロンの溶出能力が高くなる傾向にあるので、１ｍｏｌ／ｌ以上である。また、５ｍｏｌ／ｌより濃くしても溶出能力は変わらなくなるため、好ましくは１〜５ｍｏｌ／ｌ、より好ましくは１〜３ｍｏｌ／ｌである。
【００１０】
本発明の分離方法において、前記Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジと、アルカリ水溶液とを反応させる際の、前記アルカリ水溶液の使用量は、前記ボロン含有合金スラッジ中に含まれるボロンのモル数に対して高い程ボロンの溶出率が高くなる傾向にあり、該ボロンのモル数に対してアルカリが１倍量以上とすることによりボロンの溶出率が良好になるので、１倍量以上が好ましく、４倍量以上が特に好ましい。また、２０倍量を超えると添加したほどの効果が得られなくなるため、その上限は２０倍量が適当であり、より好ましくは１５倍量程度である。
【００１１】
本発明の分離方法において、アルカリ水溶液を構成する水は、アルカリを溶解させる量の存在であれば良く、水以外のものを含んでいても良い。
【００１２】
本発明の分離方法において、前記Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジと、アルカリ水溶液とを反応させる際の反応条件は、反応温度としては、室温程度から行うことができるが、反応温度が低い場合にはボロンの溶出に時間を要するため、同じ溶出能力を得るのにアルカリ水溶液の濃度や使用量を多くする必要が生じる。従って、反応温度は４０℃以上が好ましく、特に好ましくは６０℃以上であるが、他の条件とを考慮した場合これに限定されない。また、反応時間は６時間程度でもよいが、２４時間以上が好ましい。
前記反応に際しては、超音波照射を行ないながら反応させることもできる他、オートクレーブ等を用いて、実質的に加圧下において反応させることも可能である。
【００１３】
本発明の分離方法では、上記反応の後、選択的に溶出したボロンを分離する。該ボロンの分離は、得られた反応物を、例えば、ろ過等により固形物(合金スラッジ)とボロンイオンを含む溶液に分離することにより行うことができる。得られた固形物は、更に乾燥等を行うことにより、例えば、磁石合金のリサイクル工程へ利用することができる。
また、回収したボロン含有アルカリ溶液は、ボロン濃度が高くなるまでアルカリ水溶液として繰り返し使用することができる他、新たなアルカリ水溶液を追加しながら再使用することも可能である。
更に、回収したボロン含有溶液は、例えば、公知の蒸発乾固等の方法によって処理することによりボロンをボロン化合物として回収することができ、回収したボロン化合物は再利用が可能である。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の分離方法では、Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジと、アルカリ水溶液とを反応させボロンを溶出させるので、該合金スラッジを全て溶解させることなく、また該スラッジ中の金属の一部を溶出させることなく、該合金スラッジから容易にボロンを溶出させることができる。また、反応時におけるアルカリ水溶液の種類を特定なものとする手段、アルカリ水溶液の濃度を特定濃度以上とする手段、アルカリ水溶液の使用量を特定量以上とする手段、合金スラッジの粒径を特定なものに制御する手段若しくはこれらの組合せを採用することにより、ボロンの溶出効率を更に向上させることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
実施例１
ボロンを０．８質量％含む、平均粒径１０μｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金スラッジ３０ｇを７０ｍｌの純水に分散させ合金スラッジ溶液を調製した。次いで、該合金スラッジ溶液を撹拌しながら、含有されるボロンのモル数に対して４倍モルのＮａＯＨを加え、６０℃に昇温した後、２４時間撹拌反応させた。反応後、反応液をろ過し、固形物(スラッジ)と溶液に分離した。得られた固形物を１０００℃で乾燥した後、固形物中のボロンをセイコーインスツルメント社製ＩＣＰ発光分光分析装置(ＳＰＳ−１１００Ｈ)を用いて分析し、ボロンの溶出率を求めた。結果を表１に示す。
なお、合金スラッジの平均粒径は、マイクロトラック社製レーザー回折式粒度分布測定装置(商品名「マイクロトラック７９９７−１０型」、媒体として水を用い、サンプラーとして商品名「ＳＶＲ」を用いた)を用いて粒度分布を測定し、それから算出した値である。
【００１６】
実施例２〜２０、比較例１、２、参考例１
アルカリ水溶液の種類、含有されるボロンのモル数に対するアルカリ水溶液の使用量、反応時におけるアルカリ水溶液の濃度、反応温度、反応時間、及びボロンを０．８質量％含む、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金スラッジの平均粒径を、表１に示すとおりに代えた以外は、実施例１と同様に反応及びろ過を行い、得られた固形物(スラッジ)からボロンの溶出率を測定した。なお、参考例１については反応を、オートクレーブを用いて高温で行った。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】

Claims

Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジと、アルカリ水溶液とを反応させてボロンを溶出させ、固形物とボロン含有溶液とを分離する方法であって、
上記Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金スラッジの平均粒径が１００μｍ以下であり、上記アルカリ水溶液濃度が１ｍｏｌ／ｌ以上であり、上記反応を２０℃以上、１２時間以上の条件で行うことを特徴とするボロン含有溶液の分離方法。
アルカリ水溶液が、アルカリ金属塩の水溶液、アンモニア水溶液又はアンモニウム塩水溶液である請求項１記載の分離方法。
アルカリ水溶液の使用量が、前記ボロン含有合金スラッジ中に含まれるボロンのモル数に対してアルカリが１倍量以上となる量であることを特徴とする請求項１又は２記載の分離方法。
アルカリ金属塩が、アルカリ金属の水酸化物であることを特徴とする請求項２記載の分離方法。