JP6544518B2 - ネオジム回収方法 - Google Patents
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Description
しかし、原料であるネオジムは、中国からの輸入に頼っているのが現状である。そして、生産されたネオジム磁石を含む各種使用済み機器及び生産工場から出る端材は、主に東南アジアで再利用されるか、鉄スクラップとして廃棄されている。
すなわち、ネオジムはほぼ全量が輸入されるにもかかわらず、ネオジムが日本国内にとどまることが基本的にないことを意味している。
一方、最近の日本近海における希土類海底鉱床の発見により、将来的には海外からの原料輸入に頼る必要性がなくなる可能性が出てきた。
しかし、資源採掘は環境破壊につながるので、出来る限りこれを避け、循環型社会を目指す方が好ましい。従って、希土類リサイクルの促進と技術開発が、資源対策の重要課題の一つとして取り組みが強化されつつある。
このようなネオジム回収方法は、様々な大学や企業において研究開発が進んでおり、開示されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
塩酸を用い、浸出温度180℃、浸出時間2時間のとき、希土類元素の抽出率は100%に達した。
前記ネオジム磁石を腐食させ、ネオジム酸化物水和物と鉄酸化物水和物とからなる腐食物を生成させる腐食工程(100)と、
前記腐食物を塩酸に浸漬し、前記ネオジム酸化物水和物内のネオジムをイオン化させるイオン化工程(200)と、
前記イオン化工程(200)において生成された、ネオジムイオンが溶けた塩酸溶液を濾過し不溶物と分離させるとともに、濾過後の前記塩酸溶液にシュウ酸を加えてシュウ酸ネオジムを沈殿させる沈殿工程(300)と、
前記シュウ酸ネオジムを焼成してネオジム酸化物を生成する焼成工程(400)と、を備えることを特徴とする。
すなわち、塩酸に対して、ネオジム酸化物水和物はネオジム酸化物よりも易溶で、鉄酸化物水和物は鉄酸化物Fe2O3よりも浸出速度が遅いので、イオン化工程において温度を上げなくても、室温にて選択比を向上することができる。
また、ネオジム酸化物水和物は塩酸に易溶なので、イオン化工程に掛かる時間が短くて済む。
このように、室温において再生処理を施すことができるとともに、時間も短時間で済み、しかもこの方法では特殊な装置を必要としないので、簡易にネオジムを回収可能である。
このネオジム回収方法は、ネオジム磁石に再生処理を施してネオジムを回収する方法であって、図1に示すように腐食工程100と、イオン化工程200と、沈殿工程300と、焼成工程400を備える。
そして、特に腐食工程100を特徴とするものである。
なお、腐食工程100の事前処理として、Nd2Fe14Bを主成分とする脱磁後のNd−Fe−B磁石(ネオジム磁石)を粗粉砕しておく。
まず、腐食工程100では、脱磁・粗粉砕したネオジム磁石を3%食塩水にてエアーポンプで空気を送りながら、1週間かけて腐食させる。
まずは腐食工程100で生成された腐食物について検証する。
腐食物のX線回折パターンを図2に示す。これは、Nd−Fe−B磁石をあらかじめ水素化し、NdH2+X,Feに分解した試料を腐食させたときに得られるX線回折パターンに酷似していることから、Nd−Fe−B磁石を腐食させるとNd化合物とFe化合物に分解されることがわかる。また、これにより、ネオジム磁石が完全に分解されていることもわかる。
これにより、第一試料及び第二試料は、それぞれほぼ単相のFe2O3とNd2O3になっていることがわかる。また、沈殿工程300における沈殿物はシュウ酸ネオジムであることもわかる。
このように、ネオジムをNd2O3の型で分離回収できたことになる。また、鉄もFe2O3の型で回収可能なことも分かった。
イオン化工程200における温度はすべて室温である。
塩酸0.2mol/Lや0.3mol/Lでは回収率は100%を越えるが、浸出時間に対して飽和傾向を示す。塩酸0.2mol/L、浸出時間2時間のときに得られたFe2O3とNd2O3の純度を調べたところ、Fe2O3にはネオジムが4%(鉄に対するモル比)含まれており、Nd2O3には鉄が3%(ネオジムに対するモル比)含まれていることが分かった。このことから回収率を補正すると、93%となった。また、回収できたNd2O3の純度は85%程度と見積もられる。
また、鉄もFe2O3の形で30%程度回収可能である。
すなわち、塩酸に対して、ネオジム酸化物水和物はネオジム酸化物よりも易溶で、鉄酸化物水和物は鉄酸化物Fe2O3よりも浸出速度が遅いので、イオン化工程200において温度を上げなくても、室温にて選択比を向上することができる。
このように、室温において再生処理を施すことができるとともに、時間も短時間で済み、しかもこの方法では特殊な装置を必要としないので、簡易にネオジムを回収可能である。
そして、全工程数も少ないので、低コストリサイクル技術に十分になり得る。
また、ネオジムの回収率も93%と高いものとなった。
また、腐食工程100の前に粉砕工程を備えたが、これに限られるものではない。
また、イオン化工程200の塩酸の温度は室温とし、これは大きな利点であるが、昇温してもよい。
200 イオン化工程
300 沈殿工程
400 焼成工程
Claims (4)
- ネオジム磁石に再生処理を施してネオジムを回収するネオジム回収方法であって、
前記ネオジム磁石を腐食させ、ネオジム酸化物水和物と鉄酸化物水和物とからなる腐食物を生成させる腐食工程と、
前記腐食物を塩酸に浸漬し、前記ネオジム酸化物水和物内のネオジムをイオン化させるイオン化工程と、
前記イオン化工程において生成された、ネオジムイオンが溶けた塩酸溶液を濾過し不溶物と分離させるとともに、濾過後の前記塩酸溶液にシュウ酸を加えてシュウ酸ネオジムを沈殿させる沈殿工程と、
前記シュウ酸ネオジムを焼成してネオジム酸化物を生成する焼成工程と、を備えることを特徴とするネオジム回収方法。 - 前記腐食工程において、食塩水を用いて前記ネオジム磁石を腐食させることを特徴とする請求項1に記載のネオジム回収方法。
- 前記腐食工程の前に、前記ネオジム磁石を粉砕する粉砕工程を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のネオジム回収方法。
- 前記塩酸の温度は室温であることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一つに記載のネオジム回収方法。
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