JPH0222425A - 希土類元素含有合金の再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、Ｓｍ等の希土類元素を含有する合金からなる
スクラップを再生する方法に関するものである。

［従来の技術およびその課題］ 従来、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ等を主成分とするとと
もにＳｍ等の希土類元素を含有した金属材料において、
希土類元素は、高価であるためその回収を効率よく行な
うことが望まれていた。

この種の回収方法としては、例えば、磁石鋼を製造する
際に発生する切削によるスクラップからＳｍを回収する
ものでは、まず、スクラップをＨＣＱ、ＨＮＯ３等の鉱
酸類で溶解して、その後、フッ化水素酸、蓚酸等により
Ｓｍ化合物を選択的に沈澱させてＳｍを単独で分離回収
する方法が知られている。

しかし、このような従来の回収方法では、スクラップを
大量に処理する場合には、試薬を多く必要とするために
、コスト高となるという問題がある。

また、他の回収方法として、アルキルリン酸を含有した
有機溶剤により水溶液中のＳｍｆ２液−液抽出する溶媒
抽出法も知られているが、この方法もやはり有機溶剤を
多量に必要とすることからコスト高になる。

本発明は、上記従来の技術の問題を解消することを課題
とし、希土類元素を単独分離するのではなく、スクラッ
プを元の組成に再生するという着想に基づいてなされた
もので、大量のスクラップを安価に再生することができ
る希土類元素含有合金の再生方法を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためになされた本発明は、母金属
及び希土類元素を含有した合金化合物から希土類元素含
有合金を再生する方法において、上記合金化合物を水素
還元することにより母金属化合物を還元し、その後、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属により希土類元素化合物
を還元することを特徴とする。

また、本発明の合金化合物は希土類含有合金スクラップ
を酸化脱炭処理あるいは酸溶解し、不溶解物を除去した
合金化合物であってもよい。

本発明の方法により再生されるスクラップは、母金属と
希土類元素とを組成とするものであり、例えは、磁石鋼
のスクラップを原料とする場合には、母金属として、Ｃ
０１Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｒ等を含有し、また、希土類元素と
して、Ｓｍ、Ｃｅ等を含有しているものである。

これらのスクラ・ンプは、酸化脱炭処理などを施して酸
化物に、あるいは酸溶解し不溶解物を除去する等の前処
理を施して水酸化物にして合金化合物にする。

この合金化合物の中の母金属化合物を還元する水素還元
処理は、公知の手法により行うことができ、例えば、還
元炉中にて上記化合物を１２００℃以上に加熱し、水素
を吹き込むことにより行う。

希土類元素化合物を還元する還元処理は、還元剤として
ジルカリ金属、アルカリ土類金属の粉末等が用いられ、
例えは、Ｃａ、　Ｍｇ、　　Ｎａ５Ｋ、等である。

すなわち、還元剤として、還元処理温度における標準生
成自由エネルギーが希土類元素化合物より負の１直で大
きい化合物を形成する元素であって、その化合物が液処
理物から簡単に除去できるものであればよい。

［作用コ 本発明で再生処理されるスクラップは、母金属及び希土
類元素を含有しており、これらの母金属及び希土類元素
は、酸化脱炭処理等の前処理により酸化物等の化合物と
なっており、これらの金属化合物の還元処理は、２つの
異なった工程により行っている。

すなわち、最初の還元処理では、水素還元を行う。この
還元により母金属化合物をまず還元する。

次の還元処理では、アルカリ金属またはアルカリ土類金
属の粉末により希土類元素化合物の還元を行う。

つまり、合金化合物を最初からアルカリ金属またはアル
カリ土類金属の粉末により還元すると、母金属化合物の
還元時における大量の発熱により還元処理炉が焼損する
ことがあるが、本発明では母金属化合物の還元は、水素
還元で行い、その後に、水素によっては還元不可能な希
土類元素だけを、アルカリ金属等により還元する。

このような２段階による還元処理により多量の発熱を生
じないから、還元炉を焼損することもなく、効率のよい
還元が行われる。

［実施例コ 以下本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

本実施例は、第１図の工程にしたがって行われる。まず
、スクラップとして、Ｃｏ’４８．７重量％、Ｆｅ１９
重量％、Ｃｕ４．５重量％、Ｓ　ｍ　２５重量％、Ｚｒ
２．８重量％の組成からなる磁石鋼の切削屑を用いた。

この切削屑は、切削工程や研暦工程のためにスクラップ
表面の金属が酸化物としてなっており、また、Ｃ等の磁
性を低下させる不純物も０．３〜３重量％含有している
。

このスクラップから、不純物のない元のスクラップ原料
に再生する処理として、まず、酸化脱炭処理が行われる
。

まず、スクラップを炉内で１０００℃にてアーク加熱し
て、０．　５　Ｑ　／ｍｉｎで０２を吹き込む。これに
より、スクラップ中の主成分の金属は、はぼ酸化される
と同時にＣも酸化により０．０１重量％以下に脱炭され
、母金属および希土類元素を含有した合金化合物となる
。

次に酸化脱炭処理された合金化化合物を還元炉に入れ、
１２００℃に加熱溶解した状態で、Ｈ２を吹き込む。こ
の処理により、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ等酸化物は還元され、
一方、ＳｍおよびＺｒの酸化物は還元されず、酸化物の
状態のままにある。

すなわち、第２図の標準生成自由エネルギーと温度との
関係を示すグラフを用いて説明すると、１２０００℃以
上の温度では、ＣＯ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯの各酸
化物は、還元自由エネルギーが負となるから還元され、
一方、Ｓｍ２Ｏ３、ＺｒＯ２は、自由エネルギーが正で
あるから還元されない。

次に、Ｈ２還元されたスクラップをＣａ粉末により還元
処理をする。この還元処理により、Ｓ　ｍ　２０３およ
びＺｒＣｈが還元される。

次に、この還元された被処理物を水洗することによりＣ
ａＯが溶解除去される。

この一連の処理により磁石鋼の元の組成と同−組成の金
属材料が再生される。　　　　　、いま、第１衷を用い
て酸化物のＣａ還元について考察すると、Ｃｏ３５４、
Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯをＣａ還元したときの単位重量（１
ｋｇ）当りの発熱量は、２２１０ｋｃａｌ、２３１０ｋ
ｃａｌ、　１８００ｋｃａｌであるのに対し、Ｓｍ２Ｏ
３、ＺｒＯ２は、６５、　４ｃａｌ、４５３　ｃａｌで
あり、これを上記のスクラップの組成の場合に換算する
と、ＣＯ５Ｆｅ、Ｃｕによる発熱量の合計は、１６００
ｋｃａｌであり、Ｓｍ２Ｃｈ、ＺｒＣｈの２９ｋｃａｌ
に比べてきわめて大きい。

このため、合金化合物をそのままＣａ還元すると、その
反応熱で還元炉が損イ＝するが、本実施例では、発熱量
の大きいＣＯ等の酸化物は、Ｈ２還元しているために急
激な発熱がなく炉の焼損を生じない。そして、ＳｍやＺ
ｒの酸化物のようにＨ２還元できないものだけをＣａ還
元している。したがって、Ｃａ還元による発熱が少なく
還元炉を焼損することもない。

このように本実施例によれば、従来の技術のように多量
の試薬を必要としないで、上述した一連の乾式の還元法
により大量のスクラップを効率よく、大量に処理するこ
とができる。

本実施例では、Ｃａ還元後のＣａＯを除去するのに水洗
したが、弱酸で洗浄すれはより容易にＣａＯを除去する
ことができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれは、希土類元素を単
独分離するのではなく、スクラップ等を元の組成に再生
するという着想に基づくことにより、大量のスクラップ
等を安価に再生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による希土類含有合金の再生
処理を示す工程図、第２図は水素還元処理による自由エ
ネルギーと温度との関係を示すグラフ、第３図はカルシ
ウム還元処理による自由エネルギーと温度との関係を示
すグラフである。 代理人　　弁理士　　定立　勉（ほか２名）第２図 庸 （ｋ） 第３図 ミ 度 （ｋ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　母金属及び希土類元素を含有した合金化合物から希
   土類元素含有合金を再生する方法において、 上記合金化合物を水素還元することにより母金属化合物
   を還元し、その後、アルカリ金属、アルカリ土類金属に
   より希土類元素化合物を還元することを特徴とする希土
   類元素含有合金の再生方法。 ２　上記合金化合物が母金属および希土類元素を含有し
   た合金スクラップを酸化脱炭処理した合金化合物である
   請求項１に記載の希土類元素含有合金の再生方法。 ３　上記合金化合物が母金属および希土類元素を含有し
   た合金スクラップを酸溶解し、不溶解物を除去した合金
   化合物である請求項１に記載の希土類元素含有合金の再
   生方法。