JPH11241127A - 希土類金属を含有する合金スクラップの回収方法 - Google Patents
希土類金属を含有する合金スクラップの回収方法Info
- Publication number
- JPH11241127A JPH11241127A JP4663698A JP4663698A JPH11241127A JP H11241127 A JPH11241127 A JP H11241127A JP 4663698 A JP4663698 A JP 4663698A JP 4663698 A JP4663698 A JP 4663698A JP H11241127 A JPH11241127 A JP H11241127A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- rare earth
- melting
- earth metal
- scrap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 希土類金属を含有する合金スクラップを有効
に利用するための、簡便で経済的に有利な回収方法を提
供する。 【解決手段】 希土類金属を含有する合金スクラップを
溶解炉の加熱部に投入しながら溶解し、下部から凝固し
た合金を徐々に引き下げて合金を回収し、酸化物など不
純物を合金より分離する。
に利用するための、簡便で経済的に有利な回収方法を提
供する。 【解決手段】 希土類金属を含有する合金スクラップを
溶解炉の加熱部に投入しながら溶解し、下部から凝固し
た合金を徐々に引き下げて合金を回収し、酸化物など不
純物を合金より分離する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類金属を含有
する合金スクラップの回収方法に関するものである。
する合金スクラップの回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、希土類金属を含有する磁石合金、
水素吸蔵合金、超磁歪合金などの工業的な利用が進めら
れ、それにともなって、製造工程中で発生する合金スク
ラップ（塊状や粉末状の合金スラッジ）の量が増加して
いる。例えば超磁歪合金は、Tb、Dy、Feなどを溶解鋳造
して合金化した後、粉末焼結法またはゾーンメルト法や
ブリッジマン法による方向性凝固方法などにより製造さ
れているが、工程中の不純物の混入、加工時の切断片や
形状不良などから生じる合金スクラップ、あるいは合金
ターゲットを超磁歪薄膜の作製に使用した後の合金スク
ラップなどが発生する。
水素吸蔵合金、超磁歪合金などの工業的な利用が進めら
れ、それにともなって、製造工程中で発生する合金スク
ラップ（塊状や粉末状の合金スラッジ）の量が増加して
いる。例えば超磁歪合金は、Tb、Dy、Feなどを溶解鋳造
して合金化した後、粉末焼結法またはゾーンメルト法や
ブリッジマン法による方向性凝固方法などにより製造さ
れているが、工程中の不純物の混入、加工時の切断片や
形状不良などから生じる合金スクラップ、あるいは合金
ターゲットを超磁歪薄膜の作製に使用した後の合金スク
ラップなどが発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、合金スクラップ
から希土類金属を回収利用するには、これらスクラップ
を加熱溶解して合金インゴットを製造し、これを新たな
原料用合金に利用してきた。しかし、この方法では酸化
物などの不純物がそのまま合金インゴットに混入し、特
に粉末状の合金スラッジでは合金表面の酸化が著しいた
め、特性が得られないという問題の他に、通常の加熱溶
解が困難である。また別の方法では、希土類金属は、合
金スクラップを酸に溶解した後、蓚酸や弗化水素酸など
の沈殿剤を加えて希土類蓚酸塩や希土類弗化物として回
収されている。しかしこの方法は高価な希土類元素を回
収するには効果的であるが、酸溶解や沈殿剤及び濾過回
収などのコストがかかり、さらには金属として使用する
場合には還元する必要があるなどの問題点があるため、
より簡便で効果的な、希土類を含有する合金スクラップ
の回収方法が望まれていた。
から希土類金属を回収利用するには、これらスクラップ
を加熱溶解して合金インゴットを製造し、これを新たな
原料用合金に利用してきた。しかし、この方法では酸化
物などの不純物がそのまま合金インゴットに混入し、特
に粉末状の合金スラッジでは合金表面の酸化が著しいた
め、特性が得られないという問題の他に、通常の加熱溶
解が困難である。また別の方法では、希土類金属は、合
金スクラップを酸に溶解した後、蓚酸や弗化水素酸など
の沈殿剤を加えて希土類蓚酸塩や希土類弗化物として回
収されている。しかしこの方法は高価な希土類元素を回
収するには効果的であるが、酸溶解や沈殿剤及び濾過回
収などのコストがかかり、さらには金属として使用する
場合には還元する必要があるなどの問題点があるため、
より簡便で効果的な、希土類を含有する合金スクラップ
の回収方法が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成させた。
すなわち本発明の要旨は、希土類金属を含有する合金ス
クラップを溶解炉の加熱部に投入しながら溶解し、下部
から凝固した合金を徐々に引き下げて合金を回収し、酸
化物など不純物を合金より分離する合金スクラップの回
収方法にある。以下、本発明を詳細に説明する。
に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成させた。
すなわち本発明の要旨は、希土類金属を含有する合金ス
クラップを溶解炉の加熱部に投入しながら溶解し、下部
から凝固した合金を徐々に引き下げて合金を回収し、酸
化物など不純物を合金より分離する合金スクラップの回
収方法にある。以下、本発明を詳細に説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は希土類金属を含有する合
金スクラップを有効利用するものである。合金スクラッ
プをアークやプラズマなどの熱源で溶解させながら、下
部から冷却されて凝固した合金を徐々に引き下げること
により、連続的に合金鋳塊と酸化物などの不純物を分離
せしめる。これにより合金スクラップから有用な希土類
金属を含有する合金を、経済的に有利に合金インゴット
として回収する方法を提供する。
金スクラップを有効利用するものである。合金スクラッ
プをアークやプラズマなどの熱源で溶解させながら、下
部から冷却されて凝固した合金を徐々に引き下げること
により、連続的に合金鋳塊と酸化物などの不純物を分離
せしめる。これにより合金スクラップから有用な希土類
金属を含有する合金を、経済的に有利に合金インゴット
として回収する方法を提供する。
【０００６】金属や合金を上部で溶解させつつ、凝固し
た下部を徐々に引き下げて金属や合金鋳塊を製造する方
法はすでに知られており、公知の装置を使用することが
できる。例えばアーク溶解炉、プラズマ溶解炉、電子ビ
ーム溶解炉、高周波誘導溶解炉、エレクトロスラグ溶解
炉などの装置において、上部で溶解し下部の冷却したイ
ンゴットを引き下げる型式の装置が使用できる。
た下部を徐々に引き下げて金属や合金鋳塊を製造する方
法はすでに知られており、公知の装置を使用することが
できる。例えばアーク溶解炉、プラズマ溶解炉、電子ビ
ーム溶解炉、高周波誘導溶解炉、エレクトロスラグ溶解
炉などの装置において、上部で溶解し下部の冷却したイ
ンゴットを引き下げる型式の装置が使用できる。
【０００７】本発明の方法に用いる希土類金属を含有す
る合金スクラップとしては、例えば磁石合金または水素
吸蔵合金または超磁歪合金が挙げられ、具体的には Nd-
Fe-B系合金、La-Ni 系合金、Tb-Dy-Fe系合金である。
る合金スクラップとしては、例えば磁石合金または水素
吸蔵合金または超磁歪合金が挙げられ、具体的には Nd-
Fe-B系合金、La-Ni 系合金、Tb-Dy-Fe系合金である。
【０００８】合金スクラップは溶解炉の上部からフィー
ダーにより炉内に投入したり、予め合金スクラップを成
形して棒状にしたものを上部から挿入することもでき
る。溶解した合金と酸化物などの不純物は比重差や融点
の差により分離され、合金は下部に、酸化物などは上部
に集積する。
ダーにより炉内に投入したり、予め合金スクラップを成
形して棒状にしたものを上部から挿入することもでき
る。溶解した合金と酸化物などの不純物は比重差や融点
の差により分離され、合金は下部に、酸化物などは上部
に集積する。
【０００９】溶解にあたっては弗化物を加えて合金スク
ラップと一緒に溶解することが好ましい。弗化物は、該
希土類金属の弗化物、CaF2のようなアルカリ土類および
／またはLiF のようなアルカリ金属の弗化物の混合物が
好ましい。これら弗化物中に酸化物が溶解、分散し溶湯
の粘性が低下するので、合金中の酸素量が低下するとと
もに合金との分離が容易になるという利点がある。さら
に弗化物に金属Caを加えて溶解すれば、酸化物が金属に
還元されるため酸素低減の効果は一層顕著になり、かつ
回収率も向上するという好ましい結果が得られる。これ
らの量は合金スクラップの不純物量や弗化物の種類、溶
解の条件によって適宜選択することができる。また弗化
物を合金スクラップと混合し、一緒に加熱部へ投入する
こともできる。
ラップと一緒に溶解することが好ましい。弗化物は、該
希土類金属の弗化物、CaF2のようなアルカリ土類および
／またはLiF のようなアルカリ金属の弗化物の混合物が
好ましい。これら弗化物中に酸化物が溶解、分散し溶湯
の粘性が低下するので、合金中の酸素量が低下するとと
もに合金との分離が容易になるという利点がある。さら
に弗化物に金属Caを加えて溶解すれば、酸化物が金属に
還元されるため酸素低減の効果は一層顕著になり、かつ
回収率も向上するという好ましい結果が得られる。これ
らの量は合金スクラップの不純物量や弗化物の種類、溶
解の条件によって適宜選択することができる。また弗化
物を合金スクラップと混合し、一緒に加熱部へ投入する
こともできる。
【００１０】こうして得られた回収合金は上部の酸化物
やハロゲン化物と分離され、原料合金として再使用され
る。また必要に応じて原料金属を加えて溶解し、組成の
調整を行うことができる。
やハロゲン化物と分離され、原料合金として再使用され
る。また必要に応じて原料金属を加えて溶解し、組成の
調整を行うことができる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。 （実施例１）非消耗型アーク溶解炉を使用し、Nd系磁石
スクラップ（約１mm以下の粉末）を溶解した。上部から
約 100g/分の速度でスクラップを投入し溶解しながら、
下部の50φmmの水冷ハース上に凝固した合金を徐々に引
き下げた。これを30分間継続した後、スクラップの投入
をやめ、アークを停止して炉を冷却し、長さが約 200mm
の合金を得た。この合金の上部には合金が混在した酸化
物層が見られたので、これを分離し、合金を分析した結
果、Nd 28.4wt%、Dy 1.8wt% 、Ｂ 1.1wt% 、Co2.0wt%
、残Feで、酸素は 0.05wt%であった。この回収した合
金に不足分のNdメタル及びDyメタルを加えて溶解し、所
定組成の磁石合金を製造した。公知の製法により焼結磁
石を製造し磁石特性を測定したところ、Br＝12.9kG、iH
C ＝16.2kOe 、(BH)max ＝40.2MG・Oe であり、回収合金
を使用しない従来の磁石と同等の特性が得られた。
スクラップ（約１mm以下の粉末）を溶解した。上部から
約 100g/分の速度でスクラップを投入し溶解しながら、
下部の50φmmの水冷ハース上に凝固した合金を徐々に引
き下げた。これを30分間継続した後、スクラップの投入
をやめ、アークを停止して炉を冷却し、長さが約 200mm
の合金を得た。この合金の上部には合金が混在した酸化
物層が見られたので、これを分離し、合金を分析した結
果、Nd 28.4wt%、Dy 1.8wt% 、Ｂ 1.1wt% 、Co2.0wt%
、残Feで、酸素は 0.05wt%であった。この回収した合
金に不足分のNdメタル及びDyメタルを加えて溶解し、所
定組成の磁石合金を製造した。公知の製法により焼結磁
石を製造し磁石特性を測定したところ、Br＝12.9kG、iH
C ＝16.2kOe 、(BH)max ＝40.2MG・Oe であり、回収合金
を使用しない従来の磁石と同等の特性が得られた。
【００１２】（実施例２）実施例１のアーク溶解炉を使
用し、Tb-Dy-Fe系超磁歪合金スクラップ（約20mm以下の
小塊および粉末）を溶解した。スクラップを投入し溶湯
のプールが生じたときに DyF3 300gを投入して合金とDy
F3からなる溶湯を形成させた。この溶湯を保持したま
ま、上部からスクラップを80g/分の速度でフィードしな
がら、下部から凝固した合金を徐々に引き下げた。これ
を30分継続し、合金を回収した。回収した合金中の酸素
は 0.03wt%であった。この回収合金を使用した超磁歪材
料の0.5kOeでの磁歪量は680ppmであり、回収合金を使用
しない従来のものと同等の特性であった。
用し、Tb-Dy-Fe系超磁歪合金スクラップ（約20mm以下の
小塊および粉末）を溶解した。スクラップを投入し溶湯
のプールが生じたときに DyF3 300gを投入して合金とDy
F3からなる溶湯を形成させた。この溶湯を保持したま
ま、上部からスクラップを80g/分の速度でフィードしな
がら、下部から凝固した合金を徐々に引き下げた。これ
を30分継続し、合金を回収した。回収した合金中の酸素
は 0.03wt%であった。この回収合金を使用した超磁歪材
料の0.5kOeでの磁歪量は680ppmであり、回収合金を使用
しない従来のものと同等の特性であった。
【００１３】（実施例３）プラズマ溶解炉を使用し、Nd
系磁石スクラップ（約５〜20mmの小塊）を溶解した。70
wt% NdF3−15wt% CaF2−15wt% LiF からなるフラックス
を合金スクラップ100 wt部に対して２wt部の割合でフィ
ードしながら、下部から凝固した合金を徐々に引き下げ
て合金を回収した。回収した合金中の酸素は 0.03wt%で
あった。この回収合金を使用した磁石の特性はBr＝12.6
kG、iHC ＝18.1kOe 、(BH)max ＝38.7MG・Oe であり、回
収合金を使用しない従来のものと同等の特性であった。
系磁石スクラップ（約５〜20mmの小塊）を溶解した。70
wt% NdF3−15wt% CaF2−15wt% LiF からなるフラックス
を合金スクラップ100 wt部に対して２wt部の割合でフィ
ードしながら、下部から凝固した合金を徐々に引き下げ
て合金を回収した。回収した合金中の酸素は 0.03wt%で
あった。この回収合金を使用した磁石の特性はBr＝12.6
kG、iHC ＝18.1kOe 、(BH)max ＝38.7MG・Oe であり、回
収合金を使用しない従来のものと同等の特性であった。
【００１４】（実施例４）エレクトロスラグ溶解炉を使
用し、La-Ni 系水素吸蔵合金スクラップ（約0.5mm以下
の粉末）を溶解した。スクラップを50φmmの丸棒に成形
し電極とした。40wt% LaF3−55wt% CaF2−5wt% Ca から
なるフラックスを溶融させながら合金スクラップの電極
を溶解し、下部から凝固した合金を徐々に引き下げて合
金を回収した。回収した合金中の酸素は 0.04wt%であっ
た。この回収合金を使用した水素吸蔵合金の PCT特性は
60℃で平衡解離圧 0.85atm、水素吸蔵量 H/M＝0.71（1a
tm）であり、従来と同等の特性であった。
用し、La-Ni 系水素吸蔵合金スクラップ（約0.5mm以下
の粉末）を溶解した。スクラップを50φmmの丸棒に成形
し電極とした。40wt% LaF3−55wt% CaF2−5wt% Ca から
なるフラックスを溶融させながら合金スクラップの電極
を溶解し、下部から凝固した合金を徐々に引き下げて合
金を回収した。回収した合金中の酸素は 0.04wt%であっ
た。この回収合金を使用した水素吸蔵合金の PCT特性は
60℃で平衡解離圧 0.85atm、水素吸蔵量 H/M＝0.71（1a
tm）であり、従来と同等の特性であった。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、希土類金属を含有する
合金スクラップから、酸素などの不純物が低減された合
金を、簡便で経済的に有利に回収することができ、その
工業的価値は非常に大きい。
合金スクラップから、酸素などの不純物が低減された合
金を、簡便で経済的に有利に回収することができ、その
工業的価値は非常に大きい。
Claims (5)
- 【請求項１】 希土類金属を含有する合金スクラップを
溶解炉の加熱部に投入しながら溶解し、下部から凝固し
た合金を徐々に引き下げて合金を回収し、酸化物など不
純物を合金より分離することを特徴とする希土類金属を
含有する合金スクラップの回収方法。 - 【請求項２】 溶解炉の加熱方法がアーク溶解、プラズ
マ溶解、電子ビーム溶解、エレクトロスラグ溶解のいず
れかである請求項１記載の希土類金属を含有する合金ス
クラップの回収方法。 - 【請求項３】 希土類金属を含有する合金スクラップが
磁石合金、水素吸蔵合金または超磁歪合金である請求項
１または２記載の希土類金属を含有する合金スクラップ
の回収方法。 - 【請求項４】 合金スクラップと、希土類元素の弗化
物、アルカリ土類弗化物および／またはアルカリ金属弗
化物とを一緒に溶解する請求項１から３のいずれか記載
の希土類金属を含有する合金スクラップの回収方法。 - 【請求項５】 前記弗化物に金属Caが混合されている請
求項４記載の希土類金属を含有する合金スクラップの回
収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4663698A JPH11241127A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 希土類金属を含有する合金スクラップの回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4663698A JPH11241127A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 希土類金属を含有する合金スクラップの回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11241127A true JPH11241127A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=12752795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4663698A Pending JPH11241127A (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 希土類金属を含有する合金スクラップの回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11241127A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010199110A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Rare Metals 21:Kk | 使用済機器からネオジウム磁石を回収する方法及び該方法で回収又はリサイクルされたネオジウム磁石 |
| JP2018109231A (ja) * | 2016-12-29 | 2018-07-12 | 有研稀土新材料股▲フン▼有限公司 | 希土類金属及希土類金属の精製方法 |
| CN111893311A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-06 | 上海大学 | 一种利用静磁场加速去除电子束熔炼过程杂质元素的装置和方法 |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP4663698A patent/JPH11241127A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010199110A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Rare Metals 21:Kk | 使用済機器からネオジウム磁石を回収する方法及び該方法で回収又はリサイクルされたネオジウム磁石 |
| JP2018109231A (ja) * | 2016-12-29 | 2018-07-12 | 有研稀土新材料股▲フン▼有限公司 | 希土類金属及希土類金属の精製方法 |
| CN111893311A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-06 | 上海大学 | 一种利用静磁场加速去除电子束熔炼过程杂质元素的装置和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7204891B2 (en) | Remelting of rare earth magnet scrap and/or sludge, magnet-forming alloy, and sintered rare earth magnet | |
| US6309441B1 (en) | Reduction-melting process to form rare earth-transition metal alloys and the alloys | |
| KR900006193B1 (ko) | 네오디뮴-철-붕소계 영구 자석의 제조방법 | |
| US4786319A (en) | Proces for the production of rare earth metals and alloys | |
| JP4296372B2 (ja) | Ｎｄ系希土類磁石スクラップのリサイクル方法 | |
| CN111945000A (zh) | 一种金属提纯方法 | |
| US5174811A (en) | Method for treating rare earth-transition metal scrap | |
| JPH0364574B2 (ja) | ||
| JP3894061B2 (ja) | 希土類磁石スクラップ及び／又はスラッジの再溶解方法並びに磁石用合金及び希土類焼結磁石 | |
| JP5767993B2 (ja) | 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法 | |
| KR101547051B1 (ko) | 고순도 에르븀, 고순도 에르븀으로 이루어지는 스퍼터링 타깃, 고순도 에르븀을 주성분으로 하는 메탈 게이트막 및 고순도 에르븀의 제조 방법 | |
| JPH11241127A (ja) | 希土類金属を含有する合金スクラップの回収方法 | |
| JP4414861B2 (ja) | 活性高融点金属含有合金の長尺鋳塊製造法 | |
| JP5977385B2 (ja) | 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法 | |
| US3364015A (en) | Silicon alloys containing rare earth metals | |
| KR20150042018A (ko) | 진공용해 프로세스에 의한 희토류금속의 정련방법 및 그 제조장치 | |
| JP3716908B2 (ja) | 希土類元素含有スラッジからの希土類元素の回収方法 | |
| JP7412197B2 (ja) | Ｔｉ－Ａｌ系合金の製造方法 | |
| US4297132A (en) | Electroslag remelting method and flux composition | |
| JPH0995743A (ja) | 溶製金属系材料の製造方法及び溶製金属系材料並びに電子ビ−ム溶解設備 | |
| WO2000039514A1 (fr) | Procede et appareil permettant de fondre des dechets magnetiques a base de terres rares et alliage primaire fondu de dechets magnetiques a base de terres rares | |
| JP5905782B2 (ja) | 希土類元素含有物質からの希土類元素濃縮方法 | |
| JP2002012921A (ja) | 希土類磁石スクラップの再生方法 | |
| Saito et al. | The extraction of Sm from Sm-Co alloys by the glass slag method | |
| JP5004195B2 (ja) | コールドクルーシブル溶解法 |