JPS60221536A - クロムとニツケル及び又はコバルトを含有する合金スクラツプからの有価物の回収方法 - Google Patents

クロムとニツケル及び又はコバルトを含有する合金スクラツプからの有価物の回収方法

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JPS60221536A
JPS60221536A JP59079028A JP7902884A JPS60221536A JP S60221536 A JPS60221536 A JP S60221536A JP 59079028 A JP59079028 A JP 59079028A JP 7902884 A JP7902884 A JP 7902884A JP S60221536 A JPS60221536 A JP S60221536A
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JP
Japan
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solid
alloy
sulfuric acid
cobalt
nickel
Prior art date
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Pending
Application number
JP59079028A
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English (en)
Inventor
Toshimasa Iio
飯尾 利昌
Yoshio Matsuki
松木 宣雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

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〕 本発明は、クロムとニッケル及び又はコバルトを含有す
るスクラップ合金から有価物を分離回収する方法に関す
る。
〔従来の技術〕
近年ニッケル、コバルトを基礎金属とし、これにクロム
、モリブデン等を添加した合金の需要が急増している。
これは、該合金が高温にさらされた際の物理的強度、酸
化耐性、又腐食耐性等の特性が優れているためである。
これらの合金の需要増加に伴ない、該合金のスクラップ
例えば旋盤削りくず、研磨くず、加工不良品、注型スカ
ル等の量も又増加している。
これらの合金は、超耐熱合金だけでも400種以」二と
多種Gこ亘っているが、通常主要成分は一般に1[、C
oそしてCr次いでMo、その他少量のFθ、Al ’
1 Si 、−Ti、Ta等を含有する。
このような合金から、各有価物を再使用できるように分
離することは困難であり、多くの場合そのま\棄却され
ている。
上記合金スクラップから有価成分を分離回収しようとす
る場合、最も障害となる元素はOrである。
従来、これらの合金スクラップから有価物を分離する方
法としては、l)乾式法、2)湿式法に大別される。し
かしながら上記1)の方法は酸化精錬のみで、Crをほ
ぼ完全に除こうとすると、一般にN1、COも酸化され
て鋼滓化されるのでN1、COの損失が多いだけでなく
酸化精錬温度が高く、且つ長時間を要するため、エネル
ギー消費が多く1更に生成された鋼滓による炉壁損耗も
大きい。又、2)の方法の場合には、Orが酸に難溶性
のため、腐食性の強い鉱酸を用いても溶解効率が悪いこ
と、又例えば塩酸で溶解した水溶液にアルカリを加え水
酸化クロムの沈殿としてクロムを分離する方法では、ニ
ッケル、コバルトがクロムの沈殿に吸蔵されるので操作
が煩雑となる等何れも問題の多l/)ものであった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は上記方法の問題点を解消し・クロムとニ
ッケル及び又はコバルトを含有する合金スクラップから
、効率よくクロムとニッケル、コバルトを分離回収する
方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するため本願発明者等は、鋭意研究の結
果、該合金スクラップに炭素を3重量%以上含有するよ
うに、炭素粉末を添加して溶融鋳造したのち徐冷すると
該合金は容易に微粉砕でき、且つこの微粉末は加温状態
の希硫酸溶液に易溶性を示すことを見出した。
そこで次の工程では、このスラリーを冷却したのち固液
分離し、得られた固形物は600〜700Cで軽く焙焼
したのち放冷し、水による抽出を行なえば、クロムは不
溶解残渣に、ニッケルとコバルトは水溶液として効率良
く分離回収されることを実験的に見出し本発明法に到達
したものである。
即ち本発明の方法は、該合金スクラップに炭素分を添加
し、溶融した後の合金の炭素含有量を3重量%以上とす
ること、溶融物は好ましくは薄板状に鋳造し徐冷するこ
とを第一工程とする。
この徐冷は、900Cから600Cまでの冷却を1分間
に20C以下にすることが、次工程の粉砕を容易にする
ために好ましい。
第一工程で得られた合金は小型振動ミル等で粉砕すれば
容易に100メツシユ以下の粉末となる。
好ましくは150メツシユ以下に粉砕したのち、有価物
に対し当量以上好ましくは3当量以上の硫酸含有量61
0〜910 g、/zの希硫酸溶液を加え80C以]二
好ましくは110 C以上沸点に保持して可溶性物を浸
出したのち常温まで冷却、固液分離する第二二[程と第
二工程で得られた固形物を600〜700Cで酸化焙焼
し、該焙焼物には、水を添加し常温又は温水で可溶性物
を抽出したのち固液分離する第三工程とより成る。第二
工程で得られた母液は適当量の硫酸を補足して第一工程
産出物の抽出液として繰り返し使用できる。
〔作用〕
本発明の方法において、合金中に炭素分を3重量%含有
させ、且つ溶融物を徐冷する理由は、粉砕が容易で、且
つ粉砕物中の有価物が希硫酸溶液に易溶性を示すように
するためである。
この粉砕は100メツシユ以下の粉末となるようにする
のが良い。これより粗いとニッケル及びコバルトの抽出
率が低下するためである。
この溶融合金の粒度と希硫酸溶液による有価物の抽出率
との関係を第1表に参考として示す。この有価物抽出率
は、本発明法に従ってNi、Co、Orを含有する合金
スクラップに、炭素を4.41重量%となるように加炭
、鋳造、徐冷したもの100gを、小型振動ミルで約2
分間粉砕したところ、全量が]、00メツシユ以下とな
り、その内分けは100〜150メツシユが52.2 
g ’t 150〜200メツシユが22.1 g 、
−200メンシユが25.7 gの割合であった。そこ
で篩い分けられたそれぞれの粒度のもの全量を、含有さ
れるN1、Coに対し各4当量、700 g7’lの硫
酸を使用し、120 Cで7時間反応させたのち不溶解
残渣を濾別した濾液を定量してめたものである。
第 1 表 粒 度 抽出率 (%) (メツシュ) Ni C。
100〜150 98.6 95.8 150〜200 99.2 97.9 −200 9り、4. 98.1 次に、有価物特にニッケル、コバルト抽出用の硫酸を希
硫酸好ましくは610〜910 g/lの濃度、SOC
以上好ましくは115C以上沸点として使用するのは、
これ以外ではニッケル、コバルトの抽出率が低下するた
めである。
単に溶解するだけであれば、常温でも溶解することが可
能ではあるが、長時間を要し実用的ではない。
第二工程において、抽出処理ののち常温まで冷却するの
は特にOr、そしてNi、Coを含めて、その大部分を
結晶として晶析させ固形物として分離するためである。
次に上記固形物を600〜700Cで酸化焙焼するのは
、Orを水に難溶物とし、N1、COは水に易溶性のま
\最終工程の水による有価物抽出を行なうためである。
これ以下の温度ではOrの酸化物への接面が不充分であ
り、これ以上の温度ではN1、Coの一部も酸化物とな
るためその抽出率が低下する。ちなみに抽出用の水温は
約50〜60 Cが好ましい。
本発明法によれば、従来廃棄していた各種合金スクラッ
プの混合物でも、分離が厄介なりロムを固形物とし、又
クロムと同様な挙動をするFe5Aノ、Ti等の殆んど
も同様に固形物として分離し・一方N1、coは夾雑物
の少ない硫酸塩の水溶液として効率よく分離回収するこ
とができるので、クロムはそのま\クロム源として合金
の原料に供し、ニッケル、コバルトは公知法によりNi
−Co合金又はN1、COを分離して夫々の電解液とし
て供給することができる。尚電解液用とするため浄液の
際に分離されるクロム分等は、第三工程で分離される固
形物と合わせて使用すること力(可能である0尚第二工
程で得られた母液は、適切な硫酸を添カロして第二工程
の抽出液として繰返し使用1するので各有価物はほぼ1
00%分離回収することカダ可會旨という利点が得られ
る。
〔実施例〕
以下実施例について説明する。
実施例1 ニッケル合金、コバルト合金、超耐熱合金の各スクラッ
プの王者を一緒にし、各合金の品位力)ら計算された品
位が第2表である合金スクラ゛ンフ゛502gをアルミ
ナ製ルツボに取り、これしこ炭素粉Az 50gを混合
してタンマン炉に装入1500Cで溶融した。
溶湯は平均で5 msの厚さの薄板Gこ鋳造し、900
Cまでは急冷、900Cから600 Cまでは1分間当
り1.5Cの速度で徐冷、以後は室内Gこて放冷したの
ち、その全量を小型振動ミルで粉砕150メ・ンシュ以
下とした。その品位は第3表に示した通りであった。
尚重量及び品位の表示はすべて乾燥状態で示した。
第 2 表 (重量%) 重量(g)Ni Co Cr Fe O残部Wそのイ也
502 29、H40,5917,37,9,31−3
,4・づ・第 3 表 (重量%) 重量(g)Ni Co Or Fe O残部Wそのイ曳
523 28.00 38.80 16.60 8.9
0 4.41 3.29次に第3表の粉末全量をビーカ
ーGこ取り、これに第4表に示した希硫酸5230m1
!を添力目し130C&こ保持し、攪拌しながら6時間
反応させ後室温まで放冷して真空濾過した。その結果を
第5表Gこ示す。
第 4. 表 (g/A) × 量 H3ONi Co Or Fe 4 5230rne 798 16.06 22.00 9
.97 5.16表註)×は遊離硫酸を示したものであ
る。
以後単にHSo と略するO  4 第 5 表 量 Ni Co Or Fe 固形物 1922g 7.62重量%10.56// 
4.521/ 2. ’h2//濾 液 875orn
122.4g/A 、30.7// 13.9 tt 
7.2 u第5表を見て判るように、常温まで冷却して
濾別された濾液中には、第4・表の抽出液中に予め溶解
していた有価物量とほぼ同じ量が分離されており、第二
工程で抽出された分は全部固形物中に含まれていた。
これは常温で飽和状態のものを第二工程の抽出液として
使用したためであり、第5表の濾液には又所定量の硫酸
が添加され同様に繰返し使用される。
次に第5表の固形物は、乾燥することなく全量磁製灰皿
に入れ、650Cに保持された焙焼炉に装入し、2時間
酸化焙焼を行ない、焙焼物955.9gを得、その全量
を6(1”の温水に浸漬し軽く攪拌しながら1時間処理
後真空濾過し、それぞれ各成分を分析した。その結果を
第6表に示す。
第 6 表 量 Ni Co Or Fe 不溶解残渣 183.5g OiO論%0.4・4・/
/ 415.’!3 // :L41.415//濾 
液 5291mJ 27.541g//! 38.20
// 0.66// 3.78tt直接抽出率% 99
.5 99.6 4+、0 +3.0第6表より明らか
なように、この工程で得られた焙焼物中のNi、COは
99%以上抽出され、一方分離が困難なOrも90%以
上固形分として分離された。
この不溶解残渣はこのま\クロム源として、又濾液は、
公知方法により浄液として電解液として供給するかある
いは、更にN1とCoを分離精製することもできる。
実施例2 実施例1と同様にして準備した第7表の合金スクラップ
201 gに炭素粉末20 gを混合して実施例1と同
様にして加炭、粉砕を行ない炭素品位3.67重量%1
00メツシユ以下の粉末207.6 gを得、これを第
8表の水溶液により実施例1と同様にして処理し、固形
物と母液を分離した。その結果を第9表に示す。
第 7 表 (重量%) 重量 Ni Co Or 残部Wほか 2ozg 34.85 +4..21 19.41 1
.53第 8 表 (g/V) HSo Ni Co Or 量 4 798 16.1 11.6 12.9 2076m/
+第 9 表 量 NIC0CT 固形物 860g 8.1重量%10.3// 4・、
5〃濾 液 14I64mJ 22.8g/A 16.
4t// 1B、3//第9表より判るように第8表の
成分の量と第9表の濾液中の含有量は実施例1と同様に
殆んど同じであった。
第9表の固形物は実施例1と同じ焙焼炉を使用して66
0Cで2時間酸化焙焼し526gの焙焼物を得、その全
量を500の温水に浸漬し、軽く攪拌しながら1時間半
処理後真空濾過し、夫々の品位を定量した。その結果を
第10表に示す。
第 10 表 量 Ni Co Cr 不溶解残渣 64g 0.83重量% IJ9 y 5
7.79 tt濾 液 894−3m1 17.59g
/7 22.33tt 、0.4t3〃直接抽出率 9
9.2% 99.Ott 4.7 //第10表の結果
も実施例1と同様N1、COについては約99%の抽出
率が得られたがクロムの殆んどは不溶解残渣として分離
された。
実施例3 実施例1で使用した合金スクラップを使用し、第一工程
の徐冷を1分間当り3Cの速度とした以外は実施例1と
同様にして処理したところ実施例1と同様にN工、co
とOrの分離を行なうことができた。
比較例 実施例3で得られた150メツシユ以下の加炭粉末釜s
agを秤り取り、これを800〜1000g/7の希硫
酸溶液各soomlを用い沸点で夫々5時間、軽く攪拌
しながら反応させた後そのま\真空濾過し、それぞれN
i、Coの抽出率を調べた。その結果を第11表に示す
第 11 表 抽出率(支)) 硫酸濃度 N1C。
800g/A 98.0 97.2 900 91.4・ 88.2 1000 86.8 83.2 第11表を見て判るように硫酸の濃度は薄い方が硫酸の
量が少なくても、有価物の抽出率は高く逆に900 g
7’1以上になると、使用した硫酸の量は多いにもかか
わらず有価物との反応性は急激に不良となった。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明法によれば各種の合金スク
ラップから安いコストで分離が困難なりロムを他の添加
剤(レアメタル等)と共に効率良く分離し、Ni、Co
、Orを夫々90%以上の収率で回収し資源として再活
用することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) クロムとニッケル及び又はコバルトを含有する
    合金スクラップに、該スクラップを溶融した後の合金中
    の炭素含有量が3重量%以上となるように炭素を添加し
    て溶融、鋳造したのち徐冷する第一工程と、第一工程に
    よって得た鋳造物を粉末とし硫酸含有1610〜910
     g/lの希硫酸溶液を添加し、SOC以上の温度に保
    持して可溶性物を浸出したのち、常温まで冷却後固液分
    離する第二工程と、第二工程で得られた固形物を600
    〜700Cで酸化焙焼し、該焙焼物に水を添加して可溶
    性物を溶解したのち固液分離する第三工程を備えたこと
    を特徴とする、クロムとニッケル及び又はコバルトを含
    有する合金スクラップからの有価物の回収方法。 IQl kkt→ On n y′Ias C−、、Q
     l’lrl 1” t’s PJI 礒(1ムmh2
    0C以下である特許請求の範囲(1)項に記載の方法0 (3)第二工程の浸出温度は1.1000以上沸点であ
    る特許請求の範囲(1)項又は(2)項に記載の方法。
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