WO2006098055A1

WO2006098055A1 - 高融点金属の分離回収方法

Info

Publication number: WO2006098055A1
Application number: PCT/JP2005/019657
Authority: WO
Inventors: Tadashi Ogasawara; Makoto Yamaguchi; Katsunori Dakeshita; Masahiko Hori
Original assignee: Sumitomo Titanium Corporation
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2006-09-21
Also published as: US20080250901A1; NO20074597L; JPWO2006098199A1; AU2006224012A1; CN100516255C; WO2006098199A1; AU2006224012B2; EP1873265A1; CA2601113A1; EA011056B1; EA200701982A1; CN101142330A

Abstract

　高融点金属（例えば、Ｔｉ）が混在した溶融塩（例えば、塩化カルシウム）を、不活性ガス雰囲気中で加熱溶解し高融点金属を液相分離させ、溶融塩から高融点金属のみを回収する方法である。本発明によれば、例えば、クロール法で用いられている真空分離によるスポンジ状金属Ｔｉ回収に比べ、非常に少ないエネルギーで金属Ｔｉを回収することができ、同時にＴｉの品質に悪影響を及ぼす水分が混在するおそれがないので、品質が良好なＴｉを得ることができる。さらに、ＴｉＣｌ４のＣａ還元によるＴｉの製造プロセスにおいて、ＣａＣｌ２を含む溶融塩を電気分解する際に支障となるＣａを蒸発除去できるという利点も有する。これにより、高融点金属、特にＴｉまたはＴｉ合金をＴｉＣｌ４のＣａ還元により製造する際の分離回収方法として有効に利用することができる。

Description

明細書

高融点金属の分離回収方法

技術分野

[0001] 本発明は、 Ti等の高融点金属が混在した塩ィ匕カルシウム (CaCl )等の溶融塩を加

2

熱溶解して高融点金属を液相で分離、回収する方法に関する。

背景技術

[0002] 高融点金属、例えば金属チタンの工業的な製法としては、四塩化チタン (TiCl )を

4

Mgにより還元するクロール法が一般的である。この方法は、反応容器内に溶融 Mg を充填し、その液面に上方から TiClの液体を供給して、溶融 Mgの液面近傍で TiCl

4

を Mgにより還元し、金属 Tiとする方法で、高純度のスポンジ状の Tiが得られる。

4

[0003] しかし、反応容器内の溶融 Mgの液面近傍だけで反応が行われるため、 TiClの供

4 給速度が制限される。また、生成した Ti粉が、溶融 Mgと Tiとの粘着性により凝集し、溶融液が有する熱により焼結して粒成長するため、生成した Tiの反応容器外への取り出しが難しぐ製造を連続的に行うことが困難である。

[0004] この問題を解決するため、従来、多くの研究開発が行われてきた。例えば、特開 20 04— 52037号公報には、酸化チタン（TiO )を、塩化カルシウム（CaCl )と酸化カル

2 2

シゥム（CaO)および Zまたはカルシウム（Ca)からなる混合溶融塩中での電気分解により生成する Caおよび 1価カルシウムイオン (Ca+)により還元する金属チタンの精鍊方法が提案され、特表 2002— 517613号公報には、 CaClのような溶融塩中で

2

の電気分解により金属化合物等 (例えば、 TiO )から酸素 (o )を除去する方法が記

2 2

載されている。

[0005] また、特表 2002— 517613号公報では、本発明者らは、原料として TiClを含む金

4 属塩化物を用い、これを、 CaClを含む溶融塩中に溶解した Caと反応させて前記溶

2

融塩中に Ti粒または Ti合金粒を生成させる方法を提案した。

[0006] これら!/、ずれの方法にお!、ても、 Tiの酸化物や塩化物が還元されて Tiが生成する力その際に還元反応を行わせる反応場として溶融塩が用いられるので、得られた T iは溶融塩中に固形物 (粉状物、粒状物）として混在した状態になる。そのため、 Tiが混在する溶融塩から Tiを分離する操作 (工程)が必要となる。

[0007] 現在、金属 Tiの工業的な製法として一般的に用いられているクロール法では、還元工程で得られたスポンジ状の金属 Tiは未反応の Mgおよび副生物である塩ィ匕マグネシゥム (MgCl )とが混在した状態になっているため、真空分離工程で加熱することに

2

より未反応 Mgおよび MgClを蒸発除去し、高純度のスポンジ状金属 Tiを分離回収

2

している。上記の方法を用いれば、優れた品質の金属 Tiが得られる力スポンジの微細構造の内部に入り込んでいる Mgや MgClを蒸発させるために多量の熱エネルギ

2

一が必要となる。

[0008] また、前掲の特開 2004— 52037号公報で提案されている、酸化チタンを電解生成 Caおよび 1価カルシウムイオン (Ca+)により還元する方法では、反応槽外に取り出した塩ィ匕カルシウム等の塩が付着したスポンジ状金属 Tiを水洗 ·希塩酸洗浄することにより Tiが分離回収される。特表 2002— 517613号公報に記載される方法でも、 Ti は CaClのような溶融塩に混在した状態で得られるので、適宜、破砕した後、同様に

2

、付着する溶融塩を水洗等により除去する操作が必要である。

[0009] その他の、 TiClを Caにより還元する金属 Tiの製造方法にぉ、ても、最終的な分

4

離回収工程では、粉状、粒状の金属 Tiが混在する溶融 CaCl液を反応容器外へ抜

2

き取り、機械的な圧縮による絞り操作などにより Tiを分離する方法が採られる。この場合も、分離後は水洗等により付着溶融塩が除去されることになる。

[0010] しかし、このような水洗処理は、作業自体は比較的単純である力湿式処理であるため工数が増加し、広いスペースが必要となる。また、水洗後の残留水分の除去が必ずしも容易ではなぐ水分の除去が不十分であれば、得られる Tiの酸素、水素の含有量が高くなる等、 Tiの品質に悪影響が生じるおそれもある。また、生成した Tiは

、冷却後外気にふれるだけでも表面が酸化し、品質が悪化する。カ卩えて、ー且水に溶解して Tiと分離した CaClを、水溶液の状態カゝら Caの再利用のための電気分解の

2

原料として使用できる溶融 CaCl液の状態にするためには、大きなエネルギーが必

2

要となる。

発明の開示

[0011] 本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、高融点金属が混在する溶融塩から優れた品質の高融点金属を分離回収する方法、特に TiClの Ca還元により生成し

4

た Tほたは Ti合金が混在する CaCl含有溶融塩から、優れた品質の Tほたは Ti合

2

金を、少な、エネルギーで効率よく分離回収する方法の提供を目的として、る。

[0012] 前記の課題を解決するために、本発明者らは、 Ca還元により生成した金属 Ti、溶融 CaClおよび残留する未反応 Caが混在した混在物から、前記金属 Tiを分離回収

2

するに際し、機械的な絞り操作および水洗等の方法によらず、前記混在物を加熱し、 Tiが溶解 (溶融)する温度まで昇温して、前記混在物が全て液相で存在する状態での Tiの分離 (液相分離)の可能性にっ、て実験を行、検討した。

[0013] これは、 CaClの沸点（2008°C)が Tiの融点（1680°C)よりも高ぐ一方、液相状態

2

での比重は、 CaClでは凡そ 2であるのに対し、 Tiでは 4. 5であり、前記混在物の温

2

度を Tiの融点以上に保持すれば、両者の液相分離が可能であるとの着想によるものである。なお、混在物中の残留 Caは、 845°Cで溶解し、 1420°Cで蒸発するので、前記液相分離の際には系内に存在してヽな、。

[0014] 実験では、ほぼ等量の金属 Tiと CaClを水冷式の銅製坩堝に装入し、 Tiの融点以

2

上に加熱して全体を溶融した。その結果、両者が比重差に応じて明瞭に分離することが確認できた。

[0015] さらに、前記液相分離による Tiの回収と、従来のクロール法において採用されている真空分離による Tiの回収について、混在物の構成 (すなわち、「Ti、 CaClおよび

2 残留 Ca」または「Ti、 MgClおよび未反応 Mg」のそれぞれの混在比率)を実情に合

2

わせて適正に想定し、回収に必要な熱エネルギー (電力換算）を試算した。その結果、 Tiの回収に要するエネルギーは後者 (真空分離による Ti回収）を 100とすると、前者 (液相分離による Ti回収）では 38であり、液相分離による Ti回収によってエネルギ一を著しく節減できることが判明した。

[0016] このように、真空分離による Ti回収で、より多くの熱エネルギーを必要とするのは、 MgClおよび未反応 Mgを蒸発分離させるための蒸発熱が必要なためである。これ

2

に対し、液相分離による Ti回収では CaClの沸点が Tiの融点よりも高ぐ CaClの蒸

2 2 発は起こらない。液相分離による Ti回収の大きな利点の一つはこの点にある。

[0017] 本発明はこのような着想および検討の結果に基づいてなされたものであり、その要旨は、下記の高融点金属の分離回収方法にある。

[0018] すなわち、反応場としての高融点金属が混在する溶融塩を、不活性ガス雰囲気中で溶解し高融点金属を液相分離する高融点金属の分離回収方法である。

[0019] ここで、「高融点金属」としては、例えば、 Ti、 Zrを挙げることができる。

[0020] 「混在する」とは、混ざった状態が均一相ではないことをいう。すなわち、高融点金属が固相として溶融塩中に存在していることを意味する。なお、そのような状態にあるものを、ここでは「混在物」ともいう。

[0021] 「反応場」とは、反応が進行する領域を意味する。この場合であれば、反応場として機能した、つまり、そこで何らかの反応が進行した前記の溶融塩を指す。

[0022] また、「液相分離」とは、前述のとおり、混在物が液相で存在する状態での分離をいう。この場合は、高融点金属と溶融塩とがともに液相で、比重差により上下に分離することを意味する。

[0023] 前記本発明の高融点金属の分離回収方法において、『前記溶融塩として、前記高融点金属を製造するに際して反応場として用いられ、かつその反応により得られた高融点金属が混在する溶融塩を用いる』こととしてもょ、 (実施形態 1)。この実施形態では、反応場が、製造しょうとする高融点金属を得るための反応が進行した場として特定される。

[0024] 前記本発明の高融点金属の分離回収方法 (実施形態 1を含む）において、『前記溶融塩の沸点が前記高融点金属の融点より高い』という条件を構成要件の一つとして明示し、これを付加してもよい（実施形態 2)。

[0025] 前記本発明の高融点金属の分離回収方法 (実施形態 1および 2を含む）において、『CaClを含む溶融塩』を用いることとすれば (実施形態 3)、この溶融塩は高融点金

2

属を Ca還元により製造する際に好適な反応場を構成する。

[0026] 前記本発明の高融点金属の分離回収方法 (形式的には、実施形態 1〜3を指す）において、『溶融塩力 SCaを含み、反応により得られた高融点金属が前記溶融塩中の Caに前記高融点金属の化合物を反応させて得られたもの』としてもよ、（実施形態 4 )。この実施形態では、溶融塩は、 Caに TiClなどの高融点金属の塩ィ匕物を反応さ

4

せて得られた高融点金属が混在する溶融塩として特定されることとなる。 [0027] 前記本発明の高融点金属の分離回収方法 (形式的には、実施形態 4を指す）において、『高融点金属が Tiまたは Ti合金であり、前記高融点金属の化合物が TiClであ

4 る』こととしてもよい（実施形態 5)。例えば、 Caに TiClを反応させて得られた金属 Ti

4

が混在する溶融塩を、溶解 (混在する金属 Tiを溶融)して金属 Tiを液相分離する形態がこの実施形態 5に該当する。

[0028] 前記本発明の高融点金属の分離回収方法 (実施形態 1〜5を含む）において、『反応により得られた高融点金属が混在する溶融塩の全部または一部を、不活性ガス雰囲気中で溶解するまでの間、溶融状態で維持する』こととしてもよい (実施形態 6)。このような実施形態とすれば、高融点金属が混在する溶融塩の溶解 (混在する高融点金属の溶融）に要する熱エネルギーを節減することができる。

[0029] また、前記本発明の高融点金属の分離回収方法 (形式的には、実施形態 4〜6を指す）において、『高融点金属の化合物との反応後に残存する Caが含まれる溶融塩を不活性ガス雰囲気中で溶解する際に、前記 Caを蒸発分離させる』こととしてもよい (実施形態 7)。このような実施形態とすれば、例えば、 TiClを Caにより還元して金属

4

Tiを製造する場合、 Caの再利用のために行う CaClを含む溶融塩の電気分解の際

2

に、その支障となる Caを除去できるので望ましい。

[0030] 本発明の高融点金属の分離回収方法は、高融点金属 (例えば、 Ti)が混在する溶融塩を溶解し、高融点金属を液相分離する方法であり、クロール法で用いられている真空分離によるスポンジ状金属 Tiの回収に比べて非常に少な、エネルギーで金属 Tiを回収することができる。作業の連続化、省力も可能であり、製造コストの低減に大きく寄与できる。

[0031] また、 Tiの品質に悪影響を及ぼす水分が混在するおそれがないので、品質が良好な Tiを得ることができる。さらに、 TiClの Ca還元による Tiの製造において、 Caを再

4

利用すべく CaClを含む溶融塩を電気分解する際に支障となる Caを蒸発除去できる

2

という利点もある。

図面の簡単な説明

[0032] 図 1は、本発明の高融点金属の分離回収方法を実施して高融点金属を溶融塩と分離した状態を模式的に例示する図である。図 2は、 TiClの Ca還元による金属 Ti製造装置の構成例を示す図である。

4

発明を実施するための最良の形態

[0033] 本発明の高融点金属の分離回収方法は、『反応場としての高融点金属が混在する溶融塩を、不活性ガス雰囲気中で溶解し高融点金属を液相分離する方法』である。

[0034] 前記の溶融塩は、常温で固体の塩ィ匕物が融解して溶融状態になっているものである。これに固相の高融点金属が混在している。し力も、この高融点金属が混在した溶融塩は通常の溶融塩に高融点金属を単に混在させたものではなぐ反応場として機能する、任意のプロセス力抜き出された溶融塩である。なお、この溶融塩は、本発明の分離回収方法を適用する際に、固化していることから、外見上全体が固相状態を呈して!/、てもよ、。溶解の過程で溶融状態になるからである。

[0035] この高融点金属が混在する溶融塩を溶解する。なお、ここで、う「溶解」とは、高融点金属が混在する溶融塩を加熱昇温して全体を液状とする操作を意味する。すなわち、高融点金属は、反応場としての溶融塩に溶解して全体が液相となるのではなぐ「溶解」操作により溶融する。その結果、高融点金属と反応場としての溶融塩は液相で分離する。すなわち、比重差により通常は溶融塩が上層、高融点金属が下層となつて分離する。

[0036] 溶融塩としては、分離回収しょうとする高融点金属の融点を M、溶融塩の沸点を B とした場合、 B>Mの関係を満たす溶融塩であれば、融点 Mの高融点金属を対象として使用することが可能といえる。但し、取り扱いの難易性、性状 (特に、環境に対する有害性)、価格等の制約から、実際に使用できる溶融塩は比較的少ない種類に限定される。

例えば、高融点金属として Ti (融点： 1680°C)を対象とする場合であれば、 CaCl (

2 沸点： 2008^oC)、LaCl (同 1710^oC)、 SnCl (同 2040^oC)、 CaF (同 2510^oC)およ

3 3 2

び BaF (同 2137°C)等があげられる。

2

[0037] 図 1は、本発明の高融点金属の分離回収方法を実施して高融点金属を溶融塩と分離した状態を模式的に例示する図である。

[0038] 図 1にお、て、高融点金属が混在する溶融塩を加熱容器 1に装入し、加熱してこれを溶解し、両者をともに溶融状態とする。溶融状態の高融点金属と溶融塩は比重差により液相分離する。図示した例では、溶融塩 2が上層に、高融点金属 3は下層に分離しており、加熱容器 1の底部に取り付けた高融点金属排出口 4から高融点金属 3を取り出し、回収することができる。一方、溶融塩 2は加熱容器 1の高さ方向の中間部付近に取り付けた溶融塩排出口 5から取り出せる。

[0039] 高融点金属排出口 4や溶融塩排出口 5の取り付け位置は、高融点金属と溶融塩の混在比率等を勘案して適宜定めればよい。前記排出口をそれぞれ複数箇所に設けた加熱容器を用い、上層または下層の液面のレベルに応じてそれら排出口を使い分ける方法を採用してもよい。高融点金属が混在する溶融塩の装入と、高融点金属 3 及び溶融塩 2の取り出しを計画的に行えば、回収を半連続的又は連続的に実施することも可能である。

[0040] 加熱容器としては、高温に耐え、装入物による溶出が起こらないものを使用する必要がある。例えば、高融点金属が Tiで、溶融塩として CaClを使用する場合等にお

2

いては、水冷式の銅製容器が使用できる。加熱溶解の手段としては、プラズマ溶解法および高周波誘導溶解法などが適用できる。

[0041] 前記溶解を不活性ガス雰囲気中で行うのは、高温条件の下で、系内のいずれの物質も反応性が高まって、ることから、高融点金属と酸素その他のガスとの反応や吸収を防ぐためである。なお、溶解時の圧力について特に限定はしないが、通常は常圧（大気圧)下で溶解する。

[0042] 前記実施形態 1の分離回収方法は、溶融塩として、前記高融点金属を製造するに際して反応場として用いられ、かつその反応により得られた高融点金属が混在する溶融塩を用いる方法である。すなわち、その構成要件として、溶融塩が前記高融点金属を製造するために反応場として用いた溶融塩であると、う条件を付加した実施形態である。

[0043] 前記実施形態 2の分離回収方法は、本発明の高融点金属の分離回収方法において、溶融塩の沸点が高融点金属の融点より高いという条件を付加した方法である。本発明の分離回収方法を実施して高融点金属を液相分離するためには、溶融塩の沸点が高融点金属の融点より高いということが前提条件となっているのであるが、これを構成要件の一つとして明示した実施形態である。 [0044] 前記実施形態 3の分離回収方法は、本発明の高融点金属の分離回収方法において、 CaClを含む溶融塩を用いる方法である。この方法によれば、高融点金属の化

2

合物（例えば、 TiCl )を Caにより還元して得られる高融点金属を分離回収する実施

4

形態を採用する場合に、好適な反応場を構成することができる。

[0045] 前記実施形態 4の分離回収方法は、本発明の分離回収方法において、溶融塩が

Caを含み、反応により得られた高融点金属が溶融塩中の Caに高融点金属の化合物を反応させて得られたものとする方法である。

[0046] 前記高融点金属の化合物としては、例えば、 TiClなどの高融点金属の塩化物が

4

挙げられる。

[0047] 前記実施形態 5の分離回収方法は、本発明の分離回収方法において、高融点金属を Tほたは Ti合金とし、前記高融点金属の化合物を TiClとした方法である。この

4

分離回収方法としては、例えば、 Caに TiClを反応させて得られた金属 Tiが混在す

4

る溶融塩を溶解して、金属 Tiを液相分離する実施形態が該当する。以下に、 Caに Ti C1を反応させて金属 Tiを製造するに際し、この実施形態 5の分離回収方法が組み

4

込まれた金属 Ti製造プロセスにつ、て説明する。

[0048] 図 2は、 TiClの Ca還元による金属 Ti製造装置の構成例を示す図である。図 2にお

4

いて、反応容器 6の天井部には、還元剤である Caを供給する還元剤供給管 7が設けられている。反応容器 6の底部は、生成 Ti粒の排出を促進するために下方に向かつて漸次縮径されたテーパー形状になっており、その下端中心部には、生成された Ti 粒を排出する Ti排出管 8が設けられている。

[0049] 一方、反応容器 6の内側には、円筒形状の分離壁 9が、直胴部内面との間に所定の隙間をあけて配置されている。反応容器 6の上部には、容器内の CaClを側方へ

2 排出する溶融塩排出管 10が設けられており、下部には、 Ti原料である TiClを供給

4 する原料供給管 11が、容器内中心部に達するように分離壁 9を貫通して設けられている。

[0050] 反応容器 6内に、溶融塩として、 Caが溶解した溶融 CaCl液が保持される。その液

2

面は、溶融塩排出管 10より高く分離壁 9の上端より低いレベルに設定される。分離壁 9の内側では、溶融 CaCl液の上に溶融 Ca液が保持される。 [0051] この状態で、原料供給管 11により、分離壁 9より内側の溶融 CaCl液に TiClのガ

2 4 スが供給される。これにより、分離壁 9より内側で、溶融 CaCl液中の Caにより TiCl

2 4 が還元され、その溶融 CaCl液中に粒子状の金属 Tiが生成する。

2

[0052] 反応容器 6内の分離壁 9より内側の溶融 CaCl液中に生成された Ti粒は、その液

2

中を沈降して容器内の底部に堆積する。堆積 Ti粒は、適宜、 Ti排出管 8から溶融 Ca C1液と共に下方に抜き出され、分離工程 12に送られる。

2

[0053] 分離壁 9より内側での還元反応により Caを消費された溶融 CaCl液は、分離壁 9の

2

下方を経由して分離壁 9の外側を上昇し、溶融塩排出管 10から排出される。排出された溶融 CaCl液は電解工程 13へ送られる。

2

[0054] 分離壁 9より内側では、溶融 CaCl液の上に保持された溶融 Ca液から溶融 CaCl

2 2 液へ Caが溶解し補充される。これと共に、分離壁 9より内側の溶融 CaCl液上へ、還

2 元剤供給管 7から Caが補充される。

[0055] 一方、分離工程 12では、溶融 CaCl液と共に抜き出された Ti粒は加熱容器 15に

2

装入され、加熱されて Ti粒も溶融状態となり、比重差により溶融 CaCl液 16が上層に

2

、金属 Til 7が下層に分離する。上層の溶融 CaCl液 16は溶融塩排出口 19から取り

2

出され、反応容器 6から抜き出された溶融 CaCl液と共に、電解工程 13へ送られる。

2

また、下層の金属 Til7は高融点金属排出口 18から取り出され、凝固させてインゴットとする。

[0056] 前記加熱時の温度は、 1680〜1750°Cの範囲が望ましい。 Tiが溶融する温度が 1 680°Cなので、この温度より低いと Ti粒は溶融しない。また、 1750°Cを超える高温とするのは、加熱容器その他の設備の耐久性が損なわれ易ぐ加熱に要するエネルギ一の面でも不利である。

[0057] 電解工程 13では、反応容器 6及び分離工程 12から導入された溶融 CaCl液が電

2 気分解により Caと C1ガスに分離される。 Caは CaClと共に反応容器 6内へ戻される

2 2

。反応容器 6内では Caが溶解した CaClを使用するので、 Caと CaClとを分離する

2 2

必要はない。

[0058] 電解工程 13で発生した C1ガスは、塩ィ匕工程 14へ送られる。ここでは、 TiOが炭

2 2 素粉末 (C)を加えて塩化処理され、 TiClが製造される。また、 C粉末を併用することにより、副生する酸素が COの形で排出される。製造された TiClは、原料供給管 11

2 4

により反応容器 6内に導入される。このようにして、 CaClの循環により、還元剤である

2

Caおよび C1ガスがサイクルされる。

2

[0059] すなわち、この金属 Ti製造プロセスは、金属 Tiが混在する溶融塩を溶解して金属 T iを液相分離する実施形態 5の分離回収方法が適用された例である。なお、この製造プロセスによれば、実質的に TiOおよび Cの補給だけで、金属 Tiが連続的に製造さ

2

れる。

[0060] 前記実施形態 6の分離回収方法は、本発明の分離回収方法において、反応により得られた高融点金属が混在する溶融塩の全部または一部を、不活性ガス雰囲気中で溶解するまでの間、溶融状態で維持する方法である。

[0061] 前記図 2に示した金属 Ti製造プロセスを例にとると、この実施形態 6を適用する場合、 Ti排出管 8から抜き出された Ti粒と溶融 CaCl液との混在物を、分離工程 12へ

2

送り加熱容器 15に装入するまでの間、溶融状態に維持する。すなわち、溶融 CaCl

2 液に Ti粒が混在した状態で加熱容器 15に装入する。溶融 CaCl液の一部が固化し

2

ても、再度溶融するためのエネルギーは必要である力分離回収の操作上は何ら差し支えない。この実施形態 6の分離回収方法の適用により、前記混在物を加熱して全体を溶融状態にするために必要な熱エネルギーを節減することができる。

[0062] 前記実施形態 7の分離回収方法は、本発明の分離回収方法において、高融点金属の化合物との反応後に残存する Caが含まれる溶融塩を不活性ガス雰囲気中で溶解する際に、前記 Caを蒸発分離させる方法である。

[0063] 例えば、図 2に示した金属 Ti製造プロセスでは、電解工程 13で溶融 CaCl液が電

2 気分解により Caと C1ガスに分離されるが、溶融 CaCl液中に未反応の Caが残存し

2 2

ていると、陽極近傍で、 Caが電気分解で生成した C1と反応して CaClに戻る逆反応

2 2

が生じ、電流効率が低下する。この場合、この実施形態 7の分離回収方法を適用すれば、溶融 CaCl液中の Caが除去されるので、このような逆反応による電流効率の

2

低下を抑制することができる。

[0064] この例のように、溶融塩が CaClのみで構成されて!、る場合は、 Caは 845°Cで溶解

2

し、 1420°Cで蒸発するので、 Ti排出管 8から抜き出された溶融 CaCl液と Ti粒の混在物を溶解する過程で Caは蒸発除去される。

産業上の利用の可能性

本発明の高融点金属の分離回収方法によれば、例えば、クロール法で用いられて V、る真空分離によるスポンジ状金属 Ti回収に比べて非常に少な、エネルギーで金属 Tiを回収することができる。また、 Tiの品質に悪影響を及ぼす水分が混在するおそれがないので、得られる Tiの品質が良好であり、さらに、 TiClの Ca還元による Ti

4

の製造プロセスにおいて、 CaClを含む溶融塩を電気分解する際に支障となる Caを

2

蒸発除去できるという利点もある。したがって、本発明の高融点金属の分離回収方法は、高融点金属、特に Tほたは Ti合金を TiClの Ca還元により製造する際の分離回

4

収方法として有効に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 反応場としての高融点金属が混在する溶融塩を、不活性ガス雰囲気中で溶解し高融点金属を液相分離することを特徴とする高融点金属の分離回収方法。

[2] 前記溶融塩が、前記高融点金属を製造するに際して反応場として用いられ、かつその反応により得られた高融点金属が混在する溶融塩である請求項 1に記載の高融点金属の分離回収方法。

[3] 前記溶融塩の沸点が前記高融点金属の融点より高いことを特徴とする請求項 1または 2に記載の高融点金属の分離回収方法。

[4] 前記溶融塩力 SCaClを含むことを特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載の高融

2

点金属の分離回収方法。

[5] 前記溶融塩力 SCaを含み、反応により得られた高融点金属が前記溶融塩中の Caに前記高融点金属の化合物を反応させて得られたものであることを特徴とする請求項 2 〜4の、ずれかに記載の高融点金属の分離回収方法。

[6] 高融点金属が Tiまたは Ti合金であり、前記高融点金属の化合物が TiClであること

4 を特徴とする請求項 5に記載の高融点金属の分離回収方法。

[7] 反応により得られた高融点金属が混在する溶融塩の全部又は一部を、不活性ガス雰囲気中で溶解するまでの間、溶融状態で維持することを特徴とする請求項 1〜6のいずれかに記載の高融点金属の分離回収方法。

[8] 前記高融点金属の化合物との反応後に残存する Caが含まれる溶融塩を不活性ガス雰囲気中で溶解する際に、前記 Caを蒸発分離させることを特徴とする請求項 5〜7 の！ヽずれかに記載の高融点金属の分離回収方法。