稀土元素的回收方法_2

文档序号:9493283阅读:来源:国知局
征在于,在权利要求1所述的方法中,进一步 将碳物质收容于处理容器中。
[0026] 发明的效果
[0027] 根据本发明的方法,能够由至少含有稀土元素与铁族元素的处理对象物有效地将 稀土元素回收,同时对于处理容器能够抑制其消耗、损伤地长期地反复使用。
【具体实施方式】
[0028] 本发明的对于至少含有稀土元素与铁族元素的处理对象物进行了氧化处理后,通 过将处理环境转移到碳的存在下来进行热处理,从而将稀土元素作为氧化物从铁族元素分 离并回收的方法,其特征在于,在碳的存在下对进行了氧化处理的处理对象物进行热处理 时,在将进行了氧化处理的处理对象物收容于处理容器时,使进行了氧化处理的处理对象 物与容器底面之间存在碳物质,而且在非活性气体气氛中或真空中在1300°C以上的温度进 行热处理。
[0029] 成为本发明的方法的适用对象的至少含有稀土元素与铁族元素的处理对象物,只 要是含有Nd、Pr、Dy、Tb、Sm等稀土元素与Fe、Co、Ni等铁族元素,则并无特别限制,除了 稀土元素与铁族元素以外,作为其他元素,可含有例如硼等。具体地可列举例如R-Fe-B系 永久磁铁等,特别是本发明的方法能够优选地适用于铁族元素含量为30质量%以上的处 理对象物(例如,R-Fe-B系永久磁铁的情况下,其铁族元素含量通常为60质量%~82质 量% )。对处理对象物的大小或形状并无特别限制,处理对象物为R-Fe-B系永久磁铁的情 况下,可以是在制造工序中被排出的磁铁碎肩、磁铁加工肩等。为了对处理对象物进行充分 的氧化处理,处理对象物优选为具有500μm以下的粒径的粒状或粉末状(例如,如果考虑 调制的容易性,粒径的下限优选1μm)。但是,未必处理对象物的全部都是这样的粒状或粉 末状,为粒状或粉末状的可以是处理对象物的一部分。
[0030] 首先,对于本发明的方法中的处理对象物的氧化处理以将处理对象物中所含的稀 土元素转化为氧化物为目的。与专利文献2中记载的方法不同,通过对于处理对象物的氧 化处理,可使处理对象物中所含的铁族元素与稀土元素一起转化为氧化物。对于处理对象 物的氧化处理通过在含氧气氛中对处理对象物进行热处理或者进行燃烧处理而进行是简 便的。含氧气氛可以是大气气氛。对处理对象物进行热处理的情况下,例如可在350°C~ 1000°C进行1小时~12小时。对处理对象物进行燃烧处理的情况下,例如可通过自然起火 或人为的点火而进行。此外,对于处理对象物的氧化处理也可通过在碱水溶液中进行处理 对象物的氧化的碱处理而进行。作为能够用于碱处理的碱,可列举氢氧化钠、氢氧化钾、碳 酸氢钠、碳酸钠、氨等。此外,作为碱水溶液的浓度,可列举〇.lmol/L~10mol/L。作为处 理温度,可列举60°C~150°C,为了进行更有效的氧化处理,优选100°C以上,为了进一步提 高安全性,优选130°C以下。作为处理时间,可列举30分钟~10小时。对于处理对象物的 氧化处理可采用单一的方法进行,也可将多种方法组合进行。对于处理对象物进行这样的 氧化处理时,处理对象物中所含的氧摩尔浓度成为稀土元素的摩尔浓度的1. 5倍以上,能 够使得更确实地转化为稀土元素的氧化物。通过氧化处理,处理对象物中所含的氧摩尔浓 度优选成为稀土元素的摩尔浓度的2. 0倍以上。此外,对于处理对象物的氧化处理优选在 碳的非存在下进行。这是因为,如果在碳的存在下进行对于处理对象物的氧化处理,担心处 理对象物中所含的稀土元素与碳引起不期望的化学反应而阻碍向所期望的氧化物的转化 (因此,在此,"碳的非存在下"意味着不存在成为足以阻碍处理对象物中所含的稀土元素向 氧化物的转化的化学反应的起因的碳)。
[0031] 接着,将进行了氧化处理的处理对象物收容于处理容器。此时,使进行了氧化处理 的处理对象物与容器底面之间存在碳物质。而且在非活性气体气氛中或真空中在1300°C 以上的温度进行热处理。这样,在进行了氧化处理的处理对象物与容器底面之间存在的碳 物质发挥作为对于进行了氧化处理的处理对象物的碳供给源的作用和防止进行了氧化处 理的处理对象物与容器底面接触的作用。在进行了氧化处理的处理对象物与容器底面之间 存在的碳物质通过发挥作为对于进行了氧化处理的处理对象物的碳供给源的作用,能够有 效地将稀土元素作为氧化物从铁族元素分离。这基于由本发明人发现的如下现象:如果对 于进行了氧化处理的处理对象物边供给碳物质作为碳供给源,边在1300°C以上的温度进行 热处理,则进行了氧化处理的处理对象物中所含的稀土元素的氧化物在高温下以氧化物的 状态熔融,而铁族元素将来自碳物质的碳固溶而合金化、熔融,而且铁族元素的氧化物被碳 还原后将碳固溶而合金化、熔融,作为结果,稀土元素的氧化物的熔融物和铁族元素的与碳 的合金的熔融物不相溶而彼此独立地存在;与为了没有将处理对象物中所含的铁族元素氧 化而只将稀土元素氧化从而利用碳的专利文献2中记载的方法,碳的作用完全不同。将热 处理温度规定为1300°C以上是因为,如果不到1300°C,由于稀土元素的氧化物、铁族元素 的与碳的合金难以熔融,因此两者的分离变得困难。热处理温度优选1350Γ以上,更优选 1400°C以上,进一步优选1450Γ以上。再有,关于热处理温度的上限,例如如果考虑能量成 本的方面,优选1700°C,更优选1650°C,进一步优选1600°C。在非活性气体气氛中或真空中 进行碳物质的存在下的对于进行了氧化处理的处理对象物的热处理是因为,如果在大气气 氛等含氧气氛中进行热处理,担心由于气氛中的氧与碳物质反应而生成二氧化碳,碳物质 无法有效地发挥作为对于进行了氧化处理的处理对象物的碳供给源的作用。此外还因为, 碳物质作为碳供给源没有被消耗而在热处理后在处理容器内残留的情况下,容易将处理容 器内残留的碳物质回收并再利用。如果在含氧气氛中进行热处理,因碳物质的种类、形状的 不同,有时作为处理容器内的碳供给源没有被消耗的碳物质与气氛中的氧反应而成为二氧 化碳,从处理容器被排出,有时热处理后也已经不能进行回收。非活性气体气氛能够使用氩 气、氦气、氮气等形成。其含氧浓度优选不到lppm。此外,真空的程度优选不到lOOOPa。再 有,对于热处理时间,例如1分钟~3小时是适当的。
[0032] 此外,本发明的方法中,在进行了氧化处理的处理对象物与容器底面之间存在的 碳物质通过发挥防止进行了氧化处理的处理对象物与容器底面接触的作用,从而能够对于 处理容器抑制其消耗、损伤地长期地反复使用。
[0033] 在本发明的方法中使用的碳物质,只要通过存在于进行了氧化处理的处理对象物 与容器底面之间,从而发挥作为对于进行了氧化处理的处理对象物的碳供给源的作用、和 防止进行了氧化处理的处理对象物与容器底面接触的作用,对其种类、形状并无特别限制。 作为碳物质的具体例,可列举炭黑、石油焦炭、石墨(黒铅、石墨)、木炭、煤炭、金刚石等。 其中,在热处理后作为碳供给源没有被消耗而容易将残留于处理容器内的部分回收、再利 用的炭黑、以低价格可获得且处理性优异的石油焦炭等作为碳物质优选。炭黑是平均粒径 为lnm~500nm的碳的微粒,通常为各个微粒之间熔合而分支成链接状乃至不规则且复杂 的链状的大小为1μπι~1_左右的具有凝聚形态的粒子构成的粉末形状。作为炭黑的具 体例,可列举采用炉法制造的炉法炭黑、采用槽法制造的槽法炭黑、采用乙炔法制造的乙炔 黑、采用热解法制造的热解炭黑等。这些可以是市售的产品,可以使用单一的炭黑,也可将 多种混合使用。此外,为了防止扬尘、提高处理性等,可以是大小为300μπι~3mm左右的造 粒为珠粒形状的粒子等。石油焦炭意味着由石油制造的焦炭,具体地,例如,是以通过对常 压蒸馏残油、减压蒸馏残油等重质油进行称为焦化的热分解处理而得到的碳作为主成分的 物质。在石油焦炭中,除了一般称为石油焦炭的延迟焦炭(delayedcoke)以外,还有从焦化 装置采取的原样的生焦炭(rawcoke)、对生焦炭进行烧制而将挥发成分除去了的煅烧焦炭 (calcinedcoke)等,此外,因焦化的方法不同,有以称为流化焦炭(fluidcoke)的粉状用 于燃料的焦炭,在本发明的方法中,能够使用这样的任何石油焦炭。作为石油焦炭的形状, 可列举具有1〇_以下的粒径的粒状或粉末状。
[0034] 对收容进行了氧化处理的处理对象物的处理容器的材质并无特别限定,除了在专 利文献2中记载的方法中使用的碳坩埚以外,也能够使用非碳制的处理容器,例如由氧化 铝、氧化镁、
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