从含Dy和Tb的合金中将两者分离的方法与流程

文档序号:16515046发布日期:2019-01-05 09:34阅读:471来源:国知局
从含Dy和Tb的合金中将两者分离的方法与流程

本发明涉及从包含作为重稀土元素的dy和tb作为构成金属的合金中将两者分离的方法。



背景技术:

众所周知的是,r-fe-b系永磁体(r为稀土元素)具有高的磁特性,因此现今已在各种领域中使用。基于这样的背景,在r-fe-b系永磁体的生产工厂中,日复一日地生产着大量的磁体,但与磁体的生产量的增大相伴,在制造工序中作为加工残次品等排出的磁体废料、作为切削屑、研削屑等排出的磁体加工屑等的量也在增加。尤其是随着信息设备的轻量化和小型化,在其中使用的磁体也在小型化,因此加工余量比率变大,从而存在着制造收率逐年降低的倾向。因此,不废弃制造工序中排出的磁体废料、磁体加工屑等,如何将其中含有的金属元素特别是稀土元素回收并再利用成为了今后的重要技术课题。另外,对于如何从使用了r-fe-b系永磁体的电子制品等中将稀土元素作为循环资源回收并再利用也是同样的。因此,作为从r-fe-b系永磁体等包含稀土元素和铁族元素的处理对象物回收稀土元素的方法,专利文献1中提出了如下方法:在对处理对象物进行了氧化处理后,将处理环境转移到碳的存在下,在1150℃以上的温度进行热处理,从而将稀土元素作为氧化物与铁族元素分离并回收。

专利文献1中提出的上述方法作为要求低成本和简易的再循环系统是优异的,但在处理对象物例如是来自于组成不同的r-fe-b系永磁体的磁体废料或磁体加工屑的混合物且作为稀土元素包含轻稀土元素和重稀土元素的情况下,与铁族元素分离并回收的稀土元素的氧化物通常是轻稀土元素和重稀土元素的复合氧化物或氧化物的混合物。轻稀土元素和重稀土元素的复合氧化物或氧化物的混合物例如通过实施专利文献2中提出的溶剂提取法而分离成轻稀土元素离子和重稀土元素离子后,将各离子转化成各自的氧化物或氟化物之后实施熔融盐电解法或ca还原法,由此能回收轻稀土金属和重稀土金属。此时,在处理对象物中包含dy和tb作为重稀土元素的情况下,回收的重稀土金属为包含dy和tb作为构成金属的合金。从含dy和tb的合金中将两者分离也能通过另外实施例如溶剂提取法来实现,但为了通过溶剂提取法将原子序数邻近的dy和tb分离,需要大规模的设备和大量的提取剂或有机溶剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2013/018710号

专利文献2:日本特开平2-80530号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

因此,本发明的目的在于,提供不使用溶剂提取法而从包含dy和tb作为构成金属的合金中将两者分离的方法。

用于解决课题的手段

本发明人鉴于上述方面反复进行了专心研究,结果发现,dy和tb虽然原子序数邻近,但dy的蒸气压与tb的蒸气压相比非常高这样的、利用各自的蒸气压之差将两者有效地分离的方法。

基于上述发现而完成的本发明的从包含dy和tb作为构成金属的合金中将两者分离的方法如技术方案1所述的那样,特征在于,在将合金中的dy和tb的组成设为dyxtby(原子组成比)、将热处理温度设为t的情况下,在满足式1:pttb<pt<ptdy×(x/(x+y))的压力pt(pa)的气氛下对合金进行热处理,从而使dy气化,其中,将温度t下的dy单独的蒸气压设为ptdy(pa)、将温度t下的tb单独的蒸气压设为pttb(pa)。

另外,技术方案2所述的方法的特征在于,在技术方案1记载的方法中,将热处理温度t设为900℃~1500℃。

另外,技术方案3所述的方法的其特征在于,在技术方案1记载的方法中,使dy从合金中气化直至x/(x+y)成为0.1以下。

另外,技术方案4所述的方法的特征在于,在技术方案1记载的方法中,通过冷却手段使气化的dy固化。

另外,技术方案5所述的方法的特征在于,在技术方案1记载的方法中,使吸气剂捕捉气化的dy。

另外,技术方案6所述的方法的特征在于,在技术方案5记载的方法中,吸气剂的材质为fe。

另外,技术方案7所述的方法的特征在于,在技术方案1记载的方法中,合金中包含的dy和tb各自来自于r-fe-b系永磁体。

发明效果

根据本发明,能提供不使用溶剂提取法而从包含dy和tb作为构成金属的合金中将两者分离的方法。

附图说明

图1是mg、ca、dy、tb各金属的蒸气压曲线。

图2是示出实施例2中的热处理时间与热处理后的试样的dy浓度及tb浓度的关系的坐标图。

图3是示出实施例3中的相对于从试样气化的dy的、由作为吸气剂的fe板的张数和热处理时间的不同引起的作为吸气剂的有效性的不同的坐标图。

图4是实施例5中的、在用于制备作为试样的含dy、tb的合金的工序4中得到的dy与tb的氟化物的xrd峰图案。

具体实施方式

本发明的从包含dy和tb作为构成金属的合金中将两者分离的方法的特征在于,在将合金中的dy和tb的组成设为dyxtby(原子组成比)、将热处理温度设为t的情况下,在满足式1:pttb<pt<ptdy×(x/(x+y))的压力pt(pa)的气氛下对合金进行热处理,从而使dy气化,其中,将温度t下的dy单独的蒸气压设为ptdy(pa)、将温度t下的tb单独的蒸气压设为pttb(pa)。

能应用本发明的方法的包含dy和tb作为构成金属的合金(以下简称为“含dy、tb的合金”)只要是包含作为重稀土元素的dy和tb的合金就没有特别的限制,也可以包含nd、pr等轻稀土元素、fe、co、ni等铁族元素、硼等作为其它元素。但是,含dy、tb的合金的dy含量与tb含量的合计优选为90质量%以上,更优选为95质量%以上。轻稀土元素、铁族元素、硼等的含量合计优选为5.0质量%以下、更优选为2.5质量%以下。

作为含dy、tb的合金的具体例,可举出来自于包含nd或pr作为轻稀土元素和包含dy作为重稀土元素的r-fe-b系永磁体与包含nd或pr作为轻稀土元素和包含tb作为重稀土元素的r-fe-b系永磁体的混合物的合金。这样的来自于磁体的混合物的含dy、tb的合金例如可通过如下得到:利用专利文献1中提出的方法,从磁体的混合物得到轻稀土元素和重稀土元素的复合氧化物或氧化物的混合物之后,对得到的轻稀土元素和重稀土元素的复合氧化物或氧化物的混合物实施专利文献2中提出的溶剂提取法从而分离成轻稀土元素离子和重稀土元素离子,将与轻稀土元素离子分离的重稀土元素离子转化成重稀土元素的氧化物或氟化物之后实施熔融盐电解法或ca还原法。

如上述那样,通过将包含dy离子和tb离子的重稀土元素离子(以下简称为“含dy、tb的离子”)转化成dy和tb的氧化物或氟化物之后实施熔融盐电解法或ca还原法,能得到含dy、tb的合金,其中优选采用将含dy、tb的离子转化成dy和tb的氟化物之后实施ca还原法的方法。在采用了将含dy、tb的离子转化成dy和tb的氧化物之后实施熔融盐电解法的方法的情况下,dy的氧化物容易被还原,但tb的氧化物不易被还原,另外,在采用了将含dy、tb的离子转化成dy和tb的氟化物之后实施熔融盐电解法的方法的情况下,需要应对因电解反应而产生氟气体的问题,另外必须装入大量的dy和tb的氟化物作为熔融盐,成本增加。在采用了将含dy、tb的离子转化成dy和tb的氟化物之后实施ca还原法的方法的情况下,金属dy和金属tb的熔点高,在1300℃以下进行ca还原时不生成熔液,因此难以与因ca还原而生成的caf2熔渣分离,故优选使用与dy、tb进行合金化而使合金的熔点降低的金属。但是,在ca还原法中,不期望使用为了使合金的熔点降低而惯用的fe。这是因为,在应用本发明的方法的含dy、tb的合金中共存fe时,dy变得难以气化。因此,在将含dy、tb的离子转化成dy和tb的氟化物之后实施ca还原法时,作为与dy和tb合金化而使合金的熔点降低的金属,优选使用mg或zn。这是因为,mg和zn除了与dy或tb形成具有1000℃以下的熔点的金属间化合物以外,蒸气压高,因此即使在应用本发明的方法的含dy、tb的合金中共存,也能容易蒸馏除去。在将含dy、tb的离子转化成dy和tb的氟化物之后实施ca还原法时使用mg的具体方法,例如为以下那样。首先,将含dy、tb的离子经由dy和tb的氧化物而转化成dy和tb的氟化物,或直接转化成dy和tb的氟化物。向得到的dy和tb的氟化物添加ca和mg,在1000℃~1100℃在氩气流中热处理30分钟~24小时,由此进行ca还原。mg的添加量优选相对于dy和tb的合计量,以摩尔比计由(mg/(mg+dy和tb))×100的数学式算出的数值为30%~70%。在该数值低于30%时,合金的熔点成为1100℃以上,难以从合金中将mg蒸馏除去,而在该数值超过70%时,需要从合金中蒸馏除去大量的mg。为了使因ca还原而生成的caf2熔渣的熔点降低从而有效地进行含dy、tb的合金与caf2熔渣的分离,例如可以添加cacl2。cacl2作为不对ca还原产生不利影响、能使caf2熔渣的熔点降低的熔剂是合适的。cacl2的添加量优选相对于计算上的caf2的生成量,以摩尔比计由(cacl2/(cacl2+caf2))×100的数学式算出的数值为40%~80%。在该数值低于40%时,有可能无法作为熔剂充分地起作用,而即使该数值超过80%,作为熔剂的功能也不提高,仅是成本增加。从采用这样的方法得到的包含ca和mg的含dy、tb的合金中,基于各金属的蒸气压曲线(参照图1)将mg和ca蒸馏除去。在具备加热部以及捕捉mg和ca的蒸气并回收的冷却部的热处理炉中,将包含ca和mg的含dy、tb的合金在10-2pa~100pa的减压下、800℃~1000℃下热处理1小时~48小时,从而将ca和mg蒸馏除去,由此dy和tb的氟化物所含的dy和tb的98%以上被还原,得到海绵状的含dy、tb的合金。如此得到的海绵状的含dy、tb的合金可以直接应用本发明的方法,也可以通过电弧熔融炉等熔融并加工成锭、铸片、箔等形态后应用本发明的方法。将含dy、tb的离子转化成dy和tb的氟化物后实施ca还原法时使用zn的方法可以依照使用mg的方法。

简言之,本发明的方法基于:将含dy、tb的合金在dy气化但tb不气化的压力的气氛下进行热处理,从而仅使dy气化。dy和tb为完全固溶型且不形成金属间化合物,另外,dy的蒸气压与tb的蒸气压相比非常高,因此本发明人发现了用于从含dy、tb的合金中仅使dy气化的、dy气化但tb不气化的处理条件。在此,热处理温度优选为900℃~1500℃。这是因为,在热处理温度低于900℃时,难以形成用于使dy气化的高真空的压力环境。另一方面,这是因为,在热处理温度超过1500℃时,tb变得容易气化而难以将dy与tb分离。热处理温度优选为1000℃~1300℃。

作为从含dy、tb的合金中dy气化但tb不气化的压力,在本发明的方法中,采用如下的压力pttb(pa):将合金中的dy和tb的组成设为dyxtby(原子组成比)、将热处理温度设为t的情况下,满足式1:pttb<pt<ptdy×(x/(x+y))的压力pt(pa),其中,将温度t下的dy单独的蒸气压设为ptdy(pa)、将温度t下的tb单独的蒸气压设为pttb(pa)。通过将压力pt设定为比tb单独的蒸气压pttb大且比dyxtby的dy的蒸气压ptdy×(x/(x+y))小,能仅使dy从合金中气化。例如,在作为处理对象的合金中的dy和tb的组成为dytb2(x=1,y=2)的情况下,处理开始时的压力pt如果在900℃下进行热处理则为8.0×10-6pa~0.05pa的范围,如果在1500℃下进行热处理则为1.1pa~200pa的范围。在仅dy从合金中气化时,x逐渐变小,因此ptdy×(x/(x+y))也逐渐改变而变小,能采用的压力pt的范围变窄。因此,也可以随着时间的经过而使压力pt慢慢地变小,但也可以将仅使dy从合金中气化的程度(例如x/(x+y)≤0.1这样的程度)作为目标,将足以能实现目标的压力pt从处理开始时直至实现目标为止维持不变。例如,在作为处理对象的合金中的dy和tb的组成为dytb2且将x/(x+y)≤0.1作为目标,从处理开始时直至实现目标为止将压力pt维持不变的情况下,压力pt如果在900℃下进行热处理则为8.0×10-6pa~0.005pa的范围,如果在1500℃下进行热处理则为1.1pa~20pa的范围。ptdy与pttb相比高两个数量级以上,因此如果使用具有优异排气能力的真空装置,则将x/(x+y)≤0.01作为目标也能充分实现。予以说明,在将含dy、tb的合金在满足式1的压力的气氛下进行热处理时,理论上tb不气化,但实际上有时tb多少会气化。即使在这样的情况下,只要将含dy、tb的合金在满足式1的压力的气氛下进行热处理,就认为tb实质上不气化,包含在本发明的范畴内。

含dy、tb的合金可以例如收容于耐热性和耐腐蚀性优异的坩埚,或者载置于皿上(作为坩埚或皿的材质,例示mo),在炉的处理室内在规定的温度和压力的气氛下进行热处理(处理时间基于从作为目标的合金中仅使dy气化的程度)。在表面积大由此能仅使dy从合金中有效地气化这方面而言,含dy、tb的合金的形状优选为海绵状、箔状、粒径为1mm以下的粒状或粉末状等。可以将收容有含dy、tb的合金的坩埚进一步收容于耐热性和耐腐蚀性优异的容器(mo包装等),进行热处理。将容器的开口完全开放或仅开放一部分,或者在实现了与外部的连通后进行封闭等,由此能控制气化的dy向炉的处理室内的扩散速度。

从含dy、tb的合金中气化的dy可通过利用冷却手段固化来回收。如果仅dy从合金中气化,则合金中的tb的纯度变高。当然,回收从合金中气化的dy对于再利用合金中包含的dy而言是重要的,但对于将炉的处理室内的压力维持于压力pt而言也是重要的。如果不回收从合金中气化的dy,则气化的dy滞留在处理室内,结果,处理室内成为压力pt加上了气化的dy的蒸气压的压力,在妨碍dy气化的方向上起作用。例如在管状炉的处理室内的一个端部的附近对含dy、tb的合金进行热处理、在另一个端部设置旋转泵等排气手段并且其附近利用来自外部的水冷等而被冷却,由此能将从合金中气化的dy固化从而回收(若有需要,参照例如日本特开2001-303149号公报)。该情况下,为了对含dy、tb的合金进行热处理而采用的温度和压力是指合金周边(即均热带)的温度和压力(这是因为处理室内的温度和压力因位置而不同)。如此回收的dy可根据需要进行提纯等之后通过所期望的方法再利用。

另外,从含dy、tb的合金中气化的dy也可以通过捕捉于吸气剂而回收。吸气剂的材质在能有效地捕捉气化的dy这方面而言期望fe。在材质为fe的吸气剂捕捉了从合金中气化的dy的情况下,dy作为与fe的合金被回收。吸气剂的形状可以为板状等,但在表面积大从而能有效地捕捉dy这方面而言,优选粒径为1mm以下的粒状或粉末状。取决于在炉的处理室内的位置、吸气剂的形状、吸气剂的配置方式等,能改变通过吸气剂的dy的捕捉效率以及合金中的dy和fe的组成。dy和fe的合金可以作为用于制造r-fe-b系永磁体的原料等原样再利用,或者也可以例如通过实施溶剂提取法将两者分离,与fe分离的dy根据需要进行提纯等之后通过所期望的方法再利用。

仅dy从含dy、tb的合金中气化后的合金可以作为tb的纯度变高了的合金原样再利用,但也可以通过本发明的方法进一步仅使dy气化来进一步提高tb的纯度。

实施例

以下,通过实施例详细说明本发明,但本发明不受以下的记载限定和解释。

实施例1:

将通过单辊液体急冷法制作的宽度为2mm~3mm且厚度为20μm~100μm的dytb2合金箔体(原子组成比(tb/dy)根据edx分析为1.8~1.9、根据icp分析为1.93。根据edx分析的dy浓度为30.7质量%、tb浓度为56.3质量%)裁切成长15mm以下,称重2.05g,作为试样载置在长:30mm×宽:30mm的mo制的皿上。将载置了该合金的皿收容于长:200mm×宽:75mm×高:40mm的mo包装中,将铌箔夹在中间盖上盖以在实现与外部的连通的状态下尽可能密闭,其后,在管状炉(光洋サーモシステム株式会社制造)的处理室内在1100℃、5.0×10-3pa以下的压力(式1中的压力pt(t=1100℃))下热处理2小时(热处理温度为1100℃时的处理开始时的压力pt的上限为0.3pa、下限为1.2×10-3pa)。热处理的环境在排气至处理室内的压力成为5.0×10-3pa以下之后,以10℃/min升温至600℃,在600℃保持1小时后,再以5℃/min升温至1100℃来形成。2小时后,将处理室内在真开下炉冷至室温,恢复至常压后,从管状炉中取出载置有试样的皿。测定载置有热处理后的试样的皿的质量,结果,比热处理前减少0.14g。通过edx分析测定皿上的残留试样的dy浓度和tb浓度,结果,dy浓度为25.1质量%、tb浓度为65.1质量%,dy从试样中气化由此dy浓度减少、tb浓度增加。由以上结果可知,根据本发明的方法,能通过热处理从含dy、tb的合金中将两者分离。

实施例2:

为了避免气化的dy在mo包装内滞留,不夹持铌箔,并且对包装的开口不完全盖上盖而开放一部分,除此以外,通过与实施例1同样的方法进行热处理,结果,随着热处理时间变长,热处理后的试样的质量减少。图2中示出通过edx分析测定了热处理时间分别为10分钟、30分钟、2小时、4小时时的坩埚内的残留试样的dy浓度和tb浓度的结果(质量%)。如从图2可知的那样,随着热处理时间变长,自试样的dy的气化量增加,由此dy浓度减少、tb浓度增加。

实施例3:

作为吸气剂,在mo包装内收容一张或多张长:50mm×宽:35mm×厚:0.2mm的fe板、或长:50mm×宽:50mm×厚:0.2mm的fe板(在收容多张的情况下,不重叠地收容),除此以外,通过与实施例1同样的方法进行热处理,研究了根据各种条件下的、自试样的dy蒸发量(热处理后的试样的质量的减少量)、在fe板上的dy附着量(热处理后的fe板的质量的增加量。在收容了多张fe板的情况下,各个增加量的合计量)、由(在fe板上的dy附着量/自试样的dy蒸发量)×100的数学式算出的dy吸附率(%)(假定自试样的气化仅为dy)。将结果示于图3。如从图3可知的那样,收容于mo包装内的fe板的张数越多,另外热处理时间越长,自试样的dy蒸发量和在fe板上的dy附着量越增加,能实现了70%以上的dy吸附率(对fe板的表面组成进行edx分析时,dy为25atm%~30atm%,而tb为1atm%~2atm%,因此从试样气化的几乎仅为dy。依据上述假定,由(自试样的dy蒸发量/试样中包含的dy量)×100的数学式算出的dy蒸发率(%)达到90%)。予以说明,图3中没有示出由fe板的大小的不同引起的结果的不同,但由别的试验可知,fe板的大小越大,就自试样的dy蒸发量、在fe板上的dy附着量、dy吸附率的全部而言数值都越大。

实施例4:

作为吸气剂,称量2g或3g的松密度:约2.0g/cm3、比表面积:0.5m2/g~1.0m2/g、粒径:53μm以下的电解铁粉a、或松密度:约2.5g/cm3、比表面积:0.094m2/g、粒径:150μm以下的电解铁粉b,载置在长:30mm×宽:30mm的mo制的皿上或长:40mm×宽:40mm的mo制的皿上而使用,在mo包装内收容一张或多张载置有电解铁粉的皿,在1100℃下热处理8小时,除此以外,通过与实施例1同样的方法进行了热处理。研究了自试样的dy蒸发量(热处理后的试样质量的减少量)、在电解铁粉上的dy附着量(热处理后的电解铁粉的质量的增加量。在收容了多张载置有电解铁粉的皿的情况下为各增加量的合计量)、由(在电解铁粉上的dy附着量/自试样的dy蒸发量)×100的数学式算出的dy吸附率(%)、由(自试样的dy蒸发量/试样中包含的dy量)×100的数学式算出的dy蒸发率(%)(假定自试样的气化仅为dy)。将dy吸附率和dy蒸发率的结果示于表1。如从表1可知的那样,在mo包装内收容的电解铁粉的量越多、即吸气剂的表面积越大,dy吸附率和dy蒸发率都越增加,都能达成90%以上。这也从下得到证实:热处理后的试样的dy浓度和tb浓度与热处理前的试样的dy浓度和tb浓度相比,dy浓度减少,tb浓度增加(参照表1)。

表1

实施例5:

a:作为应用本发明的方法的试样而使用的含dy、tb的合金的制备

使用包含nd、pr作为轻稀土元素和dy作为重稀土元素的r-fe-b系永磁体以及含nd、pr作为轻稀土元素和tb作为重稀土元素的r-fe-b系永磁体,如下地进行制备。

(工序1)

根据专利文献1中提出的方法,对于在各个制造工序中产生的具有约10μm的粒径的磁体加工屑(为了防止自燃,在水中保存了7天),通过吸滤进行脱水之后,使用回转炉进行燃烧处理而进行了氧化处理。接着,将进行了氧化处理的磁体加工屑的混合物收容在碳坩埚(石墨制)之后,使用电炉在氩气体气流中在1450℃热处理1小时。其后,停止炉内的加热,在维持炉内的氩气体气氛的状态下将碳坩埚炉冷至室温,由此以相互独立且密接地存在的两种块状物的一者的形式得到轻稀土元素(nd,pr)和重稀土元素(dy,tb)的复合氧化物或氧化物的混合物。

(工序2)

将工序1中得到的轻稀土元素和重稀土元素的复合氧化物或氧化物的混合物用玛瑙制的乳钵和乳棒粉碎,使用不锈钢制的筛得到了粒径小于125μm的粉末。将得到的粉末溶解于盐酸,将残渣过滤,由此得到了轻稀土元素和重稀土元素的盐酸溶液。通过对得到的轻稀土元素和重稀土元素的盐酸溶液实施专利文献2中提出的溶剂提取法,将轻稀土元素离子和重稀土元素离子分离。在得到的重稀土元素的盐酸溶液中加入草酸二水合物,以粉末形式得到重稀土元素的草酸盐。

(工序3)

将工序3中得到的重稀土元素的草酸盐收容于氧化铝坩埚,在大气气氛中进行烧成,由此得到了重稀土元素的复合氧化物或氧化物的混合物。得到的重稀土元素的复合氧化物或氧化物的混合物以dy:tb=95.6:4.4(atm%)的比例包含dy和tb(基于荧光x射线分析)。

(工序4)

将工序3中得到的dy和tb的复合氧化物或氧化物的混合物溶解在盐酸中后,将加入氢氟酸而生成的沉淀物过滤后,进行干燥,以粉末形式得到了dy和tb的氟化物。得到的dy和tb的氟化物以dy:tb=95.7:4.3(atm%)的比例包含dy和tb(基于荧光x射线分析)。另外,得到的dy和tb的氟化物中包含的c为0.01质量%,n为0.03质量%,o为1.20质量%(基于气体分析)。通过xrd分析确认了得到的dy和tb的氟化物的相关系时,结果,具有与作为标准试样使用的dyf3和tbf3同样的峰图案,为的斜方晶且几乎为单相(图4)。

(工序5)

将工序4中得到的dy和tb的氟化物5.70g和1.72g的颗粒的金属ca、0.635g的线切割的金属mg(相当于这样的添加量:相对于dy和tb的合计量,以摩尔比计由(mg/(mg+dy和tb))×100的数学式算出的数值为50.0%)、9.94g的cacl2(相当于这样的添加量:相对于计算上的caf2的生成量,以摩尔比计由(cacl2/(cacl2+caf2))×100的数学式算出的数值为70.0%)在氩气体气氛下的手套箱内混合后,收容于钛坩埚(外径:31mm×内径:29mm×高:60mm)。在氩气体气氛下的手套箱内,将收容了上述混合物的钛坩埚收容于铁坩埚(外径:39mm×内径:33mm×高:70mm,材质ss400),将收容了钛坩埚的铁坩埚用外径:45mm×内径:39mm×高:10mm的铁盖进行螺钉紧固而密闭。予以说明,在将钛坩埚收容于铁坩埚时,为了防止由钛坩埚的外面接触铁坩埚的内面而引起的两者或一者坩埚的熔融或破损,用铌箔包裹钛坩埚的外周面和底面。将密闭了内部的铁坩埚从氩气体气氛下的手套箱内取出,将本体和盖焊接后,使用电炉在氩气体气流中在1100℃热处理1小时。其后,停止炉内的加热,在维持炉内的氩气体气氛的状态下将铁坩埚炉冷至室温,取出铁坩埚。将铁坩埚切断并取出钛坩埚,回收其内容物。回收的钛坩埚的内容物在上部为caf2熔渣,在下部为被ca还原的金属,两者相互独立且密接地存在。上部的caf2熔渣通过施加物理冲击而容易与下部的被ca还原的金属剥离。从caf2熔渣中未检测出dy和tb(基于荧光x射线分析)。被ca还原的金属包含29.9atm%的dy、2.1atm%的tb、2.1atm%的ca、55.1atm%的mg、6.6atm%的o(基于edx分析)。将被ca还原的金属在具备加热部以及捕捉mg和ca的蒸气并回收的冷却部的热处理炉中在0.1pa的减压下、1000℃下热处理24小时,将ca和mg蒸馏除去,由此得到了作为应用本发明的方法的试样而使用的含dy、tb的合金。得到的含dy、tb的合金以dy:tb=93.3:6.7(atm%)的比例包含dy和tb(基于edx分析)。

b:对含dy、tb的合金,通过应用本发明的方法的两者的分离

将上述方法中得到的含dy、tb的合金10g作为应用本发明的方法的试样,根据实施例4的试验4的条件进行热处理,结果,由(在电解铁粉上的dy附着量/自试样的dy蒸发量)×100的数学式算出的dy吸附率为90%以上(假定自试样的气化仅为dy),热处理后的试样的tb浓度为90质量%以上(基于edx分析)。由以上结果可知,能通过本发明的方法从含dy、tb的合金将两者有效地分离。

实施例6:

将在实施例5的用于制备含dy、tb的合金的工序5中的、金属ca的使用量设为3.13g,除此以外,通过与实施例5同样的方法得到了被ca还原的金属。得到的被ca还原的金属包含30.2atm%的dy、2.4atm%的tb、16.4atm%的ca、41.5atm%的mg、9.1atm%的o(基于edx分析)。接着,通过从被ca还原的金属用与实施例5同样的方法将ca和mg蒸馏除去,得到了作为应用本发明的方法的试样使用的含dy、tb的合金。得到的含dy、tb的合金以dy:tb=92.6:7.4(atm%)的比例包含dy和tb(基于edx分析)。将该含dy、tb的合金10g作为应用本发明的方法的试样,通过与实施例5同样的方法进行热处理,结果,由(在电解铁粉上的dy附着量/自试样的dy蒸发量)×100的数学式算出的dy吸附率为90%以上(假定自试样的气化仅为dy),热处理后的试样的tb浓度为90质量%以上(基于edx分析)。由以上结果可知,能通过本发明的方法从含dy、tb的合金中将两者有效地分离。

实施例7:

将在实施例5的用于制备含dy、tb的合金的工序5中的、金属ca的使用量设为2.04g、金属mg的使用量设为0.270g(相当于这样的添加量:相对于dy和tb的合计量,以摩尔比计由(mg/(mg+dy和tb))×100的数学式算出的数值为30.0%),除此以外,通过与实施例5同样的方法得到了被ca还原的金属。得到的被ca还原的金属包含44.4atm%的dy、3.2atm%的tb、3.5atm%的ca、28.6atm%的mg、10.0atm%的o(基于edx分析)。接着,通过从被ca还原的金属用与实施例5同样的方法将ca和mg蒸馏除去,得到了作为应用本发明的方法的试样使用的含dy、tb的合金。得到的含dy、tb的合金以dy:tb=93.3:6.7(atm%)的比例包含dy和tb(基于edx分析)。将该含dy、tb的合金10g作为应用本发明的方法的试样,通过与实施例5同样的方法进行热处理,结果,由(在电解铁粉上的dy附着量/自试样的dy蒸发量)×100的数学式算出的dy吸附率为90%以上(假定自试样的气化仅为dy),热处理后的试样的tb浓度为90质量%以上(基于edx分析)。由以上结果可知,能通过本发明的方法从含dy、tb的合金中将两者有效地分离。

实施例8:

将在实施例5的用于制备含dy、tb的合金的工序5中的、金属mg的使用量设为0.940g(相当于这样的添加量:相对于dy和tb的合计量,以摩尔比计由(mg/(mg+dy和tb))×100的数学式算出的数值为60.0%),除此以外,通过与实施例5同样的方法得到了被ca还原的金属。得到的被ca还原的金属包含29.1atm%的dy、1.8atm%的tb、10.0atm%的ca、52.0atm%的mg、7.1atm%的o(基于edx分析)。接着,通过从被ca还原的金属用与实施例5同样的方法将ca和mg蒸馏除去,得到了作为应用本发明的方法的试样使用的含dy、tb的合金。得到的含dy、tb的合金以dy:tb=94.2:5.8(atm%)的比例包含dy和tb(基于edx分析)。将该含dy、tb的合金10g作为应用本发明的方法的试样,通过与实施例5同样的方法进行热处理,结果,由(在电解铁粉上的dy附着量/自试样的dy蒸发量)×100的数学式算出的dy吸附率为90%以上(假定自试样的气化仅为dy),热处理后的试样的tb浓度为90质量%以上(基于edx分析)。由以上结果可知,能通过本发明的方法从含dy、tb的合金中将两者有效地分离。

实施例9:

将在实施例5的用于制备含dy、tb的合金的工序5中的、金属ca的使用量设为2.04g、金属mg的使用量设为0.660g(相当于这样的添加量:相对于dy和tb的合计量,以摩尔比计由(mg/(mg+dy和tb))×100的数学式算出的数值为51.0%)、cacl2的使用量设为2.90g(相当于这样的添加量:相对于计算上的caf2的生成量,以摩尔比计由(cacl2/(cacl2+caf2))×100的数学式算出的数值为40.0%),除此以外,通过与实施例5同样的方法得到了被ca还原的金属。得到的被ca还原的金属包含28.9atm%的dy、2.0atm%的tb、10.5atm%的ca、49.4atm%的mg、9.0atm%的o、0.1atm%的f(基于edx分析)。接着,通过从被ca还原的金属用与实施例5同样的方法将ca和mg蒸馏除去,得到了作为应用本发明的方法的试样使用的含dy、tb的合金。得到的含dy、tb的合金以dy:tb=93.5:6.5(atm%)的比例包含dy和tb(基于edx分析)。将该含dy、tb的合金10g作为应用本发明的方法的试样,通过与实施例5同样的方法进行热处理,结果,由(在电解铁粉上的dy附着量/自试样的dy蒸发量)×100的数学式算出的dy吸附率为90%以上(假定自试样的气化仅为dy),热处理后的试样的tb浓度为90质量%以上(基于edx分析)。由以上结果可知,能通过本发明的方法从含dy、tb的合金中将两者有效地分离。

参考例1:

代替dytb2合金箔体,将dyfe2合金铸片作为处理对象物,通过与实施例1同样的方法进行2小时热处理,测定热处理后的试样的质量,结果,与热处理前相比仅减少了0.01g。该结果意味着难以通过热处理从包含dy和fe作为构成金属的合金中将两者分离,并且意味着作为对于气化的dy的吸气剂的材质,fe是优异的。

产业上的可利用性

本发明在能提供不使用溶剂提取法而从包含dy和tb作为构成金属的合金中将两者分离的方法这方面具有产业上的可利用性。

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