专利名称：从含硼合金泥渣中分离硼的方法
技术领域：
本发明涉及从含硼合金泥渣中分离硼的方法，该方法可以选择性并高效地从稀土类磁性合金泥渣等含硼合金泥渣中分离硼。
背景技术：
R(稀土类)-Fe-B磁性泥渣等含有硼的合金泥渣由于混入了来自泥渣产生过程的油、有机物，泥渣原样无法作为磁性原料再利用。因此，这些物质作为磁性泥渣被回收。
磁性泥渣的回收利用通常采用将其溶解在酸等中，然后用分步沉淀法分离各组分，进行回收的方法。
但是，象旧有方法那样将泥渣全部用酸溶解的方法由于构成合金的所有元素都离子化存在于溶液中，因而用分步沉淀法回收各元素需要多个步骤。特别是当存在硼离子时，用分步沉淀法将金属以纯净的形式分离是非常困难的。当以氟化物的形式分别回收溶液中所存在的稀土类金属离子时，必须处理回收了稀土类后的废液中所含有的氟离子，而当溶液中存在氟离子和硼离子时，二者强力结合，处理氟离子将变得困难，而且产生废液处理的成本增加的问题。因此，希望开发出简便、无需溶解泥渣即可选择性地分离硼的低成本方法。
发明内容
本发明的目的在于提供从含硼合金泥渣中分离硼的方法，该方法无需将稀土类磁性合金泥渣等含硼合金泥渣全部溶解，或者无需将合金部分溶解，可以选择性、高效并且容易地从该合金泥渣中分离硼。
本发明者们经过深入研究，结果发现通过使含硼合金泥渣与碱水溶液反应，无需将合金泥渣全部溶解或无需将合金部分溶解，即可只将硼选择性地溶解析出，从而完成了本发明。而且发现当使含硼合金泥渣与特定的碱水溶液反应时，通过采用选择碱水溶液的种类、浓度或用量，控制合金泥渣的粒径的方法，可以进一步提高硼的分离效率，从而完成了本发明。
也就是说，本发明提供从含硼合金泥渣中分离硼的方法，该方法包括使含硼合金泥渣与碱水溶液反应，选择性地将硼溶解析出的溶解析出步骤以及将溶解析出的硼分离的分离步骤。
具体实施例方式
在本发明的方法中，首先进行使含硼合金泥渣与碱水溶液反应，选择性地将硼溶解析出的溶解析出步骤。
只要上述含硼合金泥渣含有硼并且是合金的泥渣，则对其没有特别限制。优选含有稀土类金属和过渡金属元素以及硼的合金泥渣、实际上由稀土类金属和过渡金属元素以及硼构成的合金泥渣。在本发明的方法中特别优选含有铁作为过渡金属元素，例如R-Fe-B系磁性泥渣。
如果含硼合金泥渣的粒径大则硼的溶解析出就需要时间，因此优选其平均粒径等于或小于100μm，此外，为了更加提高硼的溶解析出率，优选粒径等于或小于50μm，更优选等于或小于10μm。优选粒径的下限为0.1μm。
只要上述溶解析出步骤中所用的碱水溶液是与上述含硼合金泥渣反应，选择性地溶解析出硼的物质即可，例如碱金属盐的水溶液、氨水溶液或铵盐水溶液。
上述碱金属盐的例子有钠、钾、锂等碱金属的氢氧化物或碳酸盐，特别是从反应性和效率的角度出发，优选氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠等氢氧化物。上述铵盐水溶液的例子有碳酸铵水溶液。
作为上述碱水溶液的碱金属盐的水溶液、氨水溶液或铵盐水溶液在使用时可以单独使用，如果反应时没有伴随金属的溶解析出，也可以2种或多种混合使用。上述伴随金属的溶解析出的例子有在氧化条件下溶解析出稀土类金属的、碱金属碳酸氢盐和碱金属碳酸盐的混合物。
在上述溶解析出步骤中，使含硼合金泥渣与碱水溶液反应时碱水溶液的浓度优选等于或大于0.1mol/L，因为具有浓度越高，硼的溶解析出能力也越高的倾向，所以特别优选等于或大于1mol/L。另外，由于浓度即使高于5mol/L，溶解析出能力也不发生变化，因而优选0.1-5mol/L，更优选1-3mol/L。
在上述溶解析出步骤中，由于存在使含硼合金泥渣与碱水溶液反应时碱水溶液的用量相对于含硼合金泥渣中所含硼的摩尔数越高，硼的溶解析出率越高的倾向，因而通过将碱的量定为相对于所述硼的摩尔数的1倍或1倍以上，硼的溶解析出率将提高。因此，优选碱量为硼的摩尔数的1倍或1倍以上，特别优选4倍或4倍以上。另外，由于添加量即使超过20倍，效果也得不到提高，因而其上限为20倍较适当，更优选上限为15倍。
只要构成上述碱水溶液的水以溶解碱的量存在即可，只要是实际上不溶解合金泥渣中硼以外的物质的液体，则也可以含有水以外的物质。
上述含硼合金泥渣与碱水溶液的反应可以在等于或高于室温的温度进行。由于在反应温度低的情况下，硼的溶解析出需要时间，为了得到相同的溶解析出能力，需要增加碱水溶液的浓度、使用量。因此，反应温度优选等于或高于40℃，特别优选等于或高于60℃，当考虑了其它条件时，则不限于此。只要反应温度的上限低于溶液的沸点，则对其没有特别限制。反应时间可以是6小时，但优选24小时或以上、7天或以下。上述反应可以在超声波照射下进行，另外也可以使用高压釜、在实际上加压的条件下进行。
在本发明的方法中，在上述反应之后进行选择性地分离溶解析出的硼的分离步骤。所述硼的分离可以通过将上述溶解析出步骤得到的反应物例如经过过滤，分离为固体物质(合金泥渣)和含硼离子的溶液来进行。所得固体物质再经过干燥等，例如可以在磁性合金的再利用步骤中使用。另一方面，当所回收的含硼离子的溶液为碱溶液时，可以将其作为上述碱水溶液反复使用，直至硼浓度达到较高为止，也可以一边加入新的碱水溶液一边再使用。
所回收的含硼离子的溶液可以通过例如已知的蒸干等方法以硼化合物的形式回收硼，回收的硼化合物可以再利用。
在本发明的方法中，由于使含硼合金泥渣与碱水溶液反应来选择性地溶解析出硼，因此无需将含硼合金泥渣全部溶解或将该泥渣中的一部分金属溶解析出，即可选择性地并且容易地从该合金泥渣中分离硼。而且通过控制反应时碱水溶液的种类、碱水溶液的浓度、碱水溶液的用量、合金泥渣的粒径中的任一项，或者将两项或两项以上结合控制，可以进一步提高硼的分离效率。
另外，用マイクロトラツク公司制造的激光衍射式粒度分布测定装置(商品名“マイクロトラツク7997-10型”)、水作为溶剂以及商品名“SVR”作为试样测定粒度分布，再由该粒度分布算出合金泥渣的平均粒径。
表1
权利要求
1.从含硼合金泥渣中分离硼的方法，该方法包括使含硼合金泥渣与碱水溶液反应，选择性地将硼溶解析出的溶解析出步骤以及将溶解析出的硼分离的分离步骤。
2.权利要求1的分离方法，其中所述碱水溶液为碱金属盐的水溶液、氨水溶液或铵盐水溶液。
3.权利要求1的分离方法，其中所述溶解析出步骤中碱水溶液的浓度等于或大于0.1mol/L。
4.权利要求1的分离方法，其中所述溶解析出步骤中碱水溶液的使用量为相对于前述含硼合金泥渣中所含硼的摩尔数，碱等于或大于1倍量。
5.权利要求2的分离方法，其中所述碱金属盐为碱金属的氢氧化物。
6.权利要求1的分离方法，其中所述合金泥渣的平均粒径等于或小于100μm。
7.权利要求1的分离方法，其中所述合金泥渣实际上由稀土类金属元素和过渡金属元素以及硼构成。
全文摘要
从含硼合金泥渣中分离硼的方法,该方法无需使稀土类磁性合金泥渣等含硼合金泥渣全部溶解或者无需使合金部分溶解,可选择性、高效并且容易地从该合金泥渣中分离硼,其特征在于使含硼合金泥渣与碱水溶液反应,将硼选择性地溶解析出,然后分离。
文档编号C01B35/02GK1375454SQ02107369
公开日2002年10月23日 申请日期2002年3月14日 优先权日2001年3月14日
发明者生赖浩, 横井英雄 申请人:株式会社三德