稀土元素的回收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及例如從R-Fe-B系永久磁鐵（R為稀土元素）等的至少含有稀土元素與 鐵族元素的處理對象物回收稀土元素的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，R-Fe-B系永久磁鐵，因具有高的磁特性，現(xiàn)在已在各種領(lǐng)域中使用。 從這種背景考慮，在R-Fe-B系永久磁鐵的生產(chǎn)工廠，每天生產(chǎn)出大量的磁鐵，但伴隨著 磁鐵生產(chǎn)量的增大，制造工序中作為加工殘次品等而排出的磁鐵碎肩、切削肩或研削肩等 排出的磁鐵加工肩等的量也在增加。特別是，伴隨著信息儀器的輕量化及小型化而使用的 磁鐵也要求小型化，因加工成本比率加大，制造的產(chǎn)品合格率有逐年降低的傾向。因此， 不能廢異制造工序中排出的磁鐵碎肩、磁鐵加工肩等，其中所含的金屬元素、特別是稀土 元素，宄竟在后面如何回收、再利用，已成為今后重要的技術(shù)課題。另外，從使用R-Fe-B 系永久磁鐵的電子制品等，作為循環(huán)資源，宄竟如何回收、再利用稀土元素也同樣是重要 的技術(shù)課題。
[0003] 關(guān)于從至少含有稀土元素與鐵族元素的處理對象物回收稀土元素的方法，此前 已提出數(shù)種的方法，例如專利文獻1提出，把處理對象物在氧化性氣氛中加熱，含有的金 屬元素生成氧化物后，與水混合，生成漿液，邊加熱邊加鹽酸，使稀土元素溶解在溶液 中，邊加熱得到的溶液邊加堿（氫氧化鈉、氨或氫氧化鉀等），與稀土元素一起使浸出在溶 液中的鐵族元素沉淀后，從未溶解物與沉淀物分離溶液，往溶液中添加作為沉淀劑例如草 酸，把稀土元素作為草酸鹽進行回收的方法。該方法作為把稀土元素與鐵族元素進行有效 分離、回收的方法而引起關(guān)注。但是，由于工序一部分采用酸或堿，存在工序管理不容易， 另外，還有回收成本高的問題。因此，專利文獻1中記載的方法，作為要求低成本與簡易 的再循環(huán)系統(tǒng)來說，存在難以實用化的問題。
[0004] 另外，專利文獻2提出的方法是，作為不氧化處理對象物所含的鐵族元素而僅氧 化稀土元素使兩者分離的方法，把處理對象物放在炭坩堝中加熱的方法。該方法，不用如 專利文獻1中記載的方法那樣的酸或堿，另外，在炭坩堝中加熱處理對象物，理論上說可 自行控制炭坩堝中氣氛使鐵族元素不被氧化而僅稀土元素被氧化的氧分壓，與專利文獻1 中記載的方法相比，工序簡易，認為是優(yōu)良的方法。但是，要說把處理對象物僅用炭坩堝 加熱，炭坩堝中的氣氛自行控制在所定的氧分壓，分離稀土元素與鐵族元素，現(xiàn)實中未必 存在。專利文獻2提出坩堝氣氛中優(yōu)選的含氧濃度設(shè)定為lppm~1%，故本質(zhì)上不必用外 部操作控制氣氛。但是，按照本發(fā)明人的探討，至少含氧濃度低于lppm時，稀土元素與 鐵族元素不發(fā)生分離。因此，如在炭坩堝中加熱處理對象物，理論上說，可自行控制坩堝 內(nèi)的氣氛不氧化鐵族元素，僅氧化稀土元素的氧分壓，現(xiàn)實是必需人為地把氣氛的含氧濃 度控制在lppm以上。這樣的控制，如專利文獻2中所記載的那樣，可把含氧濃度lppm以 上的非活性氣體導(dǎo)入坩堝來進行，作為工業(yè)用非活性氣體，當(dāng)采用通用的氬氣時，其含氧 濃度通常在〇.5ppm以下。因此，為了把含氧濃度lppm以上的氬氣導(dǎo)入坩堝內(nèi)，不能直接 采用通用的氬氣，而必需特意把其含氧濃度升高后采用。結(jié)果是，專利文獻2中記載的方 法，咋一看，認為是工序簡易，但實際上不是，與專利文獻1中記載的的方法同樣，作為 要求低成本而簡易的再循環(huán)系統(tǒng)，為了實際使用，不得不說仍有困難而不能實現(xiàn)。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:特開2009-249674號公報
[0008] 專利文獻2:國際公開第2010/098381號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種作為低成本而簡易的再循環(huán)系統(tǒng)可以實用的、從 至少含有稀土元素與鐵族元素的處理對象物回收稀土元素的方法。
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 本發(fā)明人等鑒于上述觀點，進行悉心探討的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對R-Fe-B系永久磁鐵 進行了氧化處理后，把處理環(huán)境移至炭黑的存在下，在非活性氣體氣氛中或真空中，于 1000°c以上的溫度進行熱處理，磁鐵中所含的稀土元素作為氧化物從鐵族元素分離而回 收。
[0013] 基于上述發(fā)現(xiàn)的本發(fā)明的從至少含有稀土元素與鐵族元素的處理對象物回收稀 土元素的方法，如權(quán)利要求1記載的那樣，其特征在于，該方法至少包含：對處理對象物 進行過氧化處理后，把處理環(huán)境移至炭黑的存在下，于非活性氣體氣氛中或真空中，在 1000°C以上的溫度進行熱處理，稀土元素作為氧化物從鐵族元素分離的工序。
[0014] 另外，權(quán)利要求2記載的方法，其特征在于，權(quán)利要求1記載的方法中，含有炭 黑125 ym以上的大小的粒子。
[0015] 另外，權(quán)利要求3記載的方法，其特征在于，權(quán)利要求1記載的方法中，處理對 象物的至少一部分為具有500 ym以下粒徑的粒狀或粉末狀。
[0016] 另外，權(quán)利要求4記載的方法，其特征在于，權(quán)利要求1記載的方法中，處理對 象物的鐵族元素含量在30質(zhì)量％以上。
[0017] 另外，權(quán)利要求5記載的方法，其特征在于，權(quán)利要求1記載的方法中，處理對 象物為R-Fe-B系永久磁鐵。
[0018] 發(fā)明效果
[0019] 按照本發(fā)明，提供一種作為低成本而簡易的再循環(huán)系統(tǒng)可以實用的、從至少含有 稀土元素與鐵族元素的處理對象物回收稀土元素的方法。
【附圖說明】
[0020] 圖1為表示實施例1中熱處理后的炭坩堝，冷卻至室溫后的坩堝內(nèi)狀態(tài)的相片 (除去炭黑量為0. 4g的場合，除掉坩堝內(nèi)存在的剩余炭黑）。
[0021] 圖2為表示實施例1的炭黑量為1. 4g的場合，坩堝內(nèi)存在的塊狀物A與塊狀物 B的斷面與塊狀物C的斷面的相片。
[0022] 圖3為表示實施例4中熱處理后的炭坩堝，冷卻至室溫后的坩堝內(nèi)狀態(tài)的相片。
[0023]圖4為表示實施例4中坩堝內(nèi)存在的塊狀物的斷面相片。
[0024]圖5為表示構(gòu)成實施例4中坩堝內(nèi)存在的塊狀物的球狀物及其表面上附著的附著 物的各種外觀的相片。
[0025] 圖6為表示實施例6中熱處理后的炭坩堝，冷卻至室溫后的坩堝內(nèi)狀態(tài)的相片 (除掉坩堝內(nèi)存在的剩余炭黑）。
[0026] 圖7為表示實施例7中熱處理后的炭坩堝，冷卻至室溫后的坩堝內(nèi)狀態(tài)的相片 (除掉坩堝內(nèi)存在的剩余炭黑）。
[0027] 圖8為表示實施例9中熱處理后炭坩堝冷卻至室溫后，從坩堝內(nèi)回收的生成物的 相片。
[0028] 圖9為表示實施例10中熱處理后的炭坩堝，冷卻至室溫后的坩堝內(nèi)狀態(tài)的相片。
[0029] 圖10為表示實施例10中的各種溫度熱處理后的炭坩堝冷卻至室溫后從坩堝內(nèi)回 收的構(gòu)成單一塊狀物的各個粒子、熱處理前進行過氧化處理的磁鐵加工肩、實施例1中得 到的稀土元素氧化物的X線衍射分析結(jié)果圖。
[0030] 圖11為實施例10中的熱處理溫度為1000°c時，構(gòu)成作為生成物的單一塊狀物各 個粒子的斷面SEM圖像。
[0031] 圖12為表示比較例1中熱處理后的炭坩堝冷卻至室溫后的坩堝內(nèi)狀態(tài)的相片。
【具體實施方式】
[0032] 本發(fā)明的從至少含有稀土元素與鐵族元素的處理對象物回收稀土元素的方法， 其特征在于，該方法至少包含：對處理對象物進行過氧化處理后，把處理環(huán)境移至炭黑的 存在下，在非活性氣體氣氛中或真空中，于1000°C以上的溫度進行熱處理，把稀土元素作 為氧化物從鐵族元素分離的工序。
[0033] 作為本發(fā)明的方法的適用對象的至少含有稀土元素與鐵族元素的處理對象物， 只要含Nd、Pr、Dy、Tb、Sm等稀土元素與Fe、Co、Ni等鐵族元素即可而未作特別限定，除 稀土元素與鐵族元素外，作為其他元素，例如也可含硼元素等。具體的，例如可以舉出 R-Fe-B系永久磁鐵等，本發(fā)明的方法特別適于鐵族元素含量在30質(zhì)量％以上的處理對象 物（例如R-Fe-B系永久磁鐵，其鐵族元素含量，通常為60質(zhì)量％~82質(zhì)量％)。對處理 對象物的大小或形狀未作特別限定，當(dāng)處理對象物為R-Fe-B系永久磁鐵時，制造工序中 排出的也可以是磁鐵碎肩或磁鐵加工肩等。為了對處理對象物進行充分的氧化處理，優(yōu)選 處理對象物具有500 ym以下粒徑的粒狀或粉末狀（例如，為便于配制，優(yōu)選粒徑的下限 為lym)。但是，處理對象物未必全部為粒狀或粉末狀，處理對象物的一部分可以是粒狀 或粉末狀。
[0034] 首先，對本發(fā)明方法中的處理對象物進行過氧化處理，其目的是把處理對象物中 所含的稀土元素轉(zhuǎn)換成氧化物。與專利文獻2中記載的方法不同，通過對處理對象物進行 過氧化處理，處理對象物中所含的鐵族元素也可與稀土元素一起轉(zhuǎn)變成氧化物。對處理對 象物的氧化處理，在含氧氣氛中，對處理對象物進行熱處理，也可進行燃燒處理，是簡便 的。含氧氣氛也可以是大氣氣氛。當(dāng)處理對象物進行熱處理時，例如可在350°C~1000°C 進行1小時~5小時。當(dāng)處理對象物進行燃燒處理時，例如可采用