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希土類金属の回収方法および回収装置 コモンズ

国内特許コード P120008433
整理番号 NU-0480
掲載日 2012年12月26日
出願番号 特願2012-198945
公開番号 特開2014-051731
登録番号 特許第6057250号
出願日 平成24年9月10日(2012.9.10)
公開日 平成26年3月20日(2014.3.20)
登録日 平成28年12月16日(2016.12.16)
発明者
  • 市野 良一
  • 黒田 健介
  • 神本 祐樹
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 希土類金属の回収方法および回収装置 コモンズ
発明の概要 【課題】廃棄物から希土類元素をより効率よく、及び/又は、より再利用(リサイクル)し易い形態で回収する手法を提供する。
【解決手段】回収方法は、二種以上の希土類元素と鉄とを含む廃棄物16から希土類金属17A、17Bを回収する方法であって、溶融塩12と、液状の溶融金属14とを上下二層にして収容し溶融塩12中に廃棄物16を配置した電解槽10を用意する工程と、廃棄物16を陽極とし、溶融金属14を陰極とし、陽極16と陰極14との間に電圧を印加して、廃棄物16から希土類元素を選択的に溶出させる陽極溶出工程と、溶出した二種以上の希土類元素イオンを電解還元により陰極14にそれぞれ希土類金属17A、17Bとして析出させ、かつ、その析出した二種以上の希土類金属17A、17Bをそれらの比重差により相対的に重い重希土類金属17Aと相対的に軽い軽希土類金属17Bとに分離する陰極析出工程とを包含する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



ネオジム(Nd)、ジスプロジウム(Dy)、プラセオジム(Pr)等の希土類元素は、様々な工業製品に使用されている。例えば、Ndを用いて鉄を主成分にするネオジム磁石は、優れた磁気特性を示し、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータ、ハードディスクドライブ、エアコンのコンプレッサー等に広く用いられている。これら希土類磁石に使用されている希土類合金は、多くの場合、1種類の希土類元素ではなく、数種の希土類元素を含有している。例えば、ハイブリッド自動車やエアコンなどの用途では、耐熱性を高める目的でNdの一部をDyで置換したネオジム磁石が用いられている。





希土類元素の産出は特定の国に偏在しているため、その供給事情は必ずしも安定したものとは云えない。そこで、希土類元素を安定供給する方法として、使用済みの廃磁石から希土類元素を回収して再利用することが検討されている。廃磁石から希土類元素を回収する典型的な方法としては、例えば、(1)酸により廃棄物を溶解させた後に希土類元素のみを塩として選択的に回収する方法(例えば、非特許文献1参照)、(2)溶融塩を用いて製品クズから直接、希土類金属として回収する方法、(3)溶融塩電解により廃棄物から希土類元素を浸出させ、陰極で合金化して回収する方法(例えば、特許文献1参照)などが知られている。

産業上の利用分野



本発明は、廃棄物から希土類金属を回収する技術に関する。特に二種以上の希土類元素と鉄とを含む廃棄物から希土類金属を分離回収する技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
二種以上の希土類元素と鉄とを含む廃棄物から希土類金属を回収する方法であって、
溶融塩と、液状の溶融金属とを上下二層にして収容し前記溶融塩中に前記廃棄物を配置した電解槽を用意する工程と、
前記廃棄物を陽極とし、前記溶融金属を陰極とし、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加して、前記廃棄物から前記希土類元素を選択的に溶出させる陽極溶出工程と、
前記溶出した二種以上の希土類元素イオンを電解還元により前記陰極にそれぞれ希土類金属として析出させ、かつ、その析出した二種以上の希土類金属をそれらの比重差により相対的に重い重希土類金属と相対的に軽い軽希土類金属とに分離する陰極析出工程と
前記陰極析出工程で相互に分離した前記重希土類金属と前記軽希土類金属とを別々に回収する回収工程と
を包含する、希土類金属の回収方法。

【請求項2】
前記廃棄物は、前記希土類元素として、前記溶融金属よりも比重が大きい重希土類元素と前記溶融金属よりも比重が小さい軽希土類元素とを含んでおり、
前記陰極析出工程において、前記析出した二種以上の希土類金属を前記溶融金属との比重差により前記溶融金属よりも重い重希土類金属と前記溶融金属よりも軽い軽希土類金属とに前記溶融金属を挟んで分離する、請求項1に記載の回収方法。

【請求項3】
前記廃棄物は、前記希土類元素として、少なくともネオジムおよびジスプロシウムを含んでいる、請求項1または2に記載の回収方法。

【請求項4】
前記陰極析出工程において、前記ジスプロシウムを金属単体として分離する、請求項3に記載の回収方法。

【請求項5】
前記溶融金属は、ジスプロシウムよりも比重が小さくかつネオジムよりも比重が大きい金属を主体として構成されている、請求項2~4の何れか一つに記載の回収方法。

【請求項6】
前記溶融金属は、スズおよび/または亜鉛を主体として構成されている、請求項5に記載の回収方法。

【請求項7】
前記陽極溶出工程における陽極の電位(Ag/0.1(mol/L)Ag:参照電極基準)が、-1.5V~-0.75Vである、請求項1~6の何れか一つに記載の回収方法。

【請求項8】
前記溶融金属は、スズ、亜鉛、鉛、マグネシウムおよびビスマスの中から選択された少なくとも1種を主体として構成されている、請求項1または2に記載の回収方法。

【請求項9】
前記溶融塩は、アルカリ金属の塩化物を主体として構成されている、請求項1~8の何れか一つに記載の回収方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012198945thum.jpg
出願権利状態 登録
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