[发明专利]稀土类元素与铁的分离方法及含稀土类元素熔渣

说明书

本发明的稀土类元素与铁的分离方法，其通过将稀土类含铁物与碱性硅酸盐助熔剂一同在金属硅熔融体中或铁硅合金熔融体中进行熔融，形成吸收有稀土类元素的碱性硅酸盐熔渣，并从铁硅合金中分离该含稀土类熔渣，该方法的特征在于，通过在氧化气氛下进行加热熔融来抑制上述助熔剂中包含的碱性成分的挥发，形成SiO₂/Na₂O摩尔比＝2.1以下的含稀土类熔渣。

技术领域

本申请发明涉及一种从如稀土类磁铁那样包含稀土类元素与铁的材料中有效地分离并回收稀土类元素与铁的方法及含稀土类元素熔渣。

本申请主张基于2016年1月12日于日本申请的专利申请2016-003936号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

稀土类元素广泛用作混合动力电动汽车、洗衣机或空调或冰箱等家电、硬盘、扬声器等的马达的永久磁铁材料。随着节能技术开发和CO₂排出削减的要求，稀土类磁铁的生产量正在增加。另一方面，由于稀土类元素的产地较集中，存在难以稳定地供给稀土类资源的风险。因此，要求从含稀土类元素废料中回收稀土类元素来再资源化。

通常，含有稀土类元素的废料中，与稀土类元素一同含有大量的铁，因此为了回收稀土类元素，需要有效地分离共存的铁。以往，作为回收稀土类元素的方法，已知有以下方法。

专利文献1中，公开有如下方法：将含有稀土类元素及包含Fe的过渡金属的混合物原料在石墨坩埚内，在惰性气氛下，加热至1350℃～1700℃来进行熔融，分离为以稀土类元素为主成分的氧化物相(Nd-Dy-Pr氧化物等)与包含过渡金属的金属相(Fe-Co合金等)，并回收这些。

专利文献2中，公开有如下回收方法：对包含稀土类元素及铁族元素的处理对象物进行氧化处理之后或不进行氧化处理，在碳存在的条件下加热至1150℃以上(例如，1450℃)，从而分离为稀土类元素氧化物相(Nd-Dy-Pr氧化物等)与铁合金相(Fe-C合金等)。

专利文献3中，公开有如下方法：对包含稀土类元素及铁族元素的处理对象物进行氧化处理之后，与作为碳供给源的石油焦炭进行混合，在惰性气体气氛中或真空中进行热处理，从而将稀土类元素作为氧化物从铁族元素分离。

上述专利文献1～3中公开的方法中，为了将铁作为纯铁或铁合金进行分离，需要将炉内保持为还原气氛，添加碳黑、石油焦炭等碳源。因此，很难控制炉内环境，设备费用增加。并且，因利用碳源而产生CO、CO₂气体，因此还存在环境上的问题。

并且，已知有利用硼来分离稀土类元素的以下方法。

专利文献4中，公开有如下稀土类金属的回收方法：将氧化硼与稀土类铁合金在坩埚内熔解之后使其凝固，由此使稀土类合金与所述氧化硼反应，从氧化硼中仅提取稀土类金属。

专利文献5中，公开有如下回收方法：对包含稀土类元素及铁的处理对象物进行氧化，进一步在氮化硼存在的条件下加热来分离为稀土类元素氧化物相(Nd-Dy-Pr氧化物等)与铁系熔融相(Fe-M相、M为B、Cu、Ni)。

专利文献6中，公开有如下方法：在氧化硼的共存下加热熔融含稀土类元素物质，形成氧化硼相与富稀土类元素相，分离并回收富稀土类元素相。

专利文献7中，公开有如下方法：对包含硼的稀土类元素氧化物与碱金属的碳酸盐或氧化物一同进行热处理，使硼吸收于碳酸类助熔剂等。

专利文献8中，公开有如下方法：对包含稀土类元素、铁族元素及硼的处理对象物进行氧化处理之后，在碳存在的条件下，以1550℃～1800℃进行热处理，由此提高稀土类元素含量而降低铁与硼量。