稀土元素的回收方法技术

本发明专利技术提供一种能防止杂质混入、廉价地回收大量稀土的回收稀土元素的方法，它具有：往硫酸中加入在稀土磁铁的制造工序中产生的稀土磁铁屑，使稀土磁铁屑中的稀土溶解在硫酸中的第１工序；往溶解有稀土元素的硫酸中加入还原剂，使硫酸的氧化还原电位下降，且通过调整用的硫酸使ｐＨ保持在５以下的第２工序；从第２工序得到的硫酸中除去不溶成分，得到含有稀土元素的溶液的第３工序；晶析第３工序中得到的溶液，使稀土硫酸盐析出的第４工序；回收析出的稀土硫酸盐的结晶的第５工序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从稀土磁铁屑中回收稀土元素的方法。
技术介绍
在以往的稀土磁铁的制造工序中，因切割及磨削而产生大量的含有稀土元素(稀土类元素)的渣料及有形屑。还有，使用稀土磁铁(稀土类磁铁)的制品(例如硬盘的电动机等)作为废品被废弃。在这些稀土磁铁屑中，含有30质量％左右的稀土元素，因此要开发。例如，在专利文献1中公开了一种含有稀土金属的合金碎屑的回收方法边将含有稀土元素的合金碎屑投入到熔炼炉的加热部边使其溶解，从下部将凝固的合金缓缓拉下，回收合金。还有，在专利文献2中公开了这样一种方法使稀土磁铁中的稀土元素溶解在硝酸稀溶液中，往该溶液中添加含氟化合物或草酸等，使稀土元素以盐的形式沉淀，与溶液中的铁分离。又，在专利文献3中公开了这样一种方法代替硝酸稀溶液，用盐酸使稀土元素溶解。又，在专利文献4中公开了一种稀土金属离子的分离回收方法将含有两种以上稀土元素的水溶液与含有萃取试剂的非水系有机溶剂混合，待稀土元素溶解到有机溶剂里后，反萃取得到有机溶剂中的稀土元素。专利文献1特开平11-241127号公报专利文献2特开平9-217132号公报专利文献3特开平5-287405号公报专利文献4特开平11-100622号公报然而，在专利文献1的专利技术中，因为在进行稀土磁铁的切削及磨削时，从所使用的磨床上回收碳及硅，为防止稀土磁铁的氧化而施加的涂料也作为残渣同时被回收，所以存在回收的稀土元素纯度降低、再使用该稀土元素的稀土磁铁的性能降低的问题。又，在专利文献2及3的专利技术中，因为使用硝酸或盐酸溶解稀土元素，所以存在必须对反应容器的腐蚀采取对策的问题，又，还存在硝酸或盐酸的每单位液量所溶解的稀土元素的量少而不实用的问题。又，专利文献4的专利技术中，存在必须进行溶剂萃取及反萃取这样复杂的操作及需要进行有机溶剂的处理的问题。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述的问题而做成的，目的在于提供一种，它能防止混入杂质、低价地回收大量的稀土元素。按照上述目的的第1专利技术的，具有往硫酸中加入在稀土磁铁的制造工序中产生的稀土磁铁屑，使该稀土磁铁屑中的稀土元素溶解在该硫酸中的第1工序；往溶解有上述稀土元素的硫酸中加入还原剂，使该硫酸的氧化还原电位下降，且通过调整用的硫酸使pH保持在5以下的第2工序；从在所述第2工序得到的所述硫酸中除去不溶成分，得到含有所述稀土元素的溶解液的第3工序；让在所述第3工序中得到的溶解液晶析(结晶析出)，使稀土硫酸盐析出的第4工序；回收所述析出的稀土硫酸盐的结晶的第5工序。在这里，稀土磁铁(RE-Fe)例如有钕(Nd)-铁-硼(B)系、或钐(Sm)-钴(Co)系，包含钕、钐、镝(Dy)、铽(Tb)、镨(Pr)及铈(Ce)等的任何1种或2种以上的稀土元素(稀土类元素)(在以下的专利技术中也是同样的)。往硫酸中加入稀土磁铁，则发生(1)式的反应，稀土金属及铁进行溶解。…(1)接着，通过将溶有稀土元素的硫酸的氧化还原电位下降到例如+200mV以下，最好下降到-100mV以下-400mV以上的范围内，且将pH保持在5以下，较理想的是保持在4以下，更理想的是保持在3以下，不使溶解在硫酸中的铁析出而使稀土磁铁内的杂质(例如，在稀土磁铁的切削或磨削时，从切削装置或磨削装置混入的碳及硅的任何一方或双方)以不溶成分析出，通过过滤等从溶解有稀土元素、铁及镍(电镀的场合，以下相同)的硫酸中分离出来。然后，将溶解液的pH保持在5以下进行晶析，如(2)式所示，稀土元素以稀土硫酸盐(RE2(SO4)3)的形式析出，通过过滤等回收稀土硫酸盐，使溶解在溶解液里的铁及镍与稀土元素分离。…(2)另外，不往硫酸里加入还原剂的场合，例如，硫酸的氧化还原电位很高，是+400mV～+500mV，在+500mV、硫酸的pH在3.5附近时，硫酸中的铁以氢氧化铁(Fe(OH)3)的形式析出。而往硫酸中加入还原剂、使氧化还原电位下降到例如+200mV的场合，即使硫酸的pH在5左右也不会析出铁，所以在回收的稀土中很难混入铁。按照上述目的的第2专利技术的，具有往硫酸中加入在稀土磁铁的制造工序及废品的任何一方或双方产生的稀土磁铁屑，使该稀土磁铁屑中的稀土溶解在该硫酸中的第1工序；除去不溶于上述硫酸的成分，得到含有上述稀土元素的溶解液的第2工序；往上述溶解液中添加氨水溶液的第3工序；使由于上述氨水溶液的添加而生成的稀土硫酸铵盐结晶析出的第4工序；回收在上述第4工序中生成的上述稀土硫酸铵盐的结晶的第5工序。往硫酸中加入稀土磁铁时，则发生(3)式的反应，稀土及铁进行溶解。…(3)又，由于稀土磁铁内含有的杂质(例如，在稀土磁铁的切削或磨削时，从切削装置或磨削装置混入的碳及硅的任何一方或双方，还有，为防止稀土磁铁的氧化而施加在稀土磁铁上的涂料等)会以不溶成分析出，故通过过滤等从溶解有稀土元素的硫酸(溶解液)中分离出来。接着，如(4)式所示，往溶解液中加入氨水溶液进行晶析，使稀土元素以稀土硫酸铵盐(NH4RE(SO4)2，硫酸稀土铵)的形式析出，利用过滤等分离出稀土硫酸铵盐，从而能与溶解在溶解液中的铁及镍进行分离。…(4)第1及第2专利技术的，因为往硫酸中加入稀土磁铁屑使稀土元素溶解，所以能容易地除去杂质。另外，因为溶解稀土元素是使用硫酸，就不需要对用不锈钢等制成的反应容器采取防腐蚀对策了。还有，在对应于稀土磁铁屑的量、使用规定量的硫酸的场合，能提高稀土元素的回收率及纯度。另外，在使用按制造商分开的稀土磁铁屑的场合，回收的稀土元素中不会混入其它组成的稀土元素，能够防止由该稀土再生的稀土磁铁的性能降低。尤其，在第1专利技术中，因为使硫酸的氧化还原电位降低，所以即使在比较高的pH时也能不析出铁和镍，而析出稀土硫酸盐。又，在第2工序中，硫酸的氧化还原电位在+200mV以下-400mV以上的场合，能使铁和镍不析出，而回收稀土硫酸盐。在第4工序中，保持pH在5以下的场合，更能抑制铁的析出。从在第5工序中回收了稀土硫酸盐结晶的剩余溶解液中除去铁及镍、将该溶解液在下次稀土磁铁屑回收时的第1工序中使用的场合，能减少使稀土磁铁屑溶解所需的硫酸的使用量，且能回收残留在第5工序中回收稀土硫酸盐结晶后的剩余溶解液中的稀土元素。还有，在第2专利技术中，由于往溶解液中添加氨水溶液进行晶析、使稀土硫酸铵盐析出，所以能除去稀土磁铁中的铁及镍。又，在第1工序中保持pH在1以下的场合，能使更多的稀土元素溶解在硫酸中，又，在第3工序中保持pH在2以下的场合，由于可以使稀土磁铁屑中的铁难以形成沉淀物(结晶)，防止铁及铁化合物析出，所以能提高回收的稀土元素的纯度。附图说明图1是本专利技术的第1实施形态的的流程图。图2是铁的电位-pH图。图3是本专利技术的第2实施形态的的流程图。具体实施例方式下面，结合附图说明本专利技术的具体实施形态，以帮助理解本专利技术。结合图1及图2，对本专利技术的第1实施形态的进行说明。作为回收稀土元素用的稀土磁铁屑，例如，使用同一制造厂的、在有同样组成的钕-铁-硼系的稀土磁铁的制造工序中因切割及磨削等而产生的渣料。由此，在由回收的稀土再生的稀土磁铁中不会混入其他组成的稀土元素，能够防止稀土磁铁的性能低下。又，预先通过ICP(电感耦合等离子体)装置、原子吸收分光装置等分析了稀土磁铁屑中的稀土元素，结果是，在稀土磁铁屑中，含有30质量％左右的稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土元素的回收方法，其特征在于，具有：往硫酸中加入在稀土磁铁的制造工序中产生的稀土磁铁屑，使所述稀土磁铁屑中的稀土元素溶解在所述硫酸中的第１工序；往溶解有所述稀土元素的硫酸中加入还原剂，使所述硫酸的氧化还原电位下降，且通 过调整用的硫酸使ｐＨ保持在５以下的第２工序；从在所述第２工程得到的所述硫酸中除去不溶成分，得到含有所述稀土元素的溶解液的第３工序；让在所述第３工序中得到的溶解液晶析、使稀土硫酸盐析出的第４工序；回收所述析出的稀土硫酸 盐结晶的第５工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：城后浩之，江头正浩，德田智，
申请(专利权)人：日本磁力选矿株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]