镓的回收方法技术

本发明专利技术提供一种能够抑制从处理对象物混入钴的同时回收镓的方法。将至少包含铁族元素和镓的处理对象物在温度低于120℃且浓度调整到1mol/L以上、13.8mol/L以下的碱金属氢氧化物的水溶液中进行浸渍处理。优选水溶液的温度为70℃以上，浸渍时间为10分钟以上更好。或者，优选浸渍时间为48小时以上，水溶液的温度为50℃以上更好。处理对象物是稀土元素‑铁‑硼系永磁体的磁铁淤渣或者从磁铁淤渣去除稀土元素得到的以氧化铁为主成分的残渣。

Recovery of gallium

【技术实现步骤摘要】
镓的回收方法
本专利技术涉及从至少含有铁、钴和镓的处理对象物中回收镓的方法。
技术介绍
R-T-B系永磁体(R是稀土元素中的至少一种，一定含有Nd，T是过渡金属元素中的至少一种，一定含有Fe，B是硼)具有优异的磁特性，因而被用于汽车、工业机械、电子设备等各种领域。预期其使用量随电动汽车和电子设备的普及而增加。另一方面，随着磁铁的产量的增加，磁铁的制造工序中产生的切削屑和研削屑等加工屑(以下，称为“磁铁淤渣(sludge)”)的量也在增加。由于磁铁淤渣中含有贵重金属元素，所以回收、再利用是重要的技术课题。尤其是，稀土元素价格昂贵，所以正在积极地进行回收再利用。有时R-T-B系永磁体中使用镓(Ga)作为添加材料。镓主要是作为铝精炼的副产品制造的，但是其产量少，不大可能长期稳定地供应。因此，从磁铁淤渣等废弃物中回收、再利用镓，从原料供应的角度来看，是重要的问题。作为从含有镓的化合物中分离、回收镓的方法，专利文献1记载的电解精炼法和专利文献2中记载的混合碱金属氢氧化物进行溶解的方法已为公众所知。在专利文献1记载的电解精炼法中，使用含有电解质的水溶液，将含有镓的原料作为阳极进行电解。从阳极溶解析出的镓电解结晶到阴极上，由于电解液的温度在镓的熔点以上，电解结晶后的镓熔化、滴落，能够作为液体回收。但是，由于如磁铁淤渣等已经氧化的粉末电导率低，所以通过该方法进行处理非常困难。专利文献2记载的方法是将含有镓的原料作为主成分，与碱金属氢氧化物混合并加热，转变成氢氧化物后，溶解到水中进行回收的方法。但是，如磁铁淤渣等镓含量少的情况，难以将镓高效地转变成氢氧化物。另外，磁铁淤渣中含有钴(Co)等能够溶解到强碱性水溶液中的成分。从处理对象物溶解析出镓后，通过电解等还原成金属镓。此时，如果溶液中存在钴等比镓贵重的金属，则比镓优先被还原，有可能生成钴-镓合金等。镓-钴合金在钴浓度达到22wt％之前稳定地处于Ga和Ga3Co的两相共存状态，由于在大约30℃下Ga相液化，所以容易在低温下回收镓。另一方面，当钴浓度超过22wt％时，由于Ga相不能稳定地存在，所以生成物的融点上升，所以在低温下回收镓变困难。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开公报特开平6-192877号专利文献2：日本专利公报第5002790号
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供能够抑制从处理对象物混入钴、同时能够回收镓的方法。鉴于上述问题，本专利技术的镓的回收方法在例示的实施方式1中，是将至少含有铁、钴和镓的处理对象物在温度低于120℃且浓度调整到1mol/L以上、13.8mol/L以下的碱金属氢氧化物的水溶液中进行浸渍处理。实施方式2是在实施方式1所述的镓的回收方法的基础上，水溶液的温度是70℃以上。实施方式3是在实施方式2所述的镓的回收方法的基础上，水溶液的浸渍时间为10分钟以上。实施方式4是在实施方式1所述的镓的回收方法的基础上，水溶液的浸渍时间为48小时以上。实施方式5是在实施方式4所述的镓的回收方法的基础上，水溶液的温度是50℃以上。实施方式6是在实施方式1～5所述的镓回收方法的基础上，处理对象物是R-T-B系永磁体的磁铁淤渣或者从磁铁淤渣去除稀土元素得到的以氧化铁为主成分的残渣。实施方式7是在实施方式1～6所述的镓的回收方法的基础上，处理对象物的粒径d50为10μm以下。实施方式8是在实施方式1～7所述的镓的回收方法的基础上，碱金属氢氧化物的水溶液的浓度为1mol/L以上、5mol/L以下。按照本专利技术的方法，能够抑制从至少含有铁、钴和镓的处理对象物溶解析出钴并且能够回收镓。附图说明图1是表示氢氧化钠浓度和滤液中的Co、Ga浓度关系的曲线图。图2是表示各氢氧化钠浓度下，温度和滤液中的Ga浓度关系的曲线图。图3是表示在各氢氧化钠浓度下，温度和滤液中的Co浓度关系的曲线图。图4是表示各浸渍时间下，温度和滤液中的Ga浓度关系的曲线图。图5是表示各浸渍时间下，温度和滤液中的Co浓度关系的曲线图。具体实施方式以下，对本专利技术的详情进行说明。首先，成为本专利技术的方法的适用对象的至少含有铁、钴和镓的处理对象物也可以含有其他元素，如稀土元素和硼元素等。具体地说，例举R-T-B系永磁体。尤其是，能够适用于制造工序中产生的磁铁淤渣。此时，磁铁淤渣既可以是完全氧化的状态也可以是未氧化的状态。磁铁淤渣所含有的镓、钴、铁的浓度为例如0.02～0.6wt％、0.76～1.46wt％、34.6～54.8wt％。另外，也可以是从磁铁淤渣中回收(去除)稀土元素后的残渣。作为稀土元素的回收方法(去除方法)，例如可以利用转炉将磁铁淤渣完全氧化后，分散到水中，通过滴加酸将pH值调整到3以上进行回收(去除)。除此之外，也能够通过将完全氧化后的磁铁淤渣浸渍到含有3倍以上于该磁铁淤渣所含有的稀土元素的摩尔数的氢离子的酸中，在60℃以上加热处理8小时以上进行回收(去除)。通过这些操作得到的残渣的主成分是氧化铁。残渣中的镓、钴浓度为例如0.03～0.32wt％、1.09～2.09wt％。为了对处理对象物充分发挥本专利技术的效果，优选处理对象物为粉末状，具有10μm以下的粒径d50。当处理对象物的粒径d50超过10μm时，粒子内部的镓有可能未充分溶解析出。此外，d50(中值直径)能够通过气流分散式激光回折法测量。本专利技术中使用的碱金属氢氧化物能够使用氢氧化钠或者氢氧化钾。将这些碱金属氢氧化物中的1种或者2种溶解到水中使用(以后，将该水溶液称为“处理液”)。此时，优选碱金属氢氧化物的浓度为1mol/L以上，13.8mol/L以下。当碱金属氢氧化物的浓度超过13.8mol/L时，由于超过室温下的溶解度，所以即使添加也徒劳。当碱金属氢氧化物的浓度低于1mol/L时，会降低镓溶解析出的效果。另外，考虑到碱金属氢氧化物的浓度比5mol/L大时，难以增加回收镓的能力(接近饱和状态)，所以更优选碱金属氢氧化物的浓度在5mol/L以下。优选处理液的温度小于120℃。当处理液的温度达到120℃以上时，钴的溶解析出量大，难以在低温下还原后续电解产生的镓金属。在处理液中的浸渍时间的下限值随处理温度而不同。处理液的温度为70℃以上、小于120℃时优选10分钟以上。处理液的温度为50℃以上时优选48小时以上。当浸渍时间与这些下限值相比短时，钴的溶解析出量增大，钴浓度相对于镓浓度和钴浓度之和的比不能变为22wt％以下。另外，如果考虑生产效率，优选浸渍时间的上限值为96小时以下。如上所述，将处理对象物浸渍到调整了碱金属氢氧化物的浓度和温度的处理液中进行处理。此时，为了促进处理液和处理对象物的反应，优选根据需要进行搅拌。搅拌方法能够使用利用搅拌叶片的搅拌、通过通气发泡搅拌的搅拌法。尤其是，由于空气中的氧气起到作为氧化剂的作用，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镓的回收方法，其特征在于，/n将至少含有铁、钴和镓的处理对象物在温度低于120℃且浓度调整到1mol/L以上、13.8mol/L以下的碱金属氢氧化物的水溶液中进行浸渍处理。/n

【技术特征摘要】
20180921 JP 2018-177756;20190214 JP 2019-0243851.一种镓的回收方法，其特征在于，
将至少含有铁、钴和镓的处理对象物在温度低于120℃且浓度调整到1mol/L以上、13.8mol/L以下的碱金属氢氧化物的水溶液中进行浸渍处理。


2.根据权利要求1所述的镓的回收方法，其特征在于，所述水溶液的所述温度为70℃以上。


3.根据权利要求2所述的镓的回收方法，其特征在于，所述水溶液的浸渍时间为10分钟以上。


4.根据权利要求1所述的镓的回收方...

【专利技术属性】
技术研发人员：星裕之，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP