High temperature solvent extraction of rare elements from waste neodymium magnets

废钕磁铁中高温溶剂萃取稀有元素

• 批准号: 21K04736
• 负责人: 奥村 圭二
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04736/
• 关键词: ネオジム磁石; 高温溶媒抽出法; ビスマス; リサイクル; 高温溶媒抽出

電気自動車の普及により需要が増大すると予想されるNdやDyのような希少金属の安定供給を 目指して、ネオジム磁石からの新たな回収技術を開発する。従来、リサイクル法として湿式処理で行われているが、強酸などを用いた多段のプロセスであるため、廃液の量が多くなり、そのため国内では廃液の処理に対する環境コストが大きくなってしまう問題を抱えている。一方、廃液を出さない乾式処理によるリサイクルが着目されている。乾式処理の中で、溶融金属を用いた分離回収法に着目し、溶融金属と希土類金属による親和性から化合物を形成することでネオジム磁石中から希土類金属を抽出、回収するものである。本研究では第二相溶媒金属としてBiを用いた方法を提案し、従来検討されているMg、Ag、Cuなどよりも低価格で安全性が高く、エネルギーコストを抑えることができる。令和４年度は、処理温度の低温度化を目指して新たにAlを添加して実験を行った。アルミナるつぼに試料を装入し、電気炉内で、アルゴン雰囲気中で600℃～900℃の間の所定の温度および時間で保持して反応させた。実験後の試料を切り出し、樹脂に埋め込んで卓上研磨装置で研磨してSEM観察に供した。Alを添加することによりFe-Al合金として試料の融点を下げることが可能となった。試料は、SEM観察及び SEM-EDX観察によりBi、Nd、Fe、Al及びOの組成マッピングを行うことで、NdがBi中に回収されたかを確認した。その結果、NdはBi中に90%以上回収できていることが分かった。またX線構造解析を行うことで、実験後の試料がどのような状態(化合物または固溶体)で存在しているか確認した。

Electric 気 automotive の popularization に よ り need が raised big す る と to think さ れ る Nd や Dy の よ う な rare metal の stable supply を refers し て, ネ オ ジ ム magnet か ら の new た な back を 収 technology have 発 す る. 従, リ サ イ ク ル method と し て wet 処 Richard で line わ れ て い る が, acid な ど を with い た multistage の プ ロ セ ス で あ る た め, liquid 廃 の が much く な り, そ の た め domestic で は 廃 liquid の 処 Richard に す seaborne る environment コ ス ト が big き く な っ て し ま う problem を embrace え て い る. One side, the 廃 liquid を is discharged from the さな る dry treatment によるリサ によるリサ が が が が the されて る る. Dry 処 principle で の, melt metal を い た separation returned item し に 収 method, melt metal と greek-turkish metals に よ る affinity か ら compound を form す る こ と で ネ オ ジ ム magnet in か ら greek-turkish metals を extraction, hui 収 す る も の で あ る. This study で は second phase solvent metal と し て Bi を with い た method proposed を し, 従 to beg さ 検 れ て い る Mg, Ag, Cu な ど よ り も low で 価 grid security が high く, エ ネ ル ギ ー コ ス ト を え suppression る こ と が で き る. In the fourth year of the Reiwa era, を, the goal of reducing the processing temperature to a lower level を, the aim is to create a new たにAlを and add a を て laboratory を to った. ア ル ミ ナ る つ ぼ に sample を loading し, electric で 気 furnace, ア ル ゴ ン 雰 囲 気 で in 600 ℃ ~ 900 ℃ between の の の prescribed temperature お よ び time で keep し て anti 応 さ せ た. After the test, the sample is を cut to remove the <s:1>, the resin is に buried in め込んで, and the grinding device is で ground. The <s:1> SEM観 is observed and に is used for grinding た. Al を add す る こ と に よ り Fe - Al alloy と し て sample の melting point under を げ る こ と が may と な っ た. Sample は, SEM 観 examine and び SEM, EDX 観 examine に よ り Bi, Nd, Fe, Al and び O の マ ッ ピ ン グ を line う こ と で, Nd が に back in Bi 収 さ れ た か を confirm し た. The そ <s:1> result, over 90% of に in the Nd <s:1> Bi is returned で て て る る とが とが points of とが った. Line ま た X-ray structural analysis を う こ と で, be after 験 の sample が ど の よ う な state (compound ま た は solid solution) exist で し て い る か confirm し た.

项目成果

ビスマスとアルミニウムを用いたネオジム磁石からのネオジムの回収

使用铋和铝从钕磁铁中回收钕

• 发表时间: 2021
• 作者: 丹羽秀斗;奥村圭二
• 通讯作者: 奥村圭二