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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

基本信息

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

项目摘要

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。

The popularity of electric vehicles has led to an increase in demand and a stable supply of metals. It refers to the new recycling technology of して and ネオジムmagnets.哓来, リサイクル法として wet treatment で行われているが, strong acid などをいたmulti-stage のプロセスであるため, liquidのquantity が多くなり、そのためdomestic では廃 Liquid のtreatment に対するEnvironment コストが大きくなってしまう problem をhold えている. One side, the liquid is removed and the dry treatment is done. Dry processing method, separation and recovery method for molten metals, and affinity between molten metals and rare earth metals The chemical compounds are formed and rare earth metals are extracted and recovered from the magnets. In this study, the second phase solvent metal is used as the second phase solvent metal, and the proposed method is used. Ag, Cuなどよりもlow price, high safety, and high safety. In the 4th year of the Reiwa period, the lowering of the processing temperature was introduced. The sample of アルミナるつぼに is loaded into the furnace, and the アルゴン atmosphere is in the furnace 6 The set temperature and time between 00°C and 900°C are maintained and reacted accordingly. After the test, the sample was cut and taken out, and the resin was buried and polished by the grinding device, and the sample was inspected by SEM. The melting point of Fe-Al alloy can be adjusted according to the melting point of the sample. Sample analysis, SEM observation and inspection SEM-EDX observed the composition of Bi, Nd, Fe, Al and NiO, and confirmed the recovery of Nd and Bi. As a result, more than 90% of the NdはBi were recovered and the results were collected. The existence of X-ray structural analysis of the sample and the state of the sample (compound solid solution) were confirmed.