(57)【要約】【課題】スクラップから採取した希土類磁石等から希土類元素を簡便にかつ効率的に回収できると共に、残部である鉄も廃棄せずに有効に回収できる再生可能資源回収方法を提供する。【解決手段】本発明の再生可能資源回収方法は、希土類元素（ＲＥ）およびＦｅを含む廃棄物と、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の一種以上であるアルカリ系元素（ＡＥ）、ＢおよびＯを含む反応剤との混合物を加熱し酸化還元反応させる反応工程と、この反応工程後の混合物を冷却して得られた凝集物から、希土類酸化物を主に含む第一生成物と、ＦｅとＢを主に含む第二生成物とに分離する分離工程とを備えることを特徴とする。本発明により、廃棄物から再生可能な資源である希土類元素および鉄を効率的に分離・回収することが可能となる。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素（以下「ＲＥ」という。）および鉄（Ｆｅ）を含む廃棄物と、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の一種以上であるアルカリ系元素（以下「ＡＥ」という。）、ホウ素（Ｂ）および酸素（Ｏ）を含む反応剤との混合物を加熱し酸化還元反応させる反応工程と、
該反応工程後の混合物を冷却して得られた凝集物から、希土類酸化物を主に含む第一生成物と、Ｆｅとホウ素（Ｂ）を主に含む第二生成物とに分離する分離工程とを備え、
前記廃棄物から再生可能な資源を回収し得ることを特徴とする再生可能資源回収方法。
【請求項２】
ＲＥとＦｅを含む廃棄物とホウ酸化合物を含む反応剤との混合物を加熱し酸化還元反応させる反応工程と、
該反応工程後の混合物を冷却して得られた凝集物から、希土類酸化物を主に含む第一生成物と、Ｆｅとホウ素（Ｂ）を主に含む第二生成物とに分離する分離工程とを備え、
前記廃棄物から再生可能な資源を回収し得ることを特徴とする再生可能資源回収方法。
【請求項３】
前記ホウ酸化合物は、ＡＥを含むホウ酸塩である請求項２に記載の再生可能資源回収方法。
【請求項４】
前記分離工程は、磁着の有無により前記第一生成物と前記第二生成物とを分別する磁選工程である請求項１〜３のいずれかに記載の再生可能資源回収方法。
【請求項５】
前記廃棄物は、ネオジム（Ｎｄ）とＦｅとＢからなる希土類磁石合金を含む請求項１〜４のいずれかに記載の再生可能資源回収方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の再生可能資源回収方法により得られた希土類酸化物であることを特徴とする再生希土類酸化物。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の再生可能資源回収方法により得られたフェロボロンであることを特徴とする再生フェロボロン。
【請求項８】
ＲＥとＦｅを含む廃棄物と反応剤との混合物を加熱し酸化還元反応させて得られた再生可能資源であって、
希土類酸化物、Ｂを含む鉄合金、Ｂの酸化物およびＡＥの酸化物を含むことを特徴とする再生可能資源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄された製品に含まれる希土類磁石合金等から、希土類元素（ＲＥ）と鉄（Ｆｅ）を分離して再生可能とすることができる再生可能資源回収方法と、それにより得られた再生希土類酸化物および再生フェロボロンと、その分離前である再生可能資源に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネオジウム鉄ボロン磁石やサマリウム鉄窒素磁石などの強力な希土類磁石が種々の分野で用いられており、その使用量は年々増加している。もっとも、その原料となる希土類元素は希少であり、入手ルートが限定的で高価である。そこで廃棄品（スクラップ）から取り出した希土類磁石等から、希土類元素等を回収して再利用（リサイクル）することが盛んに研究されている。
【０００３】
希土類金属の回収方法としては、スクラップから取り出した希土類磁石等の粉砕物を培焼し、生成された希土類酸化物を溶媒や酸で溶解させて抽出させる湿式プロセスが知られている。これに関連する記載が、例えば、下記の特許文献１にある。
【０００４】
このような湿式プロセスは、工程数が多く、大量の廃棄溶液も発生するため高コストである。さらに湿式プロセスの場合、希土類元素の抽出後に残る鉄酸化物等は残渣として廃棄されるため、資源の回収が不十分である。
【０００５】
そこで希土類元素と選択的に反応する反応剤を用いて希土類元素を回収する乾式プロセスが提案されている。この乾式プロセスによれば、廃棄液等を生じることなく、簡便で安価に希土類元素の回収が可能となる。これに関連する記載が、例えば、下記の特許文献２にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−８３４３３号公報
【特許文献２】特開２００４−６８０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２では、希土類合金とガラススラグを坩堝中で溶解、凝固させて、希土類元素のみをガラススラグ中に抽出することを提案している。特に特許文献２では、ガラススラグとして酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）の使用が好ましい旨を述べている（［００１３］、［００２９］等）。
【０００８】
しかし、酸化ホウ素は表面エネルギーが低く、坩堝材の表面に沿って濡れ広がり易い性質をもつ。このため、希土類元素を取り込んだ酸化ホウ素を坩堝から分離することは極めて困難である。従って、単に酸化ホウ素を用いた乾式プロセスでは、廃棄された希土類磁石等から希土類元素を効率良く回収することはできない。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、廃棄された希土類磁石等から希土類元素のみならず鉄も再生可能資源として効率的に回収し得る再生可能資源回収方法と、それにより得られた再生希土類酸化物および再生フェロボロンと、それらの分離回収前の再生可能資源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、従来とは異なり、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の一種以上であるアルカリ系元素（ＡＥ）、ホウ素および酸素を含む反応剤を用いることにより、廃棄物から希土類元素と鉄を分離して、それらを効率的に回収できることを新たに見出した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。
【００１１】
《再生可能資源回収方法》
（１）本発明の再生可能資源回収方法は、希土類元素（以下「ＲＥ」という。）および鉄（Ｆｅ）を含む廃棄物と、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の一種以上であるアルカリ系元素（以下「ＡＥ」という。）、ホウ素（Ｂ）および酸素（Ｏ）を含む反応剤との混合物を加熱し酸化還元反応させる反応工程と、該反応工程後の混合物を冷却して得られた凝集物から、希土類酸化物を主に含む第一生成物と、Ｆｅとホウ素（Ｂ）を主に含む第二生成物とに分離する分離工程とを備え、前記廃棄物から再生可能な資源を回収し得ることを特徴とする。
【００１２】
（２）本発明の再生可能資源回収方法によれば、反応工程の酸化還元反応により、廃棄物中のＲＥは優先的に酸化されて希土類酸化物（第一生成物）となり、その廃棄物の残部はＦｅまたはＦｅとＢの合金または化合物（第二生成物）となる。これらの生成物を分離することにより、ＲＥおよびＦｅの回収が可能となる。しかもその際、廃棄物である希土類磁石等から貴重なＲＥをほぼ完全に回収することが可能である。
【００１３】
また本発明の場合、反応剤に含まれるＡＥまたはその酸化物が、ＲＥを取り込んだスラグ（第一生成物）と反応容器（坩堝等）の内壁面との濡れ性を低下させる。このため、そのスラグは反応容器内で凝集し易くなり、反応容器からの生成物の取り出し、その後に行う生成物の分離等が容易となる。さらに本発明の場合、ＲＥを含む第一生成物の分離後に残る第二生成物を、フェロボロン等として有効に再生可能であり、従来のように残渣として廃棄する必要もない。従って本発明によれば、再生可能資源の回収をより効率的に低コストで行うことができる。
【００１４】
（３）本発明の再生可能資源回収方法により、ＲＥとＦｅを効率的に分離回収できるメカニズムは必ずしも定かではないが、次のように考えられる。最も多用されている希土類磁石の主要元素であるＮｄ（ＲＥの代表例）、ＦｅおよびＢに関する酸化物の標準生成エネルギーを示したエリンガム図を図１に示した。図１に示したエリンガム図では、下方に位置する酸化物ほど、標準生成エネルギーが小さくて安定である。換言するなら、下方に位置する酸化物ほど優先的に生成される。
【００１５】
図１に示したＮｄ２Ｏ３やＤｙ２Ｏ３等の希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）および酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）についていえば、希土類酸化物が極めて安定であり、逆に酸化鉄は相対的に不安定であり、酸化ホウ素はそれらの中間にある。従って、ＮｄやＤｙなどのＲＥが最も酸化され易く、ＢはＲＥに次いで酸化され易く、これらの元素間ではＦｅが最も酸化され難いことになる。
【００１６】
このような事情の下、希土類磁石のようにＲＥおよびＦｅを含む廃棄物とホウ酸化合物のようにＢおよびＯを含む反応剤（フラックス）とからなる混合物を加熱すると、各元素間で酸化還元反応を生じる。つまり、ＮｄなどのＲＥは、酸化されてＮｄ２Ｏ３などの希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）となって反応剤中に取り込まれる。またホウ酸などの反応剤は還元され、ＢがＦｅまたはその合金中に取り込まれる。しかも、このような酸化還元反応は、廃棄物中に希土類元素が含まれ、反応剤がＢおよびＯを有する限り、その組成を問わずに進行すると考えられる。
【００１７】
もっとも、従来のように単純な酸化ホウ素を反応剤として用いると、次のような不都合を生じる。すなわち、酸化ホウ素は、融点が４８０℃と低く、種々の化合物とガラスを形成する。このため、単なる酸化ホウ素からなる反応剤は、反応容器（坩堝等）の材質とも反応して、ＲＥを取り込んだ生成物（スラグ）を反応容器の内壁面に溶着させ、その取出や分離等を困難にする。また、坩堝等の反応容器の寿命も著しく短くなってしまう。このため、単なる酸化ホウ素からなる反応剤を用いると、希土類磁石等からＲＥを効率的に回収できず、回収コストが増加してしまう。
【００１８】
これに対して本発明のようにアルカリ系元素（ＡＥ）またはその酸化物を含む反応剤を用いると、理由は定かではないが、前述したように、反応容器内で凝集し易くなり、希土類磁石等からＲＥ等を効率的に低コストで回収可能となる。
【００１９】
（４）上述したことを踏まえて、本発明は、ＲＥとＦｅを含む廃棄物とホウ酸化合物を含む反応剤との混合物を加熱し酸化還元反応させる反応工程と、該反応工程後の混合物を冷却して得られた凝集物から、希土類酸化物を主に含む第一生成物と、Ｆｅとホウ素（Ｂ）を主に含む第二生成物とに分離する分離工程とを備え、前記廃棄物から再生可能な資源を回収し得ることを特徴とする再生可能資源回収方法とすることもできる。なお、ここでいうホウ酸化合物は、ＡＥを含むホウ酸塩（ホウ酸カルシウム、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸リチウム等）等の他、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）自体でもよい。
【００２０】
《再生可能資源、再生希土類酸化物または再生フェロボロン》
本発明はさらには、上述した再生可能資源回収方法に限らず、第一生成物と第二生成物を分離する前の再生可能資源としても把握できる。すなわち本発明は、ＲＥとＦｅを含む廃棄物と反応剤との混合物を加熱し酸化還元反応させて得られた再生可能資源であって、希土類酸化物、Ｂを含む鉄合金、Ｂの酸化物およびＡＥの酸化物を含むことを特徴とする再生可能資源でもよい。
【００２１】
さらに本発明は、上述した再生可能資源回収方法により得られた（または上記の再生可能資源を分離した）希土類酸化物（再生希土類酸化物）またはフェロボロン（再生フェロボロン）としても把握できる。
【００２２】
《その他》
特に断らない限り本明細書でいう「ｘ〜ｙ」は下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した種々の数値または数値範囲に含まれる任意の数値を新たな下限値または上限値として「ａ〜ｂ」のような範囲を新設し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】Ｎｄ、ＦｅおよびＢの酸化物に関するエリンガム図である。
【図２Ａ】第一生成物に係るＸ線回折プロファイルである。
【図２Ｂ】第二生成物に係るＸ線回折プロファイルである。
【図３Ａ】ホウ酸カルシウムからなる反応剤を用いて生成された生成物の坩堝内における様子を示す写真である。
【図３Ｂ】ホウ酸マグネシウムからなる反応剤を用いて生成された生成物の坩堝内における様子を示す写真である。
【図３Ｃ】酸化ホウ素からなる反応剤を用いて生成された生成物の坩堝内における様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本明細書で説明する内容は、本発明の再生可能資源回収方法のみならず、それにより得られた結果物（再生希土類酸化物、再生フェロボロン、再生可能資源等）にも適宜該当し得る。分離方法に関する構成要素は、プロダクトバイプロセスクレームとして理解すれば物に関する構成要素ともなり得る。そして上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００２５】
《廃棄物》
廃棄物は、廃棄された製品等物から取り出された希土類磁石等であるが、ＲＥとＦｅを含有するものであれば、その組成、形態、特性等は問わない。代表的な廃棄物は、ネオジム（Ｎｄ）とＦｅとＢからなる希土類磁石合金（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石）、サマリウム（Ｓｍ）とＦｅと窒素（Ｎ）からなる希土類磁石合金（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石）等である。
【００２６】
なお、本発明に係るＲＥは、ランタノイドの一種以上であるが、主にＮｄ、Ｄｙ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｌａ、Ｃｅ等である。また本発明に係るＦｅの一部は、Ｆｅと同族のコバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）でもよい。
【００２７】
《反応剤》
反応剤は、ＡＥ、Ｂ、Ｏを含むものであれば、その組成を問わない。反応剤は、廃棄物の溶融を促進したり、廃棄物から反応剤への物質移動を促進するフラックスであると好ましい。ＡＥは、周期表の第１族または第２族のいずれでもよいが、アルカリ金属元素なら特にＬｉまたはＮａが好ましく、アルカリ土類金属元素なら特にＭｇまたはＣａが好ましい。
【００２８】
反応剤は、ＡＥの酸化物とＢの酸化物を混合したものでもよいが、ホウ酸マグネシウムやホウ酸カルシウム等のようにホウ酸化合物（特にホウ酸塩）であると好ましい。ちなみにホウ酸塩は、陰イオンであるホウ酸イオンと陽イオンである金属イオン等とがイオン結合した化合物である。なお、本発明でいうホウ酸化合物には、上述したホウ酸マグネシウムやホウ酸カルシウム等以外に、ホウ酸イオンの一種であるＢＯ３３−と陽イオンの一種であるＨ＋からなるホウ酸自体も含まれる。
【００２９】
《反応工程》
（１）反応工程は、廃棄物と反応剤の混合物を加熱することにより、酸化還元反応を生じさせる工程である。この加熱温度が過小では物質移動や反応速度が不十分となって反応が促進されず、加熱温度が過大ではエネルギーコストが増大して好ましくない。廃棄物の種類や組成に依るが、例えば、その加熱温度は１０００〜１６００℃さらには１３００〜１５００℃とするとよい。
【００３０】
反応工程は、例えば、混合物を溶融させる溶融工程としてもよい。特に、反応剤の融点よりも希土類磁石等からなる廃棄物の融点の方が通常は遥かに高いので、反応工程は混合物を廃棄物の融点以上に加熱する工程であると好ましい。なお、反応剤が廃棄物の溶融を促進する場合、必ずしも上記の融点等まで混合物を加熱しなくても、混合物を溶融させ得る。
【００３１】
反応工程は、廃棄物と反応剤の間で酸化還元反応を生じさせる工程であるから、廃棄物や反応剤の無用な酸化を防止するため、酸化防止雰囲気（例えば、アルゴンガス雰囲気や窒素ガス雰囲気等の不活性ガス雰囲気）で行うと好ましい。
【００３２】
（２）廃棄物と反応剤の混合割合は、それらの組成に基づいて反応当量から定めることができる。希土類酸化物を取り込んだ反応剤は、最終的に分離、除去されるため、余分な反応剤は少ないほど好ましい。そこで例えば、希土類磁石からなる廃棄物にホウ酸化合物からなる反応剤を添加する場合なら、反応剤は混合物全体（１００質量％）に対して１０〜５０質量％さらには１５〜３５質量％とするとよい。
【００３３】
（３）廃棄物に多く含まれるＦｅは炭素（Ｃ）との親和性が高いため、反応工程を行う際に使用する反応容器（坩堝）の材質は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、カルシア（ＣａＯ）などの無機材が好ましい。もっとも、本発明に係る反応剤（特にホウ酸塩）は、反応工程中におけるＦｅとＣの濡れを阻害することもわかっている。従って、本発明に係る反応工程で用いる反応容器は、無機材のみならず、炭素系材でもよい。
【００３４】
（４）反応工程により、希土類酸化物を主に含む第一生成物（スラグ）と、Ｆｅとホウ素（Ｂ）を主に含む第二生成物（金属塊）とが生成される。第一生成物は、廃棄物および反応剤の組成に依るが、全体を１００質量％としたときに希土類元素の含有量が５０質量％以上、５５質量％以上さらには６０質量％以上であり、Ｂの含有量が１５質量％以下、１０質量％以下さらには５質量％以下であると好ましい。なお第一生成物は、希土類酸化物の他、ＢやＡＥも酸化物として含有し得る。
【００３５】
第二生成物は、フェロボロン等の鉄合金の他、純鉄（α−Ｆｅ）などを含んでいてもよい。また本発明でいうフェロボロンは、Ｂを含む鉄合金という意味であり、ＦｅとＢが化合物（Ｆｅ２Ｂ等）を形成している場合の他、ＢがＦｅ中に固溶している場合でも、Ｂが単独でまたは他元素と化合物を形成して鉄合金中に存在する場合でもよい。廃棄物および反応剤の組成に依るが、第二生成物は、全体を１００質量％としたときに、Ｆｅの含有量が７０質量％以上さらには８０質量％以上であり、Ｂの含有量が３〜２５質量％さらには４〜２０質量％以上であると好ましい。
【００３６】
なお、反応工程の直後は、上述した第一生成物と第二生成物が凝集した状態となっている。この凝集物が本発明でいう再生可能資源に相当する。廃棄物および反応剤の組成に依るが、再生可能資源は通常、希土類酸化物、Ｂを含む鉄合金、ＡＥの酸化物およびＢの酸化物などからなる。
【００３７】
《分離工程》
分離工程は、反応工程後に得られた凝集物から、希土類酸化物を主に含む第一生成物と、ＦｅとＢを主に含む第二生成物とを分離する工程である。それらを分離する方法は、篩分け、遠心分離等、種々考えられる。もっとも、第一生成物は主に非磁性な希土類酸化物からなり、第二生成物は主に磁性を有する鉄系材料からなる。そこで分離工程は磁着の有無により、それら第一生成物と第二生成物とを分別する磁選工程とすると、両者を簡易に効率的に分離できる。なお、反応工程後の凝集物は、分離工程前に少なくとも解砕または粉砕されていると好ましい。このため反応工程後の凝集物の状態に応じて、適宜、解砕工程または粉砕工程を分離工程前に行ってもよい。
【００３８】
《資源回収》
第一生成物から希土類酸化物を回収方法は公知であり、例えば、比重差を利用した比重選別、水溶性の差を利用した選別等により選別すればよい。また、その希土類酸化物から希土類元素を抽出する方法も公知であり、例えば、Ｃａ還元法や溶融塩電解法により金属元素に還元すればよい。
【００３９】
第二生成物は、ほぼ、Ｆｅを主成分とする金属塊状であり、そのまま再生フェロボロンまたは鉄スクラップとして再利用できる。
【実施例】
【００４０】
［試験１］
《再生処理》
（１）廃棄物
廃棄物の一例として、３２％Ｎｄ−６５％Ｆｅ−０．７１％Ｂ−０．８９％Ｃｏ−０．１３％Ｃｕ−０．４％Ａｌ−０．０８％Ｃ（単位：質量％）の成分組成を有する希土類磁石合金を用意した。
【００４１】
（２）反応剤
反応剤として、市販されている試薬であるホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、ホウ酸カルシウムｎ水和物（ＣａＯ・Ｂ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ）、ホウ酸マグネシウムｎ水和物（２ＭｇＯ・３Ｂ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ）を用意した。
【００４２】
（３）反応工程
上記の廃棄物と各種の反応剤を表１に示す割合で混合した混合物を、黒鉛坩堝中に納めて、アルゴンガスの気流中で、１４００℃×１時間の加熱を行った（反応工程）。この加熱後の混合物を同じアルゴンガス中で常温まで冷却した（冷却工程）。
【００４３】
（４）分離工程
冷却後の坩堝を大気中で切断して、生成物（凝集物）を取り出し、それをピストン・シリンダー構造を有した粉砕器中で粉砕した（粉砕工程）。こうして得られた粉砕物を、磁石に付着しない第一生成物と、磁石に付着する第二生成物とに分別した（磁選工程）。なお、第一生成物はスラグ状であり、第二生成物は金属塊状であった。
【００４４】
《評価》
（１）Ｘ線回折（ＸＲＤ）
試料１１に係る第一生成物と第二生成物についてＸ線回折を実施し、各生成物の相同定を行った。得られた各プロフィルを図２Ａおよび図２Ｂに示した。
【００４５】
図２Ａのプロフィルからわかるように、第一生成物は主に希土類酸化物（ＮｄＢＯ３）と酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）からなることがわかる。また、図２Ｂのプロフィルからわかるように、第二生成物は鉄（α−Ｆｅ）およびホウ化鉄（Ｆｅ２Ｂ）からなるフェロボロンが主成分であることがわかる。
【００４６】
換言すれば、第一生成物からはＦｅに関するピークが検出されず、第二生成物からはＮｄに関するピークが検出されていない。このことから上述した処理を行うことにより、廃棄物中のＮｄ（希土類元素）とＦｅを効率的に分離できることが明らかとなった。
【００４７】
（２）成分分析
各試料に係る第一生成物および第二生成物と、出発原料である処理前の廃棄物（希土類磁石合金）および各反応剤（ホウ酸等）とについて成分分析を行った。得られた結果を表１に併せて示した。但し、反応剤の組成は、その一部のみを示しており、示していない残部は主として酸素（Ｏ）および水素（Ｈ）である。なお、成分分析は、対象物を王水溶解し、誘導結合プラズマ発光分光法（ＩＣＰ−ＡＥ）により行った。
【００４８】
表１からも明らかなように、いずれの試料についても、Ｎｄ（希土類元素）は実質的に第一生成物のみに含まれており、第二生成物には含まれていない。逆に、鉄（Ｆｅ）は実質的に第二生成物のみに含まれており、第一生成物には僅かしか含まれていない。またホウ素（Ｂ）は鉄と同様に第二生成物に多く含まれている。従って、これら成分分析からもわかるように、上述した処理を行うことにより、廃棄物中のＮｄ（希土類元素）は希土類酸化物として、鉄はフェロボロンとして効率的に分離できることが明らかとなった。
【００４９】
なお、上述した処理は黒鉛坩堝を用いて行ったが、第二生成物中に含まれるＣ量は限定的であった。このことから黒鉛坩堝を用いても、第二生成物がその内壁にさほど濡れ広がることはなく、黒鉛坩堝の損耗は少ないこともわかった。また第二生成物に含まれるＣ量も少ないため、第二生成物から得られる再生フェロボロンの利用価値は高い。
【００５０】
［試験２］
《反応工程》
試験１の場合と同様な反応工程を行い、反応工程後の反応容器内の様子を観察した。廃棄物には前述した希土類磁石合金を用いた。但し、反応剤には、ホウ酸カルシウムｎ水和物（ＣａＯ・Ｂ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ）、ホウ酸マグネシウムｎ水和物（２ＭｇＯ・３Ｂ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏ）または酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）のいずれか一種を用いた。これら廃棄物と各反応剤をそれぞれ２ｇづつ混合した混合物に対して反応工程を行った。なお、反応容器にはアルミナ製坩堝を用いた。
【００５１】
《評価》
反応剤として、ホウ酸カルシウムを用いた場合を図３Ａに、ホウ酸マグネシウムを用いた場合を図３Ｂに、酸化ホウ素を用いた場合を図３Ｃにそれぞれ示した。
【００５２】
先ず、図３Ａおよび図３Ｂから明らかなように、Ｃａ、Ｍｇ等のアルカリ系元素（ＡＥ）が反応剤（フラックス）に含まれる場合、反応工程後の生成物は、黒色の丸い塊状（生成物）となって坩堝内に残存することがわかった。一方、図３Ｃから明らかなように、ＡＥが反応剤に含まれない場合、反応工程後の生成物は、灰色をしており坩堝の側面部分にまで濡れ広がることがわかった。
【００５３】
従って、ＡＥが含まれる反応剤を用いることにより、生成物を坩堝から取り出すことが容易となり、廃棄物からＲＥやＦｅを効率的に分離・回収することが可能となる。逆に、ＡＥが含まれない反応剤を用いると、廃棄物のみならず坩堝とも反応を生じて、反応剤の一部が無駄になるのみならず、坩堝も損耗し易くなる。また、生成物の取り出しも困難となり、ＲＥやＦｅを効率的に分離・回収することができない。
【００５４】
［試験３］
《再生処理》
（１）廃棄物
廃棄物の一例として、２０．７％Ｎｄ−４．９％Ｐｒ−３．８％Ｇｄ−０．３３％Ｄｙ−１．１％Ｂ−６５．０％Ｆｅ（単位：質量％）の成分組成を有する希土類磁石合金を用意した。
【００５５】
（２）反応剤
反応剤として、市販されている試薬である酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）と酸化カルシウム（ＣａＯ）の全量を１００ｍｏｌ％とした時に酸化ホウ素量が４０〜７０％（単位：ｍｏｌ％）となるように配合・融解し、室温まで冷却後に粉砕した粉末を用意した。
【００５６】
（３）反応工程
上記の廃棄物と各種の反応剤を表２に示す割合で混合した混合物を、黒鉛坩堝中に納めてアルゴンガスの気流中で、１３５０℃に種々の時間加熱した（反応工程）。この加熱後の混合物を同じアルゴンガス中で常温まで冷却した（冷却工程）。試料Ｎｏ．３１〜３５では反応時間を３０〜２４０分に変化させて反応時間の影響を調べた。試料Ｎｏ．４１〜４４では、廃棄磁石合金２ｇに対して、反応剤の配合量を０．６ｇ〜２ｇに変化させた試験例である。さらに試料Ｎｏ．５１〜５５では反応剤の組成をＢ２Ｏ３とＣａＯの全量を１００％とした時にＢ２Ｏ３量が４０〜７０ｍｏｌ％となる反応剤を用いて試験した例である。
【００５７】
（４）分離工程
冷却後の坩堝を大気中で切断して、生成物（凝集物）を取り出し、粉砕した（粉砕工程）。こうして得られた粉砕物を、磁石に付着しない第一生成物と、磁石に付着する第二生成物とに分別した（磁選工程）。なお、第一生成物はスラグ状であり、第二生成物は金属塊状であった。
【００５８】
《成分分析》
各試料に係る第一生成物および第二生成物と、出発原料である処理前の廃棄物（希土類磁石合金）および各反応剤（ホウ酸等）とについて成分分析を行った。得られた結果を表２に併せて示した。但し、反応剤の組成は、その一部のみを示しており、示されていない残部は主として酸素（Ｏ）および水素（Ｈ）である。成分分析は、対象物を王水溶解し、誘導結合プラズマ発光分光法（ＩＣＰ−ＡＥ）により行った。
【００５９】
《評価》
表２からも明らかなように、いずれの試料についても、希土類元素は実質的に第一生成物のみに含まれており、第二生成物には含まれていない。逆に、鉄（Ｆｅ）は実質的に第二生成物のみに含まれており、第一生成物には僅かしか含まれていない。またホウ素（Ｂ）は鉄と同様に第二生成物に多く含まれている。従って、これら成分分析からもわかるように、上述した処理を行うことにより、廃棄物中の希土類元素は希土類酸化物として、鉄はフェロボロンとして効率的に分離できることが明らかとなった。
【００６０】
また、試料Ｎｏ．３１〜３５の加熱時間についての試験例から僅か３０分でも希土類元素は反応剤中に大半が含まれ、鉄中のＢ濃度が高くなっており、２４０分まで加熱してもほとんど変化がみられない。試料Ｎｏ．４１〜４４の反応剤添加量に関する試験例では、いずれの反応剤添加量においても、希土類元素は反応剤中に酸化物となって含まれ、鉄中のＢ濃度が高くなっている。さらに、試料Ｎｏ．５１〜５４の反応剤組成を変化させた試験例でも同様に、希土類元素は反応剤中に酸化物となって含まれ、鉄中のＢ濃度が高くなっていることがわかる。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
【表２】
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【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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