(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素を含む溶融塩を準備する工程と、
前記溶融塩に一対の電極部材を接触させた状態で、前記電極部材における電位を所定の値に制御することにより、一対の前記電極部材の一方に、溶融塩中に存在する希土類元素を析出させる工程とを備え、
前記溶融塩を準備する工程において、前記溶融塩は２種類以上の希土類元素を含み、
前記析出させる工程では、前記溶融塩に接触する一対の前記電極部材における電位を制御することで、互いに異なる種類の前記希土類元素同士を分離して回収する、元素回収方法。
【請求項２】
前記析出させる工程において、前記希土類元素は前記電極部材を構成する材料と合金化することで析出する、請求項１に記載の元素回収方法。
【請求項３】
前記析出させる工程において、一対の前記電極部材における電位の値は、前記希土類元素を析出させるように設定されている、請求項１に記載の元素回収方法。
【請求項４】
前記溶融塩に含まれる前記希土類元素は、前記希土類元素を含む処理対象物から前記溶融塩中へ化学的に溶出させたものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の元素回収方法。
【請求項５】
前記溶融塩に含まれる前記希土類元素は、前記希土類元素を含む処理対象物に電位を与えて前記溶融塩中へ電気化学的に溶出したものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の元素回収方法。
【請求項６】
前記溶融塩を準備する工程は、
希土類元素を含み導電性の前記処理対象物を準備する工程と、
前記処理対象物と電極部材とを前記溶融塩に接触させた状態で、前記処理対象物と前記電極部材における電位を所定の値に制御することにより、前記処理対象物から前記電位に応じた前記希土類元素を含む元素を前記溶融塩中に溶出させる工程とを含む、請求項５に記載の元素回収方法。
【請求項７】
希土類元素を含み導電性の処理対象物を準備する工程と、
前記処理対象物と電極部材とを溶融塩に接触させた状態で、前記処理対象物と前記電極部材における電位を所定の値に制御することにより、前記処理対象物から前記電位に応じた前記希土類元素を含む元素を前記溶融塩中に溶出させる工程とを備え、
前記溶出させる工程において、前記電位の値は、前記希土類元素を前記溶融塩に溶出させるように設定され、
前記溶出させる工程は、前記電位の値を互いに異なる設定値に設定した状態で複数回実施される、元素回収方法。
【請求項８】
前記処理対象物は希土類磁石である、請求項４〜７のいずれか１項に記載の元素回収方法。
【請求項９】
前記処理対象物は前記希土類元素を含む金属廃材である、請求項４〜７のいずれか１項に記載の元素回収方法。
【請求項１０】
前記処理対象物は遷移金属を含む、請求項４〜９のいずれか１項に記載の元素回収方法。
【請求項１１】
前記溶融塩として塩化物系またはフッ化物系の溶融塩を用いる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の元素回収方法。
【請求項１２】
溶融塩として塩化物系の溶融塩とフッ化物系の溶融塩とを混合した溶融塩を用いる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の元素回収方法。
【請求項１３】
希土類元素を含む溶融塩を準備する工程と、
前記溶融塩に一対の電極部材を接触させた状態で、前記電極部材における電位を所定の値に制御することにより、一対の前記電極部材の一方に、溶融塩中に存在する希土類元素を析出させる工程とを備え、
前記溶融塩に含まれる前記希土類元素は、前記希土類元素を含む処理対象物に電位を与えて前記溶融塩中へ電気化学的に溶出したものであり、
前記溶融塩を準備する工程は、
前記希土類元素を含み導電性の前記処理対象物を準備する工程と、
前記処理対象物と電極部材とを前記溶融塩に接触させた状態で、前記処理対象物と前記電極部材における電位を所定の値に制御することにより、前記処理対象物から前記電位に応じた前記希土類元素を含む元素を前記溶融塩中に溶出させる工程とを含み、
前記溶出させる工程において、前記電位の値は、前記希土類元素を前記溶融塩に溶出させるように設定され、
前記溶出させる工程は、前記電位の値を互いに異なる設定値に設定した状態で複数回実施される、元素回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、元素回収方法および元素回収装置に関し、より特定的には、希土類元素を含む元素を回収することが可能な元素回収方法および元素回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄系合金材料のスクラップなどから希土類元素などの有用元素を回収する方法が提案されている。たとえば、特開平３−２０７８２５号公報（以下、特許文献１と呼ぶ）では、希土類磁石スクラップを硝酸−硫酸水溶液に溶解し、得られた溶液にアルコールを添加して希土類元素の硫酸塩を選択的に晶析させることにより、希土類元素を分離回収する方法が開示されている。また、特開平９−１５７７６９号公報（以下、特許文献２と呼ぶ）では、希土類元素を含む合金スクラップを水素化処理して粉砕し、当該粉砕したスクラップを過熱して酸化物とした後、当該酸化物を酸溶液に接触させて希土類元素をイオンとして酸溶液に溶出させ、このイオン含有酸溶液から希土類元素を含む沈殿物を生成させる、希土類元素の回収方法が開示されている。【０００３】
また、特開２００２−６０８５５号公報（以下、特許文献３と呼ぶ）では、ネオジム（Ｎｄ）系希土類磁石スクラップをリサイクルする方法であって、希土類酸化物を原料とする溶融塩電解浴に当該スクラップを投入し、電解浴中でスクラップを希土類酸化物と磁石合金部とに溶融分離させ、電解浴中に溶解した希土類酸化物は電解により希土類金属に還元され、磁石合金部と当該希土類金属と合金化させることで、希土類金属として再生する方法が開示されている。また、特開２００２−１９８１０４号公報（以下、特許文献４と呼ぶ）では、水素吸蔵合金のリサイクル方法であって、溶融塩中に、水素吸蔵合金を陽極として、陰極とともに浸漬し、その状態で陰極と陽極との間に電圧を印加し、陽極から希土類元素を溶融塩中に溶解させ、電解還元反応により当該溶融塩から陰極表面に希土類元素を析出させて回収する方法が開示されている。【０００４】
また、特開２００３−７３７５４号公報（以下、特許文献５と呼ぶ）では、希土類元素の回収方法であって、気体または溶融状態の鉄塩化物に、希土類元素および鉄族元素を含む物質（たとえば希土類磁石のスクラップなど）を接触させ、その物質中の鉄族元素の金属状態を保ったまま当該物質中の希土類元素の塩化反応を進行させて、物質中から希土類元素を塩化物として選択的に回収する方法が開示されている。また、特開２００５−２６４２０９号公報（以下、特許文献６と呼ぶ）では、所定の組成の溶融塩中に希土類元素を溶解させ、電気泳動により当該希土類元素を回収する方法が開示されている。また、特開２００９−２８７１１９号公報（以下、特許文献７と呼ぶ）では、希土類元素の回収方法であって、溶融塩電解において陰極と陽極との間にバイポーラ電極型隔膜を配置することで陰極室と陽極室とを形成し、陽極室側に希土類元素イオンを供給しながら陰極と陽極との間に電圧を印加し、隔膜中を希土類元素が拡散透過した後、当該希土類元素を陰極表面に析出させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２０７８２５号公報
【特許文献２】特開平９−１５７７６９号公報
【特許文献３】特開２００２−６０８５５号公報
【特許文献４】特開２００２−１９８１０４号公報
【特許文献５】特開２００３−７３７５４号公報
【特許文献６】特開２００５−２６４２０９号公報
【特許文献７】特開２００９−２８７１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような従来の回収方法のうち、たとえば特許文献１や特許文献２に開示された方法では、処理工程数が多くなり設備コストが増大し、結果的に多量の廃液が発生したり、スクラップに含まれる鉄が利用価値の低い水酸化物や酸化物となって特別な処理が必要になったりするといった問題があった。また、特許文献３〜７に開示された溶融塩を用いた方法においても、回収される希土類元素の純度が低い（たとえば遷移金属との分離が不完全である）、あるいは処理速度に限界がある、あるいは溶融塩中での電気泳動を起こすため大電圧の電源が必要であって設備コストや処理コストが過大になる、といった問題があった。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、低コストで高純度の希土類元素を含む元素を回収することが可能な元素回収方法および元素回収装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った元素回収方法は、希土類元素を含む溶融塩を準備する工程と、希土類元素を析出させる工程とを備える。希土類元素を析出させる工程では、溶融塩に一対の電極部材（以下、電極とも言う）を接触させた状態で、電極部材における電位を所定の値に制御することにより、一対の電極部材の一方に、溶融塩中に存在する希土類元素を析出させる。析出させる工程では、溶融塩に接触する一対の電極部材における電位を制御することで、互いに異なる種類の希土類元素同士を分離して回収する。
また、この発明に従った元素回収方法は、希土類元素を含む溶融塩を準備する工程と、希土類元素を析出させる工程とを備える。希土類元素を析出させる工程では、溶融塩に一対の電極部材を接触させた状態で、電極部材における電位を所定の値に制御することにより、一対の電極部材の一方に、溶融塩中に存在する希土類元素を析出させる。溶融塩に含まれる希土類元素は、希土類元素を含む処理対象物に電位を与えて溶融塩中へ電気化学的に溶出したものである。溶融塩を準備する工程は、希土類元素を含み導電性の処理対象物を準備する工程と、処理対象物と電極部材とを溶融塩に接触させた状態で、処理対象物と電極部材における電位を所定の値に制御することにより、処理対象物から電位に応じた希土類元素を含む元素を溶融塩中に溶出させる工程とを含む。溶出させる工程において、電位の値は、希土類元素を溶融塩に溶出させるように設定される。溶出させる工程は、電位の値を互いに異なる設定値に設定した状態で複数回実施される。
【０００９】
このようにすれば、電位の値を制御することにより、溶融塩から希土類元素を含む元素を選択的に電極部材の一方に析出させることができる。そのため、従来の湿式処理などのように酸などを用いた溶解・抽出といったプロセスを繰り返す場合より回収工程を簡略化でき、また特定の元素を選択的に分離・回収することができる。このため、回収工程の効率化および低コスト化を図ることができる。【００１０】
この発明に従った元素回収方法は、希土類元素を含み導電性の処理対象物を準備する工程と、処理対象物と電極部材とを溶融塩に接触させた状態で、処理対象物と電極部材の電位を所定の値に制御することにより、処理対象物から電位に応じた希土類元素を含む元素を溶融塩に溶出させる工程とを備える。溶出させる工程において、電位の値は、希土類元素を溶融塩に溶出させるように設定される。溶出させる工程は、電位の値を互いに異なる設定値に設定した状態で複数回実施される。
【００１１】
このようにすれば、電位の値を制御することにより、処理対象物から希土類元素を含む元素を選択的に溶融塩に溶解させることができる。そのため、従来の湿式処理などのように酸などを用いた溶解・抽出といったプロセスを繰り返す場合より回収工程を簡略化でき、また特定の元素を選択的に分離・回収することができる。このため、回収工程の効率化および低コスト化を図ることができる。【００１２】
この発明に従った元素回収方法は、希土類元素を含み導電性の処理対象物を準備する工程と、処理対象物と電極部材とを溶融塩に接触させた状態で、処理対象物と電極部材の電位を所定の値に制御することにより、処理対象物から電位の値に応じた、希土類元素を含む元素を溶融塩に溶出させてから電極部材に析出させる工程とを備える。【００１３】
このようにすれば、処理対象物に含まれる元素を電極部材の表面に析出させることにより容易に回収することができる。【００１４】
この発明に従った元素回収装置は、溶融塩を内部に保持する容器と、回収用電極と、保持電極と、制御部とを備える。回収用電極は、容器の内部に保持された溶融塩に浸漬される。保持電極は、容器の内部に保持された溶融塩に浸漬され、希土類元素を含み導電性の処理対象物を内部に保持する。保持電極は内部と外部との間で溶融塩が流通可能になっている。制御部は、回収用電極と保持電極の電位を制御する。制御部は、電位の変更が可能となっている。また、当該制御部は、電位について複数の値を所定の順番で所定時間、回収用電極と保持電極で制御することが可能になっていてもよい。【００１５】
この場合、保持電極に保持された処理対象物から溶融塩中に希土類元素が溶出するとともに、回収用電極の表面に当該希土類元素が析出するような電位の値を設定することにより、希土類元素を元素ごとに選択的に回収することができる。また、回収用電極は、制御部に接続された、希土類元素の種類に応じた電位に制御部により制御される複数の電極部材を含んでいてもよい。この場合、複数の電極部材について、所定の値の電位に電極部材を順次切り替えていくことにより、電極部材ごとに異なる元素（希土類元素）を電極部材の表面に析出させて回収することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電極においては回収する元素の析出電位に応じた電位に制御することができるので、希土類元素を含む溶融塩から希土類元素を電極表面に選択的に析出させることができ、結果的に元素回収方法や元素回収装置の構成を簡略化できる。このため、元素回収に要する費用や時間を低減し、かつ回収する元素の純度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による元素回収方法の実施の形態を説明するためのフローチャートである。
【図２】溶融塩中での希土類元素の析出電位の例を示す模式図である。
【図３】本発明による元素回収方法を実施した場合の処理時間と溶融塩中の希土類元素のイオン濃度との関係の例を示すグラフである。
【図４】本発明による元素回収方法を実施する元素回収装置の構成を説明するための断面模式図である。
【図５】本発明による元素回収方法を実施する元素回収装置の構成を説明するための断面模式図である。
【図６】本発明による元素回収方法の他の実施の形態を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明による元素回収方法の他の実施の形態を説明するための断面模式図である。
【図８】本発明による元素回収方法の他の実施の形態を説明するための断面模式図である。
【図９】本発明による元素回収方法の他の実施の形態を説明するための断面模式図である。
【図１０】本発明による元素回収方法の他の実施の形態を説明するための断面模式図である。
【図１１】本発明による元素回収方法の他の実施の形態の変形例を説明するための断面模式図である。
【図１２】本発明による元素回収方法の他の実施の形態の変形例を説明するための断面模式図である。
【図１３】本発明による元素回収方法の他の実施の形態の変形例を説明するための断面模式図である。
【図１４】本発明の実施例で用いたアノード電極を説明するための写真である。
【図１５】本発明の実施例におけるアノード電流値と時間との関係を示すグラフである。
【図１６】電解工程において用いたカソード電極の表面部を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図１７】図１６に示した電子顕微鏡写真の領域について、Ｄｙの分布状況を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１９】
図１を参照して、本発明に従った元素回収方法を説明する。まず、図１に示すように、準備工程（Ｓ１０）を実施する。ここでは、希土類元素を回収する処理対象物や、この回収方法で使用する溶融塩、さらに当該溶融塩を保持する容器や電極などを含む回収装置などを準備する。なお、処理対象物の溶融塩中への溶解を促進するために、処理対象物と溶融塩との接触面積を大きくする目的で、処理対象物を細かく砕くことも可能である。
【００２０】
次に、溶融塩中への溶解工程（Ｓ２０）を実施する。この工程（Ｓ２０）においては、準備した溶融塩に処理対象物および（別の）電極部材を浸漬し、この処理対象物と電極部材とに制御部を接続することによって電位の値を制御する。そして、処理対象物の電位を調整することにより、処理対象物中の希土類元素を選択的に溶融塩中に溶解させる。溶融塩としては、任意の組成の溶融塩を用いることができるが、たとえばＫＣｌ−ＣａＣｌ２やＬｉＣｌ−ＫＣｌ、あるいはＮａＣｌ−ＫＣｌといった組成の溶融塩を用いることができる。たとえば一例として、溶融塩としてＫＣｌ−ＣａＣｌ２を用い、他の電極部材としてグラッシーカーボンからなる電極を用い、希土類元素を含む磁石を処理対象物として用いることができる。この場合、たとえば溶融塩の加熱温度を７００℃とし、上記電位（処理対象物の電位）を１．８Ｖ（ｖｓ．Ｃａ２＋／Ｃａ）とすることによって、希土類元素を含む磁石から溶融塩中に、希土類元素（たとえばネオジム（Ｎｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）など）を選択的に溶出させることができる。上述した電位は、溶融塩中に鉄はほとんど溶解しない一方、希土類元素は溶解するような値を設定している。
【００２１】
次に、図１に示すように、分離抽出工程（Ｓ３０）を実施する。具体的には、上述のように希土類元素が溶出している溶融塩に対して１対の電極を挿入し、このうち陰極が所定の電位の値となるように制御する。この電位の値としては、たとえば、ＬｉＣｌ−ＫＣｌ系の溶融塩を用いる場合には、図２に示すような希土類元素毎に決定される析出電位に対応する電位に制御する。この結果、制御された電位に応じて陰極に析出する希土類元素の種類を選択することができる。このため希土類元素を、元素ごとに選択的に回収することができる。
【００２２】
たとえば、図２に示すように、ネオジム（Ｎｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、プラセオジム（Ｐｒ）などの希土類元素は各元素毎に析出電位の値が異なっている。具体的には、図２に示すようにＮｄの析出電位は約０．４０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）、ＰｒおよびＤｙの析出電位は約０．４７Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）、また、Ｄｙの化合物であるＤｙＮｉ2の析出電位は約０．７７Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）となっている。なお、図２に示した析出電位はＬｉを基準としている。また、図２において縦軸は析出電位（単位：Ｖ）を示している。当該析出電位は、溶融塩としてＬｉＣｌ−ＫＣｌを用い、溶融塩の温度を４５０℃とした場合の値となっている。
【００２３】
このように各元素または化合物の析出電位が異なることから、予め希土類元素が溶融した溶融塩中に１対の電極を浸漬し、陰極の電位を上述した析出電位に対応する電位の値となるように制御することで、陰極に選択的に特定の希土類元素を析出させることができる。そして、陰極における電位の値を変える（たとえば電位を順次変更する）ことにより、析出させる希土類元素の種類を選択することもできる。
【００２４】
たとえば、図３に示すように、上述したＮｄ、Ｄｙ、Ｐｒが溶解している溶融塩に対して、１対の電極を浸漬し当該陰極を順次異なる電位に制御する。なお、溶融塩中のＮｄ、Ｄｙ、Ｐｒの濃度（イオン濃度）はそれぞれ０．５ｍｏｌ％とする。析出電位の値として、図２に示したデータを利用する場合、たとえば溶融塩としてＬｉＣｌ−ＫＣｌを用い、当該溶融塩の温度を４５０℃とする。図３において横軸は処理時間を示し、縦軸は溶融塩中の希土類元素のイオン濃度を示している。縦軸の単位はｍｏｌ％である。
【００２５】
まず、ＳＴＥＰ１として陰極材料にＮｉを用いて陰極の電位を０．７７Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）より卑であり０．６３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）より少し貴な値とすると（たとえば設定電位を０．６３１Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）とすると）、Ｄｙイオンは陰極材料のＮｉと合金化し、ＤｙＮｉ２が陰極表面に析出する。この結果、図３に示すように溶融塩中のＤｙのイオン濃度が急激に低下することになる。Ｄｙの回収は、溶融塩中のＤｙイオン濃度が３．６×１０−４ｍｏｌ％程度になるまで行なうことができる。
【００２６】
次にＳＴＥＰ２として、別の電極（たとえばＭｏ電極）の電位を０．４０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）より少し貴な値とすると（たとえば設定電位を０．４０１Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）とすると）、Ｐｒが一方の電極（陰極）に析出する。この結果、図３に示すように溶融塩中のＰｒのイオン濃度が急激に低下することになる。Ｐｒの回収は、溶融塩中のＰｒイオン濃度が０．０１７ｍｏｌ％程度になるまで行なうことができる。なお、ＳＴＥＰ１においてＤｙＮｉ２が析出した電極とは別の電極をＳＴＥＰ２では用いる。たとえば、ＳＴＥＰ１においてＤｙＮｉ２が析出した電極は、ＳＴＥＰ２が始まる前に溶融塩中から取出しておき、別の電極を溶融塩中に浸漬しておいてもよいし、当該ＤｙＮｉ２が析出した電極をそのままにしておき、ＳＴＥＰ２では別の電極の電位を制御するようにしてもよい。
【００２７】
次に、ＳＴＥＰ３として、さらに別の電極（例えばＭｏ電極）の電位を０．１０Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ）とすると、Ｎｄがこの電極（陰極）に析出する。この結果、図３に示すように溶融塩中のＮｄのイオン濃度が急激に低下することになる。Ｎｄの回収は、溶融塩中のＮｄイオン濃度がたとえば２．７×１０−７ｍｏｌ％程度になるまで行なうことができる。なお、ＳＴＥＰ２においてＰｒが析出した電極は、ＳＴＥＰ３が始まる前に溶融塩中から取出しておき、別の電極を溶融塩中に浸漬しておいてもよい。あるいは、ＳＴＥＰ２においてＰｒが析出した電極を溶融塩中にそのまま浸漬しておき、別の電極をＳＴＥＰ３において用いてもよい。
【００２８】
そして、ＳＴＥＰ１で回収したＤｙＮｉ２については、ＳＴＥＰ４として、ＤｙＮｉ２が表面に析出した電極を、別の電極（例えばＭｏ電極）とともに溶融塩中に浸漬し、ＤｙＮｉ２電極の電位をＤｙは溶解するもののＮｉは溶解しない電位範囲（０．７７以上２．６Ｖ以下（ｖｓ．Ｌｉ＋／Ｌｉ））に設定することで、Ｄｙを溶融塩中に溶解させるとともに、別の電極の表面にＤｙのみを析出させることができる。
【００２９】
このようにして、希土類元素毎に溶融塩中から回収することができる。
次に、図１に示した本発明による元素回収方法において用いる元素回収装置を、図４および図５を参照して説明する。図４に示す回収装置は、溶融塩を内部に保持する容器１と、容器１の内部に保持される溶融塩２と、処理対象物３を内部に保持するカゴ４と、電極６〜８と、溶融塩２を加熱するためのヒータ１０と、カゴ４および電極６〜８と導電線５によって電気的に接続された制御部９とを備える。制御部９は、カゴ４を一方の電極とし、電極６〜８のいずれかを他方の電極としてこれらの電極における電位を制御することが可能となっている。また、制御部９においては、制御する電位の値の変更が可能である。ヒータ１０は、容器１の周囲を環状に囲むように配置されている。電極６〜８は任意の材料により構成することができるが、たとえば電極６の材料としてはニッケル（Ｎｉ）を用いることができる。また、電極７、８の材料としては、たとえばカーボン（Ｃ）を用いることができる。なお、容器１の形状は、底面の円形状あるいは多角形状であってもよい。
【００３０】
また、カゴ４の材料としても、導電体であれば任意の材料を用いることができる。カゴ４の上部は開口部となっており、当該開口部から希土類磁石など処理対象物３を内部に挿入することができる。カゴ４の側壁および底壁には多数の穴が形成されており、溶融塩２がカゴ４の内部に流入できるようになっている。カゴ４を構成する材料としては、金属線を編むことで形成された網状部材や、シート状の金属板に多数の穴を開けたシート部材など、任意の材料を用いることができる。特に、当該材料としてＣ、Ｐｔ、Ｍｏ等を用いるのが有効である。
【００３１】
カゴ４と電極６〜８における電位は、制御部９により所定の値となるように制御される。電極６〜８のそれぞれを異なる電位に制御することで、電極６〜８の表面には、後述するように電位の値に応じてそれぞれ異なる希土類元素が析出する。たとえば、後述するように、電極６の表面にはＤｙＮｉ２膜１１が析出するように、電極６における電位を調整できる。また、電極７における電位を調整することで、電極７の表面にはＰｒ膜１２を析出させることができる。また、電極８における電位を調整することで、電極８の表面にはＮｄ膜１３を析出させることができる。
【００３２】
そして、ＤｙＮｉ２膜１１が析出した電極６を、さらに図５に示すように溶融塩２を内部に保持した容器１内に配置する。さらに、ＤｙＮｉ２膜１１が表面に析出した電極６と対向するように、他の電極を溶融塩２中に配置し、それぞれの電極６、１５を導電線５により制御部９と接続する。そして、容器１の周囲に配置されたヒータ１０により溶融塩２を加熱しながら、制御部９により電極６、１５における電位を制御する。このとき制御する電位の値については、電極６、１５の電位がＤｙの析出電位となるように調整する。この結果、電極６の表面に析出したＤｙＮｉ２膜１１からＤｙが溶融塩２中に溶け出す一方、電極１５の表面にはＤｙ膜１６が析出することになる。なお、ヒータ１０による溶融塩２の加熱温度は、図４および図５に示した装置での処理のいずれについてもたとえば８００℃とすることができる。このようにして、電極７、８、１５の表面に希土類元素を単体として析出させることができる。
【００３３】
図４および図５に示したような元素回収装置を用いた、希土類元素の具体的な元素回収方法は、たとえば以下のように実施することが考えられる。たとえば、処理対象物３として希土類を含む磁石を９ｋｇ準備し、溶融塩２としてＫＣｌ−ＮａＣｌを準備する。磁石はＮｄを２０ｗｔ％、Ｐｒを６ｗｔ％、Ｄｙを５ｗｔ％含有するものとする。当該磁石を粉砕してカゴ４の内部に配置する。処理の効率を向上させる観点から、処理対象物４である磁石はできるだけ小さく粉砕することが好ましいが、たとえば径の最大値が５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下となるような粒状に当該磁石を粉砕する。溶融塩２の量は約１６リットル（質量：２５ｋｇ）とする。
【００３４】
そして、カゴ４に保持された処理対象物３と電極６〜８のいずれか１つとを１対の電極として、図２および図３を参照しながら説明した元素回収方法のＳＴＥＰ１〜ＳＴＥＰ３を実施する。具体的には、上述したＳＴＥＰ１としてカゴ４に保持された処理対象物３と電極６とを１対の電極として、当該電極の電位を所定の値に制御する。この結果、電極６の表面にはＤｙＮｉ２が析出する。また、上述したＳＴＥＰ２としてカゴ４に保持された処理対象物３と電極７とを１対の電極として、当該電極の電位を所定の値に制御する。この結果、電極７の表面にはＰｒが析出する。図４に示した電極７の表面に析出するＰｒ膜の質量はたとえば５００ｇ〜６００ｇ程度となる。
【００３５】
また、上述したＳＴＥＰ３としてカゴ４に保持された処理対象物３と電極８とを１対の電極として、当該電極の電位を所定の値に制御する。この結果、電極８の表面にはＮｄが析出する。電極８の表面に析出するＮｄ膜の質量はたとえば１５００ｇ〜２０００ｇ程度となる。
【００３６】
また、上述したＳＴＥＰ４として、図５に示した回収装置に上記電極６と電極１５とを配置し、溶融塩中でこれらの電極の電位を所定の値に制御する。この結果、電極１５の表面にはＤｙが析出する。電極１５の表面に析出するＤｙ膜１６の質量はたとえば４００ｇ〜５００ｇとなる。なお、図４を参照して説明したように、溶融塩２中に希土類元素などを溶解させる工程と、電極７、８などの表面に希土類元素を単体として析出させる工程とは、同じ装置内で（同じ溶融塩２を用いて）実施することができる。一方、上記ＳＴＥＰ４で示した、ＤｙＮｉ２からＤｙを分離・抽出する工程については、図４を参照して説明した溶融塩２中に希土類元素などを溶解させる工程で用いた装置（図４に示した装置）とは別の装置（図５に示した装置）において実施することが好ましい。
【００３７】
このようにして、処理対象物３としての磁石から希土類元素であるＤｙ、Ｐｒ、Ｎｄを回収することができる。
【００３８】
次に、図６〜図１３を参照して、本発明による元素回収方法の他の実施の形態を説明する。なお、以下では、上述した説明と同様に処理対象物として廃棄処分される磁石（希土類元素を含む廃磁石）を用いた場合を説明する。
【００３９】
図６に示すように、まず処理対象物である廃磁石を準備する工程（Ｓ１１）を実施する。具体的には、図７に示すように、容器１の内部に保持された溶融塩２に、処理対象物３としての廃磁石を浸漬し、この処理対象物３に制御部９における電源と接続するための導電線５を接続する。
【００４０】
そして、溶融塩２に、もう一方の電極としてのカゴ２４の内部に保持された電極材料２５をカゴ２４ごと浸漬する。この電極材料２５としては、溶融塩中の陽イオンを構成するＬｉやＮａ等のアルカリ金属と合金化しやすい材料を用いる。たとえば、この電極材料２５としては、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）などを用いることができる。
【００４１】
次に、図６に示した、溶融塩にＮｄ、Ｄｙ、Ｐｒを溶解する工程（Ｓ２１）を実施する。具体的には、図７に示すように、処理対象物３とカゴ２４の内部に保持された電極材料２５における電位を制御部９により制御することにより、電極材料２５と処理対象物３の電位は所定の値に調整される。この結果、処理対象物３である磁石からＮｄ、Ｄｙ、Ｐｒといった希土類元素が溶融塩２中に溶解する。
【００４２】
次に、図６に示す、電解によりＤｙＮｉ２を回収する工程（Ｓ３１）を実施する。具体的には、図７に示したカゴ２４に保持された電極材料２５に代えて、図８に示すように、ニッケルからなる電極６を溶融塩２に浸漬する。そして、この電極６を制御部９と導電線５により接続する。この状態で、制御部９から一方の電極としての処理対象物３ともう一方の電極としての電極６における電位を制御することにより、当該電位は所定の値に調整される。この結果、処理対象物３から溶融塩２中にＤｙなどの希土類元素が溶出するとともに、溶融塩２から電極６の表面にＤｙＮｉ２が析出する。
【００４３】
次に、図６に示す、電解によりＰｒを回収する工程（Ｓ３２）を実施する。具体的には、図９に示すように、処理対象物３に代えて炭素からなる電極２７を一方の電極として溶融塩２に浸漬する。また、図８に示した電極６に代えて、炭素からなる電極７を、上記電極２７と対向する位置であって溶融塩２に浸漬した状態で配置する。そして、この電極２７および電極７を制御部９と導電線５により電気的に接続する。この状態で、一方の電極２７ともう一方の電極７における電位を制御することにより、当該電位は所定の値に調整される。この結果、溶融塩２中に溶解していたＰｒが電極７の表面に析出する。なお、このとき溶融塩２として塩化物を用いている場合、電極２７側からは塩素ガス（Ｃｌ２）が発生する。
【００４４】
次に、図６に示す、電解によりＮｄを回収する工程（Ｓ３３）を実施する。具体的には、上記電極７に代えて、図１０に示すように、電極２７に対向するように、炭素からなる電極８を溶融塩２に浸漬した状態で配置する。この電極８は制御部９と導電線５により電気的に接続される。そして、制御部９から電極８と電極２７における電位を制御することにより、当該電位は所定の値に調整される。この結果、電極８の表面にＮｄが析出する。また、このとき電極２７側からは塩素ガスが発生する。
【００４５】
次に、上記工程（Ｓ３１）において回収されたＤｙＮｉ２から電解によりＤｙを回収する工程（Ｓ３４）を実施する。具体的には、図５に示したように、ＤｙＮｉ２が表面に析出した電極６（図８参照）を溶融塩２中に浸漬し、別の電極１５を溶融塩２に浸漬した状態で配置し、これらの電極６、１５における電位を制御部９により所定の値に制御する。この結果、電極６の表面に析出したＤｙＮｉ２が一旦溶融塩２中に溶解した後、電極１５の表面にＤｙ膜１６が析出する。このようにして、希土類元素であるＮｄ、Ｄｙ、Ｐｒを個別に回収することができる。
【００４６】
なお、上述した工程（Ｓ２１〜Ｓ３２）は、以下のような装置構成によって実施してもよい。具体的には、上述した工程（Ｓ３１）を、図１１に示すような装置構成により実施してもよい。具体的には、図８に示した装置構成における処理対象物３の代わりに図７に示した工程で合金化した材料２６を保持したカゴ２４を溶融塩２中に浸漬する。そして、図１１に示したように、このカゴ２４と制御部９とを導電線５により電気的に接続する。そして、カゴ２４の内部に保持された、図７に示した工程で合金化した材料２６と電極６における電位を制御することにより所定の電位に調整する。この結果、電極６の表面には、溶融塩２中に溶解していたＤｙがＤｙＮｉ２として析出する。なお、電極６の表面に析出したＤｙＮｉ２から、図６の工程（Ｓ３４）と同様の工程によりＤｙを単体として回収することができる。
【００４７】
次に、上述した工程（Ｓ３２）として、図１２に示すような装置構成で処理を実施してもよい。具体的には、図１１に示した電極６に代えて、図１２に示したように炭素からなる電極７をカゴ２４と対向する位置であって溶融塩２に浸漬した状態で配置する。この電極７と制御部９とを導電線５により電気的に接続する。そして、カゴ２４の内部に保持された合金２６と電極７における電位を制御することにより、当該電位を所定の値に調整する。この結果溶融塩２に溶解していたＰｒが電極７の表面に析出する。
【００４８】
次に、上述した工程（Ｓ３３）として、図１３に示すような装置構成により処理を実施してもよい。具体的には、図１３に示すように、図１２の電極７に代えて、炭素からなる電極８をカゴ２４と対向する位置であって溶融塩２に浸漬した状態で配置する。そして、電極８と制御部９とを導電線５により電気的に接続する。制御部９からカゴ２４の内部に配置された合金２６と、電極８における電位を制御することにより、当該電位を所定の値に調整する。この結果、電極８の表面にＮｄが析出する。
【００４９】
このような方法により、希土類元素を順次個別に回収することができる。そして、この方法によれば従来の湿式の分離方法などに比べて装置構成を簡略化できるとともに処理時間も短くすることができるため、希土類元素などの元素の回収コストを低減することができる。さらに、電極における電位を適切に設定することで、電極表面に希土類元素を単体として析出させることができるので、純度の高い希土類元素を回収することができる。
【００５０】
以下、上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を列挙する。
【００５１】
この発明に従った元素回収方法は、希土類元素を含む溶融塩を準備する工程（Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ２１、図７、図８に示す工程）と、溶融塩２に一対の電極部材（図８の電極６と対象物３、図９の電極７、２７、図１０の電極８、２７、図１１の電極６と合金２６、図１２の電極７と合金２６、図１３の電極８と合金２６）を接触させた状態で、当該電極部材における電位を所定の値に制御することにより、一対の電極部材の一方（図８の電極６、図９の電極７、図１０の電極８、図１１の電極６、図１２の電極７、図１３の電極８）に、溶融塩２中に存在する希土類元素を析出させる工程（Ｓ３０、Ｓ３１〜Ｓ３３）とを備える。
【００５２】
このようにすれば、従来の湿式分離法などに比べて、希土類元素などの回収対象の元素が溶解した溶融塩２から直接的に当該元素を回収することができるので、回収方法における工程の簡略化および低コスト化を図ることができる。
【００５３】
上記元素回収方法では、析出させる工程（Ｓ３０、Ｓ３１）において、図８に示すように希土類元素（たとえばＤｙ）は電極部材を構成する材料（たとえば陰極である電極６の材料のＮｉ）と合金化することで析出してもよい。この場合、電極材料と合金化させることで希土類元素を確実に回収することができる。
【００５４】
上記元素回収方法では、析出させる工程（Ｓ３０、Ｓ３１〜Ｓ３３）において、一対の電極部材（図９の電極７、２７、図１０の電極８、２７、図１１の電極６と合金２６、図１２の電極７と合金２６、図１３の電極８と合金２６）における電位の値が、希土類元素を析出させるように設定されていてもよい。この場合、希土類元素を析出用電極の一方の表面に確実に析出させることができる。
【００５５】
上記元素回収方法では、溶融塩を準備する工程（Ｓ２０、Ｓ２１、図７、図８に示す工程）において、溶融塩２は２種類以上の希土類元素を含んでいてもよい。析出させる工程（Ｓ３０、Ｓ３１〜Ｓ３３）では、溶融塩２に接触する一対の電極部材（図８の電極６と対象物３、図９の電極７、２７、図１０の電極８、２７、図１１の電極６と合金２６、図１２の電極７と合金２６、図１３の電極８と合金２６）における電位を制御することで、互いに異なる種類の希土類元素同士を分離して回収してもよい。この場合、電極における電位を制御することで所定の希土類元素を選択的に回収することができる。
【００５６】
上記元素回収方法において、溶融塩２に含まれる希土類元素は、希土類元素を含む処理対象物３から溶融塩２中へ化学的に溶出させたものであってもよい。また、上記元素回収方法において、溶融塩２に含まれる希土類元素は、工程（Ｓ２１）において説明したように、希土類元素を含む処理対象物３における電位を制御して溶融塩２中へ電気化学的に溶出したものであってもよい。このように、溶融塩２に希土類元素を溶出する場合には、回収対象の希土類元素に合わせて任意の方法を用いることができる。
【００５７】
上記元素回収方法において、溶融塩を準備する工程は、希土類元素を含み導電性の処理対象物３を準備する工程（Ｓ１０、Ｓ１１）と、希土類元素を含む元素を溶融塩中に溶出させる工程（Ｓ２０、Ｓ２１、図７、図８に示す工程）とを含んでいてもよい。当該溶融塩中に溶出させる工程では、処理対象物３と電極部材（図４の電極６〜８、図７の電極材料２５）とを溶融塩２に接触させた状態で、処理対象物３と電極部材（図４の電極６〜８、図７の電極材料２５）における電位を所定の値に制御することにより、処理対象物３から電位に応じた希土類元素を含む元素を溶融塩２中に溶出させてもよい。この場合、処理対象物３と電極部材における電位の値を制御することにより、処理対象物３から希土類元素を含む元素を選択的に溶融塩２に溶出させることができる。
【００５８】
この発明に従った元素回収方法は、希土類元素を含み導電性の処理対象物３を準備する工程（Ｓ１０、Ｓ１１）と、処理対象物３と電極部材（図４の電極６〜８、図７の電極材料２５）とを溶融塩２に接触させた状態で、処理対象物３と電極部材（図４の電極６〜８、図７の電極材料２５）における電位を所定の値に制御することにより、処理対象物３から電位に応じた希土類元素を含む元素を溶融塩２に溶出させる工程（Ｓ２０、Ｓ２１、図７、図８に示す工程）とを備える。
【００５９】
このようにすれば、処理対象物３と電極部材における電位の値を制御することにより、処理対象物３から希土類元素を含む元素を選択的に溶融塩２に溶解させることができる。そのため、従来の湿式処理などのように酸などを用いた溶解・抽出といったプロセスを繰り返す場合より回収工程を簡略化でき、また特定の元素を選択的に分離・回収することができる。このため、回収工程の効率化および低コスト化を図ることができる。
【００６０】
上記元素回収方法では、溶出させる工程（Ｓ２０、Ｓ２１、図７、図８に示す工程）において、電位の値は、希土類元素を溶融塩２に溶出させるように設定されていてもよい。この場合、処理対象物３から希土類元素を選択的に分離・回収することができる。
【００６１】
上記元素回収方法において、溶出させる工程（Ｓ２０、Ｓ２１、図７、図８に示す工程）は、図７および図８に示すように、電位の値を互いに異なる設定値に設定した状態で複数回実施されてもよい。この場合、電位の値を変更することで、複数種類の希土類元素を溶融塩２に効率的に溶出させ、回収することができる。
【００６２】
上記元素回収方法において、処理対象物３は希土類磁石であってもよい。ここで、希土類磁石は希土類元素と鉄とが主成分であり、また希土類磁石は希土類元素の主な利用分野の１つであって今後も製造量の増加が見込まれる。そのため、本発明を当該希土類磁石からの希土類元素の回収に適用することは資源の有効利用といった観点からも特に効果的である。
【００６３】
上記元素回収方法において、処理対象物３は希土類元素を含む金属廃材であってもよい。この場合、金属廃材からも希土類元素を含む元素を回収でき、資源の有効利用を図ることができる。
【００６４】
この発明に従った元素回収方法は、希土類元素を含み導電性の処理対象物３を準備する工程（Ｓ１０、Ｓ１１）と、処理対象物３と電極部材（図４の電極６〜８、図８の電極６）とを溶融塩２に接触させた状態で、処理対象物３と電極部材における電位を所定の値に制御することにより、処理対象物３から電位の値に応じた、希土類元素を含む元素を溶融塩２に溶出させてから電極部材に析出させる工程（Ｓ３１、図８に示す工程）とを備える。
【００６５】
このようにすれば、処理対象物３に含まれる元素を、電極部材（図４の電極６〜８、図８の電極６）の表面に析出させることにより容易に回収することができる。
【００６６】
上記元素回収方法では、析出させる工程（Ｓ３１、図８に示す工程）において、電位の値は、希土類元素を電極部材に析出させるように設定されていてもよい。この場合、希土類元素を選択的に回収することができる。
【００６７】
上記元素回収方法において、溶融塩２として塩化物系またはフッ化物系の溶融塩を用いてもよい。また、上記元素回収方法において、溶融塩２として塩化物系の溶融塩とフッ化物系の溶融塩とを混合した溶融塩２を用いてもよい。この場合、回収対象である希土類元素などの溶解度が高い溶融塩２を用いることになるので、当該希土類元素などの回収効率を高めることができる。
【００６８】
上記元素回収方法において、処理対象物３は遷移金属を含んでいてもよい。ここで、希土類元素は遷移金属との合成物として用いられることが多いため、当該処理対象物３として処理することが可能な材料の範囲を広くすることができる。
【００６９】
この発明に従った元素回収装置は、溶融塩２を内部に保持する容器１と、回収用電極（図４の電極６〜８）と、保持電極（図４のカゴ４）と、制御部９とを備える。回収用電極は、容器１の内部に保持された溶融塩２に浸漬される。保持電極は、容器１の内部に保持された溶融塩２に浸漬され、希土類元素を含み導電性の処理対象物３を内部に保持する。保持電極は内部と外部との間で溶融塩２が流通可能になっている。制御部９は、回収用電極と保持電極の電位を制御する。制御部９は、電位の変更が可能となっている。また、当該制御部９は、電位について複数の値を所定の順番で所定時間、回収用電極と保持電極とにおいて維持するように制御が可能になっていてもよい。
【００７０】
この場合、保持電極に保持された処理対象物３から溶融塩２中に希土類元素が溶出するともに、回収用電極の表面に当該希土類元素が析出するような電位の値に設定することにより、希土類元素を元素ごとに選択的に回収することができる。また、回収用電極は、制御部９に接続された、希土類元素の種類に応じた電位を制御部により制御される複数の電極部材（電極６〜８）を含んでいてもよい。この場合、複数の電極部材（電極６〜８）について、所定の値の電位に制御された電極部材を順次切り替えていくことにより、電極部材（電極６〜８）ごとに異なる元素（希土類元素）を電極部材の表面に析出させて回収することができる。
【００７１】
なお、上述した元素回収方法および元素回収装置において用いる溶融塩２としては、例えば塩化物系の溶融塩としてＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＣａＣｌ２、ＬｉＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＭｇＣｌ２などを用いることができる。また、溶融塩２としてたとえばフッ化物系の溶融塩としてＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２を用いることができる。なお、希土類元素を回収する場合には、回収効率の点から塩化物系の溶融塩２を用いることが好ましい。また、塩化物系の溶融塩のなかでも、安価で入手が容易という点からＫＣｌ、ＮａＣｌ、ＣａＣｌ２を用いることが好ましい。
【００７２】
また、溶融塩２に希土類元素などを溶解する工程である上述した工程（Ｓ２０）や工程（Ｓ２１）などにおいて、処理対象物３と対となるよう用いられる電極（陰極）としては、たとえば炭素、あるいは図７に示したようにアルカリ金属と合金を形成する材料（Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ）からなる電極を用いることが好ましい。
【００７３】
また、溶融塩２に溶解した希土類元素などを電極６〜８などの表面に析出させる上記工程（Ｓ３０）や上記工程（Ｓ３１〜Ｓ３４）において、希土類元素を析出させる側の電極（陰極）としては、任意の導電体を用いることができるが、回収する元素（希土類元素）を合金として析出させる場合であって、固体状の導電体を電極（陰極）材料として用いる場合には、たとえばＮｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇｅなどを電極の材料とすることが好ましい。また、電極（陰極）材料として液体状の導電体を用いる場合には、たとえばＺｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉなどを電極の材料とすることが好ましい。あるいは、回収する元素（希土類元素）を単体として析出させる場合には、電極（陰極）材料としてＣ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａなどを用いることが好ましい。
【００７４】
一方、上記のような希土類元素を含む元素を析出させるときに用いる陽極としては、たとえば炭素、あるいはにアルカリ金属と合金を形成する材料（Ａｌ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ）からなる電極を用いることが好ましい。
【００７５】
また、上述した工程（Ｓ３０）や工程（Ｓ３１〜Ｓ３４）において、電極における設定電位を決定するために用いられる、析出させる（回収対象の）元素（より具体的には希土類元素）の析出電位は、電気化学的な計算により、具体的にはネルンストの式を用いて以下のように計算される。
【００７６】
たとえば、３価ＰｒイオンからＰｒを単体として電極表面に析出させるための電位（析出電位：ＥＰｒ）は、以下の式に基づいて決定できる。
【００７７】
ＥＰｒ＝Ｅ０Ｐｒ＋ＲＴ／３Ｆ・ｌｎ（ａＰｒ（ＩＩＩ）／ａＰｒ（０））    ・・・式（１）
なお、上記式（１）において、Ｅ０Ｐｒは標準電位を、Ｒは気体定数を、Ｔは絶対温度を、Ｆはファラデー数を、ａＰｒ（ＩＩＩ）は３価のＰｒイオンの活量を、ａＰｒ（０）はＰｒ単体の活量を、それぞれ意味する。そして、上記式（１）を、活量係数γＰｒ（ＩＩＩ）を考慮して書き直すと、ａＰｒ（０）＝１なので、以下のような式となる。
【００７８】
ＥＰｒ＝Ｅ０Ｐｒ＋ＲＴ／３Ｆ・ｌｎ  ａＰｒ（ＩＩＩ）
＝Ｅ０Ｐｒ＋ＲＴ／３Ｆ・ｌｎ（γＰｒ（ＩＩＩ）・ＣＰｒ（ＩＩＩ））・・・式（２）
ＥＰｒ＝Ｅ０’Ｐｒ＋ＲＴ／３Ｆ・ｌｎＣＰｒ（ＩＩＩ）    ・・・式（３）
なお、上記式（３）において、ＣＰｒ（ＩＩＩ）は３価のＰｒイオンの濃度を、Ｅ０’Ｐｒは式量電極電位（ここでは、Ｅ０Ｐｒ＋ＲＴ／３Ｆ・ｌｎγＰｒ（ＩＩＩ）と等しい）をそれぞれ意味する。
【００７９】
また、同様にＰｒＮｉ合金を電極表面に析出させる場合の電位（析出電位：ＥＰｒ・Ｎｉ）は、以下の式に基づいて決定できる。
【００８０】
ＥＰｒ・Ｎｉ＝Ｅ０’Ｐｒ・Ｎｉ＋ＲＴ／３Ｆ・ｌｎＣＰｒ（ＩＩＩ）    ・・・式（４）
なお、上記式（４）において、Ｅ０’Ｐｒ・Ｎｉは式量電極電位（ここでは、Ｅ０Ｐｒ・Ｎｉ＋ＲＴ／３Ｆ・ｌｎγＰｒ（ＩＩＩ）に等しい）を意味する。
【００８１】
上述した式に基づき、回収するべき元素の析出物に関して、用いる溶融塩の種類ごとに析出電位を求めることができる。なお、実際の回収プロセスにおいては、上記のように求めた析出電位の値から、十分に選択的な析出が可能な電位の隔たりを確保できる析出物を選定し、また、析出させる元素の順番を決定する。また、実際に元素を回収するときに制御される電位については、電極６〜８などの大きさや、一対の電極の相対的な位置関係などによっても影響を受ける。そのため、実験的に基準となる電位を決定した後、上述した析出電位の値と析出させる元素の順番とを考慮し、各元素の析出工程において電極における電位の値を決定することが好ましい。
【００８２】
（実施例）
本発明の効果を確認するため、以下のような実験を行なった。
【００８３】
（試料）
処理対象物である試料として、ネオジム系磁石（Ｆｅ−Ｂ−Ｎｄ−Ｄｙ）を準備した。具体的には、まずネオジム系磁石を粉砕した。粉砕後の試料の粒径は約２ｍｍであった。そして、粉砕した試料（ネオジム系磁石）を、モリブデン（Ｍｏ）製の網（５０ｍｅｓｈ）で包んだ。図１４に示すようにかご状の網の内部に保持された試料粉末を、アノード電極とした。
【００８４】
（実験内容）
溶融塩としてＮａＣｌ−ＫＣｌの共晶組成の溶融塩を準備した。具体的には、上記組成の塩を７００℃に加熱して完全に溶融させた。そして、当該溶融塩に、上述したアノード電極と、カソード電極とを浸漬した。カソード電極の材料としてはグラッシーカーボンを用いた。
【００８５】
溶出工程：
このように溶融塩にアノード電極とカソード電極とを浸漬した状態で、アノード電極を所定の電位に保持した。そして、所定時間経過後、溶融塩からサンプルを採取し、当該サンプルについてＩＣＰ−ＡＥＳにより組成分析を行なった。
【００８６】
電解工程：
上記溶出工程の後、溶融塩にＮｉからなるカソード電極およびグラッシーカーボンからなるアノード電極を浸漬し、カソード電極の電位を所定の電位に保持した。具体的には、ＮａＣｌ−ＫＣｌ系溶融塩においてＤｙ−Ｎｉ合金が形成するような電位に保持した。そして、所定時間経過後、カソード電極の表面状態を観察した。
【００８７】
（結果）
溶出工程について：
溶出工程において観察されたアノード電流は、図１５に示すような経時変化を示した。なお、図１５の横軸は時間（単位：分）を示し、縦軸はアノード電流の電流値（単位：ｍＡ）を示す。図１５に示すように、電流値は時間が経過するにつれて低下していた。また、電流値の時間変化率は、測定開始時（通電開始時）が最も高く、その後徐々に変化率が小さくなっていく傾向が見られた。
【００８８】
そして、溶融塩から採取したサンプルについて、ＩＣＰ−ＡＥＳにより組成分析を行なった結果、当該溶融塩中にＮｄ、Ｄｙが溶解していることが確認された。
【００８９】
電解工程について：
カソード電極の表面層について、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果を図１６および図１７に示す。図１６および図１７に示すように、カソード電極を構成するＮｉからなる電極本体部３１の表面に、Ｄｙ−Ｎｉ合金３２が析出していた。このＤｙ−Ｎｉ合金３２は、溶融塩中に存在していたＤｙがカソード電極を構成するＮｉと反応し、カソード電極の表面に析出したものと考えられる。このように、ネオジム系磁石に含まれていたＤｙをＤｙ−Ｎｉ合金という形で当該磁石から分離・抽出することができる。
【００９０】
なお、図１６はＳＥＭによる反射電子像を示しており、また、図１７は図１６に示した領域についてのＸ線分析によりＤｙ原子の分布を示している。図１７に示すように、電極本体部３１に対応する領域３３ではほとんどＤｙは検出されていないが、Ｄｙ−Ｎｉ合金３２に対応する領域３４ではＤｙが検出されている。
【００９１】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、特に希土類元素の回収に有利に適用される。
【符号の説明】
【００９３】
１  容器、２  溶融塩、３  処理対象物、４，２４  カゴ、５  導電線、６〜８，１５，２７  電極、９  制御部、１０  ヒータ、１１  ＤｙＮｉ２膜、１２  Ｐｒ膜、１３  Ｎｄ膜、１６  Ｄｙ膜、２５  電極材料、２６  合金、３１  電極本体部、３２  Ｄｙ−Ｎｉ合金、３３，３４  領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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