(57)【要約】【課題】  溶媒抽出法の代替技術としての、軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者を分離する方法を提供すること。【解決手段】  軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から得られた軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物に対し、カルシウム還元反応をゲッター金属の存在下で行い、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属をゲッター金属と合金化させて回収することを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から得られた軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物に対し、カルシウム還元反応をゲッター金属の存在下で行い、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属をゲッター金属と合金化させて回収することを特徴とする、軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者を分離する方法。
【請求項２】
カルシウム還元反応を行うための還元剤として、金属カルシウムおよび／または水素化カルシウムを用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ゲッター金属として、Ｆｅおよび／またはＣｏを用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
カルシウム還元反応を行うための処理容器としてカルシア製のものを用いることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
カルシウム還元反応を１０００℃〜１５００℃の温度で行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
フラックスとして、塩化カルシウムおよび／またはフッ化カルシウムを添加することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
処理対象物がＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石（Ｒは希土類元素）などの軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者を分離する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、高い磁気特性を有していることから、今日様々な分野で使用されていることは周知の通りである。このような背景のもと、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の生産工場では、日々、大量の磁石が生産されているが、磁石の生産量の増大に伴い、製造工程中に加工不良物などとして排出される磁石スクラップや、切削屑や研削屑などとして排出される磁石加工屑などの量も増加している。とりわけ情報機器の軽量化や小型化によってそこで使用される磁石も小型化していることから、加工代比率が大きくなることで、製造歩留まりが年々低下する傾向にある。従って、製造工程中に排出される磁石スクラップや磁石加工屑などを廃棄せず、そこに含まれる金属元素、特に希土類元素をいかに回収して再利用するかが今後の重要な技術課題となっている。また、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を使用した電化製品などから循環資源として希土類元素をいかに回収して再利用するかについても同様である。そこで、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石などの希土類元素と鉄族元素を含む処理対象物から希土類元素を回収する方法として、処理対象物に対して酸化処理を行った後、処理環境を炭素の存在下に移し、１１５０℃以上の温度で熱処理することで、希土類元素を酸化物として鉄族元素から分離して回収する方法が、特許文献１において提案されている。
【０００３】
特許文献１において提案されている上記の方法は、低コストと簡易さが要求されるリサイクルシステムとして優れたものであるが、処理対象物が例えばＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の場合、鉄族元素から分離して回収された希土類元素の酸化物は、ＮｄやＰｒなどの軽希土類元素とＤｙなどの重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物である。従って、希土類元素と鉄族元素を含む処理対象物から希土類元素を回収する優れた方法が特許文献１によって提供された今、次なる課題は、軽希土類元素と重希土類元素をいかに分離するかという点にある。
【０００４】
軽希土類元素と重希土類元素を分離する方法として知られている一般的なものは、溶媒抽出法によるものである（例えば特許文献２）。現在のところ、溶媒抽出法は、希土類元素の分離や精製についての主流的な技術として位置付けられている。しかしながら、溶媒抽出法は、２−エチルヘキシルホスホン酸モノ−２−エチルヘキシルエステルなどの有機リン化合物を抽出剤として用いるとともに、ケロシンなどの引火性の高い有機溶媒を用いることから、環境保全上の問題や安全上の問題があるため、溶媒抽出法の代替技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０１８７１０号
【特許文献２】特開平２−８０５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、溶媒抽出法の代替技術としての、軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者を分離する方法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】
【０００７】
本発明者は上記の点に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から得られる両者の複合酸化物ないし酸化物の混合物に対し、カルシウム還元反応を行い、酸化された軽希土類元素と酸化された重希土類元素の還元されやすさの違い、即ち、酸化物の標準自由エネルギー変化（ΔＧ）の違いを利用して、両者を効果的に分離する方法を見出した。
【０００８】
上記の知見に基づいてなされた本発明の軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者を分離する方法は、請求項１記載の通り、軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から得られた軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物に対し、カルシウム還元反応をゲッター金属の存在下で行い、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属をゲッター金属と合金化させて回収することを特徴とする。
また、請求項２記載の方法は、請求項１記載の方法において、カルシウム還元反応を行うための還元剤として、金属カルシウムおよび／または水素化カルシウムを用いることを特徴とする。
また、請求項３記載の方法は、請求項１記載の方法において、ゲッター金属として、Ｆｅおよび／またはＣｏを用いることを特徴とする。
また、請求項４記載の方法は、請求項１記載の方法において、カルシウム還元反応を行うための処理容器としてカルシア製のものを用いることを特徴とする。
また、請求項５記載の方法は、請求項１記載の方法において、カルシウム還元反応を１０００℃〜１５００℃の温度で行うことを特徴とする。
また、請求項６記載の方法は、請求項１記載の方法において、フラックスとして、塩化カルシウムおよび／またはフッ化カルシウムを添加することを特徴とする。
また、請求項７記載の方法は、請求項１記載の方法において、処理対象物がＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、溶媒抽出法の代替技術としての、軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者を分離する方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者を分離する方法は、酸化された軽希土類元素と酸化された重希土類元素では、酸化された軽希土類元素の方がカルシウム還元反応によって還元されやすいことを利用したものであり、軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から得られた軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物に対し、カルシウム還元反応をゲッター金属の存在下で行い、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属をゲッター金属と合金化させて回収する。
【００１１】
本発明の方法を適用することができる軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物は、ＮｄやＰｒやＳｍなどの軽希土類元素とＤｙやＴｂなどの重希土類元素を含むものであれば特段の制限はなく、軽希土類元素と重希土類元素に加えてその他の元素としてＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどの鉄族元素やホウ素などを含んでいてもよい。具体的には、例えばＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石などが挙げられる。軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者の複合酸化物ないし酸化物の混合物を得る方法は、自体公知の方法であってよく、例えば、特許文献１に記載の、希土類元素と鉄族元素を含む処理対象物に対して酸化処理を行った後、処理環境を炭素の存在下に移し、１１５０℃以上の温度で熱処理することで、希土類元素を酸化物として鉄族元素から分離して回収する方法を好適に採用することができる。軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物の、軽希土類元素の含量と重希土類元素の含量の合計は、７０ｍａｓｓ％以上が望ましく、７５ｍａｓｓ％以上がより望ましい。軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物は、鉄族元素やホウ素などを含んでいてもよいが、これらの含量は、それぞれ５．０ｍａｓｓ％以下が望ましく、２．５ｍａｓｓ％以下がより望ましい。軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物は、カルシウム還元反応によって酸化された軽希土類元素を効果的に還元するため、粒径が１ｍｍ以下、望ましくは５００μｍ以下の粒状ないし粉末状であることが望ましい（例えば調製の容易性に鑑みれば粒径の下限は１μｍが望ましい）。
【００１２】
カルシウム還元反応を行うための還元剤としては、金属カルシウム、水素化カルシウム、ＣａとＭｇやＺｎの合金といった自体公知の還元剤を用いることができるが、汎用性などの点において金属カルシウムと水素化カルシウムが好適である。還元剤の使用量は、軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物に含まれる酸素含有量に対し、モル比で１．０倍〜５．０倍が望ましく、１．２倍〜３．０倍がより望ましい。還元剤の使用量が少なすぎると、酸化された軽希土類元素が効果的に還元されない恐れがある。一方、還元剤の使用量を必要以上に多くしても、余剰の還元剤の量の増加を招くだけであり、また、コストが嵩む。還元剤は、粒径が１ｍｍ〜１０ｍｍの粒状であることが望ましい。還元剤が小さすぎると、ハンドリング中に酸化されてしまって還元剤として用いることができなくなる恐れがある。一方、還元剤が大きすぎると、嵩密度が小さくなることでより大きな処理容器が必要になる。
【００１３】
軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物に対してカルシウム還元反応を行う際に共存させるゲッター金属は、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属と、１５００℃以下の融点を有する合金を形成することができるものが望ましい（その理由は後述するようにカルシウム還元反応を１５００℃以下の温度で行うことが望ましいからである）。具体的には、例えば、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属と、７００℃〜１５００℃の融点を有する合金を形成することができる、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｇなどを用いることができるが、好適なゲッター金属はＦｅとＣｏである。ＦｅとＣｏはＣａと合金を形成しないため、カルシウム還元反応を行うための還元剤と反応しないので、軽希土類金属とゲッター金属の合金に取り込まれる還元剤由来の金属カルシウム量を少なくすることができるからである。ゲッター金属の使用量は、軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物に含まれる希土類元素含有量に対し、モル比で０．１倍〜１０．０倍が望ましく、０．２倍〜８．０倍がより望ましい。ゲッター金属の使用量が少なすぎると、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属との合金が形成されないことで軽希土類元素と重希土類元素を分離することができない恐れがある。一方、ゲッター金属の使用量を必要以上に多くすると、Ｆｅなどのそれ自体の融点が１５００℃を超える金属をゲッター金属として用いた場合に１５００℃以下の温度で軽希土類金属と合金を形成しにくくなることに加え、軽希土類金属とゲッター金属の合金から両者を分離したい場合にその操作が大掛かりになり、また、コストが嵩む。ゲッター金属の形状は、片状、球状、粒状など、いかなる形状であってもよいが、その大きさ（粒径）は１００μｍ以上であることが望ましい。ゲッター金属が小さすぎると、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属とゲッター金属の合金の融液が凝集して溶融金属プールを形成しにくくなることで、軽希土類金属との合金を塊状物として回収しにくくなる。
【００１４】
カルシウム還元反応を行うための処理容器は、１５００℃よりもはるかに高い融点を有するＭｏ，Ｗ，Ｔａなどの金属製のもの、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、カルシアなどの酸化物製のもの、窒化アルミニウムや窒化ホウ素などの窒化物製のものなどを用いることができる。中でもカルシア製の処理容器は、カルシウム還元反応を行うための還元剤と反応しない点や、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属とゲッター金属の合金の融液が容器表面に濡れ広がらずに凝集して溶融金属プールを形成しやすくなることで、合金を塊状物として回収しやすくなる点において好適である。カルシア製の処理容器は、純度が９９．８％以上で気孔率が０％の緻密質カルシアからなるものが望ましい。
【００１５】
軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物に対するカルシウム還元反応は、１０００℃〜１５００℃の温度で行うことが望ましい。温度が１０００℃未満であると、酸化された軽希土類元素が効果的に還元されない恐れがある。一方、温度が１５００℃を超えると、カルシウム還元反応を行うための還元剤が蒸発してカルシウム還元反応を効果的に行うことができない恐れの他、酸化された重希土類元素も還元されてしまって軽希土類元素と重希土類元素を分離することが困難になる恐れや、処理容器に損傷を与えてしまったりする恐れがある。カルシウム還元反応を行う温度は、１１００℃〜１４５０℃がより望ましい。
【００１６】
また、軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物に対するカルシウム還元反応は、カルシウム還元反応を行うための還元剤が蒸発して系外に流出してしまわないように、処理容器を二重構造とし、軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物の混合物と還元剤とゲッター金属を内側の処理容器に収容した後、内側の処理容器を外側の蓋付き処理容器に収納し、外側の処理容器の内部をアルゴンガスなどの不活性ガス（酸素含有濃度は１ｐｐｍ以下が望ましい、以下同じ）で置換してから蓋と本体を溶接して内部を密閉した後、アルゴンガスなどの不活性ガスの雰囲気中や減圧下（１０００Ｐａ未満が望ましい）で行うことが望ましい。また、カルシウム還元反応を行う系内をアルゴンガスなどの不活性ガスによって加圧状態とし、カルシウム還元反応を行うための還元剤が蒸発して系外に流出してしまわないようにしてもよい。系内に酸素が存在することは望ましくない。還元剤が酸化されてしまって還元剤として用いることができなくなったり、処理容器の材質によっては容器が酸素と反応することで溶融してしまったりするからである。カルシウム還元反応を行う時間は、例えば１時間〜１００時間が適当である。
【００１７】
なお、カルシウム還元反応と、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属のゲッター金属との合金化をより低温で行うことができるように、フラックスとして塩化カルシウムやフッ化カルシウムなどを処理容器に添加してもよい。フラックスの使用量は、軽希土類元素と重希土類元素の複合酸化物ないし酸化物に含まれる希土類元素含有量に対し、モル比で０．０１倍〜１．０倍が望ましく、０．０３倍〜０．５倍がより望ましい。
【００１８】
カルシウム還元反応を所定の時間行った後、系内を冷却すると、処理容器内には、カルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属とゲッター金属の合金からなる塊状物と、還元されずに酸化されたままの重希土類元素とカルシウム還元反応によって生成した酸化カルシウムと余剰の還元剤由来の金属カルシウムから形成されるスラグが、独立かつ密接して存在する。両者は、ハンマーで叩いたりすることで物理的に分離することができる他、濃度が１０％以上の砂糖水やブドウ糖水に処理容器ごと投入してスラグを崩壊させることで分離することもできる。フラックスとして塩化カルシウムを用いた場合、スラグに含まれる塩化カルシウムはスラグの崩壊を促進させるので都合がよい。また、両者の分離に先立って、アルゴンガスなどの不活性ガスの雰囲気中や減圧下、１５００℃を超える温度で熱処理を行い、スラグに含まれる金属カルシウムを蒸発させてもよい。こうして蒸発させた金属カルシウムは、回収することでカルシウム還元反応を行うための還元剤として再利用することができる。
【００１９】
こうして得られたカルシウム還元反応によって還元された軽希土類金属とゲッター金属の合金は、必要に応じて、アルゴンガスなどの不活性ガスの雰囲気中や減圧下、１５００℃を超える温度で熱処理を行い、合金に取り込まれている可能性がある還元剤由来の金属カルシウムを蒸発させてから、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造原料などとして用いることができる。必要に応じて軽希土類金属とゲッター金属の合金から両者を分離してもよい。ゲッター金属としてＦｅを用いる場合にはその方法として例えば特許文献１に記載の方法を採用することができる。軽希土類金属とゲッター金属の合金に重希土類金属が含まれる場合、例えば、軽希土類金属と重希土類金属からゲッター金属を分離した後（ゲッター金属としてＦｅを用いる場合にはその方法として例えば特許文献１に記載の方法を採用することができる）、本発明の方法を採用すれば、軽希土類金属とゲッター金属の合金に含まれる重希土類金属含有量の低減化を図ることができる。また、上記の通り、酸化されたままの重希土類元素とカルシウム還元反応によって生成した酸化カルシウムと余剰の還元剤由来の金属カルシウムから形成されるスラグは、濃度が１０％以上の砂糖水やブドウ糖水に投入すると崩壊するが、こうしてスラグを崩壊させると、酸化されたままの重希土類元素を未溶解残渣として回収することができる。回収された酸化されたままの重希土類元素は、例えば、塩酸に溶解してからフッ化物に変換した後、溶融塩電解法やカルシウム還元法などにより還元することで、重希土類金属に変換することができる。
【００２０】
以上の工程を少なくとも含んでなる本発明の方法は、溶媒抽出法において抽出剤として用いる２−エチルヘキシルホスホン酸モノ−２−エチルヘキシルエステルなどの有機リン化合物や、有機溶媒として用いる引火性の高いケロシンなどを用いる必要がなく、必要な物質は安価であって、溶媒抽出法によって配慮しなければならない環境保全上の問題や安全上の問題が皆無ないしは少ないものであるので、本発明の方法は、軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者を分離するために有効な、低コストと簡易さが要求されるリサイクルシステムとして実用化することができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。
【００２２】
実施例１：
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造工程中に発生した約１０μｍの粒径を有する磁石加工屑（自然発火防止のため水中で７日間保管したもの）に対し、吸引ろ過することで脱水してからロータリーキルンを用いて燃焼処理することで酸化処理を行った。こうして酸化処理を行った磁石加工屑のＩＣＰ分析（使用装置：島津製作所社製のＩＣＰＶ−１０１７、以下同じ）の結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
2018003089.tif 000002
【００２４】
次に、酸化処理を行った磁石加工屑５０ｇとカーボンブラック（東海カーボン社製のファーネスブラック、以下同じ）１０ｇを混合し、カーボンブラック１０ｇを予め底面に敷き詰めた寸法が内径５０ｍｍ×深さ５０ｍｍ×肉厚１０ｍｍの炭素るつぼ（黒鉛製、以下同じ）に収容した後、電気炉を用い、工業用アルゴンガス雰囲気（酸素含有濃度：０．２ｐｐｍ、流量：１０Ｌ／分）中で１４５０℃まで１０℃／分で昇温してから２時間熱処理した。その後、炉内の加熱を停止し、炉内の工業用アルゴンガス雰囲気を維持したまま、炭素るつぼを室温まで炉冷した。炉冷を終了した後、炭素るつぼ内には、互いに独立かつ密接して存在する２種類の塊状物（塊状物Ａと塊状物Ｂ）が存在した。塊状物Ａと塊状物ＢのそれぞれのＩＣＰ分析を行ったところ、塊状物Ａの主成分は鉄である一方、塊状物Ｂの主成分は希土類元素の酸化物であった。塊状物ＢのＩＣＰ分析の結果を表２に示す。なお、塊状物Ｂの主成分である希土類元素の酸化物は、軽希土類元素（Ｎｄ，Ｐｒ）と重希土類元素（Ｄｙ）の複合酸化物ないし酸化物の混合物であることを、別途に行ったＸ線回析分析（使用装置：ブルカー・エイエックスエス社製のＤ８  ＡＤＶＡＮＣＥ、以下同じ）において確認した。
【００２５】
【表２】
2018003089.tif 000003
【００２６】
希土類元素の酸化物を主成分とする塊状物Ｂを、瑪瑙製の乳鉢と乳棒で粉砕し、ステンレス製の篩を用いて粒径が１２５μｍ未満の粉末を得る操作を行うことで調製した、塊状物Ｂの粉末１０ｇと、カルシウム還元反応を行うための還元剤としての粒径が２ｍｍ〜７ｍｍの粒状の金属カルシウム１０ｇ（塊状物Ｂに含まれる酸素含有量に対してモル比で１．９倍に相当）と、ゲッター金属としての縦：１．６ｍｍ×横：１．６ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの鉄片１６．５ｇ（塊状物Ｂに含まれる希土類元素含有量に対してモル比で５．７倍に相当）を、それぞれ秤量し、外径：３０ｍｍ×内径：２３ｍｍ×高さ：６０ｍｍの緻密質カルシアるつぼに収容した後、この緻密質カルシアるつぼを、外径：３９ｍｍ×内径：３３ｍｍ×高さ：７０ｍｍの蓋付き鉄るつぼに収納し、蓋を本体に締め付けた。以上の操作は、工業用アルゴンガス雰囲気（酸素含有濃度：０．２ｐｐｍ）のグローブボックス内で行った。蓋を本体に締め付けた鉄るつぼを、アルゴンガス雰囲気のグローブボックス内から取り出し、蓋と本体をＴＩＧ溶接して内部を密閉した後、電気炉を用い、工業用アルゴンガス雰囲気（酸素含有濃度：０．２ｐｐｍ、流量：５Ｌ／分）中で１４３０℃で２４時間、カルシウム還元反応を行った。その後、炉内の加熱を停止し、炉内の工業用アルゴンガス雰囲気を維持したまま、鉄るつぼを室温まで炉冷した。炉冷を終了した後、るつぼごとブレーダーで垂直方向に切断し、その切断面を、＃８０，＃１２０，＃３６０，＃６００，＃１０００，＃１５００の研磨紙で順次研磨してから、最後に１μｍのダイヤモンドスラリーで研磨し、緻密質カルシアるつぼの内容物を目視したところ、完全に溶融してから形成されたと考えられる金属の球状の塊状物がスラグに包囲される形態で両者が独立かつ密接に存在した。金属の塊状物のＳＥＭ・ＥＤＸ分析（使用装置：ＳＥＭ（日立ハイテクノロジーズ社製のＳ−４５００／ＥＤＸ（ＥＤＡＸ社製のＭＯＤＥＬ：ＨＩＴ  Ｓ４８００）、以下同じ）の結果を表３に示す。表３の組成を用いて、ゲッター金属として用いた鉄片のすべてが、カルシウム還元によって還元された希土類金属との合金化に寄与したと仮定して、緻密質カルシアるつぼに収容した塊状物Ｂに含まれる希土類元素のそれぞれの含有量から鉄との合金として回収されたそれぞれの回収率を算出すると、Ｎｄ：８８．５％、Ｐｒ：９４．３％、Ｄｙ：５７．３％であり、軽希土類元素（Ｎｄ，Ｐｒ）の回収率と重希土類元素（Ｄｙ）の回収率は大きく異なることから、この回収率の違いを利用すれば、軽希土類金属と重希土類元素を分離することができることがわかった。なお、緻密質カルシアるつぼの内容物である金属の塊状物とスラグは、濃度が１０％以上の砂糖水にるつぼごと投入してスラグを崩壊させることで容易に分離することができた。スラグを崩壊させたことによって発生した未溶解残渣には、重希土類元素（Ｄｙ）の酸化物が含まれていることが推定された。
【００２７】
【表３】
2018003089.tif 000004
【００２８】
実施例２：
実施例１において調製した塊状物Ｂの粉末１０ｇを、６０℃に加熱した濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌの塩酸１００ｍＬに添加して溶解した後、シュウ酸二水和物１３ｇを加えて室温で２時間撹拌することで白色の沈殿物を得、この沈殿物を大気雰囲気中で９００℃で２時間焼成することで、塊状物Ｂに含まれるホウ素を除去した。得られた焼成物のＩＣＰ分析の結果を表４に示す。なお、焼成物の主成分である希土類元素の酸化物は、軽希土類元素（Ｎｄ，Ｐｒ）と重希土類元素（Ｄｙ）の複合酸化物ないし酸化物の混合物であることを、別途に行ったＸ線回析分析において確認した。
【００２９】
【表４】
2018003089.tif 000005
【００３０】
希土類元素の酸化物を主成分とする焼成物を、瑪瑙製の乳鉢と乳棒で粉砕し、ステンレス製の篩を用いて粒径が１２５μｍ未満の粉末を得る操作を行うことで調製した、焼成物の粉末１０ｇを、実施例１における塊状物Ｂの粉末１０ｇのかわりに用いることと、ゲッター金属として縦：１．６ｍｍ×横：１．６ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの鉄片１４．５ｇを用いること以外は実施例１と同様にしてカルシウム還元反応を行ったところ、実施例１の結果と同様に、完全に溶融してから形成されたと考えられる金属の球状の塊状物が得られた。そのＳＥＭ・ＥＤＸ分析の結果を表５に示す。表５の組成を用いて、実施例１と同様にして、焼成物に含まれる希土類元素のそれぞれの含有量から鉄との合金として回収されたそれぞれの回収率を算出すると、Ｎｄ：１１０．１％、Ｐｒ：１０５．１％、Ｄｙ：３８．３％であり、実施例１における結果と同様に、軽希土類元素（Ｎｄ，Ｐｒ）の回収率と重希土類元素（Ｄｙ）の回収率は大きく異なることがわかった。
【００３１】
【表５】
2018003089.tif 000006
【００３２】
実施例３：
２．９ｇのＮｄ２Ｏ３、３．０ｇのＰｒ６Ｏ１１、３．２５ｇのＤｙ２Ｏ３（いずれも試薬としての市販品）の混合物を、瑪瑙製の乳鉢と乳棒で粉砕し、ステンレス製の篩を用いて粒径が１２５μｍ未満の粉末を得る操作を行うことで調製した粉末を、実施例２における焼成物の粉末１０ｇのかわりに用いること以外は実施例２と同様にしてカルシウム還元反応を行ったところ、実施例２の結果と同様に、完全に溶融してから形成されたと考えられる金属の球状の塊状物が得られた。そのＳＥＭ・ＥＤＸ分析の結果を表６に示す。表６の組成を用いて、実施例１と同様にして、試薬の混合物に含まれる希土類元素のそれぞれの含有量から鉄との合金として回収されたそれぞれの回収率を算出すると、Ｎｄ：９５．７％、Ｐｒ：８７．０％、Ｄｙ：２９．７％であり、実施例１における結果と同様に、軽希土類元素（Ｎｄ，Ｐｒ）の回収率と重希土類元素（Ｄｙ）の回収率は大きく異なることがわかった。
【００３３】
【表６】
2018003089.tif 000007
【００３４】
実施例４：
ゲッター金属として縦：１．６ｍｍ×横：１．６ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの鉄片６．２ｇを用いることと、カルシウム還元反応を行う温度を１３００℃とすること以外は実施例３と同様にしてカルシウム還元反応を行ったところ、実施例３の結果と同様に、完全に溶融してから形成されたと考えられる金属の球状の塊状物が得られた。そのＳＥＭ・ＥＤＸ分析の結果を表７に示す。表７の組成を用いて、実施例１と同様にして、試薬の混合物に含まれる希土類元素のそれぞれの含有量から鉄との合金として回収されたそれぞれの回収率を算出すると、Ｎｄ：８８．５％、Ｐｒ：８２．９％、Ｄｙ：１９．４％であり、実施例１における結果と同様に、軽希土類元素（Ｎｄ，Ｐｒ）の回収率と重希土類元素（Ｄｙ）の回収率は大きく異なることがわかった。
【００３５】
【表７】
2018003089.tif 000008
【００３６】
実施例５：
ゲッター金属として縦：１．６ｍｍ×横：１．６ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの鉄片４．２ｇを用いることと、カルシウム還元反応を行う温度を１２００℃とすること以外は実施例３と同様にしてカルシウム還元反応を行ったところ、実施例３の結果と同様に、完全に溶融してから形成されたと考えられる金属の球状の塊状物が得られた。そのＳＥＭ・ＥＤＸ分析の結果を表８に示す。表８の組成を用いて、実施例１と同様にして、試薬の混合物に含まれる希土類元素のそれぞれの含有量から鉄との合金として回収されたそれぞれの回収率を算出すると、Ｎｄ：６８．０％、Ｐｒ：５４．６％、Ｄｙ：１３．４％であり、実施例１における結果と同様に、軽希土類元素（Ｎｄ，Ｐｒ）の回収率と重希土類元素（Ｄｙ）の回収率は大きく異なることがわかった。
【００３７】
【表８】
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【００３８】
実施例６：
カルシウム還元反応を行うための還元剤として水素化カルシウムを用いること以外は実施例１と同様にしてカルシウム還元反応を行ったところ、実施例１の結果と同様に、完全に溶融してから形成されたと考えられる金属の球状の塊状物が得られた。そのＳＥＭ・ＥＤＸ分析を行ったところ、実施例１における結果と同様に、軽希土類元素の回収率は重希土類元素の回収率よりも高かった。
【００３９】
実施例７：
ゲッター金属としてコバルト片を用いること以外は実施例１と同様にしてカルシウム還元反応を行ったところ、実施例１の結果と同様に、完全に溶融してから形成されたと考えられる金属の球状の塊状物が得られた。そのＳＥＭ・ＥＤＸ分析を行ったところ、実施例１における結果と同様に、軽希土類元素の回収率は重希土類元素の回収率よりも高かった。
【００４０】
実施例８：
カルシウム還元反応を行う温度を１３００℃とすること以外は実施例７と同様にしてカルシウム還元反応を行ったところ、実施例１の結果と同様に、完全に溶融してから形成されたと考えられる金属の球状の塊状物が得られた。そのＳＥＭ・ＥＤＸ分析を行ったところ、実施例１における結果と同様に、軽希土類元素の回収率は重希土類元素の回収率よりも高かった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、溶媒抽出法の代替技術としての、軽希土類元素と重希土類元素を含む処理対象物から両者を分離する方法を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。