(57)【要約】【課題】  例えば希土類元素の酸化物を還元して希土類金属を回収するために用いる溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを、構成が簡易でありながら、高い信頼性のもとに検知することができる方法、およびこの方法を行うことができる溶融塩電解装置を提供すること。【解決手段】  電解槽の側面の外周の下方に前記外周に沿って凹部を設け、前記凹部の内部に気体供給口を位置させて気体を供給し、前記電解槽から漏れ出た内容物が前記凹部に入ることによって引き起こされる前記気体供給口からの気体供給量の変化を検知することによる。【選択図】  図１
2019059987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物を溶融塩電解するための陰極と陽極とが配置されるとともに、溶融塩が保持される、溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法であって、電解槽の側面の外周の下方に前記外周に沿って凹部を設け、前記凹部の内部に気体供給口を位置させて気体を供給し、前記電解槽から漏れ出た内容物が前記凹部に入ることによって引き起こされる前記気体供給口からの気体供給量の変化を検知することによる、溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法。
【請求項２】
前記凹部を前記電解槽の側面に沿った周形状のものとし、その少なくともｎ箇所の内部に前記気体供給口を位置させて気体を供給する（ｎは２以上の整数）、請求項１記載の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法。
【請求項３】
前記電解槽を円形状の横断面外周を有するものとするとともに、前記凹部を前記電解槽の側面の外周に沿った円周形状のものとし、前記凹部の円周をｎ等分したｎ箇所の内部に前記気体供給口を位置させて気体を供給する（ｎは２以上の整数）、請求項２記載の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法。
【請求項４】
処理対象物を溶融塩電解するための陰極と陽極とが配置されるとともに、溶融塩が保持される電解槽と、
前記電解槽の側面の外周の下方に前記外周に沿って設けた凹部と、
気体供給口が前記凹部の内部に位置する、前記凹部の内部に気体を供給するための気体供給路と、
前記気体供給口からの気体供給量の変化を検知するための検知器と、
を少なくとも有する、溶融塩電解装置。
【請求項５】
前記凹部が前記電解槽の側面に沿った周形状のものであり、その少なくともｎ箇所の内部に前記気体供給口を位置させてなる（ｎは２以上の整数）、請求項４記載の溶融塩電解装置。
【請求項６】
前記電解槽が円形状の横断面外周を有するものであるとともに、前記凹部が前記電解槽の側面の外周に沿った円周形状のものであり、前記凹部の円周をｎ等分したｎ箇所の内部に前記気体供給口を位置させてなる（ｎは２以上の整数）、請求項５記載の溶融塩電解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば希土類元素の酸化物を還元して希土類金属を回収するために用いる溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法、およびこの方法を行うことができる溶融塩電解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石（Ｒは希土類元素）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、加工代比率も大きくなる傾向にある。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に記載の方法によって鉄族元素から分離された希土類元素の酸化物は、例えば溶融塩電解法によって還元することで希土類金属に変換することができる。溶融塩電解法は、希土類金属などの酸化還元電位の卑な金属の酸化物を還元することができる方法としてよく知られた方法である。溶融塩電解装置としては、溶融塩を保持するための黒鉛などからなる電解槽の内部に、タングステンやモリブデンや鉄などからなる円柱状の陰極と、黒鉛などからなる、陰極に対向して配置された複数本の円柱状や複数枚の弓状の陽極や、陰極を取り囲む円筒状の陽極とを有する装置などが知られており、陰極の表面に析出した電解物である希土類金属や希土類金属と鉄との合金は、液状となって陰極を伝って流れ下り、下端より滴り落ちて陰極の下方に設置された受け皿に集められて電解槽から回収されるように構成されている（例えば特許文献２を参照のこと）。溶融塩は、処理対象物である希土類元素の酸化物に含まれる希土類元素の種類に応じて、例えば、ＬｉＦ−ＮｄＦ３やＬｉＦ−ＮｄＦ３−ＰｒＦ３−ＤｙＦ３などが用いられ、必要に応じてＢａＦ２などが添加される。溶融塩電解処理は、通常、８００〜１２００℃の温度範囲で、電解槽から回収される電解物を酸化させることなどがないように、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気や減圧（真空を含む）雰囲気にて行われる。
【０００４】
黒鉛からなる電解槽は、上記のような溶融塩による化学浸食に対して安定であるが、それでも経時劣化によって、溶融塩電解処理を行っている際に、高温の内容物が、電解槽の外周から浸出したり、電解槽の外周に亀裂が入って流出したりするに至ることがある。こうした場合、早急に対処しなければ装置全体の損傷に繋がりかねない。従って、高温の内容物の電解槽からの漏れ出し（浸出や流出）をいち早く検知することは重要である。高温の内容物の電解槽からの漏れ出しを検知する方法としては、例えば、高温の内容物が電解槽から漏れ出すことによる処理室内の温度変化を熱電対によって検知する方法や、浸出した内容物が電流回路に付着することで生じる電流変化を検知する方法などが考えられるが、構成が簡易でありながら、高い信頼性のもとに検知することができる方法が望まれている。
【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】特開昭６２−２２２０９５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、例えば希土類元素の酸化物を還元して希土類金属を回収するために用いる溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを、構成が簡易でありながら、高い信頼性のもとに検知することができる方法、およびこの方法を行うことができる溶融塩電解装置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】
上記の点に鑑みてなされた本発明の、処理対象物を溶融塩電解するための陰極と陽極とが配置されるとともに、溶融塩が保持される、溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法は、請求項１記載の通り、電解槽の側面の外周の下方に前記外周に沿って凹部を設け、前記凹部の内部に気体供給口を位置させて気体を供給し、前記電解槽から漏れ出た内容物が前記凹部に入ることによって引き起こされる前記気体供給口からの気体供給量の変化を検知することによる。
また、請求項２記載の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法は、請求項１記載の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法において、前記凹部を前記電解槽の側面に沿った周形状のものとし、その少なくともｎ箇所の内部に前記気体供給口を位置させて気体を供給する（ｎは２以上の整数）。
また、請求項３記載の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法は、請求項２記載の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法において、前記電解槽を円形状の横断面外周を有するものとするとともに、前記凹部を前記電解槽の側面の外周に沿った円周形状のものとし、前記凹部の円周をｎ等分したｎ箇所の内部に前記気体供給口を位置させて気体を供給する（ｎは２以上の整数）。
また、本発明の溶融塩電解装置は、請求項４記載の通り、処理対象物を溶融塩電解するための陰極と陽極とが配置されるとともに、溶融塩が保持される電解槽と、前記電解槽の側面の外周の下方に前記外周に沿って設けた凹部と、気体供給口が前記凹部の内部に位置する、前記凹部の内部に気体を供給するための気体供給路と、前記気体供給口からの気体供給量の変化を検知するための検知器と、を少なくとも有する。
また、請求項５記載の溶融塩電解装置は、請求項４記載の溶融塩電解装置において、前記凹部が前記電解槽の側面に沿った周形状のものであり、その少なくともｎ箇所の内部に前記気体供給口を位置させてなる（ｎは２以上の整数）。
また、請求項６記載の溶融塩電解装置は、請求項５記載の溶融塩電解装置において、前記電解槽が円形状の横断面外周を有するものであるとともに、前記凹部が前記電解槽の側面の外周に沿った円周形状のものであり、前記凹部の円周をｎ等分したｎ箇所の内部に前記気体供給口を位置させてなる（ｎは２以上の整数）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法によれば、電解槽からの内容物の漏れ出しを、構成が簡易でありながら、高い信頼性のもとに検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法を行うことができる溶融塩電解装置の一例の内部構造の模式的な正面断面図および平面図である。
【図２】別の本発明の溶融塩電解装置の模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法および溶融塩電解装置を図面に基づいて説明するが、本発明の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法および溶融塩電解装置は以下の記載に限定して解釈されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明の溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを検知する方法を行うことができる溶融塩電解装置の一例の内部構造の模式的な正面断面図および平面図である。図１に示す溶融塩電解装置１は、溶融塩を保持するための、円形状の横断面外周を有する電解槽２の内部に、円柱状の陰極３と、陰極３を取り囲む円筒状の陽極４とが配置されている。溶融塩電解処理を行うと、円柱状の陰極３の表面に電解物が析出し、析出した電解物は、液状となって陰極３を伝って流れ下り、下端より滴り落ちて陰極３の下方に設置された受け皿５に集められて電解槽２から回収される。なお、図１における平面図では、陰極３、陽極４、受け皿５は図示を省略している。
【００１２】
電解槽２は、例えば、アルミナなどの材質からなる湯受け６に固定された電解槽台７の上に支持されている。湯受け６には、電解槽２の側面の外周に沿って円周形状の凹部８が設けられており、溶融塩電解処理を行っている際に電解槽３の側面の外周から高温の内容物が漏れ出た場合、漏れ出た内容物が電解槽３の側面を伝って流れ下り、下端より滴り落ちて凹部８に入る。凹部８には、円周を２等分した２箇所の内部に位置させた気体供給口９から常時一定量の気体が供給されている。電解槽２から漏れ出た内容物が凹部８に入って気体供給口９からの気体の供給の障害となることで、気体供給口９からの気体供給量が変化すると、その変化が検知器としての圧力センサ１０によって検知される（圧力上昇の検知）。湯受け６に設けた凹部８に供給される気体は、電解槽２から回収される電解物を酸化させることなどがない窒素やアルゴンなどの不活性ガスを用いることが望ましい。気体供給路の先端となる気体供給口９の材質は、例えば耐食性や耐熱性に優れるステンレスが適している。気体供給口９からの気体供給量の変化は、流量センサによって検知してもよい（流量低下の検知）。
【００１３】
上記の通り、図１に示す溶融塩電解装置１では、凹部８の円周を２等分した２箇所の内部に気体供給口９を位置させてなり、電解槽２の側面の外周の内容物が漏れ出た場所に応じて、下端より滴り落ちて凹部８に入った内容物が流動して２つのいずれかの気体供給口９により早く到達することで、電解槽２からの内容物の漏れ出しをより早く検知することができる（即ち内容物の漏れ出し量が少ない段階での検知が可能である）。湯受け６と電解槽台７がアルミナなどの材質からなることは、これらが溶融塩電解処理中の電解槽２の温度上昇に対する耐熱性と保温性を有することで、処理中に加温され、凹部８に入った内容物が持つ熱量を維持せしめてその流動性の維持に寄与する。円周形状の凹部８の内部に気体供給口９を位置させた２箇所の双方から最も離れた２箇所から気体供給口９を位置させたそれぞれの箇所まで凹部８の底面を下り傾斜させ、２つの気体供給口９のいずれもを凹部８の底面が最も低い位置の内部に位置させることで、凹部８における電解槽２から漏れ出た内容物の気体供給口９への流動を促すようにしてもよい。
【００１４】
図２は、別の本発明の溶融塩電解装置の模式的な平面図である。図２に示す溶融塩電解装置２１は、円形状の横断面外周を有する電解槽２２の側面の外周に沿って湯受け２６に設けた円周形状の凹部２８の円周を４等分した４箇所の内部に気体供給口２９を位置させてなり、電解槽２２の側面の外周の内容物が漏れ出た場所に応じて、下端より滴り落ちて凹部２８に入った内容物が流動して４つのいずれかの気体供給口２９により早く到達することで、電解槽２２からの内容物の漏れ出しをより早く圧力センサ３０によって検知することができるようにしていること以外は、図１に示す溶融塩電解装置１と同じ構成である（図２では、陰極、陽極、受け皿は図示を省略）。気体供給口の数が多いだけ、図２に示す溶融塩電解装置２１は、図１に示す溶融塩電解装置１よりも、内容物の漏れ出し量がより少ない段階での検知が可能である。
【００１５】
なお、湯受けに設けた凹部は必ずしも円周形状である必要はなく、円周形状が分断されて周辺形状からなる区画を形成してもよいが、それぞれの区画には少なくとも１つの気体供給口を内部に位置させる必要がある（さもないとその区画に入った電解槽から漏れ出た内容物に基づいて電解槽からの内容物の漏れ出しを検知することができない）。
【００１６】
また、電解槽の横断面外周が多角形状であって、湯受けに設けた凹部が多角形の周形状や多角形の周形状が分断された周辺形状であってもよい。
【００１７】
以上の説明は、電解槽の側面の外周からの内容物の漏れ出しを検知する際のものであるが、電解槽からの内容物の漏れ出しが底面から起こった場合も、漏れ出た内容物が凹部に入ることで、電解槽からの内容物の漏れ出しを検知することができる。湯受けの中心から外周に向かって下りの傾斜を設け、電解槽の底面から漏れ出た内容物の凹部への流動を促すようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、溶融塩電解装置における電解槽からの内容物の漏れ出しを、構成が簡易でありながら、高い信頼性のもとに検知することができる方法、およびこの方法を行うことができる溶融塩電解装置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。
【符号の説明】
【００１９】
１，２１  溶融塩電解装置
２，２２  電解槽
３        陰極
４        陽極
５        受け皿
６，２６  湯受け
７        電解槽台
８，２８  凹部
９，２９  気体供給口
１０，３０  検知器（圧力センサ）
【図１】
2019059987.tif 000003
【図２】
2019059987.tif 000004