(57)【要約】【課題】回収工程全体で消費されるエネルギーを減少させることが可能な、廃磁石に含まれる有価金属の回収方法および回収装置を提供する。さらに、脱磁専用の加熱炉を不要または簡易なものとすることが可能な、廃磁石に含まれる有価金属の回収方法および回収装置を提供する。【解決手段】実施形態にかかる廃磁石に含まれる有価金属の回収方法は、有価金属を含有するとともに磁力によって廃材部品に吸着している廃磁石を、廃材部品ごと加熱して脱磁をする熱脱磁工程と（ステップＳ１１）、脱磁がされて廃材部品から取外され溶融塩に浸漬される廃磁石を保持する保持工程と（ステップＳ１２）、溶融塩に浸漬された廃磁石から有価金属を抽出する抽出工程と（ステップＳ１３）、溶融塩の廃熱を廃磁石の脱磁に利用する熱利用工程と（ステップＳ１５）、を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有価金属を含有するとともに磁力によって廃材部品に吸着している廃磁石を、前記廃材部品ごと加熱して脱磁をする熱脱磁工程と、
前記脱磁がされて前記廃材部品から取外され溶融塩に浸漬される前記廃磁石を保持する保持工程と、
前記溶融塩に浸漬された前記廃磁石から前記有価金属を抽出する抽出工程と、
前記溶融塩の廃熱を前記廃磁石の前記脱磁に利用する熱利用工程と、を含むことを特徴とする廃磁石に含まれる有価金属の回収方法。
【請求項２】
前記抽出工程は、前記廃磁石を溶融塩電解して前記有価金属を析出させる電解工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の廃磁石に含まれる有価金属の回収方法。
【請求項３】
前記廃磁石のキュリー温度以上の温度に設定された前記溶融塩に前記廃材部品ごと前記廃磁石を浸漬することで、前記廃熱を前記脱磁に利用することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の廃磁石に含まれる有価金属の回収方法。
【請求項４】
前記廃磁石のキュリー温度以上の温度に設定された前記溶融塩の近傍に前記廃材部品を配置することで、前記廃熱を前記脱磁に利用することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の廃磁石に含まれる有価金属の回収方法。
【請求項５】
前記熱脱磁工程の後に前記廃磁石が含有する有機物を熱分解して除去する有機物分解工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の廃磁石に含まれる有価金属の回収方法。
【請求項６】
有価金属を含有する廃磁石を浸漬させる溶融塩を収容する収容部と、
前記廃磁石を保持する陽極と、
溶融塩電解によって前記有価金属を析出させる陰極と、
前記廃磁石が吸着した廃材部品を支持するとともに前記溶融塩の廃熱で脱磁した前記廃磁石を前記陽極へ落下させる支持部と、を備えることを特徴とする廃磁石に含まれる有価金属の回収装置。
【請求項７】
前記脱磁をされた前記廃磁石に衝撃を付与して前記廃材部品から落下させる衝撃手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の廃磁石に含まれる有価金属の回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱法による脱磁工程を含む廃磁石に含まれる有価金属の回収技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、永久磁石の原料として、ネオジム（Ｎｄ）、ディスプロシウム（Ｄｙ）、サマリウム（Ｓｍ）などの希土類の需要が高まっている。
これらの希土類は、一般的にバストネサイトやイオン吸着鉱などの鉱石に含まれており、採掘、選鉱および湿式・乾式処理などの工程を経て得られる。
【０００３】
しかし、希土類含有鉱石は一部の国や地域に偏在しているため、供給リスクが近年問題となっている。
また、鉱石からの希土類の回収の際、ウランまたはトリウムなどの放射性物質が廃棄物として発生してしまう。さらに、湿式処理に多量の薬品が必要となるといった問題もある。
【０００４】
これらの問題を解決するため、製品に使用された希土類などの有価金属を回収し、資源の安定供給や廃棄物量の削減を目指す動きがある。
特に、エアコンのコンプレッサ、洗濯機のモータまたは電気自動車のモータなどに使用されたネオジム磁石またはサマリウムコバルト磁石からの希土類の回収が期待されている。
【０００５】
ネオジム磁石が含有するＮｄおよびＤｙ、サマリウムコバルト磁石が含有するＳｍなどの有価金属の回収プロジェクトが、すでに一部で行われている。
有価金属の回収工程は、エアコンを例にとると、まずエアコンを解体し、コンプレッサに取り付けられたロータを取り出す。
【０００６】
ロータに取り付けられた廃磁石は、磁力によってロータに強固に吸着されているので、脱磁した後にロータから取外される。
脱磁の手法として、廃磁石のキュリー温度以上にまで廃磁石を加熱する加熱法またはコンデンサで共振磁場を発生させて磁場を反転させる共振減衰法などが用いられている。
【０００７】
取外した廃磁石は切断または粉砕され、酸溶解、溶媒抽出および沈殿分離などの湿式処理の各工程が施される。
沈殿分離された有価金属の沈殿物を溶融塩電解し、有価金属を析出させて回収する（例えば、特許文献１または特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１１５８１５号公報
【特許文献２】特開２００２−８０９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、脱磁に加熱法を用いた場合、従来の方法では専用の加熱炉が必要となり、回収装置全体が高額となっていた。
さらに、加熱炉のエネルギー消費により回収工程全体で消費されるエネルギーが多いという課題があった。
【００１０】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、回収工程全体で消費されるエネルギーを減少させることが可能な、廃磁石に含まれる有価金属の回収方法およびその回収装置を提供することを目的とする。
さらに、脱磁専用の加熱炉を不要または簡易なものとすることが可能な、廃磁石に含まれる有価金属の回収方法およびその回収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】
【００１１】
実施形態にかかる廃磁石に含まれる有価金属の回収方法は、有価金属を含有するとともに磁力によって廃材部品に吸着している廃磁石を、前記廃材部品ごと加熱して脱磁をする熱脱磁工程と、前記脱磁がされて前記廃材部品から取外され溶融塩に浸漬される前記廃磁石を保持する保持工程と、前記溶融塩に浸漬された前記廃磁石から前記有価金属を抽出する抽出工程と、前記溶融塩の廃熱を前記廃磁石の前記脱磁に利用する熱利用工程と、を含むものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、回収工程全体で消費されるエネルギーを減少させることが可能な、廃磁石に含まれる有価金属の回収方法およびその回収装置が提供される。
さらに、脱磁専用の加熱炉を不要または簡易なものとすることが可能な、廃磁石に含まれる有価金属の回収方法およびその回収装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態にかかる廃磁石に含まれる有価金属の回収方法を示すフローチャート。
【図２】実施形態にかかる廃磁石に含まれる有価金属の回収方法を示す模式図。
【図３】実施形態にかかる廃磁石に含まれる有価金属の回収装置の構成図。
【図４】実施形態にかかる廃磁石に含まれる有価金属の回収方法の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１および図２に基づき、実施形態にかかる廃磁石に含まれる有価金属の回収方法（以下、単に「回収方法」という）について説明する。
図１は実施形態にかかる回収方法のフローチャート、図２はこの回収方法を表す模式図である。
【００１６】
実施形態にかかる回収方法は、図１または図２に示されるように、有価金属を含有するとともに磁力によって廃材部品１２に吸着している廃磁石１３ａ（１３）を、廃材部品１２ごと加熱して脱磁をする熱脱磁工程と（ステップＳ１１）、脱磁がされて廃材部品１２から取外され溶融塩１４に浸漬される廃磁石１３ｂ（１３）を保持する保持工程と（ステップＳ１２）、溶融塩１４に浸漬された廃磁石１３から有価金属１１を抽出する抽出工程と（ステップＳ１３）、溶融塩１４の廃熱を廃磁石１３ａの脱磁に利用する熱利用工程と（ステップＳ１５）、を含む。
【００１７】
熱脱磁工程（ステップＳ１１）では、有価金属１１を含有するとともに磁力によって廃材部品１２に吸着している廃磁石１３ａを、廃材部品１２ごと加熱して脱磁をする。
廃磁石１３ａはネオジム磁石またはサマリウムコバルト磁石などの磁力の非常に強い磁石であるため、磁力を有した状態で廃材部品１２から取外すのは容易ではない。
そこで、廃磁石１３ａを各々の廃磁石１３が有するキュリー温度以上に加熱し、脱磁する。
【００１８】
有価金属１１は、ネオジム磁石ではＮｄまたはＤｙなど、サマリウムコバルト磁石ではＳｍ、ＣｏまたはＦｅなどである。
また、廃材部品１２は、例えば、エアコンのコンプレッサに収納されたロータまたは電気自動車のモータなどであり、金属またはプラスチックなどからなる。
【００１９】
保持工程（ステップＳ１２）では、脱磁がされて廃材部品１２から取外され溶融塩１４に浸漬される廃磁石１３ｂ（１３）を保持する。
取外された廃磁石１３は、必要に応じて切断または粉砕され、例えば籠状に成形された陽極１７に保持されて溶融塩１４に浸漬される。
なお、浸漬してすぐ電解工程に入る場合、廃材部品１２から取外された廃磁石１３そのものを直接導線に接続して陽極１７として浸漬させてもよい。
【００２０】
また、脱磁された廃磁石１３ｂが陽極１７に落下するよう廃材部品１２を配置すると、脱磁の後に手作業で廃磁石１３ｂを取外す工程を省略でき、時間的またはエネルギー的に効率的である。
なお、溶融塩１４には、ＬｉＣｌ−ＫＣｌ、ＮａＣｌ−ＫＣｌまたはＣａＣｌ２などからなり、４００℃〜９００℃程度の温度に保持されて収容部１６に収容される。
【００２１】
なお、ネオジムボンド磁石のように廃磁石１３が有機物を含有する場合、溶融塩１４への浸漬の際にこの有機物を熱分解する熱分解工程が加えられる。
不要な有機物を含有する廃磁石１３を溶融塩１４に浸漬させると、有機物は、溶融塩１４の温度で熱分解し分解生成物が揮発する。
【００２２】
このように、熱分解工程を加えるのみで、実施形態にかかる回収方法により、ＨＤＤスピンドルモータ、携帯電話の振動モータまたはビデオカメラ用モータなどに多用されるネオジムボンド磁石からも、有価金属１１を回収することができる。
なお、上述のように廃磁石１３が有機物を含む場合は、回収装置１０に有機物を排出するダクト（図示せず）またはフィルタ（図示せず）などを設けることが望ましい。
【００２３】
抽出工程（ステップＳ１３）では、溶融塩１４に浸漬された廃磁石１３ｂから有価金属１１を抽出する。
この抽出工程は、主に廃磁石１３を溶融塩電解して有価金属１１を析出させる電解工程からなる。
電解工程では、陽極１７に廃磁石１３が保持され、この陽極１７に電源１９を介して接続された陰極１８に有価金属１１が析出する。
【００２４】
また、抽出工程には、必要に応じて電解工程の前段に溶融塩１４に遷移金属塩を添加し、遷移金属塩による溶解によって有価金属塩を生成させる工程などが含まれてもよい。
この場合、溶融塩１４は、遷移金属塩に溶解するためのものと、溶融塩電解するためのものとに分けて複数用意されてもよい。
【００２５】
未処理の廃材部品１２がある場合は（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、引き続き溶融塩１４の廃熱を次に配置された廃磁石１３ａの脱磁に利用しながら上述の動作を繰り返す（ステップＳ１５；ステップＳ１１へ）。
【００２６】
熱利用工程（ステップＳ１５）では、溶融塩１４の廃熱を廃磁石１３ａの脱磁に利用する。
利用方法には、溶融塩１４の直上に廃材部品１２を配置し、溶融塩１４からの輻射熱を利用する方法、廃材部品１２ごと陽極１７に保持させて溶融塩１４に浸漬させ、溶融塩１４の熱伝導を利用する方法などがある。
【００２７】
未処理の廃材部品１２がなくなれば（ステップＳ１４；ＮＯ）、有価金属１１の析出による回収を終了する。
なお、廃材部品１２ごと溶融塩１４に浸漬する場合は、廃磁石１３ａが分離した後に、速やかにこの廃材部品１２を溶融塩１４から引き上げる工程を設けてもよい。
【００２８】
廃材部品１２がプラスチックなどの有機物からなるものであれば、溶融塩１４で廃材部品１２を溶融させることもでき、この場合、廃磁石１３を廃材部品１２から取外す必要がなくなる。
【００２９】
また、溶融塩１４の輻射熱などの上述した廃熱（図２の矢印Ａ）ではなく、溶融塩１４を上述の温度に保持する加熱部２３の廃熱（図２の矢印Ｂ）を直接利用することもできる。
さらに、これらの廃熱（図２の矢印Ａ，Ｂ）を組み合わせて利用することなどもでき、溶融塩１４の温度保持に関する廃熱であれば、その供給源および供給方法は限定されない。
【００３０】
溶融塩１４の温度は、４００℃〜９００℃程度に保持される。
ネオジム磁石のキュリー温度は、約３１０℃であることから、廃材部品１２を溶融塩１４の内部または直上などに配置することで、溶融塩１４の廃熱で脱磁することができる。
【００３１】
また、サマリウムコバルト磁石のキュリー温度は、７００℃〜８００℃である。
サマリウムコバルト磁石の場合は、溶融塩１４の温度または廃材部品１２の配置の位置によって、溶融塩１４の廃熱のみでは脱磁しきれない場合もある。
この場合は、サマリウムコバルト磁石を、さらに昇温させる外部加熱装置（図示せず）による加熱補助が必要となる。
この場合でも、溶融塩１４の廃熱で廃磁石１３ａをキュリー温度付近にまで加熱させられるので、廃磁石１３ａの脱磁のためのエネルギー消費を大幅に減少させることができる。
【００３２】
次に、図３に基づき、上述した回収方法で利用することができる、廃磁石に含まれる有価金属の回収装置１０（以下、単に「回収装置１０」という）の実施形態について、説明する。
【００３３】
実施形態にかかる回収装置１０は、図３に示されるように、有価金属を含有する廃磁石１３を浸漬させる溶融塩１４を収容する収容部１６と、廃磁石１３ｂを保持する陽極１７と、溶融塩電解によって有価金属１１を析出させる陰極１８と、廃磁石１３ａが吸着した廃材部品１２を支持するとともに溶融塩１４の廃熱で脱磁した廃磁石１３ｂを陽極１７へ落下させる支持部２１と、を備える。
【００３４】
さらに、回収装置１０は、脱磁をされた廃磁石１３ｂに衝撃を付与して廃材部品１２から落下させる衝撃手段２２を備える。
【００３５】
収容部１６は、有価金属１１を含有する廃磁石１３を浸漬させる溶融塩１４を収容する。
収容部１６は、加熱部２３から供給される熱量によって溶融塩１４の温度を４００℃〜９００℃程度に保持する。
【００３６】
陽極１７は、例えば図３に示されるように籠状に成形され、溶融塩１４に浸漬された廃磁石１３を保持する。
陽極１７は、収容部１６の底面全体を陽極１７にするなど従来種々のものが知られており、廃磁石１３を保持することができれば、これら既存のものを適宜使用することができる。
陽極１７には溶融塩電解によって有価金属１１を析出させる陰極１８が電源１９を介して接続される。
【００３７】
支持部２１は、廃磁石１３ａが吸着した廃材部品１２を支持するとともに溶融塩１４の廃熱で脱磁した廃磁石１３ｂを陽極１７へ落下させる。
廃材部品１２は、その開口部を溶融塩１４に浸漬された陽極１７に向けて支持部２１に固定される。
【００３８】
溶融塩１４の廃熱で脱磁された廃磁石１３ｂは、籠状に成形された陽極１７に向かって重力で落下し、陽極１７に保持される。
エネルギーの損失または作業時間を考慮すると、工程数は少ないのが好ましい。
そこで、図３に示されるように、脱磁された廃磁石１３ｂを陽極１７に落下させることで廃材部品１２から廃磁石１３を取外す工程を省略するのが望ましい。
【００３９】
衝撃手段２２は、例えば廃磁石１３ｂにハンマーや振動子などで衝撃を付与し、廃磁石１３ｂを廃材部品１２から落下させる。
衝撃を付与するタイミングは、温度または加熱の開始からの時間などで規定してもよいし、常時一定間隔で衝撃を付与してもよい。
【００４０】
衝撃の付与は、特に廃磁石１３が磁力による吸着に加えて摩擦力を利用して廃材部品１２に装着されていた場合に有効である。
よって、脱磁とともに廃磁石１３が自然落下することが確実である時は、衝撃手段２２を省略してもよい。
【００４１】
次に実施形態にかかる回収方法の動作手順を図４で示される一例を用いて説明する。
図４は、実施形態の回収方法のうち回収装置１０を使用した場合の、より具体的な動作手順を示すフローチャートである。
【００４２】
まず、廃材部品１２を支持部２１に配置する（ステップＳ２１）。
例えば廃材部品１２の開口部を重力下方向に向けるなどして、脱磁とともに廃磁石１３が陽極１７に落下するように配置する。
次に、磁力によって廃材部品１２に吸着している廃磁石１３ａを、廃材部品１２ごと加熱して脱磁をする（ステップＳ２２）。
【００４３】
脱磁がされた廃磁石１３ｂはそのまま陽極１７に落下し、溶融塩１４に浸漬されて保持される（ステップＳ２３）。
廃磁石１３が磁力による吸着に加えて摩擦力を利用して廃材部品１２に装着されていた場合、衝撃手段２２で廃材部品１２に衝撃を付与して廃磁石１３の落下を促進する。
【００４４】
次に、廃磁石１３を溶融塩電解して有価金属１１を陰極１８に析出させ、有価金属１１を抽出する（ステップＳ２４）。
廃磁石１３が有機物を含有するネオジムボンド磁石などであれば、廃磁石１３が溶融した際などに熱分解し、分解生成物が揮発して排出される。
【００４５】
未処理の廃材部品１２がある場合は（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、引き続き溶融塩１４の廃熱を次に配置された廃磁石１３ａの脱磁に利用しながら上述の動作を繰り返す（ステップＳ２６；ステップＳ２１へ）。
未処理の廃材部品１２がなくなれば（ステップＳ２５；ＮＯ）、有価金属１１の析出による回収を終了する。
【００４６】
以上のように、実施形態にかかる回収方法によれば、回収工程全体で消費されるエネルギーを減少させることができる。
さらに、脱磁専用の加熱炉を不要または簡易なものとすることができる。
【００４７】
また、回収装置１０によれば廃材部品１２および陽極１７を向い合せ、廃磁石１３が直接陽極１７に収容されるように配置することで、上述の効果に加え、溶融塩１４への浸漬の工程へ直接移行することができる。
【００４８】
以上の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。
この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１０…廃磁石に含まれる有価金属の回収装置（回収装置）、１１…有価金属、１２…廃材部品、１３（１３ａ，１３ｂ）…廃磁石、１４…溶融塩、１６…収容部、１７…陽極、１８…陰極、１９…電源、２１…支持部、２２…衝撃手段、２３…加熱部、Ａ…溶融塩の廃熱、Ｂ…加熱部の廃熱。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015024347.tif 000006