(57)【要約】      （修正有）【課題】陰極の表面に析出した電解物を受け皿に集めて回収する際、陰極や陽極を取り外して溶融塩電解処理を中断する必要がない溶融塩電解装置、およびこの溶融塩電解装置を用いた溶融塩電解方法を提供する。【解決手段】溶融塩電解装置１は、溶融塩を保持するための電解槽２の内部に、処理対象物を溶融塩電解するための陰極３と陽極４とが配置され、かつ、陰極の表面に析出した電解物を回収するための受け皿６が、鉛直方向の中心軸線を中心に回転することができる電解槽の底面の周方向の外方に設置されてなり、陰極の下方に位置する受け皿に電解物を集めた後、電解槽を回転させることによって電解物を集めた受け皿をその上方に陰極と陽極とが位置する場所から位置しない場所に移動させてから、受け皿に集められた電解物を回収することができるようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融塩を保持するための電解槽の内部に、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、かつ、陰極の表面に析出した電解物を回収するための受け皿が、鉛直方向の中心軸線を中心に回転することができる電解槽の底面の周方向の外方に設置されてなり、陰極の下方に位置する受け皿に電解物を集めた後、電解槽を回転させることによって電解物を集めた受け皿をその上方に陰極と陽極とが位置する場所から位置しない場所に移動させてから、受け皿に集められた電解物を回収することができるようにしたことを特徴とする溶融塩電解装置。
【請求項２】
鉛直方向の中心軸線を中心に回転することができる電解槽の底面の周方向の外方に、陰極の表面に析出した電解物を回収するための受け皿が複数設置されてなり、電解槽を回転させることによって受け皿に集められた電解物を回収するための場所に電解物を集めた受け皿を移動させた際、別の受け皿が陰極の下方に位置する場所に移動することで、別の受け皿に電解物が集められるようにしたことを特徴とする請求項１記載の溶融塩電解装置。
【請求項３】
請求項１記載の溶融塩電解装置を用いて行うことを特徴とする処理対象物の溶融塩電解方法。
【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、およびこの溶融塩電解装置を用いた溶融塩電解方法に関する。
【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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、こうした構造を有する溶融塩電解装置は、電解槽の内部の中央に配置された陰極の下方に電解物の受け皿が設置されているため、受け皿に集められた電解物を回収する際、電解物の回収の邪魔にならないように陰極や陽極を取り外して溶融塩電解処理を中断する必要があり、一定の条件で長時間連続的に溶融塩電解処理を行うことができないことから、得られる電解物の組成が安定しないという問題があることに加え、処理効率の点で改善の余地がある。
【０００６】
そこで本発明は、陰極の表面に析出した電解物を受け皿に集めて回収する際、陰極や陽極を取り外して溶融塩電解処理を中断する必要がない溶融塩電解装置、およびこの溶融塩電解装置を用いた溶融塩電解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】
上記の点に鑑みてなされた本発明の溶融塩電解装置は、請求項１記載の通り、溶融塩を保持するための電解槽の内部に、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、かつ、陰極の表面に析出した電解物を回収するための受け皿が、鉛直方向の中心軸線を中心に回転することができる電解槽の底面の周方向の外方に設置されてなり、陰極の下方に位置する受け皿に電解物を集めた後、電解槽を回転させることによって電解物を集めた受け皿をその上方に陰極と陽極とが位置する場所から位置しない場所に移動させてから、受け皿に集められた電解物を回収することができるようにしたことを特徴とする。
また、請求項２記載の溶融塩電解装置は、請求項１記載の溶融塩電解装置において、鉛直方向の中心軸線を中心に回転することができる電解槽の底面の周方向の外方に、陰極の表面に析出した電解物を回収するための受け皿が複数設置されてなり、電解槽を回転させることによって受け皿に集められた電解物を回収するための場所に電解物を集めた受け皿を移動させた際、別の受け皿が陰極の下方に位置する場所に移動することで、別の受け皿に電解物が集められるようにしたことを特徴とする。
また、本発明の処理対象物の溶融塩電解方法は、請求項３記載の通り、請求項１記載の溶融塩電解装置を用いて行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の溶融塩電解装置および溶融塩電解方法によれば、陰極の表面に析出した電解物を集めた受け皿からの電解物の回収を、電解槽を鉛直方向の中心軸線を中心に回転させることによって電解物を集めた受け皿をその上方に陰極と陽極とが位置する場所から位置しない場所に移動させてから行うことができるので、電解物を集めた受け皿からの電解物の回収のために、陰極や陽極を取り外して溶融塩電解処理を中断する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の溶融塩電解装置の一例の内部構造の模式的な断面図と平面図である。
【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および溶融塩電解方法を図面に基づいて説明するが、本発明の溶融塩電解装置および溶融塩電解方法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の一例の内部構造の模式的な断面図と平面図である。この溶融塩電解装置１は、溶融塩を保持するための電解槽２の内部に、処理対象物を溶融塩電解するための円柱状の陰極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。電解槽２は、回転軸５によって鉛直方向の中心軸線を中心に回転することができる。回転軸５の回転は、例えば図略のモータの回転がベルトを介して伝えられることで行われる。電解槽２の内部に保持される溶融塩は、溶融された状態で電解槽２の内部に充填されたり、電解槽２の内部で溶融されたりするものであり、処理対象物に応じて適宜選択される。処理対象物が希土類元素の酸化物である場合、溶融塩は、処理対象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。円柱状の陰極３は、タングステンやモリブデンや鉄などからなる。陰極３を取り囲む円筒状の陽極４は、黒鉛などからなる。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、下端より滴り落ちる。溶融塩電解処理は、処理対象物が希土類元素の酸化物である場合、例えば８００〜１２００℃の処理温度で行われ、得られる電解物は、希土類金属や希土類金属と鉄との合金である。陰極３の下端より滴り落ちた電解物は、電解槽２の底面の周方向の外方に設置された陰極３の下方に位置する受け皿６に集められる。受け皿６に集められた電解物を回収する際、電解槽２を回転軸５によって例えば１８０°回転させることで、その上方に陰極３と陽極４とが位置する場所から位置しない場所に移動させれば、陰極３や陽極４を取り外して溶融塩電解処理を中断することなく、受け皿６に集められた電解物を回収することができるので効率的である。受け皿６に集められた電解物を回収する方法としては、人力で柄杓を用いて掬い取る方法、吸引ポンプで吸い上げる方法、受け皿６の電解槽２の底面への設置を着脱自在としておき、電解物を集めた受け皿６ごと引き上げる方法などが挙げられる。
【００１２】
溶融塩電解装置１は、電解槽２の底面に設置された受け皿６の円周方向における１８０°対角位置に受け皿７が設置されている（図１の平面図を参照。なお図１の平面図では陰極３と陽極４は省略している）。従って、受け皿６に集められた電解物を回収するために、電解槽２を回転軸５によって１８０°回転させると、受け皿６は受け皿７がいた場所に移動する一方で、受け皿７は受け皿６がいた場所、即ち、その上方に陰極４が位置する場所に移動するので、受け皿７に電解物を集めることができる。従って、受け皿６と受け皿７を用いて交互に電解物を集めて交互に電解物を回収することで、溶融塩電解処理を連続的に行うことができる。
【００１３】
なお、陰極３と陽極４による溶融塩電解処理と、受け皿６と受け皿７に集められた電解物の回収に支障にならない場所において、溶融塩撹拌プロペラなどの溶融塩撹拌装置によって溶融塩を撹拌することで、陰極３の表面への電解物の析出を促進させるようにしてもよい。
【００１４】
また、処理対象物を溶融塩電解するための陰極と陽極との組み合わせは、円柱状の陰極と、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との組み合わせなどであってもよい。また、円筒状や逆円錐台形状の陰極と、その内側中央に配置された円柱状の陽極との組み合わせなどであってもよい。陰極が逆円錐台形状の場合、析出した電解物を集約して回収することができるという利点がある。
【００１５】
また、電解槽の底面の周方向の外方に設置される受け皿は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００１６】
以上、本発明の溶融塩電解装置について、処理対象物が希土類元素の酸化物である場合を例にとって説明したが、本発明の溶融塩電解装置は、溶融塩電解処理を行うことができるあらゆる処理対象物に対して用いることができる。個々の処理対象物に応じた処理条件、例えば用いる溶融塩や処理温度などは、自体公知のものであってよい。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は、陰極の表面に析出した電解物を受け皿に集めて回収する際、陰極や陽極を取り外して溶融塩電解処理を中断する必要がない溶融塩電解装置、およびこの溶融塩電解装置を用いた溶融塩電解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。
【符号の説明】
【００１８】
１    溶融塩電解装置
２    電解槽
３    陰極
４    陽極
５    回転軸
６    電解物の受け皿
７    電解物の受け皿
【図１】
2017179487.tif 000003