JP 2024-20067 A 2024.2.14(57)【要約】【課題】溶解炉を用いた簡便なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石ス
ラッジのリサイクル方法およびそれを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法の提供。
【解決手段】本開示のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジ（Ｒは希土類元素であり、Ｎｄ、ＰｒおよびＣｅからなる群から選択された少なくとも１つを必ず含み、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも１種であり、Ｆｅを必ず含む）を準備する磁石スラッジ準備工程と、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを溶解炉により溶解した溶湯を冷却し、スクラップ合金を得る溶解工程と、前記スクラップ合金を処理容器内に配置し、前記処理容器内の温度を２０℃以上３００℃以下、水蒸気分圧を３ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下にして、前記スクラップ合金からＲ酸化物を分離する分離工程と、前記Ｒ酸化物から希土類金属を回収する回収工程と、を含む。
【選択図】図１

(2)JP 2024-20067 A 2024.2.14【特許請求の範囲】【請求項１】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジ（Ｒは希土類元素であり、Ｎｄ、ＰｒおよびＣｅからなる群から選択された少なくとも１つを必ず含み、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも１種であり、Ｆｅを必ず含む）を準備する磁石スラッジ準備工程と、
前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを溶解炉により溶解した溶湯を冷却し、スクラップ合金を得る溶解工程と、前記スクラップ合金を処理容器内に配置し、前記処理容器内の温度を２０℃以上３００℃以下、水蒸気分圧を３ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下にして、前記スクラップ合金からＲ酸化物を分離する分離工程と、前記Ｒ酸化物から希土類金属を回収する回収工程と、を含む、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法。
【請求項２】
前 記 水 蒸 気 分 圧 は ３ ｋ Ｐ ａ 以 上 ２ ０ ０ ｋ Ｐ ａ 以 下 で あ る 、 請 求 項 1に 記 載 の Ｒ − Ｔ − Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法。
【請求項３】
前記溶解炉はアーク溶解炉である、請求項１または２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法。
【請求項４】
前記分離工程における前記処理容器内の温度は、３０℃以上８０℃以下である、請求項１または２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法。
【請求項５】
前記水蒸気分圧は３ｋＰａ以上２０ｋＰａ以下である、請求項１または２に記載のＲ−
Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法。
【請求項６】
請求項１または２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法により得られた希土類金属を含むＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を粉砕してＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金粉末を準備する工程と、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金粉末から焼結体を作製する工程と、を含む、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本発明はＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法およびそれを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に関する。
【背景技術】【０００２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素であり、Ｎｄ、ＰｒおよびＣｅからなる群から選択される少なくとも１つを必ず含み、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも１種であり、Ｆｅを必ず含む、必ずＦｅを含む、Ｂはホウ素である）は、Ｒ２Ｆｅ１４Ｂ型結晶構造を有する化合物の主相と、この主相の粒界部分に位置する粒界相および微量添加元素や不純物の影響により生成する化合物相とから構成されている。Ｒ−Ｔ−ずＢ系焼結磁石は、例
えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金粉末を準備する工程、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金粉末を成形することによって成形体を作製する工程、前記成形体を焼結する工程を経て製造される。このようなＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高い残留磁束密度Ｂｒ（以下、単に「Ｂｒ」と記載する場合がある）と、高い保磁力ＨｃＪ（以下、単に「ＨｃＪ」と記載する場合がある）を示し、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られている。
【０００３】
このため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、電気自動車（ＥＶ、ＨＶ、ＰＨＶ）等の自動車分
野、風力発電等の再生可能エネルギー分野、家電分野、産業分野等のさまざまなモーター

1020304050(3)JP 2024-20067 A 2024.2.14に使用されている。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、これらモーターの小型・軽量化、高効率・省エネルギー化（エネルギー効率の改善）に欠かせない材料である。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系
焼結磁石は、電気自動車用の駆動モーターに使用されており、内燃機関エンジン自動車から電気自動車へ代替されることで、二酸化炭素等の温室効果ガスの削減（燃料・排ガスの削減）による地球温暖化防止にも寄与している。このように、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、クリーンエネルギー社会の実現に大きく貢献している。
【０００４】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、特に電気自動車用モーター向けなどで需要が今後大きく拡大することが予想されている。そのため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に使用されている貴重な希土類元素をリサイクル（再利用）することが求められている。例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造工程中（例えば加工工程）で発生したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジ（Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を切削加工した時などに生じるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の切削粉）をリサイクルすることが考えられる。
【０００５】
リサイクル方法として、例えば、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジに対して、酸を用いて溶解した後、化学的処理により希土類をフッ化物または酸化物として回収し、Ｃａ還元や溶融塩電解で希土類金属を得る湿式処理によるリサイクル方法がある。湿式処理によるリサイクル方法は、高価な希土類金属を効率的に回収できるが、湿式処理を行う前に多量の酸を使用することや廃酸の処理が困難という問題がある。さらにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジは希土類金属以外にも多くの遷移金属元素やその他不純物を多く含有しているため、湿式処理におけるリサイクル工程が複雑になるといった問題がある。
また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のリサイクル方法として、高周波溶解、アーク溶解、プラズマ溶解等で溶解して磁石合金を得る方法がある。
特許文献１には、希土類金属を含有する合金スクラップをアーク溶解炉等の溶解炉の加熱部に投入しながら溶解し、下部から凝固した合金を徐々に引き下げて合金を回収するリサイクル方法が提案されている。
【先行技術文献】【特許文献】【０００６】【特許文献１】特開平１１̶２４１１２７号公報【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００７】
特 許 文 献 1に 記 載 の 方 法 は 、 凝 固 し た 合 金 を 徐 々 に 引 き 下 げ る 必 要 が あ る た め 、 製 造 や管理が複雑になり、コストの増大を招く。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジをリサイクルする方法についての具体的な記載はない。
そこで、本開示の実施形態は、溶解炉を用いた簡便なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法およびそれを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】【０００８】
本開示のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法は、例示的な実施形態において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジ（Ｒは希土類元素であり、Ｎｄ、ＰｒおよびＣｅからなる群から選択された少なくとも１つを必ず含み、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも１種であり、Ｆｅを必ず含む）を準備する磁石スラッジ準備工程と、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを溶解炉により溶解した溶湯を冷却し、スクラップ合金を得る溶解工程と、前記スクラップ合金を処理容器内に配置し、前記処理容器内の温度を２０℃以上３００℃以下、水蒸気分圧を３ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下にして、前記スクラップ合金からＲ酸化物を分離する分離工程と、前記Ｒ酸化物から希土類金属を回収する回収工程と、を含む。
【０００９】

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(4)JP 2024-20067 A 2024.2.14

ある実施形態において、前記水蒸気分圧は３ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下である。
【００１０】
ある実施形態において、前記溶解炉はアーク溶解炉である。
【００１１】
ある実施形態において、前記分離工程における処理容器内の温度は、３０℃以上８０℃以下である。
【００１２】
ある実施形態において、前記水蒸気分圧は３ｋＰａ以上２０ｋＰａ以下である。
【００１３】
本開示のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は例示的な実施形態において、上述のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法により得られた希土類金属を含むＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を粉砕してＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金粉末を準備する工程と、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金粉末から焼結体を作製する工程と、を含む。
【発明の効果】【００１４】
本開示の実施形態によれば、溶解炉を用いた簡便なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法およびそれを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】【００１５】【図１】図１は本開示の実施形態におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法の工程例を示すフローチャートである。
【図２】図２は、スクラップ合金１０の例を示す説明図である。
【図３】図３は、分離工程によりＦｅを主成分とする合金に付着していたＲ酸化物を分離させた状態の例を示す説明図である。
【図４】図４は、Ｆｅを主成分とする合金に付着していたＲ酸化物が分離されていることを示す写真である。
【発明を実施するための形態】【００１６】
本発明者は検討の結果、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを溶解炉により溶解し、得られた溶湯を冷却して得られたスクラップ合金に対して、特定の条件で分離工程を行うことにより、スクラップ合金からＲ酸化物を分離することができることを見出した。本開示の方法は、溶解時に複雑な製造や管理を行う必要がなく、さらに分離工程においても複雑な製造や管理を行う必要がない。さらにＲ酸化物として分離しているため湿式処理を行う前の酸を用いた溶解は不要である。さらに、スクラップ合金から分離したＲ酸化物を使用するため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを湿式処理する場合と比べて不純物量が抑えられる。そのため、Ｒ酸化物に公知の湿式処理を行うことで希土類金属を効率的に回収することができる。
【００１７】
本開示におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジとは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造工程中に発生したスラッジ（例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を切削加工した時などに発生するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の切削粉）のことを言う。前記スラッジを溶解炉に投入するための前処理として、スラッジを乾燥させたり、焼結させたりしてもよい。また、スラッジに対して成形および焼結を行うことでスラッジの焼結体を準備してもよい。これらの前記前処理を行ったスラッジおよび前記スラッジの焼結体も本開示のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジに含む。
また、本開示におけるＲ酸化物とは、希土類元素と酸素の化合物であり、Ｒ２Ｏ３やＲＯなどがありうる。また、希土類元素と遷移金属元素の複合酸化物（ＲＴＯ３、ＲＴ２Ｏ４など）もありうる。一部に遷移金属の酸化物（Ｔ２Ｏ３、Ｔ３Ｏ４など）を含有してもよい。

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(5)JP 2024-20067 A 2024.2.14

また、これらの中にＣ、Ｎ、Ｂ、Ｆなどの軽元素が含まれることもある。
【００１８】
以下、本開示によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法の実施形態を説明する。図１は本開示の実施形態におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法の工程例を示すフローチャートである。図１のフローチャートに示すように、・Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを準備する磁石スラッジ準備工程（Ｓ１０）と、・Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを溶解炉により溶解した溶湯を冷却し、スクラップ合金を得る溶解工程と（Ｓ２０）と、・スクラップ合金を処理容器内に配置し、前記処理容器内の温度を２０℃以上３００℃以下、水蒸気分圧を３ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下にして、スクラップ合金からＲ酸化物を分離する分離工程（Ｓ３０）と、・Ｒ酸化物から希土類金属を回収する回収工程（Ｓ４０）と、を含む。
以下、これらの各工程をより詳細に説明する。
【００１９】
各工程の説明の前に、まず本開示のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成について説明する。
本開示のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、例えば以下の組成を有する。
Ｒ：２６．５ｍａｓｓ％以上３５ｍａｓｓ％以下、
Ｂ：０．８０ｍａｓｓ％以上１．２０ｍａｓｓ％以下、
Ｇａ：１．０ｍａｓｓ％以下（０ｍａｓｓ％を含む）、Ｃｕ：０．５ｍａｓｓ％以下（０ｍａｓｓ％を含む）、Ｔ：６０ｍａｓｓ％以上を含有する。
【００２０】（Ｒ：２６．５〜３５ｍａｓｓ％）
Ｒは希土類元素であり、Ｎｄ、ＰｒおよびＣｅからなる群から選択された少なくとも１つを必ず含む。Ｒが２６．５ｍａｓｓ％未満では焼結過程で液相が十分に生成せず、焼結体を充分に緻密化することが困難になる可能性がある。一方、Ｒが３５ｍａｓｓ％を超えると焼結時に粒成長が起こり、ＨｃＪが低下する可能性がある。Ｒの含有量は、好ましくは２９．５〜３３．０ｍａｓｓ％である。Ｒがこのような範囲であれば、より高いＢｒを得ることができる。
【００２１】（Ｂ：０．８０〜１．２０ｍａｓｓ％）
Ｂ が ０ ． ８ ０ ｍ ａ ｓ ｓ ％ 未 満 で あ る と 、 Hcjが 低 下 す る 可 能 性 が あ る 。 一 方 、 Ｂ が １ ．
２０ｍａｓｓ％を超えるとＨｃＪが低下する可能性がある。Ｂの含有量は、好ましくは０．８８〜０．９０ｍａｓｓ％である。Ｂがこのような範囲であれば、より高いＨｃＪが得られる。
【００２２】（Ｇａ：０〜１．０ｍａｓｓ％）
Ｇａの含有量は、０〜１．０ｍａｓｓ％が好ましく、より好ましくは、０．２〜０．７ｍａｓｓ％である。Ｇａがこのような範囲であれば、より高いＨｃＪが得られる。
【００２３】（Ｃｕ：０〜０．５ｍａｓｓ％）
Ｃｕの含有量は、０〜０．５０ｍａｓｓ％が好ましく、より好ましくは０．０５〜０．
３０ｍａｓｓ％である。Ｃｕがこのような範囲であれば、より高いＨｃＪが得られる。
【００２４】（Ｔ：６０ｍａｓｓ％以上）
Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも１種であり、Ｆｅを必ず含む。
焼結磁石中のＴの含有量が６０ｍａｓｓ％未満であると、磁気特性が大幅に低下する可能性がある。Ｔの含有量は６１．５〜６９．５ｍａｓｓ％が好ましい。また、Ｔの全量を１００ｍａｓｓ％としたとき、その１０ｍａｓｓ％以下をＣｏで置換できる。例えば、Ｔ1020304050

(6)JP 2024-20067 A 2024.2.14の全量の８５〜９５ｍａｓｓ％がＦｅであり、１５〜５ｍａｓｓ％がＣｏであり得る。また、Ｔの全量（１００ｍａｓｓ％）をＦｅにしてもよい。Ｃｏを含有することにより耐食性を向上させることができるが、Ｃｏの置換量がＦｅの１０ｍａｓｓ％を超えると、高いＢｒが得られない可能性がある。
本発明の焼結磁石は、任意のその他の元素を更に含んでよい。
【００２５】
次にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法の例について説明する。
【００２６】
まず、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用合金を準備した後、この合金を例えば水素粉砕法などによって粗く粉砕する。
【００２７】
上述した組成となるように事前に調整した金属または合金を溶解し、鋳型に入れて凝固させるインゴット鋳造法により合金インゴットを得ることができる。また、上述した組成となるように事前に調整した金属または合金の溶湯を単ロール、双ロール、回転ディスク、または回転円筒鋳型等に接触させて急冷し、急冷凝固合金を作製するストリップキャス
ト法によって合金を作製してもよい。また、遠心鋳造法など、他の急冷法によってフレーク状の合金を製造してもよい。
【００２８】
本開示の実施形態においては、インゴット法と急冷法のどちらの方法により製造された合金も使用すること可能であるが、ストリップキャスト法などの急冷法により製造された合金を用いることが好ましい。急冷法によって作製した合金の厚さは、通常０．０３ｍｍ〜１ｍｍの範囲にあり、フレーク形状である。得られた合金を水素粉砕することで、水素粉砕粉（粗粉砕粉）のサイズを例えば１．０ｍｍ以下とすることができる。このようにして得た粗粉砕粉を、例えばジェットミルにより粉砕する。
【００２９】
ジェットミル粉砕は、窒素等の不活性雰囲気で粉砕を行う。粉砕は、例えば加湿雰囲気のジェットミルで粉砕を行ってもよい。
【００３０】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の作製に用いる微粉末は、前記の各条件を満たしていれば、一種類の原料合金（単一原料合金）から作製してもよいし、二種類以上の原料合金を用いてそれらを混合する方法（ブレンド法）によって作製してもよい。
【００３１】
好ましい実施形態では、プレスによって上記の微粉末から粉末成形体を作製した後、この粉末成形体を焼結する。プレスでは酸化抑制の観点から不活性ガス雰囲気中によるプレスまたは湿式プレスによって粉末成形体を形成する方が好ましい。特に湿式プレスは粉末成形体を構成する粒子の表面が油剤などの分散媒によって被覆され、大気中の酸素や水蒸気との接触が抑制される。このため、プレス工程の前後あるいはプレス工程中に粒子が大気によって酸化されることを防止または抑制することができる。このため、酸素含有量を所定範囲内に制御しやすい。磁場中湿式プレスを行う場合、微粉末に分散媒を混ぜたスラリーを用意し、湿式プレス装置の金型におけるキャビティに供給してプレス成形する。
【００３２】
次に、成形体を焼結してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を得る。成形体の焼結は、好ましく−３は、０．１３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）以下、より好ましくは０．０７Ｐａ（５．０×−４１０Ｔｏｒｒ）以下の圧力下で、温度１０００℃以上１１５０℃以下の範囲で行なう。焼結による酸化を防止するために、雰囲気の残留ガスは、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスにより置換され得る。得られた、焼結体（Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石）に対しては、熱処理を行ってもよい。熱処理温度、熱処理時間などの熱処理条件は、公知の条件を採用することができる。なお、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は上述した成形などを行わず、例えば特開２００６−１９５２１などに記載されているＰＬＰ（Ｐｒｅｓｓ−Ｌｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ）法など、公知の方法を用いて準備してもよい。

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(7)JP 2024-20067 A 2024.2.14【００３３】（Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを準備する磁石スラッジ準備工程）
上述したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造工程中に発生したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを 準 備 す る 。 Ｒ − Ｔ − Ｂ 系 焼 結 磁 石 ス ラ ッ ジ は 典 型 的 に は 加 工 ス ラ ッ ジ （ Ｒ -Ｔ -Ｂ 系 焼 結磁石の加工工程中に発生した切削粉）である。上述したようにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを乾燥させたり、焼結させたりして準備してもよく、成形および焼結を行うことでスラッジの焼結体を準備してもよい。スラッジの焼結体を準備することにより比較的多くのスラッジを効率よく溶解炉に投入することができる。成形は上述したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法にて使用するものと同じプレス機を使用してもよいし、他の公知の成形機を用いても良い。スラッジがバルク（かたまり）として形成されていればよく、成形圧力等も任意である。得られた成形体を焼結することによりスラッジの焼結体を準備できる。焼結温度は、例えば８５０℃〜１２００℃である。
【００３４】（Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを溶解炉により溶解し、スクラップ合金を得る溶解工程）準備したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを溶解炉により溶解する。溶解した溶湯を冷却して得られたスクラップ合金を後述する分離工程により前記スクラップ合金からＲ酸化物を分離させる。
【００３５】
図２は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを溶解炉により溶解し、溶解した溶湯を冷却して得られたスクラップ合金１０の例を示す説明図である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジ
は、溶解することでＦｅを主成分とする合金の液相とＲ酸化物に分かれる。そして凝固して得られた合金を２００℃以下に冷却することにより図２に示すようなＦｅを主成分とする合金１とＲ酸化物２を含むスクラップ合金１０が得られる。スクラップ合金１０の大きさは例えば、直径１〜２０ｍｍ程度の球状である。図２に示すように、スクラップ合金１０は、Ｆｅを主成分とする合金１とＲ酸化物２とに分かれているものの、互いに接触（付着）している。典型的には、スクラップ合金１０は、Ｆｅを主成分とする合金１の表面がＲ酸化物２に覆われた状態である。このように、スクラップ合金１０は、Ｆｅを主成分とする合金１にＲ酸化物２が付着している。
【００３６】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを溶解する方法は、特許文献１などに記載の公知の方法を用いることができる。溶解する加熱温度は、例えば１０００℃以上２５００℃以下の範囲で設定する。好ましくは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジに含まれるＲ酸化物の融点以上の温度に加熱して溶解する。Ｒ酸化物の融点以上に加熱し溶解することで、より確実にＦｅを主成分とする合金の液相とＲ酸化物の液相に分かれる。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジに含まれるＲ酸化物の融点以上の温度は、Ｒ−Ｔ−
Ｂ系焼結磁石スラッジの酸素量や組成などによるが、例えば１８００℃以上２５００℃以下である。
【００３７】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジは、上述した温度で加熱できる炉であれば特に問わないが、例えば高周波溶解炉、アーク溶解炉、プラズマ溶解炉などにより溶解すればよい。好ましくは、アーク溶解炉である。より確実にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジに含まれるＲ酸化物の融点以上の温度に加熱できる。溶湯を冷却する方法は特に問わない。大気中に放置することで自然冷却してもよい。例えば、凝固して得られた合金を２００℃以下に冷却溶湯を２００℃以下まで冷却すればよい。
【００３８】（スクラップ合金を処理容器内に配置し、前記処理容器内の温度を２０℃以上３００℃以下、水蒸気分圧を３ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下にして、スクラップ合金からＲ酸化物を分離する分離工程）得られたスクラップ合金を処理容器内に配置して処理容器内の温度を２０℃以上３００1020304050

(8)JP 2024-20067 A 2024.2.14℃以下、水蒸気分圧を３ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下にすることにある。これにより、スクラップ合金におけるＲ酸化物とＦｅを主成分とする合金とを分離することができる。すなわち、スクラップ合金からＲ酸化物を分離する。
【００３９】
図３は、分離工程によりＦｅを主成分とする合金１からＲ酸化物２を分離させた状態の例を示す説明図である。図３に示すように、Ｆｅを主成分とする合金１に付着していたＲ酸化物２がＦｅを主成分とする合金１から剥がれ落ちてＦｅを主成分とする合金１の周辺にＲ酸化物２´のように粉末として落ちている。本開示の分離工程を行うことにより、Ｆｅを主成分とする合金１に付着していたＲ酸化物２がＦｅを主成分とする合金から分離される。すなわち、Ｒ酸化物２がＦｅを主成分とする合金１に接触していない（付着していない）状態となる。本発明者の検討によると、Ｆｅを主成分とする合金に付着したＲ酸化物は強固に付着しており、ハンマー等を使用しても分離は困難であった。また、Ｆｅを主成分とする合金に付着したＲ酸化物を無理に分離しようとするとＦｅを主成分とする合金も一緒に割れてしまうため分離が困難であった。また、溶解の段階で分離しようと特許文
献１に記載の方法のようにすると製造や管理が複雑になる。本開示の方法により、ハンマー等を用いたり、複雑な製造や管理を行ったりしなくても、簡便にＦｅを主成分とする合金に付着していたＲ酸化物を分離することができる。
【００４０】
なお、水蒸気分圧は、設定温度における飽和蒸気圧と、相対湿度の積により算出することができる。相対湿度の測定は、例えば乾球温度計と湿球温度計の測定値より各温度の相対湿度を算出する方法を使用できる。このように処理容器内の温度と水蒸気分圧を管理するだけで簡便にＦｅを主成分とする合金に付着していたＲ酸化物を分離することができる。処理容器内の温度が２０℃以上３００℃以下、水蒸気分圧を３ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下から外れると、Ｒ酸化物が分離できなくなったり、製造や管理が複雑になったりする可能性がある。好ましくは、分離工程における処理容器内の温度は、３０℃以上８０℃以下である。また、好ましくは分離工程における処理容器内の水蒸気分圧は３ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下であり、さらに好ましくは３ｋＰａ以上２０ｋＰａ以下である。より簡便にＦｅを主成分とする合金に付着していたＲ酸化物を分離することができる。なお、温度が２０℃以上１００℃以下の範囲にある時は、水蒸気分圧は３ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下が好ましい。また、相対湿度は２０％以上が好ましい。さらに好ましくは２０％〜９０％以下が好ましい。
【００４１】
処理容器内の温度を２０℃以上３００℃以下、水蒸気分圧を３ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下にする保持時間は、スクラップ合金の組成や大きさ等によって異なるものの、１時間以上６０時間以下であり、好ましくは、５時間以上４０時間以下であり、さらに好ましくは、１０時間以上３０時間以下である。
【００４２】（Ｒ酸化物から希土類金属を回収する回収工程）得られたＲ酸化物に対して湿式処理を行うことで希土類金属を回収する。湿式処理は公知の方法を適用することができ、例えば、Ｒ酸化物に対してＣａ還元や溶融塩電解を行うことで希土類金属を回収することができる。例えば、特開平２−１４６０号公報に記載の方法を適用してもよい。本開示の方法は、スクラップ合金から分離したＲ酸化物のみ使用するため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを湿式処理する場合と比べて不純物量が抑えられている。そのため、湿式処理により効率よく希土類元素を回収することができる。
【００４３】（本開示のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジのリサイクル方法により得られた希土類金属を含むＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を用いたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法）
本開示のリサイクル方法により得られた希土類金属を含むＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を用いたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の製造方法について説明する。
【００４４】

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(9)JP 2024-20067 A 2024.2.14

まず、本開示のリサイクル方法により得られた希土類金属を含むＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を粉砕してＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金粉末を準備する。前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金における希土類金属は、本開示のリサイクル方法により得られた希土類金属を溶解することで作製しても良いし、その他のリサイクル方法やリサイクル品でない希土類金属とともに本開示のリサイクル方法により得られた希土類金属を溶解してＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を作製しても良い。そして、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を水素粉砕およびジェットミルなどにより粉砕することでＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金粉末を準備する。次に、得られたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金粉末から焼結体を作製することでＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得る。焼結体の作製方法は、上述したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の準備方法と同様のため説明を省略する。このよ
うにしてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得ることにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に使用されている貴重な希土類元素をリサイクルして新たなＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造することが可能となる。
【実施例】【００４５】
実施例によりさらに詳細に説明するが、本開示はそれらに限定されるものではない。
【００４６】
実験例１
加工工程で発生したスラッジを成形、焼結し、Ｎｄ：２２．４ｍａｓｓ％、Ｐｒ：７．
５ｍａｓｓ％、Ｔｂ：１．６ｍａｓｓ％、Ｂ：０．８１ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．３ｍａｓｓ％、Ｇａ：０．４ｍａｓｓ％、Ｃｏ：１．７ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．３５ｍａｓｓ％、Ｏ：４．６ｍａｓｓ％、Ｃ：１．５ｍａｓｓ％、残部Ｆｅの組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジを準備した。前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石スラッジをアーク溶解炉にて溶解した溶湯を２００℃以下まで冷却し、２．５ｇのスクラップ合金を得た。目標の加熱温度を２０００℃に設定した。溶解中の温度は直接測定することができないが、溶解中にＲ酸化物が溶融している様子が目視で観察されたことから、Ｒ酸化物の融点以上に加熱されていることを確認した。溶解した溶湯を冷却して得られたスクラップ合金は、Ｆｅを主成分とする合金とＲ酸化物とが分かれているものの、互いに接触（付着）していることを断面観察により確認した。このＲ酸化物をＦｅを主成分とする合金から分離後、粉末Ｘ線回折測定により結晶構造を調べたところ、Ｒ２Ｏ３で示されるＲ酸化物であった。スクラップ
合金中の酸素が全てＲ２Ｏ３酸化物になった場合、その質量比は約３２％となり、残部（６８％）がＦｅを主成分とする合金となる。
【００４７】
次に、得られたスクラップ合金を処理容器内に配置し、表１に示す条件で分離工程を行った。なお、保持時間は３〜２４時間であった。処理後のスクラップ合金を確認したところ、図３（又は図４の写真）に示す様にＦｅを主成分とする合金に付着していたＲ酸化物が剥がれ落ちてＦｅを主成分とする合金から分離されていることを確認した。Ｒ酸化物を分離する前後での、スクラップ合金の質量減少比率をそれぞれ求めた。結果を表１に示す。
【００４８】

102030(10)JP 2024-20067 A 2024.2.14【表１】【００４９】
上述したように、本実験例においてはスクラップ合金中の酸素が全てＲ２Ｏ３酸化物になった場合、その質量比は約３２％となるため、質量減少比率が含有酸素量から計算される理論値の３２％に近づくほどより分離できていることになる。表１に示すように、本発明
例は比較例と比べて質量減少比率が大きく、分離ができている。分離できたＲ酸化物に対して公知の湿式法を適用することにより希土類金属を回収することができる。
【符号の説明】【００５０】
１・・・Ｆｅを主成分とする合金、２、２´・・・Ｒ酸化物、１０・・・スクラップ合金

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【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

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