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JP7228873B2 - Recycling method of rare earth-ferrous magnetic materials - Google Patents
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JP7228873B2 JP2018198213A JP2018198213A JP7228873B2 JP 7228873 B2 JP7228873 B2 JP 7228873B2 JP 2018198213 A JP2018198213 A JP 2018198213A JP 2018198213 A JP2018198213 A JP 2018198213A JP 7228873 B2 JP7228873 B2 JP 7228873B2
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Description

本発明は、希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法に関する。 The present invention relates to a method for recycling rare earth-iron magnetic materials.

資源の有効利用のために、廃棄物から回収される使用済みの磁石のリサイクルが行われている。特許文献1は、使用済みの磁石がボンド磁石である場合に、熱処理によってボンド磁石からバインダ成分を取り除くリサイクル方法を提案している。この方法は、ボンド磁石が希土類元素を含有する場合にも適用可能である。希土類元素は、他の元素と比べて希少であるため、今後も積極的にリサイクルすることが望まれる。 For effective use of resources, used magnets collected from waste are recycled. Patent Literature 1 proposes a recycling method of removing a binder component from a bonded magnet by heat treatment when used magnets are bonded magnets. This method is also applicable when the bonded magnet contains a rare earth element. Since rare earth elements are scarce compared to other elements, it is desired to actively recycle them in the future.

特開平10-55908号公報JP-A-10-55908

特許文献1が提案する上記熱処理は、バインダ成分の除去のみを目的としている。従って、ボンド磁石における強磁性体が、希土類元素と鉄元素とを含む磁性化合物によって構成されている場合、上記熱処理によっては、その磁性化合物の分解までは充分に行うことができない。 The heat treatment proposed in Patent Document 1 aims only at removing the binder component. Therefore, when the ferromagnetic material in the bonded magnet is composed of a magnetic compound containing a rare earth element and an iron element, the above heat treatment cannot sufficiently decompose the magnetic compound.

しかし、鉄元素と化合していない形態で希土類元素を再利用する場合や、希土類元素を再び鉄元素と化合させて強磁性体を作り直したい場合がある。その場合には、上記磁性化合物を、少なくとも、希土類元素を含有する希土類含有物と、鉄元素を含有する鉄含有物とに分解するプロセスが必要となる。 However, there are cases where the rare earth element is reused in a form that is not combined with the iron element, and where it is desired to combine the rare earth element with the iron element again to recreate the ferromagnetic material. In that case, a process is required to decompose the magnetic compound into at least a rare-earth-containing substance containing a rare-earth element and an iron-containing substance containing an iron element.

ところが、上記磁性化合物の分解には手間を要する。即ち、上記磁性化合物は加熱によって分解しうるが、加熱による上記磁性化合物の分解には、長時間を要する。そこで、上記磁性化合物をすみやかに分解することができる技術が望まれる。 However, decomposition of the magnetic compound requires time and effort. That is, although the magnetic compound can be decomposed by heating, it takes a long time to decompose the magnetic compound by heating. Therefore, a technique capable of rapidly decomposing the magnetic compound is desired.

また、特許文献1の技術は、ボンド磁石だけをリサイクルの対象としているが、特にボンド磁石に限定されることなく、上記磁性化合物を有する希土類-鉄系磁性材料についてのリサイクルが望まれる。 In addition, although the technique of Patent Document 1 targets only bonded magnets for recycling, it is desired to recycle rare earth-iron magnetic materials having the above-mentioned magnetic compounds, without being limited to bonded magnets.

本発明の目的は、希土類元素と鉄元素とを含む磁性化合物を、少なくとも希土類含有物及び鉄含有物へとすみやかに分解することができる、希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for recycling a rare earth-iron magnetic material, which can quickly decompose a magnetic compound containing a rare earth element and an iron element into at least a rare earth-containing material and an iron-containing material. be.

本発明に係る希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法は、
希土類元素と鉄元素とを含む磁性化合物を有し、前記磁性化合物のキュリー温度がα鉄のキュリー温度よりも低い希土類-鉄系磁性材料を準備する準備工程と、
前記希土類-鉄系磁性材料を、5T以上の磁場中であり、かつ酸素の分圧が6Pa以上の雰囲気中において、前記α鉄のキュリー温度よりも低い温度に加熱することにより、前記磁性化合物を、少なくとも、前記希土類元素を含有する希土類含有物と、前記鉄元素を含有する鉄含有物とに分解する磁場中加熱工程と、
を有する。
The rare earth-iron magnetic material recycling method according to the present invention comprises:
a preparation step of preparing a rare earth-iron magnetic material having a magnetic compound containing a rare earth element and an iron element, the magnetic compound having a Curie temperature lower than the Curie temperature of α-iron;
The rare earth-iron magnetic material is heated to a temperature lower than the Curie temperature of α-iron in a magnetic field of 5 T or higher and in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 6 Pa or higher to convert the magnetic compound into a magnetic field heating step of decomposing into at least a rare earth-containing material containing the rare earth element and an iron-containing material containing the iron element;
have

前記準備工程が、前記磁性化合物を有する使用済の希土類-鉄系磁石を粉砕することにより、前記希土類-鉄系磁性材料としての粉砕物を作製する粉砕工程を含んでもよい。 The preparation step may include a pulverization step of pulverizing a used rare earth-iron magnet containing the magnetic compound to produce a pulverized material as the rare earth-iron magnetic material.

前記希土類-鉄系磁石が、ボンド磁石であり、
前記希土類-鉄系磁性材料が、前記ボンド磁石を構成していたバインダ成分を有し、
前記磁場中加熱工程では、前記磁性化合物を分解するために前記希土類-鉄系磁性材料に加える熱を利用して、前記バインダ成分を分解してもよい。
The rare earth-iron magnet is a bonded magnet,
The rare earth-iron magnetic material has a binder component that constitutes the bonded magnet,
In the magnetic field heating step, heat applied to the rare earth-iron magnetic material to decompose the magnetic compound may be used to decompose the binder component.

前記希土類元素が、Smであり、
前記磁性化合物が、SmFe17よりなるものであってもよい。
the rare earth element is Sm,
The magnetic compound may consist of Sm 2 Fe 17 N 3 .

本発明によれば、希土類-鉄系磁性材料の加熱を磁場中で行い、かつ加熱の温度をα鉄のキュリー温度よりも低い温度としたことにより、磁場によって、磁性化物からのα鉄の分離が促進される。この結果、磁場が存在しない場合に比べると、希土類-鉄系磁性材料を、少なくとも希土類含有物及び鉄含有物へとすみやかに分解することができる。 According to the present invention, the rare earth-iron magnetic material is heated in a magnetic field, and the heating temperature is set to a temperature lower than the Curie temperature of α-iron. is promoted. As a result, the rare earth-iron magnetic material can be quickly decomposed into at least the rare earth-containing material and the iron-containing material as compared with the case where no magnetic field exists.

実施形態1に係る希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法のフローチャートFlowchart of Recycling Method for Rare Earth-Iron Magnetic Materials According to Embodiment 1 実施形態2に係る希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法のフローチャートFlowchart of Recycling Method for Rare Earth-Iron Magnetic Materials According to Embodiment 2 希土類-鉄系磁性材料としてのSm-Fe-N系磁性材料の分解を、磁場中及びゼロ磁場中で行った実験の結果を示すグラフGraph showing the results of experiments conducted in a magnetic field and in a zero magnetic field for the decomposition of a Sm--Fe--N magnetic material as a rare earth-iron magnetic material. 希土類-鉄系磁性材料としてのSm-Fe-N系磁性材料の分解を、低真空中及び高真空中で行った実験の結果を示すグラフGraph showing the results of experiments conducted in low vacuum and high vacuum for the decomposition of Sm--Fe--N magnetic materials as rare earth-iron magnetic materials.

[実施形態1]
図1に示すフローチャートに沿って、実施形態に係る希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法について説明する。
(a)回収工程
まず、各種工業製品の廃棄物から、使用済の希土類-鉄系磁石を回収する(ステップS11)。ここで、希土類-鉄系磁石とは、希土類元素と鉄元素とを含む磁性化合物によって強磁性体が構成されている磁石を指す。希土類元素としては、例えば、Sm、Nd、Dyが例示される。
[Embodiment 1]
A method for recycling a rare earth-iron magnetic material according to an embodiment will be described along the flowchart shown in FIG.
(a) Recovery Step First, used rare earth-iron magnets are recovered from various industrial product wastes (step S11). Here, the rare earth-iron magnet refers to a magnet in which a ferromagnetic material is composed of a magnetic compound containing a rare earth element and an iron element. Examples of rare earth elements include Sm, Nd, and Dy.

なお、希土類-鉄系磁石は、磁性化合物で構成された磁性粉体をバインダで固めたボンド磁石であってもよいし、磁性粉体を焼結させた焼結磁石であってもよい。 The rare earth-iron magnet may be a bonded magnet obtained by binding magnetic powder made of a magnetic compound with a binder, or may be a sintered magnet obtained by sintering magnetic powder.

但し、本実施形態では、希土類-鉄系磁石のうち、強磁性体を構成する磁性化合物のキュリー温度が、α鉄のキュリー温度よりも低いものをリサイクルの対象とする。α鉄よりもキュリー温度が低い磁性化合物としては、例えば、SmFe17、NdFe14B、(Nd0.53Dy0.47Fe14Bが例示される。 However, in the present embodiment, among the rare earth-iron magnets, those in which the Curie temperature of the magnetic compound constituting the ferromagnetic material is lower than the Curie temperature of α-iron are targeted for recycling. Examples of magnetic compounds having a Curie temperature lower than that of α-iron include Sm 2 Fe 17 N 3 , Nd 2 Fe 14 B, and (Nd 0.53 Dy 0.47 ) 2 Fe 14 B.

そのような希土類-鉄系磁石は、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車、家電製品等に使用されるモータ、コンピュータの記憶装置に使用されるハードディスク、複写機に使用されるマグネットローラ、医療機器、磁気センサ等から回収することができる。回収したい希土類元素を含む同じ組成の磁性化合物を有する希土類-鉄系磁石を収集することが好ましい。 Such rare earth-iron magnets are used, for example, in hybrid vehicles, electric vehicles, motors used in home electric appliances, hard disks used in computer storage devices, magnet rollers used in copiers, medical equipment, magnets, etc. It can be collected from a sensor or the like. It is preferable to collect rare earth-iron magnets having the same composition of magnetic compounds containing the rare earth element to be collected.

(b)粉砕工程
次に、回収した希土類-鉄系磁石を粉砕することにより、希土類-鉄系磁性材料としての粉砕物を作製する(ステップS12)。粉砕物の粒度は、後述する磁場中加熱工程(ステップS13)での分解反応を促進する観点から、1mm未満であることが好ましく、75μm未満であることがより好ましく、45μm未満であることがより好ましい。
(b) Pulverization Step Next, the recovered rare earth-iron magnet is pulverized to produce a pulverized material as a rare earth-iron magnetic material (step S12). The particle size of the pulverized product is preferably less than 1 mm, more preferably less than 75 μm, and more preferably less than 45 μm, from the viewpoint of promoting the decomposition reaction in the magnetic field heating step (step S13) described later. preferable.

本明細書において、粒子の粒径がd未満とは、粒子がJIS-Z8801に規定する目開きdの篩を通過する粒度であることを意味する。 In this specification, the particle size of less than d means that the particles pass through a sieve with a mesh size of d defined in JIS-Z8801.

以上で、分解の対象である希土類-鉄系磁性材料が準備された。つまり、回収工程(ステップS11)及び粉砕工程(ステップS12)は、希土類-鉄系磁性材料を準備する準備工程としての意義を有する。 As described above, the rare earth-iron magnetic material to be decomposed was prepared. In other words, the recovering step (step S11) and the pulverizing step (step S12) are significant as preparatory steps for preparing the rare earth-iron magnetic material.

(c)磁場中加熱工程
次に、準備した希土類-鉄系磁性材料を、磁場中において加熱する(ステップS13)。これにより、希土類-鉄系磁性材料を構成する磁性化合物が分解される。
(c) Magnetic Field Heating Step Next, the prepared rare earth-iron magnetic material is heated in a magnetic field (step S13). As a result, the magnetic compounds forming the rare earth-iron magnetic material are decomposed.

本実施形態では、希土類-鉄系磁性材料の磁場中での加熱は、酸素を含む雰囲気中で行う。酸素が存在する雰囲気中では、酸素が存在しない場合よりも、希土類-鉄系磁性材料の分解をすみやかに行える。雰囲気中の酸素の分圧は、6Pa以上であることが好ましい。雰囲気は空気であってもよい。 In this embodiment, the rare earth-iron magnetic material is heated in a magnetic field in an oxygen-containing atmosphere. In an atmosphere in which oxygen is present, decomposition of the rare earth-iron magnetic material can be carried out more quickly than in the absence of oxygen. The partial pressure of oxygen in the atmosphere is preferably 6 Pa or higher. The atmosphere may be air.

希土類-鉄系磁性材料中の磁性化合物は、磁場中での加熱により、少なくとも、希土類元素を含有する希土類含有物と、鉄元素を含有する鉄含有物とに分解される。 A magnetic compound in the rare earth-iron magnetic material is decomposed into at least a rare earth-containing substance containing a rare earth element and an iron-containing substance containing an iron element by heating in a magnetic field.

具体的には、磁性化合物がSmFe17である場合、希土類含有物として、Sm及びSmの酸化物が例示され、鉄含有物として、α鉄及びα鉄の酸化物が例示される。また、SmFe17が分解された場合、希土類含有物及び鉄含有物だけでなく窒素ガスも生じる。 Specifically, when the magnetic compound is Sm 2 Fe 17 N 3 , rare earth-containing substances include Sm and Sm oxides, and iron-containing substances include α-iron and α-iron oxides. . Also, when Sm 2 Fe 17 N 3 is decomposed, nitrogen gas is produced as well as rare earth and iron inclusions.

また、磁性化合物がNdFe14Bである場合、希土類含有物として、Nd、Ndの硼化物、及びそれらの酸化物が例示され、鉄含有物として、α鉄、α鉄の硼化物、及びそれらの酸化物が例示される。 Further, when the magnetic compound is Nd 2 Fe 14 B, examples of rare earth-containing substances include Nd, Nd borides, and oxides thereof, and iron-containing substances include α-iron, α-iron borides, and Their oxides are exemplified.

また、磁性化合物が(Nd0.53Dy0.47Fe14Bである場合、希土類含有物として、Nd、Dy、NdとDyの化合物、それらの硼化物、及びそれらの酸化物が例示され、鉄含有物として、α鉄、α鉄の硼化物、及びそれらの酸化物が例示される。 When the magnetic compound is (Nd 0.53 Dy 0.47 ) 2 Fe 14 B, examples of the rare earth-containing material include Nd, Dy, compounds of Nd and Dy, borides thereof, and oxides thereof. Examples of iron-containing materials include α-iron, α-iron borides, and oxides thereof.

希土類-鉄系磁性材料の加熱の温度は、α鉄のキュリー温度である770℃よりも低い温度とする。これにより、加熱によって磁性化合物から分離するα鉄が、加熱中においても強磁性の性質を維持する。一方、既述のように、磁性化合物のキュリー温度はα鉄のキュリー温度よりも低いため、磁性化合物の磁化はα鉄の磁化よりも小さい状態となる。 The temperature for heating the rare earth-iron magnetic material is lower than 770° C., which is the Curie temperature of α-iron. As a result, the α-iron, which separates from the magnetic compound upon heating, maintains its ferromagnetic properties even during heating. On the other hand, as described above, since the Curie temperature of the magnetic compound is lower than that of α-iron, the magnetization of the magnetic compound is lower than that of α-iron.

このため、磁場によって、磁性化合物からα鉄が選択的に引き出されるように、磁性化物からのα鉄の分離が促進される。この結果、磁場が存在しない場合に比べると、希土類-鉄系磁性材料の分解をすみやかに行える。 Thus, the magnetic field promotes the separation of alpha-iron from the magnetized material such that the alpha-iron is selectively drawn from the magnetic compound. As a result, the decomposition of the rare earth-iron magnetic material can be carried out more quickly than in the absence of a magnetic field.

なお、希土類-鉄系磁性材料の加熱の温度は、磁性化合物のキュリー温度以上の温度であることが好ましい。これにより、磁性化合物が強磁性の性質を失うため、磁性化合物とα鉄との磁化の差を高めることができる。この結果、α鉄の分離が一層促進され、希土類-鉄系磁性材料の分解を一層すみやかに行える。 The temperature for heating the rare earth-iron magnetic material is preferably a temperature equal to or higher than the Curie temperature of the magnetic compound. As a result, the magnetic compound loses its ferromagnetic properties, so that the difference in magnetization between the magnetic compound and the α-iron can be increased. As a result, the separation of α-iron is further promoted, and the rare earth-iron magnetic material can be decomposed more quickly.

また、希土類-鉄系磁性材料に加える磁場の大きさは、特に限定されないが、5T以上であることが好ましい。希土類-鉄系磁性材料に加える磁場が大きい程、磁性化物からのα鉄の分離が促進されるため、希土類-鉄系磁性材料の分解をすみやかに行える。 Although the magnitude of the magnetic field applied to the rare earth-iron magnetic material is not particularly limited, it is preferably 5 T or more. As the magnetic field applied to the rare earth-iron magnetic material increases, the separation of α-iron from the magnetized material is promoted, so that the rare earth-iron magnetic material can be quickly decomposed.

なお、希土類-鉄系磁石が、ボンド磁石であり、希土類-鉄系磁性材料が、ボンド磁石を構成していたバインダ成分を有する場合は、磁性化合物を分解するために希土類-鉄系磁性材料に加える熱を利用して、バインダ成分を分解することもできる。 If the rare earth-iron magnet is a bonded magnet and the rare earth-iron magnetic material has a binder component that constitutes the bonded magnet, the rare earth-iron magnetic material is used to decompose the magnetic compound. The applied heat can also be used to decompose the binder component.

また、希土類-鉄系磁性材料の磁場中での加熱を、酸素を含む雰囲気中で行うので、バインダ成分を酸化させて除去することもできる。このように、磁場中加熱工程では、磁性化合物の分解と並行して、バインダ成分の分解も行える。 Moreover, since the rare earth-iron magnetic material is heated in a magnetic field in an oxygen-containing atmosphere, the binder component can be oxidized and removed. Thus, in the magnetic field heating step, the binder component can be decomposed in parallel with the decomposition of the magnetic compound.

(d)磁気分離工程
次に、希土類-鉄系磁性材料の分解後に残留した、少なくとも希土類含有物及び鉄含有物から、鉄含有物を、磁気的な力を利用して分離する(ステップS14)。
(d) Magnetic separation step Next, the iron-containing material is separated from at least the rare earth-containing material and the iron-containing material remaining after the rare earth-iron magnetic material is decomposed using a magnetic force (step S14). .

室温以上で、鉄含有物は、磁性体である一方、希土類含有物は、磁化されない非磁性材料であるか、又は鉄含有物よりも磁化が小さい材料である。このため、磁気的な力によって、少なくとも希土類含有物及び鉄含有物から鉄含有物を分離することができる。以上で、鉄含有物から分離された形態で希土類含有物を得ることができる。 Above room temperature, ferrous inclusions are magnetic, while rare earth inclusions are non-magnetic materials that are not magnetized, or materials that are less magnetized than iron inclusions. Thus, magnetic forces can separate the iron-containing material from at least the rare-earth-containing material and the iron-containing material. As described above, the rare earth-containing material can be obtained in a form separated from the iron-containing material.

なお、上述した磁場中加熱工程(ステップS13)で希土類-鉄系磁性材料に加える磁場を生成する分解用磁石が、磁気分離工程(ステップS14)で磁気分離のための磁場を形成する磁気分離用磁石の役割を兼ねてもよい。これにより、希土類-鉄系磁性材料をリサイクルするための設備の簡素化が図られる。 It should be noted that the decomposition magnet that generates the magnetic field applied to the rare earth-iron magnetic material in the magnetic field heating step (step S13) described above is the magnetic separation magnet that forms the magnetic field for magnetic separation in the magnetic separation step (step S14). It may also serve as a magnet. As a result, equipment for recycling rare earth-iron magnetic materials can be simplified.

(e)純粋化工程
次に、以上のようにして得られた希土類含有物に対して、希土類含有物を希土類元素の単体に近づける純粋化処理を行う(ステップS15)。
(e) Purification Step Next, the rare earth-containing material obtained as described above is subjected to a purification process to bring the rare earth-containing material closer to a simple substance of the rare earth element (step S15).

例えば、希土類含有物が、希土類元素の酸化物よりなる場合、その酸化物に対して、純粋化処理としての還元処理を施すことで、希土類元素の単体を得ることができる。得られた希土類元素又は単体に近づけられた希土類含有物は、再利用に供することができる。 For example, when the rare earth element-containing material is an oxide of a rare earth element, a simple substance of the rare earth element can be obtained by subjecting the oxide to reduction treatment as purification treatment. The obtained rare earth element or the rare earth element-containing substance brought close to a simple substance can be reused.

なお、純粋化工程では、鉄含有物を鉄の単体に近づける純粋化処理を行ってもよい。これにより、鉄も再利用に供することができる。 In addition, in the purification step, a purification treatment may be performed to bring the iron-containing material closer to a simple substance of iron. As a result, iron can also be reused.

以上説明したように、本実施形態によれば、希土類-鉄系磁性材料の加熱を磁場中で行い、かつ加熱の温度をα鉄のキュリー温度よりも低い温度としたことにより、磁場によって、磁性化物からのα鉄の分離が促進される。この結果、磁場が存在しない場合に比べると、希土類-鉄系磁性材料を、少なくとも希土類含有物及び鉄含有物へとすみやかに分解することができる。 As described above, according to the present embodiment, the rare earth-iron magnetic material is heated in a magnetic field, and the heating temperature is lower than the Curie temperature of α-iron. separation of alpha-iron from compound is facilitated. As a result, the rare earth-iron magnetic material can be quickly decomposed into at least the rare earth-containing material and the iron-containing material as compared with the case where no magnetic field exists.

[実施形態2]
上記実施形態では、磁気分離工程(ステップS14)の後に純粋化工程(ステップS15)を設けたが、これらの工程の順番は逆であってもよい。以下、その具体例を述べる。
[Embodiment 2]
In the above embodiment, the purification step (step S15) is provided after the magnetic separation step (step S14), but the order of these steps may be reversed. A specific example will be described below.

図2に示すように、本実施形態では、磁気分離工程(ステップS14)の前に、純粋化工程(ステップS15)を行う。他の条件は、実施形態1と同じである。本実施形態によれば、磁気分離の対象が、純粋化処理された希土類含有物及び鉄含有物であるので、磁気分離の精度を高めることができる。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, the purification step (step S15) is performed before the magnetic separation step (step S14). Other conditions are the same as in the first embodiment. According to the present embodiment, since the target of magnetic separation is the purified rare earth-containing material and iron-containing material, it is possible to improve the accuracy of magnetic separation.

以上、実施形態1及び2について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、以下に述べる変形も可能である。 Although Embodiments 1 and 2 have been described above, the present invention is not limited thereto. For example, the modifications described below are also possible.

上記実施形態1及び2では、希土類-鉄系磁性材料の分解を促進するために、酸素を含む雰囲気中で、磁場中加熱工程を行うこととしたが、磁場中加熱工程は、希土類-鉄系磁性材料の酸化が回避される非酸化性雰囲気中で行ってもよい。その場合は、上記純粋化処理としての還元処理を省略しうる。 In Embodiments 1 and 2 above, the magnetic field heating step is performed in an oxygen-containing atmosphere in order to promote the decomposition of the rare earth-iron magnetic material. It may be carried out in a non-oxidizing atmosphere in which oxidation of the magnetic material is avoided. In that case, the reduction treatment as the purification treatment can be omitted.

上記実施形態1及び2において、磁場中加熱工程(ステップS13)の前、即ち、回収工程(ステップS11)と粉砕工程(ステップS12)との間、又は粉砕工程(ステップS12)と磁場中加熱工程(ステップS13)との間に、磁性化合物以外の異物を除去する異物除去工程を設けてもよい。例えば、使用済の希土類-鉄系磁石が、めっきで覆われためっき磁石である場合は、異物除去工程では、めっきを除去してもよい。 In Embodiments 1 and 2 above, before the magnetic field heating step (step S13), that is, between the recovery step (step S11) and the crushing step (step S12), or between the crushing step (step S12) and the magnetic field heating step (Step S13) may be provided with a foreign matter removing step for removing foreign matter other than the magnetic compound. For example, if the used rare earth-iron magnet is a plated magnet covered with plating, the plating may be removed in the foreign matter removal step.

以下、希土類-鉄系磁性材料としてのSm-Fe-N系磁性材料の分解を行った実験結果について説明する。Sm-Fe-N系磁性材料は、希土類元素としてのSmと、鉄元素とを含み、SmFe17によって表される磁性化合物を有する。 Experimental results of decomposing a Sm--Fe--N system magnetic material as a rare earth-iron system magnetic material will be described below. The Sm--Fe--N system magnetic material contains Sm as a rare earth element and an iron element, and has a magnetic compound represented by Sm 2 Fe 17 N 3 .

まず、SmとFeとの合金を粉砕によって微細結晶粒を有する合金粉末となし、その合金粉末を窒化することにより得られたSm-Fe-N系磁性材料を準備した。Sm-Fe-N系磁性材料の粒径は、75μm未満である。 First, an alloy of Sm and Fe was pulverized into an alloy powder having fine crystal grains, and the alloy powder was nitrided to prepare an Sm--Fe--N system magnetic material. The grain size of the Sm--Fe--N system magnetic material is less than 75 μm.

そして、実施例1として、そのSm-Fe-N系磁性材料を、30Paに減圧した低真空中において、5Tの磁場を与えた状態で、400℃に加熱することにより分解した。低真空中には酸素が存在するため、Sm-Fe-N系磁性材料中の磁性化合物は、例えば次の化学反応式(1)に従って分解する。
2SmFe17+3O→2Sm+34Fe+3N …(1)
Then, as Example 1, the Sm--Fe--N system magnetic material was decomposed by heating to 400.degree. Since oxygen exists in a low vacuum, the magnetic compound in the Sm--Fe--N system magnetic material decomposes, for example, according to the following chemical reaction formula (1).
2Sm2Fe17N3 + 3O22Sm2O3 + 34Fe + 3N2 ( 1)

つまり、Sm-Fe-N系磁性材料中の磁性化合物は、希土類含有物としてのSmと、鉄含有物としてのFeと、窒素ガスとに分解される。鉄含有物としてのFeは、α鉄の形態で存在しうる。また、鉄含有物には、Feといった酸化鉄も含まれうる。 That is, the magnetic compound in the Sm--Fe--N magnetic material is decomposed into Sm 2 O 3 as a rare earth-containing material, Fe as an iron-containing material, and nitrogen gas. Fe as an iron inclusion can be present in the form of alpha iron. Iron inclusions can also include iron oxides such as Fe2O3 .

また、磁場が上記化学反応式(1)で表される分解反応を促進する効果を確認するために、比較例1として、上記Sm-Fe-N系磁性材料を、磁場が存在しないゼロ磁場中において分解した。比較例1の、磁場以外の実験条件は、実施例1と同じである。 In addition, in order to confirm the effect of the magnetic field to promote the decomposition reaction represented by the above chemical reaction formula (1), as Comparative Example 1, the Sm--Fe--N magnetic material was placed in a zero magnetic field where no magnetic field was present. decomposed in The experimental conditions of Comparative Example 1 are the same as those of Example 1 except for the magnetic field.

図3に、実施例1及び比較例1の実験結果のグラフを示す。横軸は、経過時間[h]を示す。縦軸は、上記化学反応式(1)で表される分解反応の進行の程度を示す。 FIG. 3 shows a graph of experimental results of Example 1 and Comparative Example 1. In FIG. The horizontal axis indicates elapsed time [h]. The vertical axis indicates the degree of progress of the decomposition reaction represented by the above chemical reaction formula (1).

分解反応の進行の程度は、分解反応後に残った固体の残留物中のα鉄の、元のSm-Fe-N系磁性材料に占める割合[wt%]によって評価した。この値が大きい程、上記鉄含有物が多く生成されているため、Sm-Fe-N系磁性材料がよく分解されていることを表す。なお、残留物に占めるα鉄の割合の定量分析は、残留物のX線回折パターンをリートベルト解析することにより行った。 The degree of progress of the decomposition reaction was evaluated by the ratio [wt%] of α-iron in the solid residue left after the decomposition reaction to the original Sm—Fe—N magnetic material. A larger value indicates that the Sm--Fe--N system magnetic material is well decomposed because a larger amount of the iron-containing material is produced. Quantitative analysis of the proportion of α-iron in the residue was performed by Rietveld analysis of the X-ray diffraction pattern of the residue.

図3に示すように、実施例1及び比較例1のいずれにおいても、時間の経過と共に、分解反応の進行の程度が増大する傾向を示す。但し、実施例1の方が、比較例1よりも、分解反応の進行の程度が大きい。この結果より、磁場によって、磁性化合物の分解が促進されることが分かった。これは、磁場によって、磁性化物からのα鉄の分離が促進されたためと考えられる。以下、この点について具体的に述べる。 As shown in FIG. 3, in both Example 1 and Comparative Example 1, the degree of progress of the decomposition reaction tends to increase with the lapse of time. However, in Example 1, the degree of progression of the decomposition reaction is greater than in Comparative Example 1. From this result, it was found that the magnetic field accelerates the decomposition of the magnetic compound. This is probably because the magnetic field facilitated the separation of α-iron from the magnetized material. This point will be specifically described below.

Sm-Fe-N系磁性材料の加熱の温度は400℃であり、α鉄のキュリー温度である770℃よりも低い。このため、磁性化合物から分離するα鉄は、加熱中においても強磁性の性質を維持する。一方、SmFe17のキュリー温度は475℃であり、α鉄のキュリー温度よりも低いため、加熱中は、SmFe17の磁化が、α鉄の磁化よりも小さい状態となる。 The heating temperature of the Sm--Fe--N system magnetic material is 400.degree. C., which is lower than 770.degree. C., which is the Curie temperature of .alpha.-iron. Therefore, the α-iron that separates from the magnetic compound maintains its ferromagnetic properties even during heating. On the other hand, the Curie temperature of Sm 2 Fe 17 N 3 is 475° C., which is lower than the Curie temperature of α-iron . Become.

このため、磁場によって、磁性化合物からα鉄が選択的に引き出されるように、磁性化物からのα鉄の分離が促進される。磁性化物からのα鉄の分離は、上記化学反応式(1)が示すように、SmFe17の分解を意味する。従って、実施例1によれば、磁場が存在しない比較例1に比べると、Sm-Fe-N系磁性材料の分解をすみやかに行えたと考えられる。 Thus, the magnetic field promotes the separation of alpha-iron from the magnetized material such that the alpha-iron is selectively drawn from the magnetic compound. Separation of α-iron from the magnetized substance means decomposition of Sm 2 Fe 17 N 3 as shown in the above chemical reaction formula (1). Therefore, according to Example 1, it is considered that the Sm--Fe--N based magnetic material was decomposed more quickly than Comparative Example 1 in which no magnetic field was present.

次に、Sm-Fe-N系磁性材料を取り巻く雰囲気が分解反応の進行に及ぼす影響を調べた実験について述べる。 Next, an experiment for examining the influence of the atmosphere surrounding the Sm--Fe--N magnetic material on the progress of the decomposition reaction will be described.

実施例2として、上記Sm-Fe-N系磁性材料を、30Paに減圧した低真空中において、5Tの磁場を与えた状態で、450℃に加熱することにより分解した。 As Example 2, the above Sm--Fe--N magnetic material was decomposed by heating to 450.degree.

また、実施例3及び実施例4として、上記Sm-Fe-N系磁性材料を、1Paに減圧した高真空中において分解した。上記Sm-Fe-N系磁性材料の加熱温度は、実施例3では、実施例2の場合と同じく450℃とし、実施例4では、500℃とした。また、実施例3及び実施例4のいずれにおいても、上記Sm-Fe-N系磁性材料に与える磁場は、実施例2の場合と同じく5Tとした。 Further, as Examples 3 and 4, the above Sm--Fe--N magnetic materials were decomposed in a high vacuum of 1 Pa. The heating temperature of the Sm--Fe--N system magnetic material was set to 450.degree. In both Examples 3 and 4, the magnetic field applied to the Sm--Fe--N system magnetic material was set to 5 T as in Example 2.

図4に、実施例2、実施例3、及び実施例4の実験結果のグラフを示す。横軸が経過時間[h]を示し、縦軸が上記化学反応式(1)で表される分解反応の進行の程度を示す点は、図3と同じである。図4に示すように、高真空中で分解を行った実施例3と実施例4よりも、低真空中で分解を行った実施例2の方が、分解反応の進行の程度が大きい。 FIG. 4 shows graphs of experimental results of Examples 2, 3, and 4. FIG. As in FIG. 3, the horizontal axis indicates the elapsed time [h] and the vertical axis indicates the degree of progress of the decomposition reaction represented by the chemical reaction formula (1). As shown in FIG. 4, the degree of progress of the decomposition reaction is greater in Example 2, in which decomposition was performed in a low vacuum, than in Examples 3 and 4, in which decomposition was performed in a high vacuum.

雰囲気中の酸素の分圧は、高真空中よりも低真空中の方が高い。このため、図4の結果より、雰囲気中の酸素の分圧が高い場合の方が、分解反応の進行の程度が大きいことが分かった。具体的には、実施例2での低真空中の酸素の分圧は、6Paである。そこで、磁性化合物の磁場中での分解は、酸素の分圧が6Pa以上の雰囲気中で行うことが好ましいと言える。 The partial pressure of oxygen in the atmosphere is higher in low vacuum than in high vacuum. Therefore, it was found from the results of FIG. 4 that the degree of progress of the decomposition reaction is greater when the partial pressure of oxygen in the atmosphere is higher. Specifically, the partial pressure of oxygen in the low vacuum in Example 2 is 6 Pa. Therefore, it can be said that the magnetic compound is preferably decomposed in a magnetic field in an atmosphere with an oxygen partial pressure of 6 Pa or more.

以上、本発明の実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれに限られない。上記実施形態及び実施例は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示される。請求の範囲内及びそれと同等の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto. The above embodiments and examples are for the purpose of illustrating the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. The scope of the invention is indicated by the claims. Various modifications within the scope of the claims and their equivalents are considered to be within the scope of the present invention.

Claims (4)

希土類元素と鉄元素とを含む磁性化合物を有し、前記磁性化合物のキュリー温度がα鉄のキュリー温度よりも低い希土類-鉄系磁性材料を準備する準備工程と、
前記希土類-鉄系磁性材料を、5T以上の磁場中であり、かつ酸素の分圧が6Pa以上の雰囲気中において、前記α鉄のキュリー温度よりも低い温度に加熱することにより、前記磁性化合物を、少なくとも、前記希土類元素を含有する希土類含有物と、前記鉄元素を含有する鉄含有物とに分解する磁場中加熱工程と、
を有する、希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法。
a preparation step of preparing a rare earth-iron magnetic material having a magnetic compound containing a rare earth element and an iron element, the magnetic compound having a Curie temperature lower than the Curie temperature of α-iron;
The rare earth-iron magnetic material is heated to a temperature lower than the Curie temperature of α-iron in a magnetic field of 5 T or higher and in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 6 Pa or higher to convert the magnetic compound into a magnetic field heating step of decomposing into at least a rare earth-containing material containing the rare earth element and an iron-containing material containing the iron element;
A method for recycling a rare earth-iron magnetic material.
前記準備工程が、前記磁性化合物を有する使用済の希土類-鉄系磁石を粉砕することにより、前記希土類-鉄系磁性材料としての粉砕物を作製する粉砕工程を含む、
請求項1に記載の希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法。
The preparation step includes a pulverization step of pulverizing a used rare earth-iron magnet containing the magnetic compound to produce a pulverized product as the rare earth-iron magnetic material,
The method for recycling a rare earth-iron magnetic material according to claim 1 .
前記希土類-鉄系磁石が、ボンド磁石であり、
前記希土類-鉄系磁性材料が、前記ボンド磁石を構成していたバインダ成分を有し、
前記磁場中加熱工程では、前記磁性化合物を分解するために前記希土類-鉄系磁性材料に加える熱を利用して、前記バインダ成分を分解する、
請求項に記載の希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法。
The rare earth-iron magnet is a bonded magnet,
The rare earth-iron magnetic material has a binder component that constitutes the bonded magnet,
In the magnetic field heating step, the binder component is decomposed using heat applied to the rare earth-iron magnetic material to decompose the magnetic compound,
The method for recycling a rare earth-iron magnetic material according to claim 2 .
前記希土類元素が、Smであり、
前記磁性化合物が、SmFe17よりなる、
請求項1からのいずれか1項に記載の希土類-鉄系磁性材料のリサイクル方法。
the rare earth element is Sm,
wherein the magnetic compound consists of Sm2Fe17N3 ;
A method for recycling a rare earth-iron magnetic material according to any one of claims 1 to 3 .
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