JPH01230732A - 希土類金属の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、希土類金属の回収方法に係り、特に希土類金
属−コバルト系合金廃材等の材料からコバルトを除去し
て、高純度を要求される高価な希土類金属元素を工業的
に有利に回収する方法に関するものである。

（背景技術） 近年において研究開発・実用化が進められている光磁気
ディスクにおいて、その磁気記録媒体として、ＴｂＦｅ
Ｃｏ、ＴｂＣｏ、ＴｂＧｄＣｏ。

ＧｄＣｏ等のコバルトを含む希土類金属合金が用いられ
ている。而して、そのような媒体の成膜は、主にスパッ
タリング手法にて行なわれることとなるが、その際、タ
ーゲ・ントからスパッタリング薄膜への歩留りは、一般
に数％〜数十％と低く、その廃材のリサイクルが必要と
なっている。

ところで、希土類金属は酸化され易く、またスパッタリ
ングターゲットとしては低酸素のものが要求されるとこ
ろから、上記の廃材の大部分は、金属熱還元法や溶融塩
電解法等の製錬工程まで戻す必要がある。そして、その
ためには、そのような製錬工程の原料となる、不純物の
少ない、高純な希土類金属化合物を回収する必要がある
のである。

ここにおいて、かかる希土類金属化合物を高純度で回収
する方法としては、一般に、化学的な湿式処理が有効で
あることが認められているが、コバルトや鉄が共存する
場合にあっては、それらの分離・除去が必要となる。し
かしながら、この湿式処理において、水溶性希土類金属
化合物からの回収は、一般に、希土類金属の水酸化物、
蓚酸塩、炭酸塩等による沈澱分離にて行なわれることと
なるが、合金成分であるコバルトは、その含有率が高い
場合、希土類金属元素にその化学的性質が似ているとこ
ろから、その充分な分離・除去が難しく、回収される希
土類金属化合物の純度に問題があったのである。

一方、目的とする成分、ここでは希土類金属化合物が対
象となるが、その完全な分離には、溶媒抽出法やイオン
交換法等の適用の可能性が存在するものの、それらの手
法は、通常、設備費やランニングコスト等において高価
であり、それ故、この種の処理法としては工業的ではな
いのである。

また、水溶液からコバルトの電解による除去方法も提案
されてはいるが（１（、Ｑｌ（ａ、　１１．Ｗａｔａｎ
ａｂｅ。

Ｊ、ｌ５ｈｉｉ、　Ｔ、５ａｔｏｈ、　　ｒＰｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　７ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌ　Ｗｏｒｋｓｈｏｐ　ｏｎ　ＲＥ−Ｃｏ　Ｐ
ｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔ　　ａｎｄ　　ｔｈｅｉ
ｒ　　ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＪ　　　（１９８３）　
　。

４４７）、これとても、高価な電解設備が必要である等
の難点を内在しているのである。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その解決すべき課題とするところは
、コバルト分の少ない、高純度な希土類金属の化合物乃
至は塩、ひいては希土類金属元素を、低コストで工業的
に有利に回収する方法を提供することにある。

（解決手段） そして、本発明は、かかる課題解決のために、コバルト
塩を含む希土類金属の塩の水溶液を調製した後、該水溶
液に硫化剤を作用せしめて、該水溶液中のコバルト塩を
硫化コバルトとして沈澱させて分離、除去し、その後残
余の水溶液から希土類金属を化合物乃至は塩形態におい
て回収するようにしたのである。

ところで、かかる本発明において、希土類金属の回収対
象となる材料（原料）としては、主として、前述の如き
、ＴｂＦｅＣｏ、Ｔ’ＤＣＯ，ＴｂＧｄＣｏ、ＧｄＣｏ
等の光磁気ディスク用ターゲット廃材であるが、勿論、
その他の希土類金属−コバルト系合金材料 られ得るものであることは、言うまでもないところであ
る。また、希土類金属として、原料合金中にＴｂ、Ｄｙ
、Ｇｄ、Ｎｄ等が単独で存在していても、またそれら希
土類金属の複数にて合金が構成されていても、何等差支
えないのである。

そして、本発明にあっては、先ず、希土類金属の塩と共
に、コバルト塩の存在する水溶液が、上記の如き希土類
金属−コバルト系合金材料から調製されるのである。即
ち、そのような混合塩の水溶液は、希土類金属−コバル
ト合金材料を適当な酸水溶液、例えば濃塩酸、濃硝酸等
の酸水溶液に溶解せしめることによって調製することが
可能である。

なお、かかる溶解材料にＦｅ等の第三成分が含まれてい
る場合にあっては、そのような第三成分も同時に溶解さ
れ、かかる第三成分の塩として生成溶液中に混在するこ
ととなるが、そのような第三成分は、後述する本発明に
従う硫化剤の作用工程に先立って、適当な手段にて除去
せしめられることとなる。例えば、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合
金材料を酸溶解して得られた溶液中には、Ｔｂ塩、　　
Ｃ。

塩と共に、Ｆｅ塩も同時に含まれるようになるが、その
ようなＦｅ塩は、適当な酸化剤による酸化の後、溶液の
ｐＨ調整によって中性側に移行せしめることによって、
Ｆｅ（ＯＨ）＋とじて容易に沈澱・分離せしめられ、以
てコバルト塩を含む希土類金属の塩の水溶液が調製され
得るのである。

次いで、かかるコバルト塩と希土類金属塩の混在する水
溶液には硫化剤が作用せしめられ、これによって、かか
る水溶液中のコバルト塩が硫化コバルトに変換されて、
沈澱・分離されることとなるのである。

ところで、この水溶液に作用せしめられる硫化剤として
は、Ｎａ２Ｓが代表的なものであるが、その他、Ｈｚ　
Ｓ　、　（Ｎ　Ｈａ　）　ｚ　Ｓ等の硫化コバルトを生
成するものであれば、同様に使用可能である。

また、かかる硫化剤の使用量は、目的とする純度により
適宜に決定されることとなるが、−ｇに、水溶液中のＣ
ｏの化学量論酌量以上の割合において該水溶液中に添加
されることとなる。更に、このコバルト塩と硫化物との
反応は、−ｔＧに、室温下において瞬時に進行して、主
として黒色の沈澱（ＣｏＳ）を惹起し、そしてこの沈澱
が水溶液から分離されるのである。尤も、反応条件によ
って、Ｃｏ、Ｓ、の如き他の形態の硫化コバルトも沈澱
させることが可能である。

そして、このようにして得られた希土類金属塩のみを含
む水溶液には、公知の希土類金属の回収のための湿式処
理が施され、以て希土類金属が化合物乃至は塩形態にお
いて、例えば希土類金属の水酸化物、蓚酸塩、炭酸塩等
の形態において沈澱・分離され、その後、金属形態の希
土類元素に製錬されて回収されることとなるのである。

なお、本発明に従ってＣＯが沈澱・除去され、更に、必
要であれば、鉄や他の不純物が適当な方法で除去された
残液は、純希土類金属塩の水溶液であるところから、そ
のような残液中に複数の希土類金属が混在していても、
かかる残液をそのまま各希土類金属間の分離工程に使用
することが可能となるのである。

（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明に従う幾つかの実施例を示すが、本発明が、そのよう
な実施例の記載によって、同等制限的に解釈されるもの
でないことは、言うまでもないところである。

なお、本発明は、上述した本発明の詳細な説明並びに以
下の実施例の他にも、各種の態様において実施され得る
ものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、
当業者の知識に基づいて、種々なる態様において実施さ
れ得るものは、何れも、本発明の範陰に属するものであ
ることが、理解されるべきである。

また、以下の実施例中における百分率は、特に断わりの
ない限り、何れも重量基準にて示されている。

実施例　１ ７８．３％Ｔｂ−２１，７％Ｃｏ合金の１５０ｇを３０
　Ｑｍ７！の濃塩酸水溶液に熔解した後、純水を加えて
１０００ｍＡとした。そして、この溶液を１０ｍｐずつ
分取し、サンプルとした。次いで、各サンプル液をそれ
ぞれｐＨ＝５に調整した後、硫化剤としてのＮａ２Ｓを
、Ｃｏの化学量論比で０．５．　０．８．　１．０．　
１．２，１．５倍量の何れかの割合において添加するこ
とにより、各サンプル液中のＣｏ塩をＣｏＳに変換して
沈澱せしめ、そして濾過によって分離した。その後、濾
液たる残余のＴｂ塩のみを含む水溶液に蓚酸を加えて、
蓚酸テルビウム：　Ｔ　ｂ　２（Ｃ２０４）３として沈
澱せしめ、それを分離した後、仮焼して、Ｔｂ、０７と
してＣｏ分析用に供した。そして、この回収されたＴ　
ｂ　４０　’＋に含まれるＣＯ量を分析し、その結果を
、下記第１表に示した。また、Ｎａ２Ｓを添加しない比
較例も、Ｍ６として、併わせ示した。

四１ 第　　１　　表 かかる第１表の結果から明らかなように、硫化剤たるＮ
ａ２Ｓを添加せず、ＣｏをＣｏＳとして分離しない比較
例（階６）では、Ｃｏの残存濃度が３４００ｐｐｍであ
ったものが、硫化剤としてのＮａｚＳの添加量の増加に
より、Ｔｂ、０７中のＣｏ　’４度は低下し、ＣＯに対
する１、５倍の化学量論比で添加した階５の実験におい
ては、２００ｐｐｍまで除去され、Ｎａ２Ｓ　（硫化剤
）の添加効果が明白に認、められた。なお、それらの実
験でのＴｂの回収率は全て８５％以上であった。

実施例　２ Ｔｂ４７％−Ｆｅ４７％−Ｃ０６％の合金を用い、その
１００ｇを、濃塩酸５００ｍ１−’１ｇ硝酸２００ｍβ
の混酸水溶液に溶解せしめた後、純水を加えて１０１０
０Ｏとした。そして、この溶液を３０ｍβずつ分取し、
各サンプル溶液とした。

次いで、それらサンプル溶液に過酸化水素水をそれぞれ
加えて、溶液中のＦｅを３価とし、次いでｐＨ＝４に調
整して、それぞれ、Ｆｅ（ＯＨ）３の沈澱を形成させ、
濾過によりＦｅ分を除去した。

その後、各サンプル溶液に、Ｎａ２Ｓを、ＣＯの化学量
論比で１．０．　１．９．　２．９．　４．７．　６．
６倍量の何れかの割合において添加し、溶液中のＣｏを
ＣｏＳとして沈澱、濾過した。かくして得られた残液、
即ちＴｂ塩水溶液の各々に蓚酸を添加し、かかる水を容
′液中のＴｂを蓚酸テルビウムとして沈澱・分離せしめ
、そしてそれを仮焼することによりＴｂ、０７を得て、
これをＣＯ分析用に供した。

そして、それら各サンプル溶液から得られたＴ　ｂ　ａ
０７のＣｏ分析を行ない、その結果を、下記第２表に示
した。

第　　２　　表 この第２表の結果より明らかな如く、Ｎａ２Ｓの添加■
を増加させれば、回収されたＴｂ、０７中におけるＣＯ
濃度を著しく低下せしめることが出来、Ｃｏの化学量論
比で約５倍量のＮａ２Ｓの添加によって、ＣＯ濃度は５
ｐｐｍ以下にも達することが判った。なお、本実施例の
各実験の何れにおいても、Ｔｂの回収率は全て７５％以
上の値を示した。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従って、希土
類金属とコバルトの混合塩溶液がら、コバルトを硫化コ
ハル１−として沈澱・除去せしめた後、希土類金属を回
収することによって、希土類金属の原料として要求され
る９９．９％以上のグレードの確保が可能となったので
あり、回収希土類金属化合物中のｃｏ濃度は、原料とし
て満足し得る数１１００ｐｐ或いはそれ以下に容易に低
下せしめられ、また条件によっては数ｐｐｍ未満とする
ことも可能と為し得たのである。

従って、かかる本発明によれば、光磁気ディスクターゲ
ット原料用の希土類金属ソースとして充分に満足し得る
Ｃｏ分の少ない希土類金属化合物をターゲット廃材から
有利に回収し得ることとなり、また設備的にも、濾過器
のみで済み、従来の溶媒抽出法やイオン交換法、更には
電解法に比べて、設備費も極めて安価となり、ランニン
グコストの薬品費も低コストであることに加えて、作業
も極めて簡単であるところから、回収コストを効果的に
低減せしめることが出来、以て希土類金属の工業的な回
収が実現され得ることとなったのである。

また、本発明手法によれば、希土類金属の回収率も高く
、低コストであることに加えて、Ｃｏが除去出来るとこ
ろから、本発明にて得られたＴｂ。

Ｄｙの化合物は、超磁歪材、ＤｙＴｂＦｅ合金の原料と
しても有利に転用することが出来る特徴がある。

出願人　　住友軽金属工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コバルト塩を含む希土類金属の塩の水溶液を調製した後
   、該水溶液に硫化剤を作用せしめて、該水溶液中のコバ
   ルト塩を硫化コバルトとして沈澱させて分離、除去し、
   その後残余の水溶液から希土類金属を化合物乃至は塩形
   態において回収することを特徴とする希土類金属の回収
   方法。