溶融塩電解と低融点液体金属を用いた希土類金属の分離・回収プロセス

• 研究課題/領域番号: 25281047
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境材料・リサイクル
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小西 宏和 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60379120)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2014年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2013年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
• キーワード: リサイクル / 希土類金属 / 溶融塩 / 液体金属 / 電解プロセス / 電気化学 / レアアース / 有価物回収

研究成果の概要

溶融塩電解と液体金属を用いた希土類金属の分離・回収プロセスの確立を目指し、450℃の溶融LiCl-KCl-DyCl3-NdCl3中で液体Zn、Sn、Bi電極を用いて電解を行ったところ、Dy-Nd-Zn、Dy-Nd-Sn、Dy-Nd-Bi合金を形成させることができた。合金中のDy/Nd質量比はZnとBiで約2となり、DyとNdの高精度な相互分離は難しいことがわかった。また、溶融塩中の希土類金属とFeは液体金属電極中の存在位置又は電位によって分離できることがわかった。一方、液体Snに浸漬したNd-Fe-B永久磁石を陽極に用いて電解を行ったところ、DyとNdが溶融塩中に溶出することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Dy Permeation through an Alloy Diaphragm Using Electrochemical Implantation and Displantation (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Konishi, T. Oishi, T. Nohira, H. Ono and E. Takeuchi
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 75 ページ: 105-111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochemical Formation of RE-Sn (RE=Dy, Nd) Alloys Using Liquid Sn Electrodes in a Molten LiCl-KCl System (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Kuriyama, K Hosokawa, H. Konishi, H. Ono, E. Takeuchi, T. Nohira and T. Oishi
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 75 ページ: 341-348
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 希土類磁石スクラップからの希土類金属分離・回収プロセス (2015)
  • 著者名/発表者名: 小西宏和、野平俊之、大石哲雄
  • 雑誌名: 化学工業 巻: ６６ ページ: 703-707
• [雑誌論文] Separation of Dy from Nd-Fe-B Magnet Scraps Using Molten Salt Electrolysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Konishi, Hideki Ono, Eiichi Takeuchi, Toshiyuki Nohira and Tetsuo Oishi
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 64 ページ: 593-600
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrochemical Formation of RE-Zn (RE=Dy, Nd) Alloys in a Molten LiCl-KCl System (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Konishi, Hideki Ono, Eiichi Takeuchi, Toshiyuki Nohira and Tetsuo Oishi
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: 61 ページ: 19-26
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Dy Permeation through an Alloy Diaphragm Using Electrochemical Implantation and Displantation (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Konishi, T. Oishi, T. Nohira, H. Ono and E. Takeuchi
  • 学会等名: PRiME2016
  • 発表場所: ホノルル
  • 年月日: 2016-10-02
  • 国際学会
• [学会発表] Electrochemical Formation of RE-Sn (RE=Dy, Nd) Alloys Using Liquid Sn Electrodes in a Molten LiCl-KCl System (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Kuriyama, K Hosokawa, H. Konishi, H. Ono, E. Takeuchi, T. Nohira and T. Oishi
  • 学会等名: PRiME2016
  • 発表場所: ホノルル
  • 年月日: 2016-10-02
  • 国際学会
• [学会発表] Growth rate of DyNi2 Film by Molten Salt Electrolysis (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Konishi, T. Nohira, Y. Ito, H. Ono, E. Takeuchi
  • 学会等名: 11th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids - DSL 2015
  • 発表場所: ミュンヘン(ドイツ)
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会
• [学会発表] Investigation of Dy Permeation through Dy Alloy Diaphragm Using Molten Salt Electrolysis (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Konishi, T. Oishi, T. Nohira, H. Ono, and E. Takeuchi
  • 学会等名: 227th ECS Meeting
  • 発表場所: シカゴ(アメリカ)
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会
• [学会発表] ELECTROCHEMICAL SEPARATION OF Dy AND Nd FROM Nd MAGNET SCRAP IN A MOLTEN LiCl-KCl (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Konishi, Hideki Ono, Eiichi Takeuchi, Toshiyuki Nohira and Tetsuo Oishi
  • 学会等名: TMS 2015 Annual Meeting
  • 発表場所: オーランド
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-19
• [学会発表] 塩化物系溶融塩を用いた希土類元素の電解分離 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小西宏和
  • 学会等名: 第25回電解プロセス研究会
  • 発表場所: 京都市（京都大学）
  • 年月日: 2014-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] Electrochemical Separation of Dy from Nd Magnet Scrap in a Molten LiCl-KCl (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Konishi, Hideki Ono, Eiichi Takeuchi, Toshiyuki Nohira, Tetsuo Oishi
  • 学会等名: SHECHTMAN INTERNATIONAL SYMPOSIUM
  • 発表場所: カンクン
  • 年月日: 2014-06-29 – 2014-07-04
• [産業財産権] 希土類金属の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 1) 小西宏和, 粟津知之, 坪倉光隆, 真嶋正利
  • 権利者名: 1) 小西宏和, 粟津知之, 坪倉光隆, 真嶋正利
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-09-11