通過熔融鹽電解的金屬制造方法以及用于該制造方法的裝置制造方法

通過熔融鹽電解的金屬制造方法以及用于該制造方法的裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種由含有兩種以上金屬元素的待處理材料安全且低成本地獲得高純度的特定金屬的方法。本發明的熔融鹽電解金屬制造方法的特征在于包括以下步驟：使包含于待處理材料中的兩種以上金屬元素溶解在熔融鹽中的步驟；以及通過在溶解了上述金屬元素的熔融鹽中設置一對電極部件，并將該電極部件的電位控制為給定值，從而使存在于熔融鹽中的特定金屬元素在該電極部件中的一者上析出或形成合金的步驟。
【專利說明】通過熔融鹽電解的金屬制造方法以及用于該制造方法的裝
【技術領域】
[0001]本發明涉及通過熔融鹽電解制造金屬的方法；以及用于該制造方法的裝置。
【背景技術】
[0002]通過冶煉礦石以制造特定金屬的已知方法有火法冶金和濕法冶金。
[0003]火法冶煉是在高溫熔爐中將礦石熔化以分離目標金屬的方法。例如，將精礦、焙燒礦或燒結礦在高溫熔爐中熔化，在將脈石、雜質等作為爐渣而分離的同時將其濃縮成粗金屬錠(非專利文獻1，第46頁)。
[0004]冶煉時，由于利用熔融金屬之間的比重差來將金屬從礦石中分離出來，所以待分離的金屬之間的比重差必須較大。另外，分離目標物相互之間的溶解度必須較低。由于滿足金屬材料之間的這些條件的元素有限，因此通過火法冶金分離的目標元素有限，這成為一個問題。
[0005]濕法冶金是將礦石溶解在(例如)堿性或酸性溶液中并從該溶液中分離并提取出目標金屬的方法。從該水溶液中分離并提取目標金屬的方法有(例如)利用離子交換的方法、利用溶劑提取 的方法、或者利用水溶液電解的方法。
[0006]在利用離子交換的方法中，使用了部分具有能夠進行離子交換的離子組且被稱作離子交換劑的固態物質來進行可逆離子交換(非專利文獻1，第194頁)。
[0007]利用離子交換樹脂的吸附能力和交換能力進行的離子交換是優異的處理方法。然而問題在于，由于該處理是通過離子的反復吸附和解離來進行的，因此離子交換不適用于經濟有效地處理大量物質。
[0008]利用溶劑提取的方法是利用不同溶質在彼此不混溶的兩種溶劑中的分配差異的分離方法(非專利文獻1，第199頁)。
[0009]在這種溶劑提取中，例如，進行酸處理以實現離子化；并且在分離時，需要進行大量的處理工序。問題在于，在這些工序中，需要大量的酸和堿并且產生大量的廢水。
[0010]在利用水溶液電解的電解冶煉方法中，利用了元素間所存在的傾向于陽極溶解或陰極沉積的差異并制造純金屬。同時，在使用的電解液中，也利用了由雜質離子生成微溶性鹽的反應(非專利文獻1，第219頁)。
[0011]然而，能夠通過利用水溶液電解進行純化從而分離和沉積的金屬元素有限。例如，存在理論上不能實現稀土材料的沉積這一問題。
[0012]關于Al，利用熔融鹽電解的電解冶煉也是已知的。在這種方法中，形成了由Al (純化目標材料，其被合金化從而具有更低的熔點)、熔融鹽和回收金屬構成的三個層，并利用比重差進行冶煉。由于如此利用了比重差，所以需要在三個層全部熔化時進行冶煉(非專利文獻1，第254頁)。
[0013]該方法的目標金屬是Al。另外，當與純化目標金屬共存的雜質的電位接近于純化目標金屬的電位時，則存在這樣的問題，即將會發生該雜質進入沉積的目標金屬中。[0014]另一方面，回收鎢的方法在(例如)專利文獻2中有如下描述。
[0015]使硬質合金工具的硬質廢料或軟質廢料與硝酸鈉熔融鹽反應，然后溶于水中從而制得鎢酸鈉水溶液。利用離子交換樹脂并通過離子交換法對鎢酸鈉水溶液進行處理，從而制得鎢酸銨水溶液。使仲鎢酸銨(APT)從鎢酸銨水溶液中結晶出來。此后，對由此結晶的仲鎢酸銨進行煅燒、還原和碳化，從而得到碳化鎢。
[0016]硬質廢料泛指仍具有廣品形狀的廢料片。軟質廢料表不粉末狀廢料，如在制造硬質合金工具的加工過程中產生的粉末屑和切屑。
[0017]專利文獻I提出了在熔融鹽浴中通過氧化硬質合金廢料和/或重金屬廢料來制造鎢酸鈉時，可使用含有60重量％至90重量％的氫氧化鈉和10重量％至40重量％的硫酸鈉的熔融鹽。專利文獻I也提出這些廢料和熔融鹽之間的反應是在以間歇方式操作并可以直接加熱的回轉窯中進行的。
[0018]然而，在非專利文獻2中描述的上述方法中，硬質合金工具的硬質廢料或軟質廢料與硝酸鈉熔融鹽之間的反應非常劇烈。因此，該反應很難控制且操作存在安全問題。另外，當使硬質合金工具的硬質廢料或軟質廢料與硝酸鈉熔融鹽反應時，包含于硬質合金工具的硬質廢料或軟質廢料中的金屬(如釩和鉻)呈現水溶性金屬氧化物離子的形式并進入鎢酸鈉的水溶液中。因此，由于這些金屬作為雜質存在，從而難以實現高純度，這成為一個問題。
[0019]在專利文獻I中描述的上述方法中，作為氧化劑的硫酸鈉熔融鹽具有884°C的高熔點。因此，需要將反應過程中的溫度設置為884°C以上的高溫。因此，存在金屬材料被腐蝕的問題。另外，反應進行緩慢，因此存在反應耗時長且產生大量的能量損失的問題。
[0020]另一方面，鋰主要從含鋰礦石(如鋰輝石、鋰磷鋁石、透鋰長石和鋰云母)以及具有高鋰濃度的鹽湖和地下鹽水中提取。然而，日本沒有含鋰礦石或鹽湖。因此，實際上鋰的總量幾乎都是依賴于進口。
[0021]因而，最近啟動了關于從(例如)諸如鋰電池之類的含鋰產品的制造步驟中產生的含鋰廢棄物或者用過的含鋰產品的廢棄物中分離并回收鋰的研究。
[0022]已經提出了下列回收鋰的方法:將用作鋰二次電池的正極材料的鈷酸鋰與金屬鋰一同在氯化鋰熔融鹽中進行還原反應，從而產生氧化鋰并通過沉淀將鈷或氧化鈷分離；此后，在氯化鋰熔融鹽中將氧化鋰電解，從而將金屬鋰沉積在陰極上并回收(專利文獻2:日本未審查專利申請公開N0.2005-011698)。
[0023]然而，在該方法中，為了通過還原分離出包含于處理對象物中的鈷，需要添加金屬鋰。為了回收金屬鋰，該方法采用了添加金屬鋰的步驟，因此存在效率低的問題。
[0024]已經提出了如下回收鋰的方法，其中將用作鋰二次電池的正極材料的碳與錳酸鋰的混合物在大氣氣氛、氧化性氣氛、惰性氣氛和還原性氣氛中的任意一種氣氛下焙燒，以將鋰轉化為氧化鋰；然后將該焙燒物浸入水中從而使鋰以氫氧化鋰和碳酸鋰的形式浸出(專利文獻3)
[0025]然而，在該方法中，由于氫氧化鋰和碳酸鋰不具有高溶解度，因此回收效率低。另外，將氫氧化鋰和碳酸鋰浸出到水中需要大量的水，因此該處理會產生大量的廢水，這成為一個問題。
[0026]此外，鉭(Ta)主要用于 鉭電容器，并且可以從鉭電容器廢料中回收鉭。具體而言，可以通過氧化處理、磁力分離、篩分、流動水分離、粉碎、篩分、浸出、氧化處理、還原處理和浸出的方法回收鉭(參照非專利文獻3，第319至326頁)。
[0027]釩(V)用作鋼鐵添加劑或煉油時的脫硫催化劑。用作鋼鐵添加劑的釩以鋼廢料的形式收集并回收為鋼。可對廢催化劑依次進行分級、焙燒、粉碎、浸出、過濾、浸出液、脫水、熱分解和熔化步驟，從而可得到五氧化二釩(非專利文獻3，第391至396頁)。
[0028]鑰(Mo)也被用作鋼的添加劑、合金或煉油時的脫硫催化劑。用作鋼添加劑或合金元素的鑰以鋼或合金的形式被收集并且在未經提取的情況下以鋼或合金的形式使用。可對廢催化劑依次進行焙燒、除去油、水和硫、堿性條件下浸出和回收步驟，從而可得到Mo (非專利文獻3，第301至303頁)。
[0029]鈮(Nb)主要用作鋼的添加劑。用作鋼添加劑的鈮以鋼廢料的形式被收集。然而，高張力鋼、不銹鋼等中的鈮含量非常低而且鈮本身不能回收(非專利文獻3，第339頁)。
[0030]錳(Mn)主要用于鋼和鋁合金，并且分別以鋼廢料和鋁合金廢料的形式被收集。在回收鋼的情況下，高比例的錳殘留在各種爐渣中并且形成爐渣的這類錳不適合回收。爐渣中的錳部分用于(例如)錳-硅酸鈣肥料。
[0031]含有這種鋁合金的鋁罐被收集然后回收(非專利文獻3，第343至344頁)。
[0032]用于鋼(不銹鋼)和超合金的鉻(Cr)分別以鋼廢料和超合金廢料的形式被收集然后回收；并且不進行元素鉻的提取和回收(非專利文獻3，第219至221頁)。 [0033]在上述回收技術中，回收涉及諸如焙燒(加熱)、粉碎、浸出和還原等多個過程。而且這些過程復雜，因此存在處理耗時長且成本高的問題。
[0034]此外，該處理需要焙燒，并且在處理中非提取目標物質也被處理，這導致了不必要的能量消耗。而且，通過對非處理目標物質進行焙燒處理，生成了不必要的氧化物，這產生了大量的廢棄物。此外，由于進行了酸處理或堿處理，該處理產生了酸性廢水或堿性廢水，這增加了環境負擔。
[0035]總之，目前的金屬回收技術存在以下問題:例如，處理成本高、能量損失大、廢棄物的量大、以及環境負擔重。此外，由于成本或技術方面的問題，一些金屬不能以單質形式回收。
[0036]引用列表
[0037]非專利文獻
[0038]專利文獻1:日本未審查專利申請公開N0.11-505801
[0039](PCT申請的譯文)
[0040]專利文獻2:日本未審查專利申請公開N0.2005-011698
[0041]專利文獻3:日本未審查專利申請公開N0.2011-094227
[0042]非專利文獻1:Courses of Contemporary Metallurgy, Smelting 部分，第 2 卷，Nonferrous Metal Smelting,The Japan Institute of Metals and Materials編寫(1980年)，第 46、194、199、219 和 254 頁
[0043]非專利文獻2:Rare~Metal High-Efficiency-Recovery-System DevelopmentProject^Recovery of tungsten etc.from waste cemented carbide tools", MetalResource Report,第 38 卷，第 4 期，第 407-413 頁，2008 年 11 月
[0044]非專利文獻3:Compilation of Noble Metal and Rare Metal RecyclingTechniques，NTS公司出版，Bookers Ltd.策劃并編寫，第一版第一次印刷，2007年10月19
曰

【發明內容】

[0045]技術問題
[0046]鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種金屬制造方法，以及用于該制造方法的裝置，其中該方法適用于任何礦石并且能夠以低成本制造高純度金屬。本發明的目的是提供一種由含有兩種以上金屬元素的處理對象物以低成本安全地制造高純度的特定金屬的方法；以及用于該制造方法的裝置。
[0047]解決問題的方案
[0048]本發明的一個實施方案是一種通過熔融鹽電解制造金屬的方法，該方法包括:將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的步驟，其中該處理對象物含有兩種以上的金屬元素；以及通過將設置于熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于熔融鹽中的特定金屬在所述一對電極部件中的一者上沉積或合金化的步驟，其中該熔融鹽含有所述溶解的金屬元素。
[0049]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物為礦石或由該礦石得到的粗金屬錠。
[0050]本發明的另一個實施方案是一種制造鎢的方法，其中包含于所述處理對象物中的金屬元素為鎢，在將金屬元素由處理對象物溶解到熔融鹽中的所述步驟中，使鎢從所述處理對象物中溶解出來， 并且在使特定金屬沉積或合金化的所述步驟中，通過將設置于所述熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于所述熔融鹽中的鎢沉積于所述一對電極部件中的一者上，其中所述熔融鹽含有溶解的鎢。
[0051]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物為含有鎢的金屬材料。
[0052]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物為含有鎢和過渡金屬的金屬材料。
[0053]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物為硬質合金制品。
[0054]本發明的另一個實施方案是一種制造鋰的方法，其中包含于所述處理對象物中的金屬元素為鋰，在將金屬元素由處理對象物溶解到熔融鹽中的所述步驟中，使鋰從所述處理對象物中溶解出來，并且在使特定金屬沉積或合金化的所述步驟中，通過將設置于所述熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于所述熔融鹽中的鋰沉積于所述一對電極部件中的一者上，其中所述熔融鹽含有溶解的鋰。
[0055]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物為含有鋰和過渡金屬的材料。
[0056]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物為含有鋰的電池電極材料。
[0057]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物含有過渡金屬或稀土金屬。
[0058]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物含有選自由V、Nb、Mo、T1、Ta、Zr和Hf構成的組中的一種或多種金屬。
[0059]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物含有Sr和/或Ba。
[0060]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物含有選自由Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb和Bi構成的組中的一種或多種金屬。
[0061]在本發明的另一個實施方案中，這樣選擇所述熔融鹽，使得在使特定金屬沉積或合金化的所述步驟中，所述熔融鹽中所述特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。
[0062]在本發明的另一個實施方案中，在使特定金屬沉積或合金化的所述步驟中，將所述電極部件的電位控制為所述預定值，從而選擇性地使所述熔融鹽中的所述特定金屬元素沉積或合金化。
[0063]在本發明的另一個實施方案中，在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中，所述金屬是通過化學方法溶解在所述熔融鹽中的。
[0064]在本發明的另一個實施方案中，在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中，在所述熔融鹽中設置陰極以及由含有所述處理對象物的陽極材料形成的陽極，并將所述陽極的電位控制為預定值，從而使對應于該經控制的電位的金屬元素由所述處理對象物溶解到所述熔融鹽中。[0065]在本發明的另一個實施方案中，這樣選擇所述熔融鹽，使得在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中，所述熔融鹽中所述特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。
[0066]在本發明的另一個實施方案中，在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中，將所述陽極的電位控制為預定值，從而選擇性地使所述特定金屬元素溶解在所述熔融鹽中。
[0067]在本發明的另一個實施方案中，在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中，作為所述特定金屬的一種或多種金屬均被溶解在所述熔融鹽中。
[0068]在本發明的另一個實施方案中，被沉積或合金化的所述特定金屬為過渡金屬。
[0069]在本發明的另一個實施方案中，被沉積或合金化的特定金屬為稀土金屬。
[0070]在本發明的另一個實施方案中，被沉積或合金化的特定金屬為V、Nb、Mo、T1、Ta、Zr 或 Hf。
[0071]在本發明的另一個實施方案中，被沉積或合金化的特定金屬為Sr或Ba。
[0072]在本發明的另一個實施方案中，被沉積或合金化的特定金屬為Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb 或 Bi。
[0073]在本發明的另一個實施方案中，熔融鹽為氯化物熔融鹽或氟化物熔融鹽。
[0074]在本發明的另一個實施方案中，熔融鹽為含有氯化物熔融鹽和氟化物熔融鹽的熔融鹽混合物。
[0075]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物呈顆粒狀或粉末狀。
[0076]在本發明的另一個實施方案中，呈顆粒狀或粉末狀的處理對象物經擠壓而形成為陽極。
[0077]本發明的另一個實施方案是一種通過熔融鹽電解制造金屬的方法，該方法為通過熔融鹽電解從而由含有兩種以上金屬元素的處理對象物制造特定金屬的方法，其中在熔融鹽中設置陰極以及由含有所述處理對象物的陽極材料形成的陽極，并將該陽極的電位控制為預定值，從而使對應于該經控制的電位的金屬元素由所述處理對象物溶解到所述熔融鹽中，并使特定金屬保留在所述陽極中。
[0078]在本發明的另一個實施方案中，處理對象物為礦石或由該礦石得到的粗金屬錠。
[0079]本發明的另一個實施方案是一種通過熔融鹽電解從而由含有鎢的處理對象物制造鎢的方法，其中在熔融鹽中設置陰極以及由含有所述處理對象物的陽極材料形成的陽極，并將該陽極的電位控制為預定值，從而使對應于該經控制的電位的金屬元素由所述處理對象物溶解到所述熔融鹽中，并且使鎢保留在所述陽極中。
[0080]在本發明的另一個實施方案中，這樣選擇所述熔融鹽，使得在將金屬元素由所述處理對象物溶解到所述熔融鹽中的所述步驟中，所述熔融鹽中所述特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。
[0081] 本發明的另一個實施方案是一種用于通過熔融鹽電解制造金屬的方法的裝置，該裝置包括:容納有熔融鹽的容器；陰極，其浸沒在容納于所述容器內的所述熔融鹽中；以及陽極，其浸沒在容納于所述容器內的所述熔融鹽中并且包含處理對象物，該處理對象物含有兩種以上金屬元素，其中所述熔融鹽可以在所述陽極內部和外部之間流動，所述裝置還包括控制單元，該控制單元被構造為將所述陰極和所述陽極的電位控制為預定值，并且在所述控制單元中，所述電位的值是可以改變的。
[0082]本發明的另一個實施方案是一種用于通過熔融鹽電解制造金屬的方法的裝置，該裝置包括:容納有熔融鹽的容器，該熔融鹽包含兩種以上溶解的金屬元素；陰極和陽極，其浸沒在容納于所述容器內的所述熔融鹽中；以及控制單元，其被構造為將所述陰極和所述陽極的電位控制為預定值，其中在所述控制單元中，所述電位的值是可以改變的。
[0083]在本發明的另一個實施方案中，所述兩種以上金屬元素包括鎢和鋰中的至少一種。
[0084]本發明的有益效果
[0085]根據本發明的金屬制造方法和用于該制造方法的裝置適用于任何礦石。使用根據本發明的制造方法或用于該制造方法的裝置能夠由含有兩種以上金屬元素的處理對象物安全且低成本地制造高純度的特定金屬。
[0086]附圖簡要說明
[0087]圖1是說明本發明實施方案的流程圖。
[0088]圖2是描述熔融鹽中稀土金屬的沉積電位的例子的示意圖。
[0089]圖3是示出了本發明實施方案中的處理時間與熔融鹽中稀土金屬離子濃度之間的關系的例子的曲線圖。
[0090]圖4是說明根據本發明實施方案的裝置構造的截面示意圖。
[0091]圖5是說明根據本發明實施方案的裝置構造的截面示意圖。
[0092]圖6是說明本發明另一個實施方案的流程圖。
[0093]圖7是說明本發明另一個實施方案的截面示意圖。
[0094]圖8是說明本發明另一個實施方案的截面示意圖。
[0095]圖9是說明本發明另一個實施方案的截面示意圖。
[0096]圖10是說明本發明另一個實施方案的截面示意圖。
[0097]圖11是說明本發明另一個實施方案的變型的截面示意圖。
[0098]圖12是說明本發明另一個實施方案的變型的截面示意圖。
[0099]圖13是說明本發明另一個實施方案的變型的截面示意圖。
[0100]圖14是說明根據本發明的實施例中使用的陽極的照片。
[0101]圖15是說明根據本發明實施例中的陽極電流值與時間之間的關系的圖。
[0102]圖16是在根據本發明實施例中的電解步驟中使用的陰極表面部分的掃描電子顯微鏡照片。該顯微鏡照片右下方的尺度表示8 μ m的長度。
[0103]圖17是說明在圖16中所示的顯微鏡照片的區域內Dy分布狀態的掃描電子顯微鏡照片。
[0104]圖18是說明根據本發明實施方案的裝置構造實例的截面示意圖。
[0105]圖19是說明根據本發明實施方案的裝置構造實例的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0106]本發明的一個實施方案是通過熔融鹽電解制造金屬的方法，該方法包括:將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的步驟，其中該處理對象物含有兩種以上的金屬元素；以及通過將設置于所述熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于所述熔融鹽中的特定金屬在所述一對電極部件中的一者上沉積或合金化的步驟，其中所述熔融鹽含有所述溶解的金屬元素。
[0107][第一實施方案]
[0108]在第一實施方案中，處理對象物為含有兩種以上金屬元素的礦石或由該礦石得到的粗金屬錠(下文中有時簡稱為粗金屬錠)。
[0109]即，粗略地說，該實施方案包括將包含于對象物(礦石或粗金屬錠)中的金屬溶解在熔融鹽中的過程，以及通過熔融鹽電解將分離-提取目標元素的金屬或合金從熔融鹽中沉積于電極中的一者(陰極)上，其中該熔融鹽含有溶解的金屬。本實施方案的特征在于:通過控制電極的電 位，從而選擇性地使特定目標元素溶解或沉積，以實現分離和冶煉。
[0110]首先將描述將包含于對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的過程。
[0111]將包含于礦石或粗金屬錠中的金屬元素溶解在熔融鹽中的過程為(例如)化學溶解過程。具體而言，將礦石或粗金屬錠研磨成顆粒或粉末，與鹽混合并加熱。從而，能夠將包含于礦石或粗金屬錠中的兩種以上金屬元素溶解在熔融鹽中。或者，可以將處理對象物置于熔融鹽中并使之溶解。
[0112]另一個過程是電化學過程。具體而言，將對象物作為陽極設置在熔融鹽中，并控制對象物的電位值，從而選擇性地使包含于對象物中的元素溶解:熔融鹽電解的特征在于:不同的元素在不同的電位下溶解；以及利用該特征來選擇性地分離相應電位的金屬。這樣，通過將對象物用作陽極并在溶解過程中控制電位，從而可以選擇性地將作為冶煉目標的金屬元素溶解在熔融鹽中。
[0113]在將包含于對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽的過程中，優選這樣控制電位，從而使包含于對象物中的雜質保持為不溶解。這樣可以減少后續沉積過程中雜質的進入。
[0114]為此，優選這樣選擇熔融鹽，使得在將包含于礦石或粗金屬錠中的金屬元素溶解在熔融鹽中的步驟中，熔融鹽中特定金屬(待溶解的金屬元素)的單質或合金的標準電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。從而，能夠使溶解于熔融鹽中的金屬元素與保留在陽極中的金屬元素充分分離。標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0115]陽極上經控制的電位值可以通過下述的能斯特(Nernst)方程來計算。
[0116]在使用的礦石或粗金屬錠中含有多種目標特定金屬的情況下，可以這樣控制電位以使各金屬分別溶解在熔融鹽中。或者，在其中一種特定金屬溶解后，可以將含有剩余金屬的礦石或粗金屬錠(陽極)移至另一熔融鹽中，并且以類似方式將電位控制為預定值，以使剩余的特定金屬溶解在該熔融鹽中。
[0117]一些金屬更易于通過下述的沉積而分離。在這種情況下，可以將全部處理對象物溶解，或者可以僅將特定金屬和一些其他金屬溶解。
[0118]從減少雜質進入的觀點來看，在將包含于礦石或粗金屬錠中的金屬元素溶解在熔融鹽中的步驟中，優選將陽極的電位控制為預定值，從而選擇性地使特定金屬元素溶解在熔融鹽中。
[0119]熔融鹽可以選自氯化物和氟化物。氯化物熔融鹽的例子包括KC1、NaCl、CaC12、LiCl、RbCl、CsCl、SrCl2^BaCl2 和 MgCl2。氟化物熔融鹽的例子包括 LiF、NaF, KF、RbF、CsF、MgF2, CaF2, SrF2和8&&。在對稀土元素進行熔融鹽電解的情況下，考慮到效率優選使用氯化物熔融鹽；具體而言，KCUNaCl和CaCl2因其價格低廉且易于獲得而優選使用。
[0120]在這些熔融鹽中，可以將多種熔融鹽組合并用作具有所需組成的熔融鹽。例如，可以使用具有諸如KCl-CaCl2、LiCl-KCl或NaCl-KCl之類組成的熔融鹽。
[0121]陰極由碳或者傾向于與構成熔融鹽中陽離子的堿金屬(如Li或Na)形成合金的材料形成。例如，可以使用鋁(Al)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、鎘(Cd)、銦(In)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)或秘(Bi)。
[0122]當將礦石或粗金屬錠用作陽極時，例如，可以將容納在由金屬等形成的導電性籃筐(basket)中的礦石或粗金屬錠設置在熔融鹽中。可以在籃筐的上部形成開口，從而使得能夠將作為處理對象物的礦石或粗金屬錠通過該開口插入籃筐內；并且可以在籃筐的側壁和底壁上形成大量的孔，以使熔融鹽能夠流入籃筐內。籃筐可以由所需材料構成，例如由金屬線編織的網狀部件或為具有大量孔的片狀金屬板的片材部件。具體而言，由C、Pt、Mo等形成的材料是有效的。
[0123]在對象物為礦石等且具有高電阻的情況下，優選增加對象物和導電性材料之間的接觸面積。例如，通過用金屬網部件包裹對象物或者將對象物填充至金屬多孔部件內的空間中，從而可有效地將對象物用作電極。
[0124]當將陰極和容納有礦石或粗金屬錠的籃筐設置在熔融鹽中并且如上所述從外部控制陽極(籃筐)的電位時，可以使目標金屬由礦石或粗金屬錠溶解到熔融鹽中。
[0125]在隨后的沉積過程中，通過設置在熔融鹽中的一對電極部件進行熔融鹽電解，以使溶解在熔融鹽中的金屬元素沉積在電極部件中的一者(陰極)上。在這種情況下，通過控制熔融鹽電解時的電位值，可以選擇性地將特定金屬元素作為金屬或合金而沉積于陰極上。
[0126]與溶解過程相同，在該沉積過程中，熔融鹽電解的特征在于:不同的元素在不同的電位下作為金屬或合金而沉積于陰極上；并且利用該特征來分離金屬。因此，即使熔融鹽中含有多種目標特定金屬，也能通過控制電位將這些金屬分別沉積于陰極上。
[0127]電極部件可以由(例如)鎳(Ni)、鑰(Mo)或玻璃碳(C)形成。
[0128]在本實施方案中，使用如上所述兩個過程以從對象物中分離并提取作為熔煉目標的特定金屬元素。在本實施方案中，由于使用了熔融鹽，因此需要將體系加熱以使該過程中體系的溫度等于或高于熔融鹽的熔點。
[0129]這兩個過程的特征是使用了熔融鹽。因而，利用了不同熔融鹽對元素具有不同的溶解-沉積電位這一事實，并且可通過這樣選擇熔融鹽來設計過程，以使作為目標元素的特定金屬元素和其它雜質金屬元素的溶解-沉積電位的數值能夠使該過程容易進行。具體而言，優選這樣選擇熔融鹽，使得在特定金屬的沉積或合金化步驟中，熔融鹽中該特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。在熔融鹽中，該特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0130]這樣，在將特定金屬沉積或合金化的步驟中，優選將電極部件的電位控制為預定值，從而選擇性地使熔融鹽中的特定金屬元素沉積或合金化。
[0131]待沉積于陰極上的金屬的單質或合金的沉積電位可以通過電化學計算來確定。具體而言，通過能斯特方程進行計算。
[0132]例如，由三價鐠(Pr)離子(以下用Pr(III)表示)沉積的Pr單質的電位可以通過以下等式確定。
[0133]Epr = E0Pr+RT/3F.In (aPr(m)/aPr(0))等式(I)
[0134]在等式(I)中，Ecift表示標準電位，R表示氣體常數，T表示絕對溫度，F表示法拉弟常數，^pr(IIi)表不Pr (111)尚子的活度，aPr (0)表不Pr單質的活度。
[0135]考慮到活度系數Ymiii)而改寫等式⑴的情況下，由于aP_ = 1，從而得到以下等式。
[0136]Epr = E0Pr+RT/3F.lnaPr(m) = E°Pr+RT/3F.ln( Y Pr(m).CPr(m))等式(2)
[0137]Epr = E0，Pr+RT/3F.lnCPr(m)等式(3)
[0138]在等式(3)中，CPr(m)表示三價Pr離子的濃度，Ε°’ Ρι.表示條件電極電位(formalelectrode potential)(這里，等于 E°Pr+RT/3F.In y Pr(III))。
[0139]類似地，使PrNi合金沉積于電極表面上的電位(沉積電位=Eft.Ni)可以通過以下等式確定。
[0140]Epr.Ni = E0，Pr.Ni+RT/3F.lnCPr(m)等式(4)
[0141]在等式⑷中，E°’ Pr.Ni表示條件電極電位(這里^于匕^+町/^.〗!!^^)。
[0142]類似地，通過利用上述等式，可以確定對應于不同熔融鹽的所有沉積物的沉積電位。在使特定金屬在陰極上沉積或合金化的過程中，考慮到該特定金屬或其合金的沉積電位值，選擇相對于另一種金屬或其合金具有電位差的沉積物，或者確定沉積的順序。
[0143]操作過程中的電壓和電流根據電極的尺寸或位置關系而變化。因此，基于這些條件確定電壓和電流的基準值，隨后基于由上述方法確定的電位值和順序來確定每一個步驟中的電壓和電流。
[0144]如上所述，在根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法中，對電位值進行控制從而以電化學方式溶解并沉積目標金屬。因此，與(例如)包括反復進行使用酸等的溶解和提取過程的現有濕法處理相比，可以簡化步驟；并且可以選擇性地分離和回收特定元素。另外，無需調整熔融鹽的比重；而且，通過選擇對象物能夠在其中以固態進行處理的低溫熔融鹽，可以采用簡單的裝置構造。此外，操作模式也可以簡化。因此，能夠以低成本有效地進行這些步驟。
[0145]或者，可以基于與上述將特定金屬在陰極上沉積或合金化的想法完全相反的構想來冶煉特定金屬。[0146]也就是說，根據本實施方案的金屬制造方法是通過熔融鹽電解從而由含有兩種以上金屬元素的礦石或由該礦石獲得的粗金屬錠制造特定金屬的方法，其中在熔融鹽中設置有陰極以及由含有礦石或粗金屬錠的陽極材料形成的陽極，并將該陽極的電位控制為預定值，從而使對應于該電位的金屬元素由礦石或粗金屬錠中溶解到熔融鹽中，并使特定金屬保留在陽極中。
[0147]在該方法中，將對象物(礦石或粗金屬錠)用作陽極，并且將除特定金屬元素以外的金屬元素(即，僅作為雜質的金屬元素)溶解在熔融鹽中，以使特定金屬保留在陽極中。在這種情況下，同樣地通過控制陽極的電位，從而引起這樣的現象:作為熔煉目標的金屬元素保留在陽極中，而雜質元素溶解在熔融鹽中。由此，在陽極上得到了冶煉后的金屬材料。
[0148]在該方法中，同樣優選這樣選擇熔融鹽，使得在將金屬元素從礦石或粗金屬錠中溶解到熔融鹽中的步驟中，熔融鹽中特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。由此，可以將特定金屬與其它金屬充分分離并且僅將特定金屬保留在陽極中。標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0149]陽極上的經控制的電位值可以通過上述能斯特方程計算。
[0150]可用于本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法中的礦石是含有目標特定金屬的礦石。這種礦石的例子包括金礦石、銀礦石、銅礦石、鐵礦石、鋁礦石、鉛礦石、鋅礦石、錫礦石、汞礦石、硫礦石、磷礦石、鎳礦石、鈷礦石、錳礦石、鉻礦石、鑰礦石、鎢礦石、銻礦石、砷礦石、鉍礦石、鍶礦石、鈹礦石、鎂礦石、鋇礦石和鈣礦石。例如，可以從氟碳鈰礦、獨居石、鈰鈮鈣鈦礦、磷灰石、磷釔礦、褐釔鈮礦和異性石中獲得稀土金屬。
[0151]由礦石得到 的粗金屬錠表示含有低純度的目標特定金屬的金屬，如通過冶煉礦石得到的金屬。
[0152]根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法適用于礦石或由該礦石獲得的粗金屬錠，其中該礦石被用作陽極且含有過渡金屬或稀土金屬。
[0153]對過渡金屬沒有特別限定，可以是周期表中第3族(IIIA族)至第11族(IB族)中的任意元素。對稀土金屬也沒有特別限制，可以是周期表中第3族(IIIA族)的鈧(Sc)、釔(Y)和15種鑭系元素中的任意元素。
[0154]根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法也適用于在陰極上沉積或合金化的特定金屬為稀土金屬的情況。在本實施方案中，通過對熔融鹽的組成進行適當選擇，能夠使即使通過水溶液電解也不能沉積的稀土金屬被均勻沉積。因而，能夠容易地得到難以作為資源開采獲得的稀土金屬。
[0155]在本實施方案中，礦石或由該礦石得到的粗金屬錠優選呈顆粒狀或粉末狀。當準備待處理的礦石或粗金屬錠以使其呈顆粒狀或粉末狀時，其表面積增加并且能夠提高處理效率。從這個觀點來看，礦石或粗金屬錠的最大粒徑優選為0.01mm至2mm,更優選為0.01mm至Imm,還更優選為0.01mm至0.2_。
[0156]另外，優選將呈顆粒狀或粉末狀的礦石或粗金屬錠擠壓以形成為陽極。可對呈粉末狀的礦石或粗金屬錠進行擠壓，從而能夠用作陽極。在這種情況下，顆粒之間存在熔融鹽能夠容易進入的有利空間。
[0157]下面，將參照【專利附圖】

【附圖說明】本實施方案。在下面的附圖中，相同或相應的部分用相同的參考符號標出并且省略對其的重復描述。
[0158][第一實施方案-1]
[0159]將描述本實施方案的一個例子，其為通過熔融鹽電解從而由含有釹(Nd)、鏑(Dy)和鐠(Pr)的礦石中獲得Nd、Dy和Pr的方法。該礦石的例子包括獨居石、磷灰石、磷釔礦、褐釔鈮礦和異性石。
[0160]如圖1所示，首先進行準備步驟(SlO)。
[0161]在這個步驟中，例如，準備作為處理對象物的礦石、待使用的熔融鹽、以及包括(例如)電極和容納熔融鹽的容器的裝置。可任選地，為了促進處理對象物在熔融鹽中的溶解，可以將處理對象物精細研磨以增加處理對象物與熔融鹽之間的接觸面積。
[0162]含有NcUDy和Pr的礦石可以為(例如)磷釔礦石。例如，組成為3.0% Nd、7.9%Dy和0.5% Pr的磷釔礦石。
[0163]接著，進行熔融鹽中的溶解步驟(S20)。
[0164]在該步驟(S20)中，將礦石和(另一個)電極部件浸沒在準備好的熔融鹽中；該礦石和電極部件通過電源相連，以控制礦石和電極部件的電位。通過控制礦石的電位，可以選擇性地將礦石中的稀土元素(Nd、Dy和Pr)溶解在熔融鹽中。使用的熔融鹽可以是具有所需組成的熔融鹽。
[0165]例如，熔融鹽可以為LiF-NaF-KF ;另一個電極部件可以為由玻璃碳形成的電極；并且上述礦石可以用作處理對象物。
[0166]在這種情況下，例如，在700°C下對熔融鹽進行加熱時，可以選擇性地將Nd、Dy和Pr由礦石溶解到熔融鹽中。將電位控制為這樣的值，使得在該電位值下，除NcUDy和Pr以外的其他元素幾乎不溶解在熔融鹽中，而NcUDy和Pr會溶解在熔融鹽中。
[0167]接著，如圖1所示，進行分離提取步驟(S30)。
[0168]具體而言，在如上所述的其中溶解有Nd、Dy和Pr的熔融鹽中插入一對電極，并且將該電極部件的電位控制為預定值。例如，在使用LiCl-KCl熔融鹽的情況下，如圖2所示，將電位值控制為與針對各稀土金屬所確定的沉積電位相對應的電位。因此，通過控制電位，可以選擇沉積在電極上的稀土金屬。因此，可以逐個元素地選擇性回收稀土金屬。
[0169]例如，如圖2所示，對于諸如NcUDy和Pr之類的稀土元素，每個元素均具有不同的沉積電位值。具體而言，如圖2所示，Nd的沉積電位為約0.40V(相對于Li+/Li) ；Pr和Dy的沉積電位為約0.47V(相對于Li+/Li);而Dy的化合物DyNi2的沉積電位為約0.77V (相對于 Li+/Li)。
[0170]對圖2中的沉積電位(參照Li)進行說明。在圖2中，縱軸表示沉積電位(單位:V)。這些沉積電位是在熔融鹽為LiCl-KCl并且熔融鹽的溫度設為450°C時的值。
[0171]如上所述，元素和化合物具有不同的沉積電位。因此，通過將一對電極浸沒在溶解有特定金屬的熔融鹽中，并且通過控制陰極電位以使其對應于上述的沉積電位，從而能夠選擇性地將特定稀土元素沉積在陰極上。通過改變陰極的電位值(例如，依次改變電位)，可以選擇待沉積的特定金屬。
[0172]例如，如圖3所示，在浸沒于溶解了 Nd、Dy和Pr的熔融鹽中的一對電極之間依次施加不同的電壓。熔融鹽中Nd、Dy和Pr的濃度(離子濃度)均為0.5摩爾％。
[0173] 當將圖2中所述的數據用作沉積電位值時，例如，將LiCl-KCl用作熔融鹽并且將該熔融鹽的溫度設置為450°C。在圖3中，橫軸表示處理時間，縱軸表示熔融鹽中稀土元素的離子濃度。縱軸的單位是摩爾％。
[0174]在步驟I中，當首先將Ni用作陰極材料并且將陰極的電位設為低于0.77V(相對于Li+/Li)且稍高于0.63V(相對于Li+/Li)的值時(例如，將電位差設為0.631V(相對于LiVLi))，則Dy離子與陰極材料Ni合金化，由此DyNi2沉積在陰極表面上。因此，如圖3所示，熔融鹽中Dy離子濃度急劇降低。由此可以回收Dy，直至熔融鹽中的Dy離子濃度變為約3.6X 10-4摩爾％為止。
[0175]接著，在步驟2中，當將另一個電極(例如，Mo電極)用作陰極并且將陰極的電位設為稍高于0.40V(相對于Li+/Li)的值(例如，將電位差設為0.401V(相對于Li+/Li))時，則Pr沉積在電極中的一者(陰極)上。因此，如圖3所示，熔融鹽中Pr離子濃度急劇降低。這樣可以回收Pr，直到熔融鹽中的Pr離子濃度變為約0.017摩爾％為止。
[0176]步驟2中使用的電極并不是步驟I中沉積了 DyNi2的電極。例如，可以在步驟2開始前將在步驟I中沉積了 DyNi2的電極移除，然后可將另一個電極浸入熔融鹽中；或者，沉積有DyNi2的電極可以不移出而保留，然后在步驟2中，可以控制另一個電極的電位。
[0177]接著，在步驟3中，當將又一個電極(例如，Mo電極)的電位設為0.10V(相對于LiVLi)時，Nd沉積在該電極(陰極)上。因此，如圖3所示，熔融鹽中的Nd離子濃度急劇降低。這樣可以回收Nd，直到熔融鹽中的Nd離子濃度變為(例如)約2.7X10_7摩爾％為止。
[0178]可以在步驟3開始之前將在步驟2中沉積了 Pr的電極從熔融鹽中移除，然后可將另一個電極浸入熔融鹽中；或者，可以將步驟2中沉積了 Pr的電極繼續浸沒在熔融鹽中，然后在步驟3中可以使用另一個電極。
[0179]在步驟4中處理步驟I中回收的DyNi2:將表面上沉積了 DyNi2的電極和另一個電極(例如，Mo電極)浸沒在熔融鹽中；然后將DyNi2電極的電位設在這樣的電位范圍內:在該電位范圍內，Dy會溶解，但Ni不溶解(0.77V以上2.6V以下(相對于Li+/Li))，從而可以使Dy溶解在熔融鹽中，而僅有Dy沉積在另一個電極的表面上。
[0180]如上所述，可以從熔融鹽中單獨回收目標特定金屬。
[0181](用于本實施方案的方法的裝置)
[0182]下面，將參照圖4和5描述用于圖1中的本實施方案的方法的裝置。圖4所示的回收裝置包括容納熔融鹽的容器1，容納于容器I內的熔融鹽2，容納處理對象物(礦石或粗金屬錠)3的籃筐4，電極6至8，用于加熱熔融鹽2的加熱器10，以及通過導線5與籃筐4和電極6至8電連接的控制單元9。控制單元9被構造為用于控制一個電極(即籃筐4)和另一個電極(即電極6至8中的一者)的電位(改變電位)。在控制單元9中，被控制的電位值是可以改變的。布置加熱器10使其環繞在容器I周圍。電極6至8可以由所需的材料形成。例如，電極6可以由鎳(Ni)形成。例如，電極7和8可以由碳(C)形成。容器I可以具有呈環形或多邊 形的底面。籃筐4可以是上述籃筐。
[0183]通過控制單元9將籃筐4和電極6至8控制為預定電位值。如下所述，通過將電極6至8控制為不同的電位，可將與所控制的電位值相對應的不同的特定金屬沉積在電極6至8的表面上。例如，如下所述，可以調節電極6的設定電位值，從而將DyNi2膜11沉積在電極6的表面上。通過調節電極7的設定電位，可以將Pr膜12沉積在電極7的表面上。通過調節電極8的設定電位，可以將Nd膜13沉積在電極8的表面上。
[0184]之后將沉積了 DyNi2膜11的電極6放置在如圖5所示的容納有熔融鹽2的容器I中。此外，將另一個電極放置在熔融鹽2中，使之與表面上沉積了 07祖2膜11的電極6相對。電極6和15通過導線5連接至控制單元9。當用布置成環繞容器I的加熱器10加熱熔融鹽2時，使用控制單元9將電極6和15的電位控制為預定值。此時，這樣控制電位，使得陰極(電極15)的電位為Dy的沉積電位。
[0185]由此，將Dy從沉積在電極6表面上的DyNi2膜11中溶解到熔融鹽2中，并將Dy膜16沉積在電極15的表面上。在使用圖4和5中所示的裝置的兩次處理中，利用加熱器10的熔融鹽2的加熱溫度均可為(例如)800°C。這樣，可以將特定金屬以單質形式沉積在電極7、8和15的表面上。
[0186]在用圖4和5中所示的裝置實施本實施方案的方法的情況下，例如，可以通過以下方式實施該方法。[0187]首先準備作為處理對象物3的礦石(9kg)和作為熔融鹽2的LiF-NaF-KF。例如，該礦石可以含有3.0重量％的NcU0.5重量％的Pr和7.9重量％的Dy。將該礦石研磨并放入籃筐4中。從提高處理效率的角度來看，優選通過研磨從而將作為處理對象物3的礦石的尺寸降至最小。例如，將礦石研磨至最大粒徑為2mm以下、優選為1mm以下、更優選為0.2mm以下的顆粒。熔融鹽2的量為約16升(質量:25kg)。
[0188]將容納在籃筐4中的處理對象物3和電極6至8中的一者用作一對電極，然后進行參照圖2和3描述的本實施方案的方法中的步驟I至步驟3。具體而言，在上述步驟I中，將容納在籃筐4中的處理對象物3和電極6用作一對電極，并將電極的電位控制為預定值。由此,將DyNi2沉積在電極6的表面上。在上述步驟2中，將容納在籃筐4中的處理對象物3和電極7用作一對電極,并將電極的電位控制為預定值。由此，使Pr沉積在電極7的表面上。圖4中沉積于電極7的表面上的Pr膜的質量為(例如)約30g至約50g。
[0189]在上述步驟3中，將容納在籃筐4中的處理對象物3和電極8用作一對電極，并將電極的電位控制為預定值。由此，使Nd沉積在電極8的表面上。沉積于電極8的表面上的Nd膜的質量為(例如)約200g至約300g。
[0190]在上述步驟4中，將電極6和電極15放置在圖5所示的裝置中，并將熔融鹽中的電極電位控制為預定值。由此，將Dy沉積在電極15的表面上。沉積于電極15的表面上的Dy膜16的質量為(例如)600g至800g。
[0191]如參照圖4所述，將目標金屬溶解在熔融鹽2中的步驟以及將特定金屬以單質形式沉積在電極7、8等的表面上的步驟可在相同的裝置(容納有相同的熔融鹽2)內進行。另一方面，在與參照圖4所描述的將金屬溶解于熔融鹽2中的步驟中所使用的裝置(圖4中所示出的裝置)不同的裝置中，進行步驟4所述的將Dy從DyNi2中分離并提取的步驟。
[0192]如上所述，可以從作為處理對象物3的礦石或粗金屬錠中回收特定金屬(例如，Dy、Pr 和 Nd)。
[0193][第一實施方案-2]
[0194]將描述本實施方案的一個例子，其為通過熔融鹽電解從而由粗金屬錠獲得釹(Nd)、鏑(Dy)和鐠(Pr)的方法，其中該粗金屬錠是通過對含有Nd、Dy和Pr的礦石進行冶煉而獲得的。[0195]含有Nd、Dy和Pr的粗金屬錠可以是(例如)混合稀土金屬(釹鐠混合物)。對獲得混合稀土金屬的冶煉方法沒有特別限制，可以選自公知方法。
[0196]如圖6所示，首先進行作為處理對象物的粗金屬錠的準備步驟(Sll)。具體而言，如圖7所示，將作為處理對象物3的粗金屬錠浸沒在容納于容器I內的熔融鹽2中；然后將導線5連接至處理對象物3，導線5用于連接至控制單元9中的電源。使用的鹽為LiCl-KCl。
[0197]在熔融鹽2中，將容納于籃筐24中并作為另一個電極的電極材料25和籃筐24 —同浸入。電極材料25為傾向于與構成熔融鹽中的陽離子的堿金屬(如Li和Na)形成合金的材料。電極材料25的例子包括鋁(Al)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、鎘(Cd)、銦(In)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)和秘(Bi)。
[0198]接著，如圖6所示，進行將Nd、Dy和Pr溶解在熔融鹽中的步驟(S21)。
[0199]具體而言，如圖7所示，利用控制單元9對處理對象物3和容納于籃筐24內的電極材料25的電位進行控制，從而將處理對象物3的電位調整為預定值。由此，將諸如Nd、Dy和Pr之類的稀土元素由作為處理對象物3的粗金屬錠中溶解至熔融鹽2中。
[0200]接著,如圖6所示,通過電解進行沉積DyNi2的步驟(S31)。具體而言,如圖8所示，用由鎳形成的電極6代替圖7中容納于籃筐24內的電極材料25，并浸沒在熔融鹽2中。該電極6通過導線5連接至控制單元9。在這種狀態下，控制單元9用于將作為一個電極的處理對象物3和作為另一個電極的電極6的電位控制為預定值。
[0201]由此，將稀土元素(如Dy)由處理對象物3溶解在熔融鹽2中，并使DyNi2從熔融鹽2中沉積在電極6的表面上。 [0202]接著，如圖6所示，通過電解進行回收Pr的步驟(S32)。具體而言，如圖9所示，用由碳形成的電極27代替處理對象物3，以作為一個電極浸沒在熔融鹽2中。另外，用由碳形成的電極7代替圖8中的電極6，將電極7放置在面向電極27的位置并浸沒在熔融鹽2中。電極27和電極7通過導線5電連接至控制單元9。在這種狀態下，將一個電極27和另一個電極7的電位控制為預定值。
[0203]由此，使溶解于熔融鹽2中的Pr沉積在電極7的表面上。當將氯化物用作熔融鹽2時，從圍繞電極27的區域中釋放出氯氣(C12)。
[0204]接著，如圖6所示，進行通過電解回收Nd的步驟(S33)。具體而言，如圖10所示，用由碳形成的電極8代替電極7，將電極8放置為面向電極27并浸沒在熔融鹽2中。該電極8通過導線5連接至控制單元9。控制單元9用于將電極8和電極27的電位控制為預定值。由此，使Nd沉積在電極8的表面上。此時，從圍繞電極27的區域中釋放出氯氣。
[0205]接著，通過電解進行從DyNi2中回收Dy的步驟(S34)，其中DyNi2是在步驟(S31)回收的。具體而言，如圖5所示，將表面上沉積了 DyNi2的電極6(參照圖8)浸沒在熔融鹽2中；放置另一個電極15，使其浸沒在熔融鹽2中；并使用控制單元9將電極6和15的電位控制為預定值。由此，將Dy從沉積于電極6的表面上的DyNi2中暫時溶解在熔融鹽2中，然后將Dy膜16沉積在電極15的表面上。由此，可以單獨回收稀土金屬Nd、Dy和Pr。
[0206]上述步驟(S21至S32)可以利用以下裝置構造進行。例如，上述步驟(S31)可以利用圖11所示的裝置構造進行。
[0207]具體而言，用容納有材料26的籃筐24代替圖8的裝置構造中的處理對象物3，并將其浸沒在熔融鹽2中，其中材料26通過圖7中所示的步驟而合金化。如圖11所示，籃筐24通過導線5電連接至控制單元9。將電極6以及容納在籃筐24內并通過圖7中所示的步驟而合金化的材料26的電位控制為預定值。由此，使溶解于熔融鹽2中的Dy以DyNi2的形式沉積在電極6的表面上。通過與圖6中步驟(S34)相同的步驟，可以從沉積于電極6表面上的DyNi2中回收單質形式的Dy。
[0208]接著，可以通過利用圖12所示的裝置構造進行處理，從而實施上述步驟(S32)。具體而言，如圖12所示，用由碳形成的電極7代替圖11中的電極6，將其放置在面對籃筐24的位置并且浸沒在熔融鹽2中。電極7通過導線5電連接至控制單元9。該控制單元用于將電極7以及容納于籃筐24中的合金26的電位控制為預定值。由此，使溶解于熔融鹽2中的Pr沉積在電極7的表面上。
[0209]接著，可以通過利用圖13所示的裝置構造進行處理，由此實施上述步驟(S33)。具體而言，如圖13所示，用由碳形成的電極8代替圖12中的電極7，將其放置在面對籃筐24的位置并且浸沒在熔融鹽2中。電極8通過導線5電連接至控制單元9。控制單元9用于將電極8以及置于籃筐24內的合金26的電位控制為預定值。由此，將Nd沉積在電極8的表面上。
[0210]通過使用所述方法，可以依次單獨回收包含于粗金屬錠中的特定金屬。與現有的濕法分離等相比，根據本實施方案的方法可以簡化裝置構造，并且還可以縮短處理時間。因而，可以降低獲取稀土元素等元素所產生的成本。此外，通過適當設定電極的電位，可以使特定金屬以單質形式沉積在電極表面上，從而可以獲得高純度金屬。可以通過上述計算確定沉積各金屬和合金的電位。
[0211][第二實施方案]
[0212]根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鎢的方法是一種通過熔融鹽電解由含鎢的處理對象物制造鎢的方法，該方法包括:將鎢從處理對象物中溶解到熔融鹽中的步驟，以及通過將設置于熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于熔融鹽中的鎢沉積于一對電極部件中的一者上的步驟，其中該熔融鹽含有溶解的鎢。
[0213]即，粗略地說，該實施方案包括將包含于處理對象物中的鎢溶解在熔融鹽中的過程，以及通過熔融鹽電解將鎢從含有溶解的鎢的熔融鹽中沉積在電極中的一者(陰極)上的過程。該實施方案的特征在于:通過控制電極的電位，從而選擇性地使鎢從處理對象物中沉積，以制造高純度的鎢。
[0214]首先將描述將包含于處理對象物中的鎢溶解在熔融鹽中的過程。
[0215]將包含于處理對象物中的鎢溶解在熔融鹽中的過程為(例如)化學溶解過程。具體而言，將處理對象物研磨成顆粒或粉末，與鹽混合并加熱。由此，能夠將包含于處理對象物中的鎢溶解在熔融鹽中。或者，可以將處理對象物置于熔融鹽中并使之溶解。
[0216]另一個過程是電化學過程。具體而言，將由含有處理對象物的陽極材料形成的陽極放置在熔融鹽中，并且對設置為陽極的處理對象物的電位值加以控制，從而選擇性地使包含于處理對象物中的鎢溶解。 熔融鹽電解的特征在于:不同的元素在不同的電位下溶解。可以利用該特征將鎢與其它金屬分離。這樣，通過將處理對象物用作陽極并控制溶解過程中的電位，從而可以選擇性地將鎢溶解在熔融鹽中。
[0217]在這個步驟中，可以使整個處理對象物溶解，或者可以溶解處理對象物的含鎢部分或僅僅使鎢溶解。可以采用使包含于處理對象物中的非鎢金屬溶解的條件；然而，如果可以的話，優選控制電位以僅使鎢溶解。即，在將鎢溶解在熔融鹽的步驟中，優選將陽極和陰極的電位控制為預定值，從而選擇性地將鎢溶解在熔融鹽中。從而，可以減少后續沉積過程中雜質的進入。
[0218]為此，優選這樣選擇熔融鹽，使得在將鎢從處理對象物中溶解到熔融鹽中的步驟中，熔融鹽中鎢的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。從而，可以使溶解于熔融鹽中的鎢與保留在陽極中的金屬元素充分分離。標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0219]陽極上所控制的電位值可以通過下述的能斯特方程計算。
[0220]用于溶解步驟中的陰極由碳或傾向于與構成熔融鹽中的陽離子的堿金屬(如Li或Na)形成合金的材料形成。例如，可以使用鋁(Al)、鋅(Zn)、鎵(Ga) M (Cd)、銦(In)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)或鉍(Bi)。
[0221]當將含鎢的處理對象物用作陽極時，例如可以將容納在由金屬等形成的導電性籃筐(陽極材料)中的處理對象物設置在熔融鹽中。可以在籃筐的上部形成開口以使處理對象物能夠通過該開口插入籃筐內；并且可以在籃筐的側壁和底壁上形成大量的孔以使熔融鹽能夠流入籃筐內。籃筐可以由所需材料構成，例如由金屬線編織的網狀部件或具有大量孔的片狀金屬板的片材部件。具體而言，由C、Pt、Mo等形成的材料是有效的。
[0222]在對象物為氧化物等并且具有高電阻的情況下，優選增加對象物和導電材料之間的接觸面積。例如，通過用金屬網部件包裹對象物或者將對象物填充入金屬多孔部件內的空間，從而將對象物有效地用作電極。
[0223]將陰極和由含有處理對象物的陽極材料形成的陽極(例如，容納處理對象物的金屬籃筐)設置在熔融鹽中；連接控制單元，該控制單元被構造為從外部控制電極的電位；并且如上所述控制電位。由此，可以將鎢從處理對象物中溶解到熔融鹽中。
[0224]在隨后的沉積過程中，利用設置在含有溶解的鎢的熔融鹽中的一對電極部件進行熔融鹽電解，以使鎢沉積在電極部件中的一者(陰極)上。在這種情況下，通過控制熔融鹽電解時的電位值，可以選擇性地將鎢以金屬或合金形式沉積于陰極上。
[0225]與溶解過程相同，在該沉積過程中，利用以下特性將鎢與其它金屬分離:在熔融鹽電解時，不同的元素在不同的電位下以金屬或合金形式沉積在陰極上。因而，即使熔融鹽中含有除了鎢以外的其他金屬，也能通過控制電位從而將鎢單獨沉積在陰極上。因此，能夠得到高純度的鎢。
[0226]在沉積鎢時，當鎢的溶解-沉積電位與包含于熔融鹽中的另一種金屬的溶解-沉積電位之差太小以至于難以將鎢與該金屬分離時，可以選擇陰極材料并且可以控制電位，從而沉積該陰極材料與鎢的合金。由此，可以將熔融鹽中的鎢以鎢合金的形式與其它雜質金屬分離；并且此后，例如，可以在另一種熔融鹽中利用與鎢合金化的陰極材料進行溶解步驟和沉積步驟，從而制造高純度的鶴。
[0227]用于沉積步驟中的電極部件可以由(例如)鎳(Ni)、鑰(Mo)或玻璃碳(C)形成。
[0228]在本實施方案中，使 用如上所述兩個過程從處理對象物中分離和提取鎢。在本實施方案中，由于使用了熔融鹽，因此需要對體系加熱以使該過程中的體系溫度等于或高于熔融鹽的熔點。
[0229]或者，可以基于完全相反的想法在該過程中進行冶煉。也就是說，將處理對象物用作陽極并且僅使作為雜質的金屬元素溶解在熔融鹽中。在這種情況下，同樣地通過將陽極的電位控制為預定值，以引發這樣的現象:鎢保留在陽極中，而雜質元素溶解。從而，在陽極上得到了鎢。
[0230]這兩個過程的特征是熔融鹽的使用。因而，利用了熔融鹽電解中不同的熔融鹽對元素具有不同的溶解-沉積電位的特性；并且可這樣設計該過程，即:選擇熔融鹽以使鎢的溶解-沉積電位與非鎢雜質金屬的溶解-沉積間的差值為能夠使該過程容易進行的足夠大的差值。
[0231]具體而言，優選這樣選擇熔融鹽，使得在使鎢沉積或合金化的步驟中，熔融鹽中鎢的單質或合金的標準電極電位與另一種雜質金屬的單質或合金的標準電極電位之差為
0.05V以上。在熔融鹽中，鎢的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0232]這樣，在使鎢沉積或合金化的步驟中，優選將電極部件的電位控制為預定值，以選擇性地使熔融鹽中的鎢沉積或合金化。
[0233]待沉積在 陰極上的鎢的沉積電位可以通過電化學計算來確定。具體而言，通過能斯特方程進行計算。
[0234]例如，可以通過以下等式確定由二價W離子(以下用W(II)表示)沉積鎢(W)單質的電位。
[0235]Eff = E°ff+RT/3F.In (aff(II)/aff(0))等式(I)
[0236]在等式(I)中，Etlw表示標準電位，R表示氣體常數，T表示絕對溫度，F表示法拉第常數，aff(n)表不W(II)尚子的活度，aw(Q)表不W單質的活度。
[0237]當考慮到活度系數Ywai)而改寫等式⑴時，由于a_ = 1，從而得到以下等式。
[0238]Effr = E0W+RT/3F.Inaw ⑶=E0W+RT/3F.In (Y 咖.C咖)等式(2)
[0239]Ew = E0，ff+RT/3F.InCw⑶ 等式(3)
[0240]在等式(3)中，Cwai)表示二價W離子的濃度，E°’ w表示條件電極電位(這里，等于E°ff+RT/3F.In y W(II))。
[0241]類似地，通過使用以上等式，可以確定對應于不同熔融鹽的所有沉積物的沉積電位。在使鎢沉積為合金的情況也可以進行類似的計算。在使鎢在陰極上沉積或合金化的過程中，考慮到鎢單質或鎢合金的沉積電位值，這樣選擇熔融鹽和陰極材料，以使其相對于另一種金屬的單質或合金的沉積電位達到足夠高的電位差，并且決定使鎢沉積還是使鎢合金沉積。
[0242]操作過程中的電壓和電流根據電極的尺寸或位置關系而改變。因此，基于條件來確定電壓和電流的參考值，隨后基于由上述方法確定的電位值和順序來確定每一個步驟中的電壓和電流。
[0243]如上所述，在根據本實施方案的通過熔融鹽電解來制造鎢的方法中，對電位值進行控制從而以電化學方式溶解和沉積鎢。因此，與(例如)包括反復進行使用酸等的溶解和提取過程的現有濕法處理相比，可以簡化步驟；并且可以選擇性地分離和回收特定元素。另外，無需調整熔融鹽的比重；而且，通過選擇對象物能夠在其中以固態進行處理的低溫熔融鹽，可以采用簡單的裝置構造。此外，操作模式也可以簡化。因此，能夠以低成本有效地進行這些步驟。[0244]或者，如上所述，可以基于與將鎢在陰極上沉積或合金化的想法完全相反的想法來冶煉鶴。
[0245]也就是說，根據本實施方案的制造金屬的方法是通過熔融鹽電解從而由含有鎢的處理對象物制造鎢方法，其中在熔融鹽中設置陰極以及由含有處理對象物的陽極材料形成的陽極，并控制陽極的電位，從而使對應于該電位值的金屬元素由處理對象物中溶解到熔融鹽中，并使鎢保留在陽極中。
[0246]在該方法中，將含有處理對象物的陽極材料用作陽極并且將除鎢以外的金屬元素(即，僅作為雜質的金屬元素)溶解在熔融鹽中，以使鎢保留在陽極中。在這種情況下，同樣地通過控制陽極的電位，以引發這樣的現象:其中作為冶煉目標的鎢保留在陽極中，而雜質元素溶解在熔融鹽中。從而，在陽極上得到了冶煉后的鎢。
[0247]在該方法中，也優選這樣選擇熔融鹽，使得在將金屬元素由處理對象物中溶解到熔融鹽中的步驟中，熔融鹽中鎢的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。因此，可以將鎢與其它金屬充分分離并且僅將鎢保留在陽極中。標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0248]陽極上所控制的電位值可以通過上述的能斯特方程計算。
[0249]在根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鎢的方法中，含有鎢的處理對象物優選為(例如)含有鎢的金屬材料。含有鎢的金屬材料的例子包括鎢加熱器。 [0250]本實施方案還適用于處理對象物為含有鎢和過渡金屬的金屬材料的情況。對該過渡金屬沒有特別限制，可以是周期表的第3族(IIIA族)至第11族(IB族)中的任意元素。含有鎢和過渡金屬的金屬材料的例子包括硬質合金。
[0251]處理對象物可以是(例如)硬質合金制品。這里，硬質合金制品總體表示包含硬質合金材料的制品，如包含硬質合金材料的切削工具、夾具、沖模和模具。
[0252]熔融鹽可以選自氯化物熔融鹽和氟化物熔融鹽。可以使用含有氯化物熔融鹽和氟化物熔融鹽的熔融鹽混合物。
[0253]氯化物熔融鹽的例子包括KC1、NaCl, CaCl2' LiCl, RbCl, CsCl, SrCl2, BaCl2 和MgCl20氟化物熔融鹽的例子包括LiF、NaF, KF、RbF、CsF、MgF2, CaF2, SrF2和BaF2。考慮到效率優選使用氯化物熔融鹽；具體而言，KC1、NaCl和CaCl2因其廉價和容易獲得而是優選使用的。
[0254]在這些熔融鹽中，可以將多種熔融鹽組合并用作具有所需組成的熔融鹽。例如，可以使用具有諸如KCl-CaCl2、LiCl-KCl或NaCl-KCl之類組成的熔融鹽。
[0255]在根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鎢的方法中，可以優選使用以下裝置。即，用于根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鎢的方法的裝置包括:容納有熔融鹽的容器；陰極，其浸沒在容納于容器內的熔融鹽中；以及陽極，其浸沒在容納于容器內的熔融鹽中并且包含處理對象物，該處理對象物含有鎢，其中熔融鹽可以在陽極內部和外部之間流動，該裝置還包括控制單元，該控制單元被構造為將陰極和陽極的電位控制為預定值，并且在該控制單元中，電位的值是可以改變的。用于根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鎢的方法的裝置包括:容納有熔融鹽的容器，該熔融鹽含有溶解的鎢；以及陰極和陽極，其浸沒在容納于容器內的熔融鹽中，其中該裝置包括控制單元，該控制單元被構造為將陰極和陽極的電位控制為預定值，并且在該控制單元中電位的值是可以改變的。[0256]將參照圖18和19描述用于本實施方案的裝置。圖18中所示的裝置包括容納熔融鹽的容器I，容納于容器I內的熔融鹽2，容納含有鎢的處理對象物3的籃筐4，電極6，用于加熱熔融鹽2的加熱器10，以及通過導線5與籃筐4和電極6電連接的控制單元9。
[0257]控制單元9被構造為用于將一個電極(陽極，即籃筐4)和另一個電極(陰極，即電極6)的電位控制為預定值。在控制單元9中，被控制的電位值是可以改變的。設置加熱器10以使其環繞在容器I周圍。電極6可以由所需的材料形成，例如碳。容器I的底面形狀可以為環形或多邊形。籃筐4可以是上述籃筐。
[0258]通過控制單元9將籃筐4和電極6的電位控制為預定電位值。由此，將鎢從處理對象物3中溶解到熔融鹽2中。
[0259]在鎢從處理對象物3中充分溶出后，移除籃筐4和電極6并且將另一個電極7 (陰極)和另一個電極8(陽極)放置在熔融鹽2中。這些電極7和8通過導線5與控制單元9相連。使用控制單元9將電極7和8的電位控制為預定值。此時，這樣控制電位，以使得電極7的電位為鎢的沉積電位。因此，使溶解于熔融鹽2中的鎢沉積在電極7(陰極)的表面上。電極7和8可以由諸如玻璃碳(C)之類的材料形成。
[0260]在使用圖18和19中所示的裝置的兩種處理中，利用加熱器10的熔融鹽2的加熱溫度均可以為(例如)800°C。這樣，可以將鎢以單質形式沉積在電極7的表面上。
[0261]可以控制電極7和8的電位以使鎢與陰極材料的合金沉積在電極7(陰極)的表面上。在這種情況下，可以利用合金化的電極7進行上述溶解步驟和沉積步驟。即，重新準備圖18所示的裝置，并且用與鎢合金化的電極7來代替上述處理對象物3。
[0262]在用圖18和19中所示的裝置實施本實施方案的鎢制造方法的情況下，例如，可以通過以下方式實施該方法。
[0263]首先準備作為處理對象物3的硬質合金切削工具(9kg)和作為熔融鹽2的KCl-NaCl。例如，硬質合金切削工具可以含有90重量％的碳化鎢(WC)和10重量％的鈷(Co)。將該硬質合金切削工具研磨并放入籃筐4內。從提高處理效率的角度來看，優選通過研磨來將作為處理對象物3的硬質合金切削工具的尺寸減至最小尺寸。例如，將硬質合金切削工具研磨成最大粒徑為5mm以下、優選為3mm以下、更優選為1mm以下的顆粒。熔融鹽2的量約為16升(質量:25kg)。
[0264]上述溶解步驟可以通過作為電極6的碳電極來進行。隨后，可以利用由玻璃碳形成并且用作電極7和8的電極來進行沉積步驟。
[0265]正如已經描述的那樣，能夠從用作處理對象物3的硬質合金切削工具中回收鎢。與現有的濕法分離方法等相比，根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鎢的方法可以簡化裝置構造并且也可以縮短處理時間。因而，可以降低所花費的成本。此外，通過適當設定電極的電位，可以使鎢以單質形式沉積在電極表面上，從而可以獲得高純度的鎢。可以通過上述計算確定沉積鎢和鎢 合金的電位。
[0266][第三實施方案]
[0267]根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鋰的方法是一種通過熔融鹽電解由含鋰處理對象物制造鋰的方法,該方法包括:將鋰從處理對象物中溶解到熔融鹽中的步驟，以及通過將設置于熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于熔融鹽中的鋰沉積于這對電極部件中的一者上的步驟，其中該熔融鹽含有溶解的鋰。[0268]即，該實施方案的鋰制造方法包括將包含于處理對象物中的鋰溶解在熔融鹽中的過程，以及通過熔融鹽電解將鋰從含有溶解的鋰的熔融鹽中沉積在電極中的一者(陰極)上的步驟。該實施方案的特征在于:通過控制溶解鋰的步驟中的電極電位，從而可以選擇性地從處理對象物中溶解鋰；并且通過在沉積鋰的步驟中將電極電位控制為預定值，可以選擇性地將鋰從熔融鹽中沉積在陰極上，從而制造高純度的鋰。
[0269]首先描述將包含于處理對象物中的鋰溶解在熔融鹽中的步驟。
[0270]將包含于處理對象物中的鋰溶解在熔融鹽中的過程為(例如)化學溶解過程。具體而言，將處理對象物研磨成顆粒或粉末，與鹽混合并加熱。由此，能夠將包含于處理對象物中的鋰溶解在熔融鹽中。或者，可以將處理對象物置于熔融鹽中并使之溶解。
[0271]另一個過程是電化學過程。具體而言，將由含有處理對象物的陽極材料形成的陽極放置在熔融鹽中，并且對放置為陽極的處理對象物的電位值加以控制，從而選擇性地使包含于處理對象物中的鋰溶解。熔融鹽電解的特征在于:不同的元素在不同的電位下溶解。因此，以這種方式通過將處理對象物用作陽極并控制溶解過程中的電位，可以選擇性地將鋰溶解在熔融鹽中，從而將鋰與其它金屬分離。
[0272]在這個步驟中，可以使整個處理對象物溶解，或者可以溶解處理對象物中的含鋰部分或僅僅使鋰溶解。也可以將包含于處理對象物中的非鋰金屬溶解；然而，如果可以的話，優選控制電位而僅使鋰溶解。即，在將鋰溶解在熔融鹽的步驟中，優選將陽極和陰極的電位控制為預定值，從而選擇性地將鋰溶解在熔融鹽中。由此，可以減少后續沉積過程中雜質的進入。
[0273]為此，優選這樣選擇熔融鹽，使得在將鋰從處理對象物中溶解到熔融鹽中的步驟中，熔融鹽中鋰的單質 或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。從而，可以使溶解于熔融鹽中的鋰與保留在陽極中的金屬元素充分分離。標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0274]陽極上所控制的電位值可以通過下述的能斯特方程計算。
[0275]用于溶解步驟中的陰極由碳或傾向于與構成熔融鹽中陽離子的堿金屬(如Li或Na)形成合金的材料形成。例如，可以使用鋁(Al)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、鎘(Cd)、銦(In)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)或鉍(Bi)。
[0276]當將含鋰的處理對象物用作陽極時，例如，可以將容納在由金屬等形成的導電性籃筐(陽極材料)內的處理對象物設置在熔融鹽中。可以在籃筐的上部形成開口以使處理對象物能夠通過該開口插入籃筐內；并且可以在籃筐的側壁和底壁上形成大量的孔以使熔融鹽能夠流入籃筐內。籃筐可以由所需材料構成，例如由金屬線編織的網狀部件或具有大量孔的片狀金屬板的片材部件。具體而言，由C、Pt、Mo等形成的材料是有效的。
[0277]在對象物是氧化物等并且具有高電阻的情況下，優選增加對象物和導電材料之間的接觸面積。例如通過用金屬網部件包裹對象物或者將對象物填充入金屬多孔部件內的空間，從而將對象物有效地用作電極。
[0278]將陰極和由含有處理對象物的陽極材料形成的陽極(例如，容納處理對象物的金屬籃筐)設置在熔融鹽中；連接控制單元，該控制單元被構造為從外部控制電極的電位；并且如上所述控制電位。由此,可以將鋰從處理對象物中溶解到熔融鹽中。
[0279]在隨后的沉積步驟中，利用設置在含有溶解的鋰的熔融鹽中的一對電極部件進行熔融鹽電解，以使鋰沉積在電極部件中的一者(陰極)上。在這種情況下，通過控制熔融鹽電解時的電位值，可以選擇性地將鋰以金屬或合金形式沉積于陰極上。
[0280]與溶解步驟相同，在該沉積步驟中，利用以下特性將鋰與其它金屬分離:在熔融鹽電解時，不同的元素在不同的電位下以金屬或合金形式沉積于陰極上。因而，即使熔融鹽中含有除了鋰以外的其他金屬，也能通過控制電位將鋰單獨沉積在陰極上。因此，能夠得到高純度的鋰。
[0281]在沉積鋰時，當鋰的溶解-沉積電位與包含于熔融鹽中的另一種金屬的溶解-沉積電位之差太小以至于難以將鋰與該金屬分離時，可以選擇陰極材料并且可以控制電位，從而沉積該陰極材料與鋰的合金。由此，可以將熔融鹽中的鋰以鋰合金的形式與其它雜質金屬分離；并且此后，例如，可以在另一種熔融鹽中利用與鋰合金化的陰極材料進行溶解步驟和沉積步驟，從而制造高純度的鋰。
[0282]用于沉積步驟的電極部件可以由(例如)鎳(Ni)、鑰(Mo)或玻璃碳(C)形成。
[0283]在本實施方案中，使用如上所述兩個步驟以從處理對象物中分離并回收鋰。
[0284]在本實施方案中，由于使用了熔融鹽，因此需要對體系加熱以使這些步驟中體系的溫度等于或高于熔融鹽的熔點。
[0285]這兩個步驟的特征是利用了熔融鹽作為電解液。因而，利用了熔融鹽電解中不同的熔融鹽對元素具有不同的溶解-沉積電位的特性；并且可這樣設計這些步驟，即:選擇熔融鹽以使鋰的溶解-沉積電位與非鋰雜質金屬的溶解-沉積間的差值為能夠使該步驟容易進行的足夠大的差值。
[0286]具體而言，優選這樣選擇熔融鹽，使得在使鋰沉積或合金化的步驟中，熔融鹽中鋰的單質或合金的標準電極電位與另一種雜質金屬的單質或合金的標準電極電位之差為
0.05V以上。熔融鹽中的鋰的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0287]這樣，在使鋰沉積或合金化的步驟中，優選將電極部件的電位控制為預定值，以選擇性地使熔融鹽中的鋰沉積或合金化。
[0288]待沉積在陰極上的鋰的沉積電位可以通過電化學計算來確定。具體而言，通過能斯特方程進行計算。
[0289]例如，可以通過以下等式確定由Li離子(Li+)沉積的Li單質的電位。
[0290]ELi = Eciu+RT/3F.In (aLi(I)/aLi(0))等式(I)
[0291]在等式⑴中，E0u表示標準電位，R表示氣體常數，T表示絕對溫度，F表示法拉弟常數，aLi(I)表不Li尚子的活度，aLi(0)表不Li單質的活度。
[0292]當考慮到活度系數YU(I)而改寫等式⑴時，由于auw = 1，從而得到以下等式。
[0293]ELi = E°Li+RT/3F.lnaLiW = E°Li+RT/3F.ln(y Lm).CLi ⑴)等式(2)
[0294]ELi = E0 ’ Li+RT/3F.lnCLm)等式(3)
[0295]在等式(3)中，CLi(I)表示Li離子的濃度，E°’ u表示條件電極電位(這里，等于E0Li+RT/3F.lnYLi(I))。
[0296]類似地，在LiM合金(M表示合金化的金屬)沉積在電極表面上的情況下，該電位(沉積電位:Eum)可以通過以下等式確定。
[0297]EL1.M = E0，L1.m+RT/3F.lnCLi⑴等式(4)[0298]在等式⑷中，E°’U.M表示條件電極電位(這里，等于E°’ L1.M+RTAF^lnYLm))。
[0299]類似地，通過使用上述等式，可以確定對應于不同熔融鹽的所有沉積物的沉積電位。在將鋰在陰極上沉積或合金化的步驟中，考慮到鋰單質和鋰合金的沉積電位值，這樣選擇熔融鹽和陰極材料，以使其相對于另一種金屬的單質或合金的沉積電位達到足夠高的電位差，并且決定使鋰沉積還是使鋰合金沉積。
[0300]操作過程中的電壓和電流根據電極的尺寸或位置關系而變化。因此，基于條件來確定電壓和電流的參考值，隨后基于由上述方法確定的電位值和順序來確定每一個步驟中的電壓和電流。
[0301]如上所述，在根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鋰的方法中，對電位值進行控制從而以電化學方式溶解并沉積鋰。因此，與(例如)包括反復進行使用酸等的溶解和提取過程的現有濕法處理相比，可以簡化步驟；并且可以選擇性地分離和回收特定元素。另外，無需調整熔融鹽的比重；而且，通過選擇鋰能夠在其中以固態進行處理的低溫熔融鹽，可以采用簡單的裝置構造。此外，操作模式也可以簡化。因此，能夠以低成本有效地進行這些步驟。
[0302]在根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鋰的方法中，對處理對象物沒有限制，只要其是含鋰的材料即可。處理對象物優選的例子包括鋰原電池的負極材料和鋰離子二次電池的正極材料。
[0303]鋰離子二次電池中正極材料的正極活性材料的例子包括鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)、鎳鈷酸鋰(LiCoa3Nia7O2)、錳酸鋰(LiMn2O4)、鈦酸鋰(Li4Ti5O12)、鋰錳復合氧化物((LiMyMn2_y04) ；M = Cr、Co、Ni)以及鋰酸(lithium acid)。
[0304]熔融鹽可以選自氯化物熔融鹽和氟化物熔融鹽。可以使用含有氯化物熔融鹽和氟化物熔融鹽的熔融鹽混合物。
[0305]氯化物熔融鹽的例子包括KC1、NaCl, CaCl2' LiCl, RbCl, CsCl, SrCl2, BaCl2 和MgCl20氟化物熔融鹽的例子包括LiF、NaF, KF、RbF、CsF、MgF2, CaF2, SrF2和BaF2。考慮到效率優選使用氯化物熔融鹽；具體而言，KC1、NaCl和CaCl2由于其廉價和容易獲得而優選使用。
[0306]在這些熔融鹽中，可以將多種熔融鹽組合并用作具有所需組成的熔融鹽。例如，可以使用具有諸如KCl-CaCl2、LiCl-KCl或NaCl-KCl之類組成的熔融鹽。
[0307]在根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鋰的方法中，可以優選使用以下裝置。即，用于根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鋰的方法的裝置包括:容納有熔融鹽的容器；陰極，其浸沒在容納于容器內的熔融鹽中；以及陽極，其浸沒在容納于容器內的熔融鹽中并且包含導電性處理對象物，該導電性處理對象物含有鋰，其中熔融鹽可以在陽極內部和外部之間流動，該裝置還包括控制單元，該控制單元被構造為將陰極和陽極的電位控制為預定值，并且在該控制單元中，電位的值是可以改變的。
[0308]用于根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鋰的方法的裝置包括:容納有熔融鹽的容器，該熔融鹽含有溶解的鋰；以及陰極和陽極，其浸沒在容納于容器內的熔融鹽中，其中該裝置包括控制單元，該控制單 元被構造為將陰極和陽極的電位控制為預定值，并且該控制單元中的電位值是可以改變的。
[0309]將參照圖18和19描述用于本實施方案的裝置。圖18中所示的裝置包括容納熔融鹽的容器I，容納于容器I內的熔融鹽2，容納含有鋰的處理對象物3的籃筐4，電極6，用于加熱熔融鹽2的加熱器10，以及通過導線5與籃筐4和電極6電連接的控制單元9。
[0310]控制單元9被構造為用于將一個電極(陽極，即籃筐4)和另一個電極(陰極，即電極6)的電位控制為預定值。在控制單元9中，被控制的電位值是可以改變的。設置加熱器10以使其環繞在容器I周圍。電極6可以由所需的材料形成，例如鋁。容器I的底面可以呈環形或多邊形。籃筐4可以是上述籃筐。
[0311]通過控制單元9將籃筐4和電極6的電位控制為預定電位值。因此，將鋰從處理對象物3中溶解到熔融鹽2中。
[0312]在鋰從處理對象物3中充分溶出后，移除籃筐4和電極6并且如圖19所示，將另一個電極7 (陰極)和另一個電極8 (陽極)放置在熔融鹽2中。這些電極7和8通過導線5與控制單元9相連。使用控制單元9將電極7和8的電位控制為預定值。此時，控制電位以使得電極7的電位為鋰的沉積電位。因此，將溶解于熔融鹽2中的鋰沉積在電極7(陰極)的表面上。電極7和8可以由諸如玻璃碳(C)之類的材料形成。
[0313]在使用圖18和19中所示的裝置的兩種處理中，利用加熱器10的熔融鹽2的加熱溫度都可以為(例如)800°C。這樣，可以將鋰以單質形式沉積在電極7的表面上。
[0314]可以控制電極7和8的電位以使鋰與陰極材料的合金沉積在電極7 (陰極)的表面上。在這種情況下，可以利用合金化的電極7進行上述溶解步驟和沉積步驟。即，重新準備圖18所示的裝置，并且用與鋰合金化的電極7來代替上述處理對象物3。
[0315]在用圖18和19中所示的裝置實施本實施方案的鋰制造方法的情況下，例如，可以通過以下方式實施該方法。
[0316]首先準備作為處理對象物3的鋰離子電池中的含鋰正極材料，并準備作為熔融鹽2的KCl-NaCl。例如，正極材料是含鈷酸鋰(LiCoO2)或錳酸鋰的粉末。將該硬質合金切削工具研磨并放入籃筐4內。從提高處理效率的角度來看，優選通過研磨來將作為處理對象物3的正極材料的尺寸減至最小尺寸。例如，將正極材料研磨至最大粒徑為5mm以下、優選為3mm以下、更優選為1mm以下的顆粒。可以利用作為電極6的碳電極進行上述溶解步驟。隨后，可以利用由玻璃碳形成并且作為電極7和8的電極來進行沉積步驟。
[0317]正如已經描述的那樣，能夠從用作處理對象物3的正極材料中回收鋰。
[0318]與現有的濕法分離方法等相比，根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造鋰的方法可以簡化裝置構造并且也可以縮短處理時間。因而，可以降低所花費的成本。此外，通過適當設定電極的電位，可以使鋰以單質形式沉積在電極表面上，從而可以獲得高純度的鋰。
[0319][第四實施方案]
[0320]本實施方案是通過熔融鹽電解制造金屬的方法，該方法包括:將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的步驟，其中該處理對象物含有兩種以上的金屬元素；以及通過將設置于熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于熔融鹽中的特定金屬在這對電極部件中的一者上沉積或合金化的步驟，其中該熔融鹽含有溶解的金屬元素。
[0321 ] 粗略地說，該實施方案包括將包含于處理對象物中的特定金屬溶解在熔融鹽中的過程，以及通過熔融鹽電解將特定金屬從含有溶解的特定金屬的熔融鹽中沉積在電極中的一者(陰極)上的過程。該實施方案的特征在于:通過將電極的電位控制為預定值，可以選擇性地將特定金屬從處理對象物中沉積，從而獲得高純度的特定金屬。
[0322]首先將描述將包含于處理對象物中的特定金屬溶解在熔融鹽中的過程。
[0323]將包含于處理對象物中的特定金屬溶解在熔融鹽中的過程為(例如)化學溶解過程。具體而言，將處理對象物研磨成顆粒或粉末，與鹽混合并加熱。由此，能夠將包含于處理對象物中的特定金屬溶解在熔融鹽中。或者，可以將處理對象物置于熔融鹽中并使之溶解。
[0324]另一個過程是電化學過程。具體而言，將陰極和由含有處理對象物的陽極材料形成的陽極放置在熔融鹽中；并且控制陽極的電位為預定值，從而將對應于控制的電位值的特定金屬從處理對象物中溶解到熔融鹽中。熔融鹽電解特征在于:不同的元素在不同的電位下溶解；并且利用該特征將特定金屬與其他金屬分離。這樣，通過將處理對象物用作陽極并控制溶解過程中的電位，從而可以選擇性地將特定金屬溶解在熔融鹽中。
[0325]在這個步驟中，可以使包含于處理對象物中的全部金屬溶解。或者，可以使包含于處理對象物中的特定金屬和其他金屬溶解。優選僅使包含于處理對象物中的特定金屬溶解。可以采用使包含于處理對象物中的特定金屬和其他種金屬溶解的條件；然而，如果可以的話，優選控制電位而僅使特定金屬溶解。即，在將特定金屬溶解在熔融鹽的步驟中，優選將陽極的電位控制為預定值，從而選擇性地將特定金屬溶解在熔融鹽中。由此，可以減少后續沉積過程中雜質的進入。
[0326]為此，優選這樣 選擇熔融鹽，使得在將特定金屬從處理對象物中溶解到熔融鹽中的步驟中，熔融鹽中特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。從而，可以使溶解于熔融鹽中的特定金屬與保留在陽極中的金屬元素充分分離。標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0327]陽極上所控制的電位值可以通過下述的能斯特方程計算。
[0328]當處理對象物中含有一種以上的目標特定金屬時，在溶解步驟中，將一種以上的特定金屬溶解在熔融鹽中。
[0329]當處理對象物僅含一種特定金屬時，如上所述，將該特定金屬溶解然后進行沉積步驟，以制造目標金屬。當處理對象物含有兩種以上目標特定金屬時，可僅將這些金屬中的一者溶于熔融鹽中；隨后進行沉積步驟；之后，可以進行另一個溶解步驟，以使剩余的特定金屬溶解于該熔融鹽中。在這種情況下，可以將在首次溶解步驟中使用過的處理對象物從用于該溶解步驟的熔融鹽中移動到另一個熔融鹽中，并且進行溶解步驟，從而將剩余的特定金屬溶解。
[0330]當將包含于處理對象物中的兩種以上特定金屬溶解在熔融鹽中時，可以進行隨后的沉積步驟，以使存在于熔融鹽中的特定金屬逐一在電極材料上沉積或合金化，從而能夠制造所需的特定金屬。在這種情況下，在一種特定金屬在電極材料上沉積或合金化后，可以用另一種電極材料取代該電極材料，并且可將溶解于熔融鹽中的另一種特定金屬在該電極材料上沉積或合金化。
[0331]用于溶解步驟中的陰極由碳或傾向于與構成熔融鹽中陽離子的堿金屬(如Li或Na)形成合金的材料形成。例如，可以使用鋁(Al)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、鎘(Cd)、銦(In)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)或鉍(Bi)。
[0332]當將含特定金屬的處理對象物用作陽極時，例如可以將容納在由金屬等形成的導電性籃筐(陽極材料)內的處理對象物設置在熔融鹽中。可以在籃筐的上部形成開口以使處理對象物能夠通過該開口插入籃筐內；并且可以在籃筐的側壁和底壁上形成大量的孔以使熔融鹽能夠流入籃筐內。籃筐可以由所需材料構成，例如由金屬線編織的網狀部件或具有大量孔的片狀金屬板的片材部件。具體而言，由C、Pt、Mo等形成的材料是有效的。
[0333]在對象物是氧化物等并且具有高電阻的情況下，優選增加對象物和導電材料之間的接觸面積。例如通過用金屬網部件包裹對象物或者將對象物填充入金屬多孔部件內的空間，從而將對象物有效地用作電極。
[0334]將陰極和由含有處理對象物的陽極材料形成的陽極(例如，容納處理對象物的金屬籃筐)設置在熔融鹽中；并且控制陽極的電位為預定值。因此，可以將特定金屬從處理對象物中溶解到熔融鹽中。
[0335]在隨后的沉積過程中，利用設置在含有溶解的特定金屬的熔融鹽中的一對電極部件進行熔融鹽電解，以使特定金屬沉積在電極部件中的一者(陰極)上。在這種情況下，通過控制熔融鹽電解時的電位值，可以選擇性地將特定金屬以金屬或合金的形式沉積于陰極上。
[0336]與溶解步驟相同，在該沉積步驟中，利用以下特性將特定金屬與其它金屬分離:在熔融鹽電解時，不同的元素在不同的電位下以金屬或合金形式沉積于陰極上。因而，即使熔融鹽中含有除了特定金屬以外的其他金屬，也能通過控制電位選擇性地將特定金屬在陰極上沉積或合金化。因此，能夠得到高純度的特定金屬。
[0337]在沉積特定金屬時，當特定金屬的溶解-沉積電位與包含于熔融鹽中的另一種金屬的溶解-沉積電位之差太小以至于難以將特定金屬與其他金屬分離時，可以選擇陰極材料并且可以控制電位，從而沉積該陰極材料與特定金屬的合金。由此，可以將熔融鹽中的特定金屬以合金的形式與其它雜質金屬分離；并且此后，例如，可以在另一種熔融鹽中利用與特定金屬合金化的陰極材料進行溶解步驟和沉積步驟，從而制造高純度的特定金屬。
[0338]用于沉積步驟的電極部件可以由(例如)鎳(Ni)、鑰(Mo)或玻璃碳(C)形成。
[0339]在本實施方案中，使用如上所述兩個過程從處理對象物中分離和提取特定金屬。在本實施方案中，由于使用了熔融鹽，因此需要對體系加熱以使該過程中體系的溫度等于或高于熔融鹽的熔點。
[0340]或者，如下所述，可以基于與該過程完全相反的想法進行冶煉。也就是說，將處理對象物用作陽極并且僅將作為雜質的金屬元素溶解在熔融鹽中。在這種情況下，同樣地通過控制陽極的電位，以引發這樣的現象:特定金屬保留在陽極中，而雜質元素溶解。從而，在陽極上得到了特定金屬。
[0341]這兩個過程的特征是熔融鹽的使用。因而，利用了熔融鹽電解中不同的熔融鹽對元素具有不同的溶解-沉積電位的特性；并且可這樣設計該過程，即:選擇熔融鹽以使特定金屬的溶解-沉積電位與除特定金屬外的其他雜質金屬的溶解-沉積間的差值為能夠使該過程容易進行的足夠大的差值。
[0342]具體而言，優選這樣選擇熔融鹽，使得在使特定金屬沉積或合金化的步驟中，熔融鹽中特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種雜質金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。
[0343]在熔融鹽中，特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0344]這樣，在使特定金屬沉積或合金化的步驟中，優選將電極部件的電位控制為預定值，以選擇性地使熔融鹽中的特定金屬元素沉積或合金化。
[0345]待沉積在陰極上的特定金屬的沉積電位可以通過電化學計算來確定。具體而言，通過能斯特方程進行計算。
[0346]例如，作為特定金屬的鑰(Mo)單質從熔融鹽中沉積的電位可以用以下等式確定，在該熔融鹽中，鑰溶解為四價Mo離子(以下用Mo(IV)表示)。
[0347]Emo = E°Mo+RT/3F.In (aMo(IV)/aMo(0))等式(I)
[0348]在等式⑴中，Ecim。表示標準電位，R表示氣體常數，T表示絕對溫度，F表示法拉弟常數，aMo(iv)表不Mo (IV)尚子的活度，aMo(0)表不Mo單質的活度。
[0349]當考慮到活度系數Ysfoav)而改寫等式⑴時，由于aM()W = 1，從而得到以下等式。
[0350]Emo = E°Mo+RT/3F.lnaMo(IV) = E0Mo+RT/3F.ln(y Mo(IV).CMo(IV))等式(2)
[0351]Emo = E0，Mo+RT/3F.lnCMo(IV)等式(3)
[0352]在等式⑶中，Csfoav)表示四價Mo離子的濃度，E°’M。表示條件電極電位(這里，等于 EV+RT/3F.In y Mo(IV))。 [0353]類似地，通過使用以上等式，可以確定對應于不同熔融鹽的所有沉積物的沉積電位。
[0354]在以合金形式沉積鑰的情況下也可以進行類似計算。
[0355]在將鑰在陰極上沉積或合金化的過程中，考慮鑰單質和鑰合金的沉積電位值，這樣選擇熔融鹽和陰極材料，以使其相對于另一種金屬的單質或合金的沉積電位達到充分高的電位差，并且決定使鑰單質沉積還是使鑰合金沉積。
[0356]操作過程中的電壓和電流根據電極的尺寸或位置關系而變化。因此，基于條件確定電壓和電流的參考值，隨后基于由上述方法確定的電位值和順序確定在每一個步驟中的電壓和電流。
[0357]如上所述，在根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造特定金屬的方法中，對電位值進行控制從而以電化學方式溶解并沉積特定金屬。因此，與(例如)包括反復進行使用酸等的溶解和提取過程的現有濕法處理相比，可以簡化步驟；并且可以選擇性地分離和回收特定金屬。另外，無需調整熔融鹽的比重；而且，通過選擇特定金屬能夠在其中以固態進行處理的低溫熔融鹽，可以采用簡單的裝置構造。此外，操作模式也可以簡化。因此，能夠以低成本有效地進行這些步驟。
[0358]或者，如上所述，可以基于與將特定金屬在陰極上沉積或合金化的想法完全相反的想法熔煉特定金屬。
[0359]也就是說，根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法是通過熔融鹽電解從含有兩種以上金屬元素的處理對象物制造特定金屬的方法，其中在熔融鹽中設置陰極和由包含處理對象物的陽極材料形成的陽極，并且將該陽極的電位控制為預定值，從而使對應于該電位的金屬元素從處理對象物溶解到熔融鹽中，并使特定金屬保留在陽極中。
[0360]在這種制造方法中，將含有處理對象物的陽極材料用作陽極并且將除特定金屬元素以外的其他金屬元素(即，僅作為雜質的金屬元素)溶解在熔融鹽中，以使特定金屬保留在陽極中。在這種情況下，同樣地通過控制陽極的電位，以引起這樣的現象:作為冶煉目標的金屬元素保留在陽極中，而雜質元素溶解在熔融鹽中。從而，在陽極上得到了冶煉后的特
定金屬。
[0361]在這種方法中，也優選這樣選擇熔融鹽，使得在將金屬元素從處理對象溶解到熔融鹽中的步驟中，熔融鹽中該特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。因此，可以將特定金屬與其它金屬充分分離并且僅將特定金屬保留在陽極中。標準電極電位之差更優選為0.1V以上，還更優選為0.25V以上。
[0362]陽極上所控制的電位值可以通過上述能斯特方程計算。
[0363]在根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法中，對含有兩種以上金屬元素的處理對象物沒有限制，只要其是含有目標特定金屬的金屬材料即可。例如，可以從收集的電池材料中獲得Mn、Co、Sb等；可以從金屬超導材料中獲得Nb等；可以從氧化物超導材料中獲得B1、Sr等；可以從釩鐵合金中獲得V ;可以從Mo-Cu散熱器中獲得Mo等；以及可以從光纖材料中獲得Ge等。[0364]本實施方案也適用于處理對象物為含有過渡金屬或稀土金屬的金屬材料的情況。對該過渡金屬沒有特別限制，可以是周期表的第3族(IIIA族)至第11族(IB族)中的任意元素。本實施方案也適用于處理對象物含有選自由V、Nb、Mo、T1、Ta、Zr和Hf構成的組中的一種或多種金屬作為過渡金屬的情況。
[0365]此外,本實施方案也適用于處理對象物含有Sr和Ba中的一種或同時含有這兩種金屬的情況。而且，本實施方案也適用于處理對象物含有選自由Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb和Bi構成的組中的一種或多種金屬的情況。
[0366]在本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法中，通過選擇過渡金屬或稀土金屬作為待沉積或合金化的特定金屬，可以得到過渡金屬或稀土金屬。對該過渡金屬沒有特別限制，可以是周期表的第3族(IIIA族)至第11族(IB族)中的任意元素。
[0367]類似地，通過從V、Nb、Mo、T1、Ta、Zr 和 Hf,或者 Sr 和 Ba,或者 Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb和Bi中選擇待沉積或合金化的特定金屬,可以得到這些金屬。
[0368]如上所述，在溶解步驟中，可以將包含于處理對象物中的這些金屬中的一種或多種溶解在熔融鹽中，并且可以依次使特定金屬從熔融鹽中沉積或合金化于電極部件上。
[0369]處理對象物優選呈顆粒狀或粉末狀。當準備處理對象物以使其呈顆粒狀或粉末狀時，增加其表面積從而能夠提高處理效率。
[0370]另外，可以對準備的呈顆粒或粉末狀的處理對象物進行擠壓并用作陽極。在這種情況下，顆粒之間存在熔融鹽能夠容易進入的有利空間。
[0371]熔融鹽可以選自氯化物熔融鹽和氟化物熔融鹽。可以使用含有氯化物熔融鹽和氟化物熔融鹽的熔融鹽混合物。
[0372]氯化物熔融鹽的例子包括KC1、NaCl, CaCl2' LiCl, RbCl, CsCl, SrCl2, BaCl2 和MgCl20氟化物熔融鹽的例子包括LiF、NaF, KF、RbF、CsF、MgF2, CaF2, SrF2和BaF2。考慮到效率優選使用氯化物熔融鹽；具體而言，KC1、NaCl和CaCl2由于其廉價和容易獲得而優選使用。
[0373]在這些熔融鹽中，可以將多種熔融鹽組合并用作具有所需組成的熔融鹽。例如，可以使用具有諸如KCl-CaCl2、LiCl-KCl或NaCl-KCl之類組成的熔融鹽。[0374]在根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法中，可以優選使用以下裝置。即，該裝置優選包括:容納有熔融鹽的容器；陰極，其浸沒在容納于容器內的熔融鹽中；以及陽極，其浸沒在容納于容器內的熔融鹽中并且包含處理對象物，該處理對象物含有兩種以上金屬元素，其中熔融鹽可以在陽極內部和外部之間流動，該裝置還包括控制單元，該控制單元被構造為將陰極和陽極的電位控制為預定值，并且在該控制單元中，電位的值是可以改變的。用于根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法的裝置優選為包括以下部分的裝置:容納有熔融鹽的容器，該熔融鹽包含溶解的特定金屬；以及陰極和陽極，其浸沒在容納于容器內的熔融鹽中，其中該裝置包括控制單元，該控制單元被構造為將陰極和陽極的電位控制為預定值，并且在該控制單元中電位的值是可以改變的。
[0375]將參照圖18和19描述該裝置。圖18中所示的裝置包括容納熔融鹽的容器1，容納于容器I內的熔融鹽2，容納含有兩種以上金屬元素的處理對象物3的籃筐4，電極6，用于加熱熔融鹽2的加熱器10，以及通過導線5與籃筐4和電極6電連接的控制單元9。
[0376]控制單元9被構造為用于將一個電極(陽極，即籃筐4)和另一個電極(陰極，即電極6)的電位控制為預定值。在控制單元9中，被控制的電位值是可以改變的。布置加熱器10使其環繞于容器I的周圍。電極6可以由所需的材料形成，例如碳。容器I的底面可以為環形或多邊形。籃筐4可以是上述籃筐。
[0377]通過控制單元9將籃筐4和電極6的電位控制位預定電位值。因此，將特定金屬從處理對象物3中溶解到熔融鹽2中。
[0378]在將特定金屬從處理對象物3中充分溶解后，移除籃筐4和電極6并且將另一個電極7 (陰極)和另一個電極8 (陽極)放置在熔融鹽2中。這些電極7和8通過導線5與控制單元9相連。使用控制單元9將電極7和8的電位控制為預定值。此時，控制電位以使得電極7的電位為特定 金屬的沉積電位。因此，將溶解于熔融鹽2中的特定金屬沉積在電極7(陰極)的表面上。電極7和8可以由諸如玻璃碳(C)之類的材料形成。
[0379]在使用圖18和19中所示的裝置的兩種處理中，利用加熱器10的熔融鹽2的加熱溫度都可以為(例如)800°C。這樣，可以將特定金屬以單質形式沉積在電極7的表面上。
[0380]可以控制電極7和8的電位，以使特定金屬與陰極材料的合金沉積在電極7(陰極)的表面上。在這種情況下，可以利用合金化的電極7進行上述溶解步驟和沉積步驟。即，重新準備圖18所示的裝置，并且利用與特定金屬合金化的電極7來代替上述處理對象物3。
[0381]在用圖18和19中所示的裝置實施本實施方案的制造金屬的方法的情況下，例如，可以通過以下方式實施該方法。下面，將描述關于釩、鑰、鍶和鍺的例子。
[0382](釩)
[0383]例如，使用本實施方案的金屬制造方法來獲得釩。首先準備作為處理對象物3的釩鐵合金(Ikg)，并準備作為熔融鹽2的NaCl-KCl。例如，釩鐵合金含有75重量％的釩(V)和25重量％的鐵(Fe)。將釩鐵合金研磨并置于籃筐4中。熔融鹽2的量約為15升。
[0384]可以利用碳電極作為電極6來進行上述溶解步驟。接著，可以利用由玻璃碳形成且用作電極7和8的電極來進行沉積步驟。
[0385](鑰)
[0386]使用本實施方案的制造金屬的方法來獲得鑰。首先準備作為處理對象物3的Mo-Cu散熱器(Ikg)，并準備作為熔融鹽2的LiCl-KCl。例如，Mo-Cu散熱器含有50重量％的鑰(Mo)和50重量％的銅(Cu)。將Mo-Cu散熱器研磨并置于籃筐4中。熔融鹽2的量約為5升。
[0387]可以利用作為電極6的碳電極來進行上述溶解步驟。接著，可以通過由玻璃碳形成且用作電極7和8的電極來進行沉積步驟。
[0388](鍶)
[0389]使用本實施方案的制造金屬的方法來獲得鑰。首先準備作為處理對象物3的氧化物超導材料(Ikg)，并準備作為熔融鹽2的LiF-CaF215例如，氧化物超導材料含有17重量％的鍶(Sr)和8重量％的鈣(Ca)。將氧化物超導材料研磨并置于籃筐4中。熔融鹽2的量約為4升。
[0390]可以利用作為電極6的碳電極來進行上述溶解步驟。接著，可以通過由玻璃碳形成且用作電極7和8的電極來進行沉積步驟。
[0391](鍺)
[0392]使用本實施方案的制造金屬的方法來獲得鍺。首先準備作為處理對象物3的光纖材料(Ikg)，并準備作為熔融鹽2的LiF-CaF2。例如，光纖材料含有3重量％的鍺(Ge)。將光纖材料研磨并置于籃筐4中。熔融鹽2的量約為4升。
[0393]可以利用作為電極6的碳電極來進行上述溶解步驟。接著，可以通過由玻璃碳形成且用作電極7和8的電極來進行沉積步驟。
[0394]正如已經描述的那樣，通過使用釩鐵合金、Mo-Cu散熱器、氧化物超導材料、以及光纖材料作為處理對象物3，可以分別得到釩、鑰、鍶和鍺。從提高處理效率的角度來看，優選通過研磨從而將作為處理對象物3的釩鐵合金、Mo-Cu散熱器、氧化物超導材料、以及光纖材料的尺寸減至最小尺寸:例如，優選將處理對象物3研磨成最大粒徑為5mm以下、更優選為3mm以下、還更優選為1mm以下的顆粒。
[0395]與現有的回收方法等相比，根據本實施方案的通過熔融鹽電解制造金屬的方法可以簡化裝置構造，并且也可以縮短處理時間。因而，可以降低所花費的成本。此外，通過適當設定電極的電位，可以使特定金屬以單質形式沉積在電極的表面上，從而可以獲得高純度的金屬。
[0396]可以通過上述計算確定用于沉積釩、釩合金、鑰、鑰合金、鍶、鍶合金、鍺以及鍺合金的電位。
[0397]目前為止已經各自描述了第一至第四實施方案。然而，例如，為了獲得第二至第四實施方案中的鎢、鋰、過渡金屬以及稀土金屬，可以全部或部分采用其它實施方案中的方法。
[0398]實施例
[0399][第一實施方案(實施例)]
[0400]通過熔融鹽電解由含稀土金屬的礦石制造Nd、Dy和Pr。
[0401](樣品)
[0402]作為處理對象物的礦石是磷釔礦石。用壓碎機或球磨機研磨磷釔礦石以使其粒徑約為2mm。將研磨后的樣品(磷釔礦石)用鑰(Mo)網(50目)包裹。
[0403]如圖14所示， 將容納于網中的樣品粉末用作陽極(陽極電極)。(實驗細節)[0404]采用LiF-NaF-KF共晶熔融鹽作為熔融鹽。此鹽在700°C下加熱可完全熔融。將上述陽極和陰極用電線連接并浸沒在該熔融鹽中。陰極由玻璃碳形成。
[0405]溶解步驟:
[0406]當將陽極和陰極如此浸沒在熔融鹽中時，將陽極維持在預定電位。經過約4小時后，將樣品從熔融鹽中取出并且利用電感耦合等離子體-原子發射光譜(ICP-AES)對樣品進行組成分析。
[0407]電解步驟:
[0408]溶解步驟后，將由Ni形成的陰極和由玻璃碳形成的陽極浸沒在熔融鹽中。將陰極電位維持在預定電位。具體而言，這樣維持電位以使得在LiF-NaF-KF熔融鹽中形成Dy-Ni合金。經過預定時間后，觀察陰極的表面狀態。
[0409](結果)
[0410]關于溶解步驟:
[0411]觀察到溶解步驟中陽極電流隨時間的變化如圖15所示。
[0412]在圖15中，橫軸表示時間(單位:分鐘)，縱軸表示陽極電流值(單位:mA)。如圖15所示，電流值隨時間的延長而減小。電流值相對于時間的變化率呈以下趨勢:在測量開始時(開始施加電流時)變化率最高，之后，該變化率逐漸降低。
[0413]通過ICP-AES對從熔融鹽中取出的樣品進行組成分析。結果證實，Nd和Dy在熔融鹽中溶解。
[0414]關于電解步驟:
[0415]圖16和17不出了利用掃描電子顯微鏡(SEM)對陰極表面層的截面的觀察結果。如圖16和17所示，Dy-Ni合金32沉積在電極本體部31的表面上，電極本體部31構成陰極并由Ni形成。該Dy-Ni合金32可能是通過存在于熔融鹽中的Dy與構成陰極的Ni之間的反應而形成的，并且沉積在陰極的表面上。這樣，可以將包含于磷釔礦石中的Dy以Dy-Ni合金的形式從該礦石中分離和提取出來。
[0416]圖16不出了通過SEM觀察到的背散射電子圖象。圖17不出了在圖16所不的進行了 X射線分析的區域中的Dy原子分布。如圖17所示，在對應于電極本體部31的區域33中幾乎檢測不到Dy ;然而，在對應于Dy-Ni合金32的區域34中檢測到了 Dy。
[0417][第二實施方案(實施例)]
[0418]將硬質合金工具用作含鎢的金屬材料并且通過熔融鹽電解制造鎢。
[0419](樣品)
[0420]作為處理對象物的硬質合金工具是含有90重量％的碳化鎢和10重量％的鈷(其用作粘結劑)的切削工具。用珠磨機或磨碎機研磨切削工具以使其粒徑約為2mm。將研磨后的樣品(切削工具)用鑰(Mo)網(50目)包裹。如圖14所示，將容納于Mo網中的樣品粉末(處理對象物)用作陽極(陽極電極)。
[0421](實驗細節)
[0422]采用NaCl-KCl共晶熔融鹽作為熔融鹽。此鹽在700°C下加熱可完全熔融。將上述陽極和陰極用電線連接并浸沒在該熔融鹽中。陰極由玻璃碳形成。
[0423]溶解步驟:
[0424]當將陽極和陰極如此浸沒在熔融鹽中時，將陽極維持在預定電位。經過預定時間后，將樣品從熔融鹽中取出并通過ICP-AES對樣品進行組成分析。
[0425]電解步驟:
[0426]溶解步驟后，將由玻璃碳形成的陰極和由玻璃碳形成的陽極浸沒在熔融鹽中。將陰極電位維持在預定電位。具體而言，這樣維持電位以使鎢在NaCl-KCl熔融鹽中沉積。經過預定時間后，觀察陰極的表面狀態。
[0427](結果)
[0428]關于溶解步驟:
[0429]所觀察到的溶解步驟中陽極電流隨時間的變化與第一實施方案(實施例)中相同(圖15)。在圖15中，橫軸表示時間(單位:分鐘)，縱軸表示陽極電流值(單位:mA)。如圖15所示，電流值隨時間減小。電流值相對于時間的變化率呈以下趨勢:在測量開始時(開始施加電流時)變化率最高，之后，該變化率逐漸降低。
[0430]通過ICP-AES對從熔融鹽中取出的樣品進行組成分析。結果證實了鎢在熔融鹽中的溶解。
[0431]關于電解(沉積)步驟:
[0432]通過掃描電子顯微鏡(SEM)對陰極表面層的截面的觀察顯示:鎢沉積在電極本體部的表面上,該電極本體部構成陰極并由玻璃碳形成。
[0433]這樣，可以從含鎢的硬質合金切削工具中得到高純度的鎢。
[0434][第三實施方案(實施例)]
[0435]將可商購的鋰離子二次電池用作含鋰處理對象物，并且通過熔融鹽電解制造鋰。
[0436](樣品)
[0437]可商購的鋰離子二次電池(正極由鈷酸鋰形成并且負極由石墨形成，鈷酸鋰含
量:質量％ )。
[0438](鋰電池正極材料的分離)
[0439]將鋰離子二次電池浸沒在電解液(5% NaCl)中并放電直到電壓變為0.lmV。然后，通過手工拆卸將正極材料取出，并且用切割式研磨機研磨以得到平均粒徑為0.1mm的正極材料粉末。該粉末的組成描述于表1中。分析結果證實，通過分離得到的粉末是鈷酸鋰。
[0440][表 1]
[0441]
【權利要求】
1.一種通過熔融鹽電解制造金屬的方法，該方法包括: 將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的步驟，其中該處理對象物含有兩種以上的金屬元素；以及 通過將設置于所述熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于所述熔融鹽中的特定金屬在所述一對電極部件中的一者上沉積或合金化的步驟，其中所述熔融鹽含有所述溶解的金屬元素。
2.根據權利要求1所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物為礦石或由該礦石得到的粗金屬錠。
3.根據權利要求1或2所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法， 其中所述方法為制造鎢的方法， 包含于所述處理對象物中的金屬元素為鎢， 在將金屬元素由處理對象物溶解到熔融鹽中的所述步驟中，使鎢從所述處理對象物中溶解出來，并且 在使特定金屬沉積或合金化的所述步驟中，通過將設置于所述熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于所述熔融鹽中的鎢沉積于所述一對電極部件中的一者上，其中所述熔融鹽含有溶解的鎢。
4.根據權利要求3所述的通過熔融鹽電解制造鎢的方法，其中所述處理對象物為含有鎢的金屬材料。
5.根據權利要求3或4所述的通過熔融鹽電解制造鎢的方法，其中所述處理對象物為含有鎢和過渡金屬的金屬材料。
6.根據權利要求3至6中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物為硬質合金制品。
7.根據權利要求1或2所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法， 其中所述方法為制造鋰的方法， 包含于所述處理對象物中的金屬元素為鋰， 在將金屬元素由處理對象物溶解到熔融鹽中的所述步驟中，使鋰從所述處理對象物中溶解出來，并且 在使特定金屬沉積或合金化的所述步驟中，通過將設置于所述熔融鹽中的一對電極部件的電位控制為預定值，從而使存在于所述熔融鹽中的鋰沉積于所述一對電極部件中的一者上，其中所述熔融鹽含有溶解的鋰。
8.根據權利要求7所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物為含有鋰和過渡金屬的材料。
9.根據權利要求7或8所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物為含有鋰的電池電極材料。
10.根據權利要求1或2所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物含有過渡金屬或稀土金屬。
11.根據權利要求1或2所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物含有選自由V、Nb、Mo、T1、Ta、Zr和Hf構成的組中的一種或多種金屬。
12.根據權利要求1或2所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物含有Sr和/或Ba。
13.根據權利要求1或2所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物含有選自由Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb和Bi構成的組中的一種或多種金屬。
14.根據權利要求1至13中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中這樣選擇所述熔融鹽，使得在使特定金屬沉積或合金化的所述步驟中，所述熔融鹽中所述特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。
15.根據權利要求1至14中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中，在使特定金屬沉積或合金化的所述步驟中，將所述電極部件的電位控制為所述預定值，從而選擇性地使所述熔融鹽中的所述特定金屬元素沉積或合金化。
16.根據權利要求1至15中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中，在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中， 所述金屬是通過化學方法溶解在所述熔融鹽中的。
17.根據權利要求1至16中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中，在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中， 在所述熔融鹽中設置陰極以及由含有所述處理對象物的陽極材料形成的陽極，并將所述陽極的電位控制為預定值，從而使對應于該經控制的電位的金屬元素由所述處理對象物溶解到所述熔融鹽 中。
18.根據權利要求17所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中這樣選擇所述熔融鹽，使得在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中，所述熔融鹽中所述特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。
19.根據權利要求17或18所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中，在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中，將所述陽極的電位控制為預定值，從而選擇性地使所述特定金屬元素溶解在所述熔融鹽中。
20.根據權利要求1至19中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中，在將包含于處理對象物中的金屬元素溶解在熔融鹽中的所述步驟中，作為所述特定金屬的一種或多種金屬均被溶解在所述熔融鹽中。
21.根據權利要求1至6、10、11、以及14至20中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中被沉積或合金化的所述特定金屬為過渡金屬。
22.根據權利要求1、2、10、以及14至20中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中被沉積或合金化的所述特定金屬為稀土金屬。
23.根據權利要求1、2、10、11、以及14至20中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中被沉積或合金化的所述特定金屬為V、Nb、Mo、T1、Ta、Zr或Hf。
24.根據權利要求1、2、12、以及14至20中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中被沉積或合金化的所述特定金屬為Sr或Ba。
25.根據權利要求1、2、以及13至20中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中被沉積或合金化的所述特定金屬為Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb或Bi。
26.根據權利要求1至25中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述熔融鹽為氯化物熔融鹽或氟化物熔融鹽。
27.根據權利要求1至26中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述熔融鹽為含有氯化物熔融鹽和氟化物熔融鹽的熔融鹽混合物。
28.根據權利要求1至27中任意一項所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物呈顆粒狀或粉末狀。
29.根據權利要求28所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中呈顆粒狀或粉末狀的所述處理對象物經擠壓而形成為所述陽極。
30.一種通過熔融鹽電解制造金屬的方法，該方法為通過熔融鹽電解從而由含有兩種以上金屬元素的處理對象物制造特定金屬的方法， 其中在熔融鹽中設置陰極以及由含有所述處理對象物的陽極材料形成的陽極，并將該陽極的電位控制為預定值，從而使對應于該經控制的電位的金屬元素由所述處理對象物溶解到所述熔融鹽中，并使特定金屬保留在所述陽極中。
31.根據權利要求30所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中所述處理對象物為礦石或由該礦石得到的粗金屬錠。
32.根據權利要求30或31所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中該方法為通過熔融鹽電解從而由含有鎢的處理對象物制造鎢的方法， 在熔融鹽中設置陰極以及由含有所述處理對象物的陽極材料形成的陽極，并將該陽極的電位控制為預定值，從而使對應于該經控制的電位的金屬元素由所述處理對象物溶解到所述熔融鹽中，并且使鎢保留在所述陽極中。
33.根據權利要求30至32所述的通過熔融鹽電解制造金屬的方法，其中這樣選擇所述熔融鹽，使得在將金屬元素由所述處理對象物溶解到所述熔融鹽中的所述步驟中，所述熔融鹽中所述特定金屬的單質或合金的標準電極電位與另一種金屬的單質或合金的標準電極電位之差為0.05V以上。
34.一種用于通過熔融鹽電解制造金屬的方法的裝置，該裝置包括: 容納有熔融鹽的容器； 陰極，其浸沒在容納于所述容器內的所述熔融鹽中；以及 陽極，其浸沒在容納于所述容器內的所述熔融鹽中并且包含處理對象物，該處理對象物含有兩種以上金屬元素， 其中所述熔融鹽可以在所述陽極內部和外部之間流動， 所述裝置還包括控制單元，該控制單元被構造為將所述陰極和所述陽極的電位控制為預定值，并且 在所述控制單元中，所述電位的值是可以改變的。
35.一種用于通過熔融鹽電解制造金屬的方法的裝置，該裝置包括: 容納有熔融鹽的容器，該熔融鹽包含兩種以上溶解的金屬元素；陰極和陽極，其浸沒在容納于所述容器內的所述熔融鹽中；以及控制單元，其被構造為將所述陰極和所述陽極的電位控制為預定值， 其中在所述控制單元中，所述電位的值是可以改變的。
36.根據權利要求34或35所述的裝置，其中所述兩種以上金屬元素包括鎢和鋰中的至少一種。
【文檔編號】C22C1/02GK103906861SQ201280054132
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年10月22日 優先權日:2011年11月4日
【發明者】粟津知之, 真島正利 申請人:住友電氣工業株式會社