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WO2025074969A1 - フェライトの抽出方法、フェライトの製造方法およびフェライトの製造装置 - Google Patents

フェライトの抽出方法、フェライトの製造方法およびフェライトの製造装置 Download PDF

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Publication number
WO2025074969A1
WO2025074969A1 PCT/JP2024/034926 JP2024034926W WO2025074969A1 WO 2025074969 A1 WO2025074969 A1 WO 2025074969A1 JP 2024034926 W JP2024034926 W JP 2024034926W WO 2025074969 A1 WO2025074969 A1 WO 2025074969A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ferrite
magnetic field
heating
temperature
microwaves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/034926
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴行 浅野
ジャラリ ムハンマド アル
晃平 仲川
誠太郎 光藤
プトゥ アブディ カルヤ イ
豊彦 西海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Fukui NUC
Original Assignee
University of Fukui NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Fukui NUC filed Critical University of Fukui NUC
Publication of WO2025074969A1 publication Critical patent/WO2025074969A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/02—Obtaining nickel or cobalt by dry processes

Definitions

  • the present invention relates to a method for extracting ferrite, a method for producing ferrite, and an apparatus for producing ferrite.
  • dry techniques involve adding a reducing agent such as coal (carbon) to a material containing Mn, Co, Ni, Mg or Cu and iron, such as industrial waste, soil or ore, and melting it for a long time at high temperatures in an electric furnace (e.g., a rotary kiln) at 900°C to 1400°C (high-temperature metallurgy method), while wet techniques involve leaching using high-concentration acid or long-term reactions at high temperatures and pressures of 200°C or higher and 3 MPa or higher in an autoclave containing high-concentration acid (high-pressure acid leaching) (see, for example, Patent Document 1).
  • a reducing agent such as coal (carbon)
  • a material containing Mn, Co, Ni, Mg or Cu and iron such as industrial waste, soil or ore
  • the object of the present invention is to provide a method for extracting ferrite that can extract ferrite at low temperature, in a short time, and at normal pressure using simple work steps that place little strain on the environment; to provide a method for producing ferrite that can produce ferrite at low temperature, in a short time, and at normal pressure using simple work steps that place little strain on the environment; and to provide a ferrite production device that can produce ferrite at low temperature, in a short time, and at normal pressure using a simple configuration that places little strain on the environment.
  • the ferrite extraction method of the present invention includes irradiating a material to be treated with steady-state microwaves, Ferrite is generated by magnetic heating, and the ferrite is dissolved and extracted.
  • the treated material is nickel-containing ore.
  • the Curie temperature of the ferrite is Tc [°C]
  • the ferrite extraction method of the present invention it is preferable to perform a heat treatment and/or a magnetic field application treatment in which an external magnetic field is applied as a pretreatment of the material to be treated before irradiating the material with microwaves.
  • the ferrite manufacturing apparatus of the present invention comprises a processing chamber in which an object to be processed is placed, a microwave irradiation means for irradiating the object to be treated placed in the treatment chamber with microwaves in a steady state to magnetically heat the object to be treated; and an external magnetic field applying means for applying an external magnetic field to the object to be treated.
  • the ferrite manufacturing apparatus of the present invention preferably further comprises an external heating means for heating the material to be treated in addition to the magnetic heating.
  • the present invention provides a method for extracting ferrite that is capable of extracting ferrite at low temperature, in a short time, and at normal pressure using simple work steps that place little strain on the environment; a method for producing ferrite that is capable of producing ferrite at low temperature, in a short time, and at normal pressure using simple work steps that place little strain on the environment; and a ferrite production device that is simple in configuration and capable of producing ferrite at low temperature, in a short time, and at normal pressure using low strain on the environment.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic diagram of the relationship between microwave irradiation time and temperature when an external magnetic field is further applied and the magnetic field strength is swept when irradiating the material to be treated with microwaves.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic diagram of the relationship between microwave irradiation time and temperature when the material to be treated is irradiated with microwaves while also applying a stationary magnetic field having a constant magnetic field strength and perpendicular to the magnetic field component of the microwaves.
  • FIG. 7 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 1.
  • FIG. 8 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 2.
  • FIG. 9 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 3.
  • FIG. 10 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 4.
  • FIG. 11 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 5.
  • FIG. 12 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 6.
  • FIG. 13 is a diagram showing the ratio of solid solution to residual powder when the microwave heating temperature is changed.
  • FIG. 14 shows XRD patterns for the solid solutions obtained in Examples 7-9.
  • FIG. 15 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 10.
  • FIG. 16 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 11.
  • FIG. 17 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 12.
  • FIG. 18 is an XRD pattern for the solid solution obtained in Example 13.
  • FIG. 19 is a diagram showing the change over time in temperature of nickel-containing ore that was subjected to a heat treatment as a pretreatment and then irradiated with microwaves.
  • FIG. 19 is a diagram showing the change over time in temperature of nickel-containing ore that was subjected to a heat treatment as a pretreatment and then irradiated with microwaves.
  • FIG. 20 is a diagram showing the change over time in temperature of a nickel-containing ore that was subjected to the application of an external magnetic field as a pretreatment and then irradiated with microwaves.
  • FIG. 21 is a diagram showing the change over time in temperature of a nickel-containing ore when an external magnetic field (steady magnetic field) is applied while irradiating it with microwaves.
  • FIG. 22 is a diagram showing the change in temperature of a nickel-containing ore over time when an external magnetic field is swept while irradiating it with microwaves.
  • the generated ferrite is selectively heated from the inside, making it possible to refine it in a simpler process at a lower temperature and in a shorter time than with external heating that does not use microwaves.
  • the present invention provides a method for extracting ferrite that is capable of extracting ferrite at low temperature, in a short time, and at normal pressure using simple work processes that place a low burden on the environment.
  • ferrite containing the target metal element metal element other than iron
  • ferrite containing the target metal element can be obtained efficiently at low cost even from processed materials with a relatively low content of the target metal element. Therefore, ferrite containing the target metal element can be suitably obtained from processed materials with a low content of the target metal element that has not been used in the past. Therefore, it is expected that the amount of metal resources available to civilization will increase significantly in the future.
  • steady state refers to a state in which microwaves, which are electromagnetic waves, are standing waves. In a standing wave, the incident wave and the reflected wave overlap, and the energy of the wave is amplified.
  • the material to be treated is not particularly limited as long as it produces ferrite through magnetic heating caused by microwave irradiation, but for example, a material containing iron and metal elements other than iron can be used.
  • materials containing Cr, Mn, Co, Ni, Mg or Cu and iron are preferably used as the processing material, and materials containing Ni and iron, and materials containing Mn and iron are more preferably used.
  • nickel-containing ore refers to ore that contains nickel and iron.
  • the nickel-containing ore may contain nickel and iron, but may also contain other elements.
  • Other elements include, for example, rare earth elements.
  • the nickel-containing ore to be treated generates ferrite when irradiated with microwaves in a steady state.
  • the components that are the raw materials for ferrite contained in the nickel-containing ore include oxides such as (Ni, Mg) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 (serpentine), FeOOH (goethite), and (Fe, Mg) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 (lizardite).
  • nickel-containing ores In addition to nickel-containing ores, other materials that can be used for processing include, for example, chromium-containing ores that contain chromium and iron, manganese-containing ores that contain manganese and iron, cobalt-containing ores that contain cobalt and iron, magnesium-containing ores that contain magnesium and iron, and copper-containing ores that contain copper and iron.
  • CoFe 2 O 4 and Co 2 FeO 4 can be extracted as ferrite.
  • the shape of the treated material is not particularly limited, but is preferably in the form of particles (powder). This allows the material to absorb microwaves more effectively, and allows the production of the desired ferrite, and the magnetic heating and elution of the desired ferrite to proceed more effectively.
  • the material to be treated is a nickel-containing ore that contains nickel and iron, and the case where NiFe 2 O 4 is extracted as ferrite from the material to be treated will be mainly described.
  • NiFe 2 O 4 is a ferrite having a typical spinel type crystal structure.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an apparatus for producing ferrite according to the present invention.
  • the ferrite manufacturing apparatus 1 includes a processing chamber 10 in which the object to be treated 20 is placed, a microwave irradiation means 11 that irradiates the object to be treated 20 placed in the processing chamber 10 with steady-state microwaves to magnetically heat the object to be treated 20, and an external magnetic field application means 14 that applies an external magnetic field to the object to be treated 20.
  • the present invention can provide a ferrite manufacturing device 1 that has a simple structure with low environmental impact and is capable of extracting at low temperature, in a short time, and at normal pressure.
  • ferrite containing the target metal element metal element other than iron
  • ferrite containing the target metal element can be obtained efficiently at low cost even from processed materials with a relatively low content of the target metal element. Therefore, ferrite containing the target metal element can be suitably obtained from processed materials with a low content of the target metal element that has not been used in the past. Therefore, it is expected that the amount of metal resources available to civilization will increase significantly in the future.
  • the ferrite manufacturing apparatus 1 will be mainly described as a single mode type that irradiates microwaves in a single mode, but the ferrite manufacturing apparatus 1 of the present invention may also be a multimode type apparatus that irradiates microwaves in multiple modes.
  • the outer wall of the processing chamber 10 is made of a material such as copper or aluminum, and the inner surface is plated with silver, gold, or the like, and has microwave reflectivity.
  • the shape, size, etc. of the processing chamber 10 are determined, for example, according to the distribution of microwaves irradiated to the processing object 20.
  • the processing chamber 10 has a closed structure to prevent microwave leakage, except for areas that require openings, such as the entrance and exit for the object to be processed 20.
  • the processing chamber 10 may also be provided with an observation window (not shown) for observing the inside, and ventilation holes and fans (not shown) for supplying and exhausting air.
  • the microwave irradiation means 11 is equipped with a microwave oscillator and irradiates microwaves into the processing chamber 10.
  • the microwave oscillator oscillates microwaves of a predetermined frequency.
  • the microwave oscillator may have, for example, a variable frequency oscillator and a variable amplifier, not shown.
  • the variable frequency oscillator is configured to be able to output microwaves with a variable frequency.
  • the variable amplifier amplifies the power of the microwaves output from the variable frequency oscillator.
  • the ferrite manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 is equipped with a metallic movable short-circuit plate 13 arranged in a processing chamber 10.
  • a metallic movable short-circuit plate 13 By moving the movable short-circuit plate 13 in the processing chamber 10 in the x-axis direction in the figure, the phase of the incident wave incident from the microwave irradiation means 11 into the processing chamber 10 and the phase of the reflected wave reflected by the movable short-circuit plate 13 can be adjusted.
  • the direction of the electric field component (E mw ) of the microwave is perpendicular to the direction of the magnetic field component (H mw ). That is, in Fig. 1 and Fig. 2 described later, the direction of the electric field component (E mw ) of the microwave is parallel to the paper (in-plane direction), and the direction of the magnetic field component (H mw ) of the microwave is perpendicular to the paper (depth direction).
  • the external magnetic field applying means 14 applies an external magnetic field to the treatment object 20 placed in the treatment chamber 10 .
  • the external magnetic field applying means 14 includes, for example, an electromagnet.
  • the external magnetic field generated by the electromagnet is a direct current magnetic field.
  • pre-treatment can be performed on the workpiece 20.
  • microwave heating the workpiece 20 magnetic heating of the workpiece 20 can be performed more efficiently by applying an external magnetic field by the external magnetic field application means 14.
  • the location xa of the external magnetic field applying means 14 is, for example, a position that satisfies E max - ⁇ /2 ⁇ x a ⁇ H max + ⁇ /2, where E max is the position of the maximum electric field and H max is the position of the maximum magnetic field.
  • the external heating means 15 includes a heating element, and heats the object to be treated 20 from the outside by using this heating element.
  • the heating element provided in the external heating means 15 is, for example, an electric heater.
  • the object to be treated 20 Before subjecting the object to be treated 20 to microwave heating, the object to be treated 20 can be pretreated by external heating using the external heating means 15. This provides the effects described below.
  • the location xb of the external heating means 15 is set to a position that satisfies, for example, E max. - ⁇ /2 ⁇ x b ⁇ H max. + ⁇ /2.
  • the ferrite manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 further includes a radiation thermometer 16 that measures the temperature of the irradiated object, and a gaussmeter 17 that measures the magnitude of the external magnetic field.
  • the object to be processed 20 is primarily placed in a position of relatively strong magnetic field strength, indicated by g in Figure 1.
  • a "position where the magnetic field strength is relatively strong" is a position ⁇ /8 from the position (H max. ) where the magnetic field strength is maximum.
  • Pretreatments include heat treatment and/or magnetic field application treatment, which applies an external magnetic field.
  • the magnetic hysteresis of the ferrite contained in the material to be treated is expanded, facilitating magnetic heating by microwave irradiation.
  • magnetic heating by microwave irradiation in the post-processing is performed more efficiently, the temperature of the material to be treated increases more quickly, and the target temperature (e.g., Curie temperature Tc) can be reached more quickly.
  • the direction of the external magnetic field is not particularly limited, and may be, for example, perpendicular or parallel to the magnetic field component of the microwaves.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic diagram of the relationship between the external magnetic field (H ex. ) and the electric field component (E mw ) and magnetic field component (H mw ) of microwaves in the manufacturing apparatus shown in FIG.
  • the heating treatment and the magnetic field application treatment may be performed, or both may be performed.
  • the treatments may be performed simultaneously or in sequence.
  • the treatments are performed in sequence, the order is not particularly limited.
  • Heat treatment as pretreatment for the treatment object 20 is not particularly limited, but examples include external heating by external heating means 15, heating by the electric field component (E mw ) of microwaves irradiated from the microwave irradiation means 11, and treatment by, for example, dielectric heating or Joule heating.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic diagram of the relationship between microwave irradiation time and temperature when a heat treatment is performed on a processing object as a pretreatment before microwave irradiation.
  • the temperature T of the object to be treated 20 is a value measured using a radiation thermometer 16 .
  • the time required to reach a target temperature (e.g., Curie temperature Tc) by magnetic heating using the microwave magnetic field component ( Hmw ) in the post-process varies depending on the temperature T of the pre-processed object.
  • a target temperature e.g., Curie temperature Tc
  • Hmw microwave magnetic field component
  • the electric field space and the magnetic field space of the microwaves can be selected and used depending on the purpose, so that the processing object 20 can be easily heated.
  • the electric field maximum position E max. and the magnetic field maximum position H max. are shifted by ⁇ /4. Therefore, when moving from the position f where the electric field strength is relatively strong to the position g where the magnetic field strength is relatively strong, the processing object 20 only needs to be moved by ⁇ /4.
  • a target temperature for example, the Curie temperature T C
  • the external magnetic field (H ex. ) is, for example, a DC magnetic field generated by an electromagnet provided in the external magnetic field application means 14 .
  • Figure 4 is a diagram showing the relationship between microwave irradiation time and temperature when a magnetic field is applied to the material to be treated as a pretreatment before microwave irradiation.
  • a magnetic field is applied to the treatment object 20 using the external magnetic field application means 14 .
  • the magnitude H ex. (>0) of the magnetic field applied to the treatment object 20 is a value measured using a Gaussmeter 17.
  • the temperature T of the treatment object 20 is a value measured using a radiation thermometer 16.
  • the Curie temperature of the target ferrite is Tc [°C]
  • the temperature of the processed material can reach the target temperature (e.g., the Curie temperature Tc) in an even shorter time.
  • the target temperature e.g., the Curie temperature Tc
  • the Curie temperature Tc is 585° C., so that it is preferable to heat the material to a temperature of less than 410° C. in the pretreatment.
  • ferrite compounds other than NiFe 2 O 4 and their Curie temperatures are, for example, MnFe 2 O 4 (T C : 300°C to 327°C), CoFe 2 O 4 (T C : 520°C), CuFe 2 O 4 (T C : 490°C), and MgFe 2 O 4 (T C : 440°C), and the heating temperature in the pretreatment can be appropriately set depending on the desired ferrite.
  • the processing time of the pretreatment is not particularly limited as long as it is possible to raise the temperature of the material to the above-mentioned temperature, but it can be, for example, from 1 second to 3600 seconds.
  • the object to be treated 20 is placed in the treatment chamber 10, and then the movable short-circuit plate 13 is moved to adjust the phase of the incident wave from the microwave irradiation means 11 into the treatment chamber 10 and the reflected wave reflected by the movable short-circuit plate 13 so as to be aligned.
  • the object to be treated 20 is heated in the microwave alternating magnetic field space mainly by magnetic hysteresis heating, and the temperature rises.
  • the temperature of the object to be treated 20 during microwave heating is measured by a radiation thermometer 16.
  • the magnetic loss ( ⁇ ') of the object to be treated 20 (nickel-containing ore) changes with the rise in temperature, so it is necessary to readjust it using the movable short circuit plate 13.
  • the object to be treated 20 is preferably placed in a position within the treatment chamber 10 where the magnetic field strength is relatively strong.
  • a "position of relatively strong magnetic field strength” is defined as the range from the position where the magnetic field strength is maximum (H max. ) to 1/2 of ⁇ /4, which is the difference between the position where the electric field strength is maximum (E max. ) and the position where the magnetic field strength is maximum (H max. ).
  • the microwave frequency is 2.45 GHz
  • the position g of relatively strong magnetic field strength is in the range of ⁇ 15 mm from the magnetic field maximum position (H max. )
  • the frequency is 5.8 GHz
  • the position g of relatively strong magnetic field strength is in the range of ⁇ 6.5 mm from the magnetic field maximum position (H max. ).
  • the object to be treated 20 may be placed at a position where the electric field strength is relatively strong. This causes heating by dielectric heating or Joule heating due to the electric field component E mw of the microwaves.
  • a "position of relatively strong electric field strength” is defined as, for example, the range from the position where the electric field strength is maximum (E max. ) to 1/2 of the difference ⁇ /4 between the electric field maximum position (E max. ) and the magnetic field maximum position (H max. ).
  • the position f of relatively strong electric field strength is in the range of ⁇ 15 mm from the position of the maximum electric field (E max. ), and when the frequency is 5.8 GHz, the position f of relatively strong electric field strength is in the range of ⁇ 6.5 mm from the position of the maximum electric field (E max. ).
  • the material to be treated is preferably heated by microwave irradiation to 0.7 x Tc [°C] or more and 1.3 x Tc [°C] or less, more preferably to 0.8 x Tc [°C] or more and 1.2 x Tc [°C] or less, and even more preferably to 0.9 x Tc [°C] or more and 1.1 x Tc [°C] or less.
  • the frequency of the microwaves is not particularly limited, but is preferably 0.9 GHz to 30 GHz, more preferably 0.9 GHz to 6.0 GHz, and even more preferably 0.9 GHz to 3.0 GHz.
  • Microwaves are regulated by the Radio Law when used for industrial, scientific, or medical purposes. Under the Radio Law, the frequencies currently legally approved for microwave heating are 0.915 GHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz, and 24.125 GHz.
  • the position g of relatively strong magnetic field strength is in the range of ⁇ 6.5 mm from the position of maximum magnetic field (H max. ), but by lowering the frequency to 2.45 GHz, the position g of relatively strong magnetic field strength expands to a range of ⁇ 15 mm from the position of maximum magnetic field (H max. ), and theoretically, it is possible to heat approximately 13 times more of the processed material than in the case of 5.8 GHz.
  • the microwave irradiation time is not particularly limited as long as it is sufficient to magnetically heat and dissolve the desired ferrite, but can be, for example, from 1 second to 3600 seconds.
  • a magnetic field application process may be further performed in which an external magnetic field is swept in a direction perpendicular to the magnetic field component of the microwaves.
  • microwaves When microwaves are irradiated, an external magnetic field is applied while sweeping perpendicular to the magnetic field component of the microwaves. If the resonance condition is met, the microwaves are more strongly absorbed by the material being treated, the temperature of the material being treated rises more quickly, and the target temperature (e.g., the Curie temperature) can be reached in a shorter time (resonance heating).
  • the target temperature e.g., the Curie temperature
  • the resonance condition is met when the direction of the microwave magnetic field component ( Hmw ) and the direction of the external magnetic field ( Hex. ) applied from the external magnetic field application means 14 are perpendicular ( Hmw ⁇ Hex . ); however, if the direction of the microwave magnetic field component ( Hmw ) and the direction of the external magnetic field ( Hex. ) are not perpendicular, for example, parallel ( Hmw //Hex . ), the resonance condition is not satisfied even by sweeping the external magnetic field, and the temperature of the processing object due to resonance heating hardly increases at all.
  • the magnitude of the external magnetic field (H ex. ) is a value measured using a Gaussmeter 17
  • the temperature of the treatment object 20 is a value measured using a radiation thermometer 16 .
  • the magnitude of the external magnetic field is a value measured using a Gaussmeter 17, and the temperature of the object to be treated 20 is a value measured using a radiation thermometer 16.
  • the direction of the external magnetic field applied as a pretreatment and the direction of the external magnetic field applied when irradiating microwaves may be the same (parallel) or different (e.g., perpendicular) directions.
  • the material to be treated is irradiated with steady-state microwaves, ferrite is generated by magnetic heating, and the ferrite is dissolved and extracted. The dissolved ferrite is obtained as a solid solution.
  • the solid solution and the residual powder can be separated using a separation method using an external magnetic field (magnetic separation).
  • the by-product , RFe2O4 ( R: rare earth element), is a substance group that has attracted attention from the standpoint of both its magnetic and dielectric properties.
  • RFe2O4 R: rare earth element
  • GF green ferrite
  • the material to be treated contains nickel and iron
  • iron oxide slag is obtained as the residue after extracting ferrite from the material.
  • This residue is in the same powder form as before the extraction process, and its form is thought to be a porous body similar to the residue left after removing nickel when carrying out the "Method for determining nickel in ore" specified in the Japanese Industrial Standards (JIS M8126-1994).
  • the residual by-product therefore has the ability to accumulate substances inside the pores, adsorb substances to its surface, or select substances or objects that can pass through based on their size. Utilizing these functions, the by-products obtained from ferrite extraction can be used for a wide range of purposes, such as deodorants and desiccants, and industrially for separating substances.
  • ferrite containing the target metal element (metal element other than iron) as a constituent element can be obtained efficiently at low cost even from processed materials with a relatively low content of the target metal element. Therefore, ferrite containing the target metal element can be suitably obtained from processed materials with a low content of the target metal element that has not been used in the past. Therefore, it is expected that the amount of metal resources available to civilization will increase significantly in the future.
  • the "ferrite manufacturing method” of the present invention may consist of only the steps of the “ferrite extraction method” of the present invention, or may further include other steps.
  • steps may include, for example, a step of performing a cleaning process or a crushing process on the treated material, an intermediate process step may be included between the pretreatment and the microwave irradiation, or a process of separating and purifying the desired ferrite from the obtained solid solution.
  • the explanation was mainly given of the case where an external magnetic field is applied to the processing object using an electromagnet, but in the present invention, the external magnetic field may be applied to the processing object by an external magnetic field other than an electromagnet.
  • Example 1 The material to be treated was nickel-containing ore (laterite ore, saprolite) produced in Indonesia. This nickel-containing ore contains nickel and iron, and also contains trace amounts of rare earth elements. The nickel-containing ore was powdered, and 200 mg of the powder was packed and sealed in a quartz test tube.
  • nickel-containing ore laterite ore, saprolite
  • nickel-containing ore was irradiated with steady-state microwaves at a frequency of 5.8 GHz.
  • the microwaves were in single mode.
  • Example 5 The nickel-containing ore was magnetically heated by microwave irradiation in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature of the nickel-containing ore was 1000° C., to obtain a solid solution and residual powder.
  • Example 6 The nickel-containing ore was magnetically heated by microwave irradiation in the same manner as in Example 2, except that the heating temperature of the nickel-containing ore was 1000° C., to obtain a solid solution and residual powder.
  • X-ray diffraction patterns were measured using a powder X-ray diffractometer (XRD: X-ray diffraction). The results are shown in FIG. 7 to FIG. 12, respectively.
  • 7 to 12 also show, from the top to the bottom, nickel-containing laterite ore, residual powder after microwave heating, a solid solution dissolved by microwave heating, a simulation result for NiFe 2 O 4 , and a simulation result for SiO 2 .
  • microwave irradiation caused a portion of the nickel-containing ore to dissolve, and the ore was separated into a solid solution and residual powder.
  • Example 1 As in Example 1 (see FIG. 7), Example 3 (see FIG. 9), and Example 5 (see FIG. 11), when the nickel-containing ore was placed at a position (f) where the magnetic field strength was relatively strong during microwave irradiation, a peak derived from NiFe 2 O 4 was clearly observed at each temperature.
  • Example 2 As in Example 2 (see FIG. 8), Example 4 (see FIG. 10), and Example 6 (see FIG. 12), when the nickel-containing ore is placed at a position (g) where the electric field strength is relatively strong during microwave irradiation, a peak derived from NiFe 2 O 4 is observed at each temperature. However, when the heating temperature is set to 700° C. (Example 2) or 800° C. (Example 4), in addition to the peak derived from NiFe 2 O 4 , a broad diffraction derived from SiO 2 is observed.
  • Example 7 The material to be treated was nickel-containing ore (laterite ore, limonite) produced in Indonesia. This nickel-containing ore contains nickel and iron, and also contains trace amounts of rare earth elements. The nickel-containing ore was powdered, and 2 g of the powder was filled and sealed in a quartz test tube.
  • nickel-containing ore laterite ore, limonite
  • nickel-containing ore was irradiated with steady-state microwaves at a frequency of 2.45 GHz.
  • the microwaves were in single mode.
  • Example 8 The nickel-containing ore was magnetically heated by microwave irradiation in the same manner as in Example 7, except that the heating temperature of the nickel-containing ore was 850° C., to obtain a solid solution and residual powder.
  • Example 9 The nickel-containing ore was magnetically heated by microwave irradiation in the same manner as in Example 7, except that the heating temperature of the nickel-containing ore was 1000° C., to obtain a solid solution and residual powder.
  • microwave irradiation caused some of the nickel-containing ore to dissolve, allowing it to be separated into a solid solution and residual powder.
  • Example 10 The material to be treated was manganese-containing ore produced in Indonesia. This nickel-containing ore contains manganese and iron, as well as trace amounts of rare earth elements. The manganese-containing ore was powdered, and 200 mg of the powder was packed and sealed in a quartz test tube.
  • a quartz test tube filled with manganese-containing ore was placed at a position (g) where the magnetic field strength was relatively strong, and then the movable short-circuit plate was moved to adjust the phase of the incident wave incident into the processing chamber from the microwave irradiation means and the reflected wave reflected by the movable short-circuit plate to be aligned.
  • nickel-containing ore was irradiated with steady-state microwaves at a frequency of 5.8 GHz.
  • the microwaves were in single mode.
  • the manganese-containing ore was heated to 700° C. by magnetic heating using microwave irradiation. Microwave irradiation eluted a part of the manganese-containing ore, yielding a solid solution and a residual powder.
  • Example 12 The manganese-containing ore was magnetically heated by microwave irradiation in the same manner as in Example 10, except that the heating temperature of the manganese-containing ore was 900° C., to obtain a solid solution and residual powder.
  • Example 13 The manganese-containing ore was magnetically heated by microwave irradiation in the same manner as in Example 10, except that the heating temperature of the manganese-containing ore was 1000° C., to obtain a solid solution and residual powder. The results are shown in Figures 15 to 18, respectively.
  • microwave irradiation caused a portion of the manganese-containing ore to dissolve, allowing it to be separated into a solid solution and residual powder.
  • Example 18 In particular, excellent results were obtained in Example 18, where the heating temperature was 1000°C.
  • the nickel-containing ore was placed in the processing chamber of the manufacturing equipment and heated to 300°C for 2 minutes, 5 minutes, 10 minutes, and 30 minutes using an external heating means.
  • microwaves were irradiated at a position (g) in the treatment chamber where the magnetic field strength was relatively strong, and the temperature of the nickel-containing ore was measured.
  • Figure 19 shows the change in temperature over time of nickel-containing ore that was pretreated by heating and then irradiated with microwaves.
  • microwaves were applied under the same conditions as in Example 1 described above, and the temperature of the nickel-containing ore was measured.
  • microwaves were applied at a position (g) in the treatment chamber where the magnetic field strength was strong, and the temperature of the nickel-containing ore was measured.
  • Figure 20 shows the change in temperature over time of nickel-containing ore that was pretreated by applying an external magnetic field and then irradiated with microwaves.
  • the nickel-containing ore was placed at a position (g) in the treatment chamber where the magnetic field strength was relatively strong, and microwaves were irradiated under the same conditions as in Example 1 described above. At the same time, a constant magnetic field of 0.15 T was applied by an external magnetic field application means, and the temperature of the nickel-containing ore was measured.
  • the nickel-containing ore was irradiated with microwaves and the temperature was measured in the same manner, even when no external magnetic field was applied during microwave irradiation (0 T).
  • Figure 21 shows the change in temperature over time of nickel-containing ore when exposed to microwaves and an external magnetic field (steady magnetic field).
  • the nickel-containing ore was placed at a position (g) in the processing chamber of the manufacturing equipment where the magnetic field strength was relatively strong, and microwaves were irradiated under the same conditions as in Example 1 described above.
  • the temperature of the nickel-containing ore was measured when the magnetic field was swept up to a maximum magnetic field of 0.30 T.
  • FIG. 22 is a diagram showing the time change of the temperature of nickel-containing ore when the external magnetic field is swept while irradiating microwaves.
  • H ex. ⁇ H mw the maximum temperature was rapidly reached at a specific magnetic field when the magnetic field was increased.
  • the external magnetic field H ex. and the microwave magnetic field H mw are perpendicular (H mw ⁇ H ex. ).
  • a solid solution containing ferrimagnetic spinel crystal NiFe 2 O 4 could be extracted from nickel-containing ore containing nickel and iron by selective heating through magnetic heating by irradiating microwaves without using additives such as microwave absorbers or catalysts.
  • the obtained solid solution contained RFe 2 O 4 (R: rare earth element) as a by-product, which originates from trace amounts of rare earth elements contained in the nickel-containing ore.
  • the powder obtained as a residue after extracting the solid solution was porous.
  • Microwave heating was carried out in the same manner as above, except that instead of nickel-containing ore, a material containing Mn, Co, Mg or Cu and iron was used as the processing material. It was confirmed that the corresponding ferrite could be efficiently extracted in each case.
  • the ferrite manufacturing method of the present invention includes the above-mentioned ferrite extraction method. Therefore, it is possible to provide a ferrite manufacturing method that can produce ferrite at low temperature, in a short time, and at normal pressure using simple work processes that place a low burden on the environment.
  • the ferrite manufacturing apparatus of the present invention includes a processing chamber in which the object to be processed is placed, a microwave irradiation means for irradiating the object to be processed placed in the processing chamber with steady-state microwaves to magnetically heat the object to be processed, and an external magnetic field application means for applying an external magnetic field to the object to be processed. Therefore, it is possible to provide a ferrite manufacturing apparatus with a simple configuration that is environmentally friendly, can manufacture ferrite at low temperature, in a short time, and at normal pressure.
  • the ferrite extraction method, ferrite manufacturing method, and ferrite manufacturing apparatus of the present invention have industrial applicability.

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Abstract

本発明のフェライトの抽出方法は、処理物に、定常状態のマイクロ波を照射して、磁性加熱により、フェライトを生成させ、当該フェライトを溶出させて抽出する。前記処理物が、ニッケル含有鉱石であることが好ましい。また、前記処理物は、相対的に磁場強度の強い位置に配置されることが好ましい。本発明によれば、環境負荷の少ない簡便な作業工程による、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの抽出が可能であるフェライトの抽出方法を提供すること、環境負荷の少ない簡便な作業工程による、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの製造が可能であるフェライトの製造方法を提供すること、および、簡便な構成による、環境負荷の少ない、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの製造が可能であるフェライトの製造装置を提供すること。

Description

フェライトの抽出方法、フェライトの製造方法およびフェライトの製造装置
　本発明は、フェライトの抽出方法、フェライトの製造方法およびフェライトの製造装置に関する。
　従来から、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｇまたはＣｕの製錬において、乾式技術では、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｇまたはＣｕと鉄とを含有する処理物、例えば、産廃物や土、鉱石にコール（炭素）等の還元剤を加え、９００℃～１４００℃の電気炉（例えば、ロータリーキルン等）による高温下での長時間溶融（高温冶金法）が実施されており、湿式技術では、高濃度酸を用いた浸出や高濃度酸を装入したオートクレーブによる２００℃以上、３ＭＰａ以上の高温・高圧下での長時間反応（高圧酸浸出）が実施されている（例えば、特許文献１参照）。
　しかしながら、従来の精錬方法では、劣悪な作業現場および作業条件における労働者の健康被害、さらに、作業に伴う二酸化炭素等の環境悪化ガスの流出が、大きな社会問題となっている。
特開２０２１－１７６９８５号公報
　本発明の目的は、環境負荷の少ない簡便な作業工程による、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの抽出が可能であるフェライトの抽出方法を提供すること、環境負荷の少ない簡便な作業工程による、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの製造が可能であるフェライトの製造方法を提供すること、および、簡便な構成による、環境負荷の少ない、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの製造が可能であるフェライトの製造装置を提供することにある。
　このような目的は、以下の本発明により達成される。
　本発明のフェライトの抽出方法は、処理物に、定常状態のマイクロ波を照射して、
　磁性加熱により、フェライトを生成させ、当該フェライトを溶出させて抽出する。
　本発明のフェライトの抽出方法においては、前記処理物が、ニッケル含有鉱石であることが好ましい。
　本発明のフェライトの抽出方法において、前記処理物は、相対的に磁場強度の強い位置に配置されることが好ましい。
　本発明のフェライトの抽出方法においては、前記フェライトのキュリー温度をＴｃ［℃］としたときに、前記処理物を、前記マイクロ波の照射により０．７×Ｔｃ［℃］以上１．３×Ｔｃ［℃］以下に加熱することが好ましい。
　本発明のフェライトの抽出方法においては、前記マイクロ波の周波数が、０．９ＧＨｚ以上３０ＧＨｚ以下であることが好ましい。
　本発明のフェライトの抽出方法においては、前記マイクロ波を照射する前に、前記処理物に対する前処理として、加熱処理、および／または、外部磁場を印加する磁場印加処理を行うことが好ましい。
　本発明のフェライトの抽出方法においては、前記フェライトのキュリー温度をＴｃ［℃］としたときに、前記前処理で、前記処理物を、０．７×Ｔｃ［℃］未満の温度まで加熱することが好ましい。
　本発明のフェライトの抽出方法においては、前記マイクロ波を照射する際に、さらに、前記マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向の前記外部磁場の磁場強度を掃引する前記磁場印加処理を行うことが好ましい。
　本発明のフェライトの抽出方法においては、前記マイクロ波を照射する際に、さらに、前記外部磁場として磁場強度が一定で、かつ、前記マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向の定常磁場を印加する前記磁場印加処理を行うことが好ましい。
　本発明のフェライトの製造方法は、本発明のフェライトの抽出方法を含む。
　本発明のフェライトの製造装置は、処理物が配置される処理室と、
　前記処理室内に配された前記処理物に定常状態のマイクロ波を照射して、該処理物を磁性加熱するマイクロ波照射手段と、
　前記処理物に外部磁場を印加する外部磁場印加手段と、を備える。
　本発明のフェライトの製造装置は、前記磁性加熱に加えて前記処理物を加熱する外部加熱手段をさらに備えることが好ましい。
　本発明のフェライトの製造装置は、前記処理室内に配された金属製の可動短絡板を備え、該可動短絡板を移動させることにより、前記マイクロ波照射手段から該処理室内に入射した入射波の位相と、該可動短絡板で反射した反射波の位相とを調整することが好ましい。
　本発明によれば、環境負荷の少ない簡便な作業工程による、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの抽出が可能であるフェライトの抽出方法を提供すること、環境負荷の少ない簡便な作業工程による、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの製造が可能であるフェライトの製造方法を提供すること、および、簡便な構成による、環境負荷の少ない、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの製造が可能であるフェライトの製造装置を提供することができる。
図１は、本発明のフェライトの製造装置の一構成例を模式的に示す図である。 図２は、図１に示す製造装置において、外部磁場と、マイクロ波の電場成分および磁場成分との関係を模式的に示す図である。 図３は、マイクロ波を照射する前の前処理として、処理物に対する加熱処理を行った場合の、マイクロ波照射時間と温度との関係を模式的に示す図である。 図４は、マイクロ波を照射する前の前処理として、処理物に対する磁場印加処理を行った場合の、マイクロ波照射時間と温度との関係を模式的に示す図である。 図５は、処理物にマイクロ波を照射する際に、さらに、外部磁場を印加し、磁場強度を掃引した場合の、マイクロ波照射時間と温度との関係を模式的に示す図である。 図６は、処理物にマイクロ波を照射する際に、さらに、磁場強度が一定で、かつ、マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向の定常磁場を印加した場合の、マイクロ波照射時間と温度との関係を模式的に示す図である。 図７は、実施例１で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図８は、実施例２で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図９は、実施例３で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図１０は、実施例４で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図１１は、実施例５で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図１２は、実施例６で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図１３は、マイクロ波加熱温度を変更した場合の、固溶体と残渣粉末との割合を示す図である。 図１４は、実施例７～９で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図１５は、実施例１０で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図１６は、実施例１１で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図１７は、実施例１２で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図１８は、実施例１３で得られた固溶体についてのＸＲＤパターンである。 図１９は、前処理として加熱処理を行い、その後、マイクロ波を照射したニッケル含有鉱石の温度の時間変化を示す図である。 図２０は、前処理として外部磁場印加を行い、その後、マイクロ波を照射したニッケル含有鉱石の温度の時間変化を示す図である。 図２１は、マイクロ波を照射しつつ外部磁場（定常磁場）を印加したニッケル含有鉱石の温度の時間変化を示す図である。 図２２は、マイクロ波を照射しつつ外部磁場を掃引した場合の、ニッケル含有鉱石の温度の時間変化を示す図である。
　以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
［１］フェライトの抽出方法
　まず、本発明のフェライトの抽出方法について説明する。
　本発明のフェライトの抽出方法は、処理物に、定常状態のマイクロ波を照射して、磁性加熱により、フェライトを生成させ、当該フェライトを溶出させて抽出する。
　本発明では、処理物に定常状態のマイクロ波を照射することで、磁性加熱により、処理物中にフェライトを生成させる。そして、この生成したフェライトを選択的に、かつ、内部から加熱することにより、処理物中から溶出させ、目的とするフェライトを選択的に抽出することが可能である。しかし、磁性加熱によるフェライト生成のメカニズムは不明であるが、混合物中の磁性イオン含有酸化物が磁性加熱により局所的に加熱され、配位している水和物等が熱分解することにより構造を変化させ、さらに磁性加熱による固相反応によりフェライトが生成されたと推定する。
　本発明では、生成したフェライトを選択的に、かつ、内部から加熱するため、マイクロ波を使用しない外部からの加熱に比べて、低温かつ短時間で、簡便な工程での精錬が可能である。また、酸溶剤を用いたオートクレーブ等を使用する必要がないため、高圧を必要とせず常圧での加熱が可能である。
　このように、本発明では、環境負荷の少ない簡便な作業工程による、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの抽出が可能であるフェライトの抽出方法を提供することができる。
　また、本発明のフェライトの抽出方法によれば、目的とする金属元素（鉄以外の金属元素）の含有率が比較的低い処理物からも、前記金属元素を構成元素として含むフェライトを、低コストで効率よく得ることができる。このため、従来では、用いられてこなかった前記金属元素の含有率の低い処理物から、目的とする金属元素を含むフェライトを好適に得ることができる。したがって、今後、人類が使用可能な金属資源量が大幅に増大することが期待される。
　なお、本発明において、「フェライト」は、酸化鉄を主成分とする磁性酸化物のことを言うものとする。フェライトは、例えば、スピネル型、マグネトプランバイト型、フェロックスプレーナ型等の構造を有するものが挙げられるが、特に限定されない。
　また、本発明において、「定常状態」とは、電磁波であるマイクロ波が定常波（定在波）となっている状態のことを言うものとする。定常波では、入射波と反射波とが重なり合った状態となるため、波動のエネルギーは増幅される。
　また、本発明において、「磁性加熱」とは、フェライトのような磁性体がマイクロ波と相互作用したときに起こる加熱機構のことを言うものとする。具体的には、「磁性加熱」とは、磁気ヒステリシス加熱や渦電流加熱、あるいは、共鳴現象を利用した加熱（共鳴加熱）のことを言い、以下の説明では、これらの加熱を含めて「磁性加熱」と表記する場合がある。
［１－１］処理物
　本発明では、マイクロ波照射による磁性加熱により、処理物中に含まれる抽出されるべき成分（言い換えると、マイクロ波照射による磁性加熱で生成した目的とするフェライト）のキュリー温度に到達するのに必要なエネルギーを与えることで、選択的な抽出を実現している。
　そのため、本発明の方法は、キュリー温度を有するフェライトが抽出物として得られる処理物に適用することができる。
　なお、キュリー温度Ｔｃは、強磁性体が常磁性体に変化する転移温度のことである。
　処理物としては、マイクロ波の照射による磁性加熱でフェライトを生成するものであれば特に限定されないが、例えば、鉄と、鉄以外の金属元素とを含有するものを用いることができる。
　鉄以外の金属元素としては、例えば、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、希土類元素（Ｓｃ、Ｙおよびランタノイド）等が挙げられる。
　処理物としては、上記の中でも、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｇまたはＣｕと、鉄とを含有するものを好適に用いることができ、Ｎｉおよび鉄を含有するもの、Ｍｎおよび鉄を含有するものをより好適に用いることができる。
　また、処理物は、ニッケル含有鉱石であるのが好ましい。
　これにより、本発明の効果をより顕著なものとすることができる。
　なお、本明細書において、ニッケル含有鉱石は、ニッケルおよび鉄を含有する鉱石のことを言うものとする。
　このようなニッケル含有鉱石からは、例えば、フェライトとしてＮｉＦｅ２Ｏ４を抽出することができる。
　ニッケル含有鉱石は、ニッケルおよび鉄を含有していればよいが、それ以外の元素を含有していてもよい。
　それ以外の元素としては、例えば、希土類元素が挙げられる。
　通常、ニッケル含有鉱石中における希土類元素の含有量は極微量であるが、本発明の抽出方法によれば、主な目的物であるフェライトＮｉＦｅ２Ｏ４とともに、希土類元素を含むＲＦｅ２Ｏ４（Ｒ：希土類元素）を副産物として含有する固溶体を抽出物として得ることができる。特に、ニッケル含有鉱石中に含まれる希土類元素を、高い回収率で抽出物中に含ませることができる。したがって、抽出物に対しさらに精製の処理を施すことにより、高純度のＮｉＦｅ２Ｏ４（または、単体金属としてのＦｅ、Ｎｉ）および高純度の希土類元素を得ることができる。
　上述したように、処理物としてのニッケル含有鉱石は、定常状態のマイクロ波が照射されることにより、フェライトを生成するものである。ニッケル含有鉱石中に含まれるフェライトの原料となる成分としては、例えば、（Ｎｉ，Ｍｇ）３Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４（Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ）、ＦｅＯＯＨ（Ｇｏｅｔｈｉｔｅ）、（Ｆｅ，Ｍｇ）３Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４（Ｌｉｚａｒｄｉｔｅ）等の酸化物等が挙げられる。
　また、ニッケル含有鉱石は、上記以外の酸化物を含むものであってもよい。
　このような酸化物としては、例えば、フェライト（ＦｅＮｉ２Ｏ４）、酸化ケイ素（ａｌｐｈａ－ＳｉＯ２等）、酸化アルミニウム等が挙げられる。なお、このフェライトは、磁性加熱により溶出し、抽出することができる。
　また、処理物としては、ニッケル含有鉱石以外にも、例えば、クロムおよび鉄を含有するクロム含有鉱石、マンガンおよび鉄を含有するマンガン含有鉱石、コバルトおよび鉄を含有するコバルト含有鉱石、マグネシウムおよび鉄を含有するマグネシウム含有鉱石、銅および鉄を含有する銅含有鉱石、を用いることができる。
　具体的には、クロムおよび鉄を含有するマンガン含有鉱石からは、フェライトとしてＣｒＦｅ２Ｏ４やＣｒ２ＦｅＯ４を抽出することができる。
　また、マンガンおよび鉄を含有するマンガン含有鉱石からは、フェライトとしてＭｎＦｅ２Ｏ４やＭｎ２ＦｅＯ４を抽出することができる。
　また、コバルトおよび鉄を含有するコバルト含有鉱石からは、フェライトとしてＣｏＦｅ２Ｏ４やＣｏ２ＦｅＯ４を抽出することができる。
　また、マグネシウムおよび鉄を含有するマグネシウム含有鉱石からは、フェライトとしてＭｇＦｅ２Ｏ４やＭｇ２ＦｅＯ４を抽出することができる。
　また、銅および鉄を含有する銅含有鉱石からは、フェライトとしてＣｕＦｅ２Ｏ４やＣｕ２ＦｅＯ４を抽出することができる。
　これらの鉱石についても、ニッケル含有鉱石と同様に、従来、環境負荷の大きい製錬処理が実施されているため、本発明によれば、これらの金属を含有するフェライトについても、環境負荷の少ない簡便な作業工程により、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの抽出が可能である。
　また、これらの鉱石も、前述したニッケル含有鉱石と同様に、通常、ごく微量の希土類元素を含んでおり、本発明の抽出方法によれば、これらの鉱石からも、効率よく希土類元素を抽出することができ、その後の処理で高純度のＣｒＦｅ２Ｏ４、Ｃｒ２ＦｅＯ４、ＭｎＦｅ２Ｏ４、Ｍｎ２ＦｅＯ４、ＣｏＦｅ２Ｏ４、Ｃｏ２ＦｅＯ４、ＭｇＦｅ２Ｏ４、Ｍｇ２ＦｅＯ４、ＣｕＦｅ２Ｏ４、Ｃｕ２ＦｅＯ４（または単体金属としてＦｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃｕ）および高純度の希土類元素を高い回収率で得ることができる。特に、一般式：Ｍ２ＦｅＯ４（ただし、式中のＭは、Ｆｅ以外の金属元素である。）で示されるフェライトを抽出する場合には、一般に、鉄よりも高価な金属を効率よく得ることができる点で有利である。
　処理物の形状は、特に限定されないが、粒子状（粉末状）であるのが好ましい。
　これにより、処理物は、マイクロ波をより好適に吸収することができ、目的とするフェライトの生成、目的とするフェライトの磁性加熱および溶出をより好適に進行させることができる。
　以下の説明では、処理物が、ニッケルおよび鉄を含有するニッケル含有鉱石であり、該処理物から、フェライトとしてＮｉＦｅ２Ｏ４を抽出する場合について中心的に説明する。
　ＮｉＦｅ２Ｏ４は、代表的なスピネル型の結晶構造を有するフェライトである。
［１－２］フェライトの製造装置
　以下、本発明のフェライトの抽出方法において用いられる、本発明のフェライトの製造装置について説明する。
　図１は、本発明のフェライトの製造装置の一構成例を模式的に示す図である。
　フェライトの製造装置１は、処理物２０が配置される処理室１０と、処理室１０内に配された処理物２０に定常状態のマイクロ波を照射して、処理物２０を磁性加熱するマイクロ波照射手段１１と、処理物２０に外部磁場を印加する外部磁場印加手段１４と、を備える。
　フェライトの製造装置１では、処理物２０に定常状態のマイクロ波の照射による磁性加熱で、処理物２０中にフェライトを生成させ、処理物２０中に生成したフェライトを選択的に、かつ、内部から加熱することにより溶出させ、目的とするフェライトを選択的に抽出することが可能である。
　このように、本発明では、環境負荷の少ない簡便な構造による、低温かつ短時間、常圧での抽出が可能であるフェライトの製造装置１を提供することができる。
　また、本発明のフェライトの製造装置によれば、目的とする金属元素（鉄以外の金属元素）の含有率が比較的低い処理物からも、前記金属元素を構成元素として含むフェライトを、低コストで効率よく得ることができる。このため、従来では、用いられてこなかった前記金属元素の含有率の低い処理物から、目的とする金属元素を含むフェライトを好適に得ることができる。したがって、今後、人類が使用可能な金属資源量が大幅に増大することが期待される。
　なお、以下の説明では、フェライトの製造装置１が、シングルモードでマイクロ波を照射するシングルモード型である場合について主に説明するが、本発明のフェライトの製造装置１は、マルチモードでマイクロ波を照射するマルチモード型の装置であってもよい。
　処理室１０は、中空の箱型形状を有している。処理室１０内には、処理物２０が配置される。
　処理室１０の外壁は、例えば、銅、アルミ等の材質で構成され、内面が銀、金等によりメッキされており、マイクロ波反射性を有する。処理室１０の形状や、大きさ等は、例えば、処理物２０に照射されるマイクロ波の分布等に応じて決定される。
　なお、処理室１０は、処理物２０の搬出入口等の、開口が必要な部分以外は、マイクロ波が漏洩しないように閉じられた構造であるのが好ましい。また、処理室１０には、内部を観察するための図示しない観察窓や、給排気等を行なうための図示しない通風口やファン等が設けられていてもよい。
　マイクロ波照射手段１１は、マイクロ波発振器を備え、処理室１０内にマイクロ波を照射する。
　マイクロ波発振器は、所定周波数のマイクロ波を発振する。マイクロ波発振器は、例えば、図示しない可変周波数発振器と可変増幅器とを有していてもよい。可変周波数発振器は、周波数が可変のマイクロ波を出力可能に構成されている。可変増幅器は、可変周波数発振器から出力されたマイクロ波のパワーを増幅する。
　図１に示すフェライトの製造装置１は、処理室１０内に配された金属製の可動短絡板１３を備えている。そして、可動短絡板１３を処理室１０内で図中ｘ軸方向に移動させることにより、マイクロ波照射手段１１から処理室１０内に入射した入射波の位相と、可動短絡板１３で反射した反射波の位相とを調整することができる。
　具体的には、例えば、マイクロ波照射手段１１から処理室１０内に入射した入射波の位相と、可動短絡板１３で反射した反射波の位相とを揃える。
　マイクロ波照射手段１１から処理室１０へのマイクロ波の導入口となる、処理室１０の側壁部には、アイリス１２が開口部として設けられていてもよい。このアイリス１２は、マイクロ波照射手段１１から処理室１０内に入射した入射波は通し、可動短絡板１３で反射した反射波は処理室１０内に戻す機能を有する。
　図１に、フェライトの製造装置１におけるマイクロ波の定常波のイメージを併せて示している。
　なお、マイクロ波の電場成分（Ｅｍｗ）の向きと、磁場成分（Ｈｍｗ）の向きとは、直交している。すなわち、図１および後掲する図２において、マイクロ波の電場成分（Ｅｍｗ）の向きは、紙面に対して平行（面内方向）となり、マイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の向きは、紙面に対して垂直（奥行方向）となる。
　なお、本明細書において、「垂直」とは、数学的な意味での厳密な「垂直」ではなく、若干のずれを許容するものである。
　また、本明細書において、「平行」とは、数学的な意味での厳密な「平行」ではなく、若干のずれを許容するものである。
　マイクロ波照射手段１１から入射したマイクロ波（波長）は、マイクロ波出口の可動短絡板１３（ｘ＝Ｌ）において閉ざされ、被照射物である処理物２０に照射されなかったマイクロ波を反射し、その反射波は、処理物２０に再照射され、通過してマイクロ波照射手段１１へ戻る。
　ここで、処理物２０とマイクロ波照射手段１１との間に、入射波は通し反射波は戻すアイリス１２が設けられていることにより、入射波は、この空間に閉じ込められた共振状態（Ｌ＝ｎλ／２；ｎ＝１，２，３，…）、言い換えると、入射波の位相と反射波の位相とが揃った状態になり、エネルギーが増幅された定常波（定在波）が生成される。
　この定常波を用いることにより、マイクロ波エネルギーが相対的に大きくなる位置に処理物２０を配置することで、入射波のエネルギーよりも大きなエネルギーを有するマイクロ波を処理物２０に照射することが可能となり、処理物２０を効率よく磁性加熱することができる。
　外部磁場印加手段１４は、処理室１０内に配された処理物２０に外部磁場を印加する。
　外部磁場印加手段１４は、例えば、電磁石を備える。電磁石による外部磁場は、直流磁場となる。
　処理物２０にマイクロ波を照射するに先立って、外部磁場印加手段１４により外部磁場を印加することにより、処理物２０に対し前処理を行うことができる。また、処理物２０をマイクロ波加熱する際に、外部磁場印加手段１４による外部磁場印加により、処理物２０の磁性加熱をより効率よく行うことができる。
　外部磁場印加手段１４の設置場所ｘａは、例えば、電場最大の位置をＥｍａｘ．とし、磁場最大の位置をＨｍａｘ．として、Ｅｍａｘ．－λ／２≦ｘａ≦Ｈｍａｘ．＋λ／２を満たす位置とする。
　なお、本明細書において、「最大」とは、数学的な意味での厳密な「最大」ではなく、若干のずれを許容するものである。
　図１に示すフェライトの製造装置１では、磁性加熱に加えて処理物２０を加熱する外部加熱手段１５をさらに備えている。
　外部加熱手段１５は、発熱体を備え、この発熱体により、処理物２０を外部から加熱する。
　外部加熱手段１５が備える発熱体は、例えば、電熱ヒーターである。
　処理物２０をマイクロ波加熱するに先立って、外部加熱手段１５による外部加熱により、処理物２０に対し前処理を行うことができる。これにより、後述するような効果が得られる。
　外部加熱手段１５の設置場所ｘｂは、例えば、Ｅｍａｘ．－λ／２≦ｘｂ≦Ｈｍａｘ．＋λ／２を満たす位置とする。
　図１に示すフェライトの製造装置１は、被照射物の温度を測定する放射温度計１６と、外部磁場の大きさを測定するガウスメーター１７と、をさらに備えている。
　放射温度計１６は、被照射物である処理物２０の温度を測定する。
　ガウスメーター１７は、外部磁場印加手段１４が備える電磁石のポールピース中央の位置にホース素子が配置され、外部磁場の大きさを測定する。
　また、フェライトの製造装置１は、放射温度計１６やガウスメーター１７による測定結果に応じて、外部磁場印加手段１４や外部加熱手段１５、可動短絡板１３の動作を制御する制御部１８を備えている。
　このようなシングルモード型の装置では、マイクロ波を構成する電場成分（Ｅｍｗ）と磁場成分（Ｈｍｗ）との、金属板（可動短絡板１３）での反射が異なる性質を利用し、各定常波の最大エネルギーの位置、言い換えると、電場最大の位置（Ｅｍａｘ．）と、磁場最大の位置（Ｈｍａｘ．）とが、λ／４（＝｜Ｅｍａｘ．－Ｈｍａｘ．｜）だけずれて生成されることが大きな特徴である。
　処理物２０は、主として、図１中ｇで示される、相対的に磁場強度の強い位置に配置される。
　具体的には後述するが、本明細書において、「相対的に磁場強度の強い位置」とは、磁場強度が最大となる位置（Ｈｍａｘ．）から±λ／８の位置である。
［１－３］前処理
　マイクロ波を照射する前に、処理物に対する前処理を行うのが好ましい。
　これにより、マイクロ波照射による磁性加熱をより効率よく行うことができる。
　前処理としては、加熱処理、および／または、外部磁場を印加する磁場印加処理が挙げられる。
　前処理として加熱処理を行うことにより、処理物中に含まれる官能基、例えば水酸基が脱離し、マイクロ波照射による磁性加熱を容易にする。また、後工程でのマイクロ波照射による磁性加熱がより効率よく行われ、処理物の温度がより速やかに上昇し、目的温度（例えば、キュリー温度Ｔｃ）により早く到達することができる。
　また、前処理として、磁場印加処理を行うことにより、処理物中に含まれるフェライトの磁気ヒステリシスが拡大し、マイクロ波照射による磁性加熱を容易にする。また、後工程でのマイクロ波照射による磁性加熱がより効率よく行われ、処理物の温度がより速やかに上昇し、目的温度（例えば、キュリー温度Ｔｃ）により早く到達することができる。
　前処理として外部磁場を印加する磁場印加処理を行う場合、当該外部磁場の方向は、特に限定されず、例えば、前記マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向であってもよいし、平行方向であってもよい。
　ここで、図２は、図１に示す製造装置において、外部磁場（Ｈｅｘ．）と、マイクロ波の電場成分（Ｅｍｗ）および磁場成分（Ｈｍｗ）との関係を模式的に示す図である。
　前処理としての加熱処理と磁場印加処理とは、どちらか一方のみを行うものであってもよいし、両方を行うものであってもよい。加熱処理と磁場印加処理との両方を行う場合、それぞれの処理は、同時に行ってもよいし、順番に行ってもよい。また、処理を順番に行う場合、その順番は、特に限定されない。
［１－３―１］前処理としての加熱処理
　処理物２０に対する前処理としての加熱処理としては、特に限定されないが、例えば、外部加熱手段１５による外部加熱、マイクロ波照射手段１１から照射されたマイクロ波の電場成分（Ｅｍｗ）による加熱、例えば、誘電加熱やジュール加熱等による処理が挙げられる。
　図３は、マイクロ波を照射する前の前処理として、処理物に対する加熱処理を行った場合の、マイクロ波照射時間と温度との関係を模式的に示す図である。
　処理物２０の温度Ｔは、放射温度計１６を用いて測定された値である。
　前処理の処理物の温度Ｔによって、後工程でのマイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）による磁性加熱で目的温度（例えば、キュリー温度Ｔｃ）に到達するまでの時間が異なる。言い換えると、前処理による処理物の温度が高いほど（Ｔ２＞Ｔ１＞ＲＴ）、後工程でのマイクロ波照射による磁性加熱により、目的温度に達するまでの時間が短くなる。これにより、磁性加熱をより効率よく行うことができる。
　しかし、いったんキュリー温度Ｔｃに達した後は、磁性の変化によりフェライトがマイクロ波エネルギーを吸収しなくなるので、それ以上の処理物の温度上昇は見られない。
　このように、前処理としての加熱処理において、処理物の温度を変えることにより、マイクロ波照射による磁性加熱における温度制御および時間制御が可能である。
　例えば、図１に示すようなフェライトの製造装置１では、前処理としての加熱処理とマイクロ波照射による磁性加熱とを含む加熱プロセスにおいて、マイクロ波の電場空間と磁場空間とを目的により選択して使い分けることにより、処理物２０の加熱を容易に行うことができる。
　言い換えると、まず、処理物２０を処理室１０内の相対的に電場強度の強い位置ｆに配置して、マイクロ波照射手段１１からマイクロ波を照射することにより、前処理としての加熱処理（マイクロ波の電場成分Ｅｍｗによる誘電加熱やジュール加熱）を行う。その後、処理物２０を相対的に電場強度の強い位置ｆから相対的に磁場強度の強い位置ｇ（Ｈｍａｘ．）に移動させ、マイクロ波を照射して、交流磁場空間において磁性加熱することにより、同一の処理室内で、処理物２０の一連の加熱プロセスを容易に行うことができる。
　なお、上述したように、電場最大位置Ｅｍａｘ．と、磁場最大位置Ｈｍａｘ．とは、λ／４だけずれている。そのため、相対的に電場強度の強い位置ｆから相対的に磁場強度の強い位置ｇへの移動の際には、処理物２０をλ／４だけ移動させればよい。
［１－３―２］前処理としての磁場印加処理
　前処理として処理物に外部磁場を印加することで、含有ニッケル由来の磁気ヒステリシス拡大が誘起される。
　これにより、後工程でのマイクロ波照射による磁性加熱において、処理物の温度を、より短時間で目的温度（例えば、キュリー温度ＴＣ）へ到達させることができる。
　外部磁場（Ｈｅｘ．）は、例えば、外部磁場印加手段１４が備える電磁石による直流磁場である。
　図４は、マイクロ波を照射する前の前処理として、処理物に対する磁場印加処理を行った場合の、マイクロ波照射時間と温度との関係を模式的に示す図である。
　前処理として、外部磁場印加手段１４を用いて処理物２０へ磁場を印加する。
　処理物２０に印加する磁場の大きさＨｅｘ．（＞０）は、ガウスメーター１７を用いて測定された値である。処理物２０の温度Ｔは、放射温度計１６を用いて測定された値である。
　後の工程において、マイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の照射による磁性加熱を行うことにより、前処理の外部磁場の大きさＨｅｘ．により、目的温度（例えば、キュリー温度Ｔｃ）へ到達する時間が異なる。言い換えると、前処理による処理物へ印加する外部磁場の大きさＨｅｘが高いほど（Ｈ２＞Ｈ１）、後工程でのマイクロ波照射による磁性加熱により、目的温度に達するまでの時間が短くなる。
　なお、外部磁場印加による前処理では、処理物の温度自体は実質的に変わらないが、マイクロ波照射による磁性加熱が効率よく行われ、温度変化の勾配が、外部磁場の大きさＨｅｘ．が高いほどより大きくなる。
　しかし、いったんキュリー温度Ｔｃに達した後は、それ以上の処理物の温度上昇は見られない。
　このように、前処理としての外部磁場印加において、磁場強度を変えることにより、マイクロ波照射による磁性加熱における温度制御および時間制御が可能である。
　上述したような加熱処理および／または磁場印加処理による前処理において、目的とするフェライトのキュリー温度をＴｃ［℃］としたときに、前処理で、処理物を、０．９×Ｔｃ［℃］未満の温度まで加熱するのが好ましく、０．８×Ｔｃ［℃］未満の温度まで加熱することがより好ましく、０．７×Ｔｃ［℃］未満の温度まで加熱することがさらに好ましい。
　これにより、後工程でのマイクロ波照射による磁性加熱をさらに効率よく行うことができ、処理物の温度を、さらに短時間で目的温度（例えば、キュリー温度Ｔｃ）へ到達させることができる。
　例えば、目的とするフェライトがＮｉＦｅ２Ｏ４である場合、キュリー温度Ｔｃは５８５℃であるため、前処理において、処理物の温度を、４１０℃未満の温度まで加熱するのが好ましい。
　なお、前処理により、処理物の温度が元の温度よりも上がればよく、温度の下限値は、特に限定されないが、例えば、室温以上である。
　また、ＮｉＦｅ２Ｏ４以外のフェライト化合物とそのキュリー温度は、例えば、ＭｎＦｅ２Ｏ４（ＴＣ：３００℃～３２７℃）、ＣｏＦｅ２Ｏ４（ＴＣ：５２０℃）、ＣｕＦｅ２Ｏ４（ＴＣ：４９０℃）、ＭｇＦｅ２Ｏ４（ＴＣ：４４０℃）であり、前処理による加熱温度は、目的とするフェライトに応じて適宜設定することができる。
　また、上述したような加熱処理および／または磁場印加処理による前処理において、前処理の処理時間としては、処理物を上述したような温度まで上げることができればよく、特に限定されないが、例えば、１秒間以上３６００秒間以下とすることができる。
　これにより、処理物に対する前処理をより好適に行うことができ、本発明によるフェライトの抽出をより効率よく行うことができる。
［１－４］マイクロ波照射による磁性加熱
　処理物に、定常状態のマイクロ波を照射して、処理物を磁性加熱する。
　これにより、処理物にフェライトが生成する。また、処理物中に生成したフェライトを、マイクロ波の照射による磁性加熱で、選択的に加熱して溶出させることができる。
　具体的には、例えば、処理物が、ニッケルおよび鉄を含有するニッケル含有鉱石である場合、マイクロ波照射により、ニッケル含有鉱石中の成分が反応することにより、フェライトとしてＮｉＦｅ２Ｏ４を生成し、当該フェライトを含む固溶体が得られる。
　マイクロ波は、マルチモードであってもよいし、シングルモードであってもよい。
　マルチモードでは、マイクロ波が、処理物にランダムな方向および位相で照射されるのに対し、シングルモードでは、共振器を用いて電磁波であるマイクロ波の電場（界）成分と磁場（界）成分とを分離し、そのどちらかを選択的に処理物に照射することが可能である。
　なお、以下の説明では、シングルモードでマイクロ波を照射する場合について主に説明する。
　まず、処理物２０を処理室１０内に配置した後、可動短絡板１３を移動させて、マイクロ波照射手段１１から処理室１０内に入射された入射波と、可動短絡板１３で反射した反射波との位相を揃えるように調整する。
　これにより、シングルモードの「定常状態」のうち、さらに、入射波のエネルギーよりも大きなエネルギーを有する定常波となる。
　その結果、処理物２０は、マイクロ波の交流磁場空間において、主に磁気ヒステリシス加熱により加熱され温度上昇する。マイクロ波加熱中の処理物２０の温度は、放射温度計１６により測定される。また、処理物２０（ニッケル含有鉱石）は、温度上昇に伴い磁性損失（μ’）が変化するため、可動短絡板１３を用いて再度調整する必要がある。
　処理物２０は、処理室１０内において、相対的に磁場強度の強い位置に配置されることが好ましい。
　これにより、入射波のエネルギーよりも大きなマイクロ波エネルギーを照射することができ、処理物２０に対する磁性加熱をより好適に行うことができる。そのため、マイクロ波の吸収剤や触媒等の添加材を不要とすることができる。
　なお、本明細書において、「相対的に磁場強度の強い位置」は、磁場強度が最大となる位置（Ｈｍａｘ．）から、電場強度が最大となる位置（Ｅｍａｘ．）と磁場強度が最大となる位置（Ｈｍａｘ．）との差であるλ／４の１／２までの範囲と定義する。
　言い換えると、図１中ｇで示すように、「相対的に磁場強度の強い位置」とは、磁場強度が最大となる位置（Ｈｍａｘ．）から±λ／８＝±（λ／４）／２の位置であり、Ｈｍａｘ．―λ／８≦ｘｇ≦Ｈｍａｘ．＋λ／８で表される。
　例えば、マイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合には、マイクロ波の波長λ＝１２２ｍｍなので、λ／８＝約１５ｍｍであり、相対的に磁場強度の強い位置ｇは、磁場最大位置（Ｈｍａｘ．）から±１５ｍｍの範囲となる。また、周波数が５．８ＧＨｚの場合には、波長λ＝５２ｍｍなので、λ／８＝約６．５ｍｍであり、相対的に磁場強度の強い位置ｇは、磁場最大位置（Ｈｍａｘ．）から±６．５ｍｍの範囲となる。
　また、処理物２０は、相対的に電場強度の強い位置に配置してもよい。
　これにより、マイクロ波の電場成分Ｅｍｗによる誘電加熱やジュール加熱により加熱される。
　なお、本明細書において、「相対的に電場強度の強い位置」としては、例えば、電場強度が最大となる位置（Ｅｍａｘ．）から、電場最大位置（Ｅｍａｘ．）と磁場最大位置（Ｈｍａｘ．）の差λ／４の１／２までの範囲と定義する。
　言い換えると、図１中ｆで示すように、「相対的に電場強度の強い位置」とは、電場強度が最大となる位置（Ｅｍａｘ．）から±λ／８＝±（λ／４）／２の位置であり、Ｅｍａｘ．―λ／８≦ｘｆ≦Ｅｍａｘ．＋λ／８で表される。
　上記と同様に、例えば、マイクロ波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合には、相対的に電場強度の強い位置ｆは、電場最大の位置（Ｅｍａｘ．）から±１５ｍｍの範囲となる。また、周波数が５．８ＧＨｚの場合には、相対的に電場強度の強い位置ｆは、電場最大の位置（Ｅｍａｘ．）から±６．５ｍｍの範囲となる。
　フェライトのキュリー温度をＴｃ［℃］としたときに、処理物を、マイクロ波の照射により、０．７×Ｔｃ［℃］以上１．３×Ｔｃ［℃］以下に加熱するのが好ましく、０．８×Ｔｃ［℃］以上１．２×Ｔｃ［℃］以下に加熱するのがより好ましく、０．９×Ｔｃ［℃］以上１．１×Ｔｃ［℃］以下に加熱するのがさらに好ましい。
　これにより、処理物中に目的とするフェライトをより効率よく生成させ、処理物中に生成した目的とするフェライトをより効率よく溶出させることができる。
　例えば、目的とするフェライトがＮｉＦｅ２Ｏ４（ＴＣ＝５８５℃）である場合、処理物を、４１０℃以上７６０℃以下に加熱するのが好ましく、４６８℃以上７０２℃以下に加熱するのがより好ましく、５２３℃以上６４４℃以下に加熱するのがさらに好ましい。
　マイクロ波の周波数は、特に限定されないが、０．９ＧＨｚ以上３０ＧＨｚ以下であるのが好ましく、０．９ＧＨｚ以上６．０ＧＨｚ以下であるのがより好ましく、０．９ＧＨｚ以上３．０ＧＨｚ以下であるのがさらに好ましい。
　マイクロ波を低周波化させることにより、磁性加熱空間、言い換えると、上述した「相対的に磁場強度の強い位置」の領域が、高周波の場合に比べて拡がり、より多くの処理物へのマイクロ波照射による加熱が可能となる。
　マイクロ波を工業用、科学用、医療用に利用する場合、電波法の規制を受ける。電波法において、現在、マイクロ波加熱として法律上認可されている周波数は、０．９１５ＧＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、２４．１２５ＧＨｚである。
　上述したように、マイクロ波の周波数が５．８ＧＨｚの場合、相対的に磁場強度の強い位置ｇは、磁場最大の位置（Ｈｍａｘ．）から±６．５ｍｍの範囲であるが、周波数を２．４５ＧＨｚに低周波化することで、相対的に磁場強度の強い位置ｇは、磁場最大の位置（Ｈｍａｘ．）から±１５ｍｍの範囲に広がり、理論的には、５．８ＧＨｚの場合に比べて約１３倍の処理物を加熱することが可能である。
　マイクロ波の照射時間としては、目的とするフェライトを十分に磁性加熱して溶出させることができればよく、特に限定されないが、例えば、１秒間以上３６００秒間以下とすることができる。
　これにより、処理物中に目的とするフェライトをより効率よく生成させ、処理物中に生成した目的とするフェライトの溶出をより効率よく行うことができる。
［１－４－１］外部磁場掃引処理
　処理物に対しマイクロ波を照射する際に、さらに、前記マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向の外部磁場を掃引する磁場印加処理を行ってもよい。
　マイクロ波を照射する際に、前記マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向の外部磁場を掃引しつつ印加することで、共鳴条件が成立した場合、処理物のマイクロ波の吸収がより強くなり、処理物の温度がより速やかに上昇し、目的温度（例えば、キュリー温度）により短時間で到達することができる（共鳴加熱）。
　なお、共鳴条件は、一般に「ｈν＝ｇ・μＢ・Ｈｅｘ．」で表わされる。ただし、ｈはプランク定数、νはマイクロ波の周波数、μＢは電子スピンによる磁気モーメント、Ｈｅｘ．は外部磁場の強さである。
　また、共鳴条件が成立するのは、マイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の方向と外部磁場印加手段１４から印加された外部磁場（Ｈｅｘ．）の方向が垂直（Ｈｍｗ⊥Ｈｅｘ．）である場合であり、マイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の方向と外部磁場（Ｈｅｘ．）の方向とが垂直でない場合、例えば、平行（Ｈｍｗ//Ｈｅｘ．）である場合には、外部磁場掃引によっても共鳴条件は満足せず、共鳴加熱による処理物の温度はほとんど上昇しない。
　図５は、処理物にマイクロ波を照射する際に、さらに、外部磁場を印加し、磁場強度を掃引した場合の、マイクロ波照射時間と温度との関係を模式的に示す図である。
　なお、外部磁場（Ｈｅｘ．）の大きさは、ガウスメーター１７を用いて測定した値であり、処理物２０の温度は、放射温度計１６を用いて測定した値である。
　マイクロ波照射手段１１から照射されたマイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の方向と、外部磁場印加手段１４から印加された外部磁場（Ｈｅｘ．）の方向とが垂直（Ｈｍｗ⊥Ｈｅｘ．）の場合、外部磁場掃引により共鳴条件を満足した外部磁場（臨界磁場：Ｈｅｘ．＝ＨＣ）において、処理物２０がマイクロ波を吸収することにより加熱され、処理物２０の温度が上昇する（共鳴加熱）。
　前処理により、マイクロ波照射開始時の処理物の温度（Ｔ＝Ｔ２＞Ｔ１＞ＲＴ）が上昇すると、共鳴加熱による到達温度も上昇する。しかし、到達温度が一旦キュリー温度（ＴＣ）に到達すると、磁場掃引に関係なく、それ以上の温度変化は見られない。
　なお、マイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の方向と、外部磁場印加手段１４から印加された外部磁場（Ｈｅｘ．）の方向とが平行（Ｈｍｗ//Ｈｅｘ．）の場合、処理物２０の温度は実質的に変わらない。
［１－４－２］定常磁場印加処理
　マイクロ波を照射する際に、さらに、外部磁場として磁場強度が一定で、かつ、マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向の定常磁場を印加する磁場印加処理を行ってもよい。
　マイクロ波を照射する際に、マイクロ波の磁場成分の方向と外部磁場の方向を垂直にした定常状態の外部磁場を印加することで、処理物のマイクロ波の吸収がより強くなり、処理物の温度がより速やかに上昇し、目的温度（例えば、キュリー温度Ｔｃ）により短時間で到達することができる（共鳴加熱）。
　このときの磁場強度は、マイクロ波の磁場成分の方向と外部磁場の方向とを垂直にした状態で外部磁場強度を掃引させて共鳴条件が成立した磁場強度に固定する。
　図６は、処理物にマイクロ波を照射する際に、さらに、磁場強度が一定で、かつ、マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向の定常磁場を印加した場合の、マイクロ波照射時間と温度との関係を模式的に示す図である。
　なお、外部磁場の大きさは、ガウスメーター１７を用いて測定した値であり、処理物２０の温度は、放射温度計１６を用いて測定した値である。
　マイクロ波照射手段１１から発振されたマイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の方向と、外部磁場印加手段１４から印加された外部磁場（Ｈｅｘ．）の方向とが垂直（Ｈｍｗ⊥Ｈｅｘ．）の場合、マイクロ波照射前に、外部磁場（Ｈｅｘ．）の大きさを、共鳴条件を満足した磁場（臨界磁場：Ｈｅｘ．＝ＨＣ）に固定しておき、マイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）を照射すると、処理物２０がマイクロ波を吸収することにより加熱される。このとき、臨界磁場では、共鳴が起きてマイクロ波の吸収が強くなり、目的温度に達するまでの時間が短くなる（共鳴加熱）。
　なお、外部磁場を、共鳴条件を満足していない磁場（Ｈｅｘ．＝Ｈ２≠ＨＣ、Ｈｅｘ．＝Ｈ１≠ＨＣ）に固定し、マイクロ波照射手段１１から発振されたマイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）を照射すると、処理物２０の温度は、図４で示したような、前処理として外部磁場を印加した場合と同様の温度上昇を示す。
　例えば、図４に示したように、前処理においてのみ外部磁場を印加する場合（Ｈｅｘ．＝Ｈ１，Ｈ２）、その磁場の方向は、その後のマイクロ波照射による加熱にはほとんど影響を与えない。
　しかし、前処理として外部磁場を印加し（Ｈｅｘ．＝Ｈ１，Ｈ２，ＨＣ）、外部磁場が印加された状態で、引き続きマイクロ波を照射する場合には、図６に示したように、マイクロ波を照射時に印加する外部磁場の方向と、マイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の方向との配置の違いにより、その効果、例えば、共鳴加熱の効果が大きく異なる。すなわち、前処理として外部磁場を印加し、その後、外部磁場が印加された状態でマイクロ波を照射する場合には、マイクロ波を照射する際に印加する外部磁場は、マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向であるのが好ましい。
　前処理として外部磁場を印加し、外部磁場が印加された状態で引き続きマイクロ波を照射する場合には、前処理として印加する外部磁場の方向と、マイクロ波を照射する際に印加する外部磁場の方向は、同一方向（平行方向）であってもよいし、異なる方向（例えば、垂直方向）であってもよい。
　以上、説明してきたように、本発明のフェライトの抽出方法によれば、処理物に、定常状態のマイクロ波を照射して、磁性加熱により、フェライトを生成させ、当該フェライトを溶出させて抽出することができる。溶出したフェライトは、固溶体として得られる。
　なお、上述した実施形態では、マイクロ波をシングルモードで照射する場合について中心に説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、マイクロ波をマルチモードで照射してもよい。
　例えば、マルチモードを用いてマイクロ波を照射する場合でも、金属アンテナや金属板を設置することによる局所的な共振による「定常状態」、または、金属ミラーを用いた集光により、定在波が共振状態となった「定常状態」のマイクロ波を用いることで、シングルモード同様、処理物を磁性加熱することができる。
　ここで、マルチモードを使用した際には、シングルモードと比較して電場成分の寄与に伴う加熱により、抽出物に電場成分の加熱により溶出した非磁性の混入物が存在する可能性がある。その場合には、目的とする抽出物が、キュリー温度を有するフェライトであるので、公知の外部磁場による分離法（マグネチックセパレーション）を追加的に使用することにより、磁性体と非磁性体に分離し、目的物を抽出することができる。
［１－５］副産物
　次に、本発明のフェライトの抽出方法において、主産物としてのフェライト以外に得られる副産物について説明する。
　処理物にマイクロ波を照射することにより、目的物であるフェライトを含む固溶体と、固溶体を抽出した後の残渣粉末とが得られる。
　固溶体に含まれるフェライト、例えば、ＮｉＦｅ２Ｏ４は磁石に反応し、残渣粉末は、磁石に反応しないことから、外部磁場による分離法（マグネチックセパレーション）を用いて固溶体と残渣粉末とを分離することができる。
　例えば、処理物であるニッケル含有鉱石が、極微量の希土類元素を含んでいる場合、本発明のフェライトの抽出方法により抽出されるフェライトＮｉＦｅ２Ｏ４には、希土類元素が副産物として混入している。
　言い換えると、本発明の方法によれば、処理物としての、極微量の希土類元素を含むニッケル含有鉱石から、フェライトであるＮｉＦｅ２Ｏ４に加えて、副産物としてＲＦｅ２Ｏ４（Ｒ：希土類元素）を含有する固溶体が得られる。
　副産物として得られるＲＦｅ２Ｏ４（Ｒ：希土類元素）は、磁性と誘電性の両面から注目されている物質群であり、特に、低温において（強磁性としての性質を有する）フェリ磁性と強誘電性の両者が共存するマルチフェロイックな状態が実現されており、強相関効果で極性な電荷秩序を有する「グリーンフェライト（ＧＦ）」として応用的な観点からも注目されている。
　また、従来の高温冶金法によるロータリーキルンを用いた製錬では、コール（炭素）を還元剤として添加して高温加熱処理を実施し、最後にマグネチックセパレーションを用いて、生成物を磁性体と非磁性体とに分離している。
　しかし、ＲＦｅ２Ｏ４のキュリー温度が室温以下の低温であるため、通常、非磁性炭素含有残留物と一緒に廃棄されている。
　よって、従来の技術では、処理物に極微量含まれる「希土類元素」を回収することができなかった。
　これに対し、本発明の方法によれば、処理物に極微量含まれる「希土類元素」を、フェライトとともに固溶体として回収することができ、有効利用することが可能となる。
　得られた固溶体からは、公知の方法により、目的とするフェライトと副産物としての希土類元素とを分離することができる。
　また、例えば、処理物がニッケルおよび鉄を含有するものであった場合、処理物からフェライトを抽出した後の残渣として酸化鉄スラグが得られる。この残渣は、抽出処理前と同じ粉末状であり、その形態は、日本工業規格（ＪＩＳ　Ｍ８１２６－１９９４）に規定される「鉱石中のニッケル定量方法」を実施した際のニッケルを取り除いた後の残渣に近い多孔質体と考えられる。
　したがって、残渣としての副産物は、孔の内部に物質を蓄積する、表面に物質を吸着する、あるいは、サイズによって通過できる物質・物体を選別する等の機能を有する。これらの機能を活かして、フェライト抽出で得られた副産物は、脱臭剤や乾燥剤、また工業的には物質の分離等、幅広い用途に応用することができる。
［２］フェライトの製造方法
　次に、本発明のフェライトの製造方法について説明する。
　本発明のフェライトの製造方法は、上述したフェライトの抽出方法を含む。
　これにより、本発明のフェライトの製造方法では、環境負荷の少ない簡便な作業工程により、低温かつ短時間、常圧でフェライトの製造が可能である。
　また、本発明のフェライトの製造方法によれば、目的とする金属元素（鉄以外の金属元素）の含有率が比較的低い処理物からも、前記金属元素を構成元素として含むフェライトを、低コストで効率よく得ることができる。このため、従来では、用いられてこなかった前記金属元素の含有率の低い処理物から、目的とする金属元素を含むフェライトを好適に得ることができる。したがって、今後、人類が使用可能な金属資源量が大幅に増大することが期待される。
　本発明の「フェライトの製造方法」は、本発明の「フェライトの抽出方法」が有する工程のみで構成されていてもよいし、それ以外の工程をさらに含んでいてもよい。
　それ以外の工程としては、例えば、処理物に対する洗浄処理や粉砕処理を行う工程を有していてもよいし、前処理とマイクロ波照射との間に中間処理工程を有していてもよいし、得られた固溶体から目的とするフェライトを分離・精製する工程を有していてもよい。
　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
　例えば、本発明のフェライトの抽出方法は、前述したフェライトの製造装置を用いて実施するものに限定されず、他の構成の装置を用いて実施してもよい。
　また、本発明のフェライトの抽出方法は、前述した工程以外の工程（例えば、前処理工程、中間処理工程、後処理工程等）を有していてもよい。
　また、前述した実施形態では、発熱体を用いて処理物に対する外部加熱を行う場合について中心に説明したが、本発明では、処理物に対する外部加熱として、発熱体以外による加熱であってもよい。
　また、前述した実施形態では、電磁石を用いて処理物に対する外部磁場印加を行う場合について中心に説明したが、本発明では、処理物に対する外部磁場印加として、電磁石以外による外部磁場印加であってもよい。
　以下、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　なお、以下の説明において、特に温度条件を示していない処理は、室温（２３℃）、常圧（１０１３２５Ｐａ）、相対湿度５０％において行ったものである。また、各種測定条件についても、特に温度条件を示していないものは、室温（２３℃）、常圧（１０１３２５Ｐａ）、相対湿度５０％における数値である。
（実施例１）
　処理物として、インドネシアで産出したニッケル含有鉱石（ラテライト鉱、サプロライト）を用意した。このニッケル含有鉱石は、ニッケルおよび鉄を含有しており、それ以外にも、ごく微量であるが、希土類元素を含有している。
　ニッケル含有鉱石は、粉末にした後、２００ｍｇを石英試験管内に充填、封入した。
　図１に示したフェライトの製造装置の処理室内において、相対的に磁場強度が強くなる位置（ｇ）に、ニッケル含有鉱石が充填された石英試験管を配置した後、可動短絡板を移動させて、マイクロ波照射手段から処理室内に入射された入射波と、可動短絡板で反射した反射波との位相を揃えるように調整した。
　空気中、常圧にて、ニッケル含有鉱石に、周波数５．８ＧＨｚ、定常状態のマイクロ波を照射した。マイクロ波はシングルモードとした。
　マイクロ波の照射による磁性加熱により、ニッケル含有鉱石を７００℃まで加熱した。
　マイクロ波照射によりニッケル含有鉱石の一部が溶出し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例２）
　処理室内におけるニッケル含有鉱石が充填された石英試験管の配置位置を、相対的に電場強度が強くなる位置（ｆ）に変更した以外は、前記実施例１と同様にしてマイクロ波照射によりニッケル含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例３）
　ニッケル含有鉱石の加熱温度を８００℃とした以外は、前記実施例１と同様にしてマイクロ波照射によりニッケル含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例４）
　ニッケル含有鉱石の加熱温度を８００℃とした以外は、前記実施例２と同様にしてマイクロ波照射によりニッケル含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例５）
　ニッケル含有鉱石の加熱温度を１０００℃とした以外は、前記実施例１と同様にしてマイクロ波照射によりニッケル含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例６）
　ニッケル含有鉱石の加熱温度を１０００℃とした以外は、前記実施例２と同様にしてマイクロ波照射によりニッケル含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
　前記各実施例で加熱後に得られた固溶体について、粉末Ｘ線回折装置（ＸＲＤ：Ｘ－ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によりＸ線回折パターン（ＸＲＤパターン）を測定した。
　その結果を図７～図１２にそれぞれ示す。
　なお、図７～図１２では、それぞれ、上段から順に、ニッケル含有ラテライト鉱（Ｎｉｃｋｅｌ　Ｌａｔｅｒｉｔｅ　Ｏｒｅ）、マイクロ波加熱後の残留粉末（Ｐｏｗｄｅｒ）、マイクロ波加熱により溶出した固溶体（Ｍｅｌｔｅｄ）、ＮｉＦｅ２Ｏ４のシミュレーション結果、ＳｉＯ２のシミュレーション結果についても併せて示している。
　前記実施例１～６では、いずれも、マイクロ波照射によりニッケル含有鉱石の一部が溶出し、固溶体と残留粉末に分離することができた。
　実施例１（図７参照）、実施例３（図９参照）および実施例５（図１１参照）のように、マイクロ波の照射に際し、ニッケル含有鉱石を相対的に磁場強度が強くなる位置（ｆ）に配した場合には、各温度において、ＮｉＦｅ２Ｏ４に由来するピークが明らかに観測されている。
　このように、磁場強度が強い位置におけるマイクロ波加熱では、ニッケル含有鉱石内の磁性体であるニッケル化合物と鉄化合物とが磁性加熱（磁気ヒステリシス加熱）により選択的に加熱され溶出し、目的とするフェライトであるＮｉＦｅ２Ｏ４を選択的に抽出することができた。
　実施例２（図８参照）、実施例４（図１０参照）および実施例６（図１２参照）のように、マイクロ波の照射に際し、ニッケル含有鉱石を相対的に電場強度が強くなる位置（ｇ）に配した場合においても、各温度において、ＮｉＦｅ２Ｏ４に由来するピークが観測されている。しかし、加熱温度を７００℃（実施例２）、８００℃（実施例４）とした場合には、ＮｉＦｅ２Ｏ４に由来するピークに加えて、ＳｉＯ２に由来する幅広の回折が観測されている。
　このように、電場強度が強い位置における７００℃と８００℃での加熱では、このニッケル含有鉱石内の水和ニッケルやニッケルおよび水和鉄や鉄を豊富に含むケイ酸塩が選択的に加熱され溶出し、固溶体にはＮｉＦｅ２Ｏ４に加えてアモルファス的なＳｉＯ２も含まれていることから、目的とするフェライトであるＮｉＦｅ２Ｏ４を選択的に抽出することは難しかった。
　一方、電場強度が強い位置における１０００℃の加熱（実施例６）では、ＳｉＯ２由来の幅広の回折は消失した。以上により、電場強度が強い位置における加熱では、１０００℃以上で使用することが好ましい。
　この加熱温度の上昇に伴い、磁場強度が強い位置と電場強度が強い位置における加熱において、ＮｉＦｅ２Ｏ４が生成していることは、この温度領域が、ＮｉＦｅ２Ｏ４の融点（約１３００℃）よりも低いものの、ＮｉＦｅ２Ｏ４のキュリー温度（ＴＣ＝５８５℃）よりも十分に高温であるため、ニッケル含有鉱石内のフェライトであるＮｉＦｅ２Ｏ４が強磁性体から常磁性体へ磁気相転移したことに起因すると考えられる。
　また、ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ（レーザーアブレーションＩＣＰ質量分析）による測定から、固溶体は、さらに希土類元素を含んでいることがわかった。なお、ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ（レーザーアブレーションＩＣＰ質量分析）による測定は、エス・ティ・ジャパン社製Ｊｕｐｉｔｅｒ　Ｓｏｌｉｄ　ｎｅｂｌｉｚｅｒ（レーザーアブレーション部）およびサーモフィッシャーサイエンティフィック社製ｉＣＡＰ　ＴＱ（トリプル四重極誘導結合プラズマ質量分析計、ＩＣＰ－ＭＳ部）を用いて行った。
　また、マイクロ波による加熱温度を３０℃、２００℃、３００℃、４００℃、６００℃、９００℃と変えて、それぞれ上述した前記実施例１とおよび前記実施例２と同様にしてニッケル含有鉱石を磁性加熱した。
　図１３は、マイクロ波による加熱温度を３０℃～１０００℃で変更した場合の、固溶体と残渣粉末との割合を示す図である。
　ニッケル含有鉱石の加熱温度を４００℃～１５００℃とした場合においても、固溶体と残留粉末とに分離し、固溶体としてＮｉＦｅ２Ｏ４を抽出することができる。また、抽出されるＮｉＦｅ２Ｏ４の収率を優先する場合には、加熱温度としては、５００℃～１０００℃が好ましく、抽出されるＮｉＦｅ２Ｏ４の純度を優先する場合には、加熱温度としては、５００℃～７００℃が好ましい。
　また、同じ温度で比較した場合、ニッケル含有鉱石を磁場強度が強い位置に配した場合のほうが、電場強度が強い位置に配した場合に比べて、固溶体がより高い割合で得られている。
（実施例７）
　処理物として、インドネシアで産出したニッケル含有鉱石（ラテライト鉱、リモナイト）を用意した。このニッケル含有鉱石は、ニッケルおよび鉄を含有しており、それ以外にも、ごく微量であるが、希土類元素を含有している。
　ニッケル含有鉱石は、粉末にした後、２ｇを石英試験管内に充填、封入した。
　図１に示したフェライトの製造装置の処理室内において、相対的に磁場強度が強くなる位置（ｇ）に、ニッケル含有鉱石が充填された石英試験管を配置した後、可動短絡板を移動させて、マイクロ波照射手段から処理室内に入射された入射波と、可動短絡板で反射した反射波との位相を揃えるように調整した。
　空気中、常圧にて、ニッケル含有鉱石に、周波数２．４５ＧＨｚ、定常状態のマイクロ波を照射した。マイクロ波はシングルモードとした。
　マイクロ波の照射による磁性加熱により、ニッケル含有鉱石を７５０℃まで加熱した。
　マイクロ波照射によりニッケル含有鉱石の一部が溶出し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例８）
　ニッケル含有鉱石の加熱温度を８５０℃とした以外は、前記実施例７と同様にしてマイクロ波照射によりニッケル含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例９）
　ニッケル含有鉱石の加熱温度を１０００℃とした以外は、前記実施例７と同様にしてマイクロ波照射によりニッケル含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
　前記実施例７～９で加熱後に得られた固溶体について、粉末Ｘ線回折装置（ＸＲＤ：Ｘ－ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によりＸ線回折パターン（ＸＲＤパターン）を測定した。
　その結果を図１４にそれぞれ示す。
　なお、図１４では、左側にマイクロ波加熱により溶出した固溶体（Ｍｅｌｔｅｄ）の結果を示し、右側にマイクロ波加熱後の残留粉末（Ｐｏｗｄｅｒ）の結果を示した。また、図１４では、左右のそれぞれにおいて、上段から順に、実施例９、実施例８の結果、実施例７の結果、ＮｉＦｅ２Ｏ４のシミュレーション結果、ＳｉＯ２のシミュレーション結果を示している。
　前記実施例７～９でも、マイクロ波照射によりニッケル含有鉱石の一部が溶出し、固溶体と残留粉末に分離することができた。
　また、ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ（レーザーアブレーションＩＣＰ質量分析）による測定から、前記実施例７～９に係る固溶体でも、さらに希土類元素を含んでいることがわかった。
（実施例１０）
　処理物として、インドネシアで産出したマンガン含有鉱石を用意した。このニッケル含有鉱石は、マンガンおよび鉄を含有しており、それ以外にも、ごく微量であるが、希土類元素を含有している。
　マンガン含有鉱石は、粉末にした後、２００ｍｇを石英試験管内に充填、封入した。
　図１に示したフェライトの製造装置の処理室内において、相対的に磁場強度が強くなる位置（ｇ）に、マンガン含有鉱石が充填された石英試験管を配置した後、可動短絡板を移動させて、マイクロ波照射手段から処理室内に入射された入射波と、可動短絡板で反射した反射波との位相を揃えるように調整した。
　空気中、常圧にて、ニッケル含有鉱石に、周波数５．８ＧＨｚ、定常状態のマイクロ波を照射した。マイクロ波はシングルモードとした。
　マイクロ波の照射による磁性加熱により、マンガン含有鉱石を７００℃まで加熱した。
　マイクロ波照射によりマンガン含有鉱石の一部が溶出し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例１１）
　マンガン含有鉱石の加熱温度を８００℃とした以外は、前記実施例１０と同様にしてマイクロ波照射によりマンガン含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例１２）
　マンガン含有鉱石の加熱温度を９００℃とした以外は、前記実施例１０と同様にしてマイクロ波照射によりマンガン含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
（実施例１３）
　マンガン含有鉱石の加熱温度を１０００℃とした以外は、前記実施例１０と同様にしてマイクロ波照射によりマンガン含有鉱石を磁性加熱し、固溶体と残留粉末とを得た。
　その結果を図１５～図１８にそれぞれ示す。
　なお、図１５～図１８では、それぞれ、上段から順に、マンガン含有鉱石（Ｍａｎｇａｎｅｓｅ　Ｏｒｅ）、マイクロ波加熱後の残留粉末（Ｐｏｗｄｅｒ　Ｐａｒｔ）、マイクロ波加熱により溶出した固溶体（Ｍｅｌｔｅｄ　Ｐａｒｔ）、Ｍｎ２ＦｅＯ４のシミュレーション結果、のシミュレーション結果、Ｍｎ２Ｏ３のシミュレーション結果、ＳｉＯ２のシミュレーション結果についても併せて示している。
　前記実施例１５～１８では、いずれも、マイクロ波照射によりマンガン含有鉱石の一部が溶出し、固溶体と残留粉末に分離することができた。
　特に、加熱温度を１０００℃とした実施例１８では特に優れた結果が得られた。
　また、ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ（レーザーアブレーションＩＣＰ質量分析）による測定から、固溶体は、さらに希土類元素を含んでいることがわかった。
　また、ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ（レーザーアブレーションＩＣＰ質量分析）による測定から、前記実施例１０～１３に係る固溶体は、さらに希土類元素を含んでいることがわかった。
＜前処理としての加熱処理が与える影響についての考察＞
　マイクロ波照射に先立って、前処理として、ニッケル含有鉱石に対し外部加熱を行った際の、マイクロ波照射による磁性加熱に与える影響について考察した。
　製造装置の処理室内にニッケル含有鉱石を配し、外部加熱手段により、３００℃の温度で２分間、５分間、１０分間、３０分間加熱した。
　その後、処理室内の相対的に磁場強度が強い位置（ｇ）において、上述した実施例１と同様の条件でマイクロ波を照射し、ニッケル含有鉱石の温度を測定した。
　また、前処理としての加熱処理を行わない（加熱時間０分間）ニッケル含有鉱石についても、処理室内の相対的に磁場強度が強い位置（ｇ）においてマイクロ波を照射し、ニッケル含有鉱石の温度を測定した。
　図１９は、前処理として加熱処理を行い、その後、マイクロ波を照射したニッケル含有鉱石の温度の時間変化を示す図である。
　加熱時間１０分間の場合、加熱時間０分（加熱処理なし）の場合と比較して、最高温度が上昇した。加熱処理を３０分間とより長く行った場合には、最高温度への到達時間が延びた。
　これらの結果から、前処理としての外部加熱において、加熱時間を変えることにより、マイクロ波加熱における最高温度の上昇や最高温度への到達時間の遅延等、温度制御および時間制御が可能であることがわかる。
＜前処理としての外部磁場印加が与える影響についての考察＞
　マイクロ波照射に先立って、前処理として、ニッケル含有鉱石に対し外部磁場印加を行った際の、マイクロ波照射による磁性加熱に与える影響について考察した。
　製造装置の処理室内にニッケル含有鉱石を配し、外部磁場印加手段により、強度０．１２５Ｔ、０．１５Ｔ、０．３Ｔの外部磁場をそれぞれ２０分間、印加した。
　その後、処理室内の相対的に磁場強度が強い位置（ｇ）において、上述した実施例１と同様の条件でマイクロ波を照射し、ニッケル含有鉱石の温度を測定した。
　また、前処理としての磁場印加を行わない（０Ｔ）ニッケル含有鉱石についても、処理室内の磁場強度が強い位置（ｇ）においてマイクロ波を照射し、ニッケル含有鉱石の温度を測定した。
　図２０は、前処理として外部磁場印加を行い、その後、マイクロ波を照射したニッケル含有鉱石の温度の時間変化を示す図である。
　磁場強度が０．１２５Ｔ、０．１５Ｔの場合、前処理なしの場合と比較して、最高温度が上昇した。磁場強度が０．３Ｔの場合には、最高温度への到達時間が延びた。
　これらの結果から、前処理としての外部磁場印加において、磁場強度を変えることにより、最高温度の上昇や最高温度への到達時間の遅延等、温度制御および時間制御が可能であることがわかる。
＜マイクロ波照射時の外部定常磁場印加が与える影響についての考察＞
　マイクロ波照射の際に、ニッケル含有鉱石に対し外部磁場を印加した際の、マイクロ波照射による磁性加熱に与える影響について考察した。
　処理室内の相対的に磁場強度が強い位置（ｇ）にニッケル含有鉱石を配し、上述した実施例１と同様の条件でマイクロ波を照射するとともに、外部磁場印加手段により、０．１５Ｔの定常磁場を印加した際の、ニッケル含有鉱石の温度を測定した。
　定常磁場の大きさを０．４０Ｔとした場合、マイクロ波照射時の外部磁場印加を行わない（０Ｔ）場合についても同様に、ニッケル含有鉱石にマイクロ波を照射し、温度を測定した。
　マイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の方向と外部磁場（Ｈｅｘ．）の方向とを垂直（Ｈｍｗ⊥Ｈｅｘ．）とした場合と、平行（Ｈｍｗ//Ｈｅｘ．）とした場合とについて、同様に測定を行った。
　図２１は、マイクロ波を照射しつつ外部磁場（定常磁場）を印加したニッケル含有鉱石の温度の時間変化を示す図である。
　図２１に示すように、外部磁場の大きさが０．１５Ｔの場合、外部磁場印加無し（０Ｔ）の場合と比較して、より短時間で最高温度であるキュリー温度に到達している。しかし、外部磁場の大きさを０．４０Ｔとした場合には、０Ｔや０．１５Ｔの場合よりも、最高温度に到達するまで長時間を要するが、最高温度は上昇しキュリー温度よりも高くなった。
　すなわち、マイクロ波照射時の外部磁場印加において、低磁場領域では、磁場上昇に伴い最高温度（キュリー温度）への到達時間は短縮され、高磁場領域では、最高温度への到達時間は延長されるが、到達温度がキュリー温度より上昇した。
　これらの結果から、ニッケル含有鉱石を定常外部磁場下においてマイクロ波加熱をする場合、高磁場印加により温度上昇が抑制され最高温度到達に時間を要するため、ゼロ磁場または定常低磁場下においてマイクロ波加熱を行うのが好ましいと言える。
＜マイクロ波照射時の外部磁場掃引が与える影響についての考察＞
　マイクロ波照射の際に、ニッケル含有鉱石に対し外部磁場を掃引した際の、マイクロ波照射による磁性加熱に与える影響について考察した。
　ニッケル含有鉱石の温度を約４００℃で一定にした後、製造装置の処理室内の相対的に磁場強度が強い位置（ｇ）にニッケル含有鉱石を配し、上述した実施例１と同様の条件でマイクロ波を照射するとともに、最高磁場０．３０Ｔまで磁場掃引した際の、ニッケル含有鉱石の温度を測定した。
　マイクロ波の磁場成分（Ｈｍｗ）の方向と外部磁場（Ｈｅｘ．）の方向とを垂直（Ｈｍｗ⊥Ｈｅｘ．）とした場合と、平行（Ｈｍｗ//Ｈｅｘ．）とした場合とについて、同様に測定を行った。
　図２２は、マイクロ波を照射しつつ外部磁場を掃引した場合の、ニッケル含有鉱石の温度の時間変化を示す図である。Ｈｅｘ．⊥Ｈｍｗの場合、磁場上昇時に、特定磁場において急激に最高温度まで到達した。
　特に、前処理により、マイクロ波照射開始時のニッケル含有鉱石の温度（Ｔ＝３００℃＞２２３℃＞１４５℃）が上昇すると、共鳴加熱による到達温度が上昇した。そして、到達温度が一旦キュリー温度に到達すると、磁場掃引に関係なく、それ以上の温度上昇は見られなかった。
　言い換えると、外部磁場掃引により、最高温度への到達時間の短縮や延長、さらに、最高温度を上昇させる等、温度制御が可能である。
　これらの結果から、ニッケル含有鉱石を定常外部磁場下においてマイクロ波加熱をする場合、外部磁場Ｈｅｘ．とマイクロ波磁場Ｈｍｗは垂直（Ｈｍｗ⊥Ｈｅｘ．）であるのが好ましいと言える。
　なお、上述した、前処理としての加熱処理や、マイクロ波照射時の外部磁場印加についての考察の際、マイクロ波照射直後に可動短絡板を用いて調整した後、ニッケル含有鉱石の温度上昇時に再調整はしていない。言い換えると、上述した実施例でニッケル含有鉱石にマイクロ波を照射した場合とは異なり、磁性損失（μ’）の温度変化による位相のずれの再調整をしていない。そのため、処理物の挿入場所が磁場最大ではないことに起因して、最高到達温度がキュリー温度となっている。この最高到達温度でのマイクロ波加熱により、ニッケル含有鉱石の一部が溶出し、目的とするＮｉＦｅ２Ｏ４の固溶体と残留粉末に分離することができる。
　以上の結果から、本発明の方法によれば、ニッケルおよび鉄を含有するニッケル含有鉱石から、マイクロ波を照射しての磁性加熱によって、マイクロ波吸収剤や触媒等の添加剤を使用することなく、選択的な加熱により、フェリ磁性スピネル結晶ＮｉＦｅ２Ｏ４を含有する固溶体を抽出することができた。なお、得られた固溶体には、ニッケル含有鉱石に含まれる極微量の希土類元素に由来するＲＦｅ２Ｏ４（Ｒ：希土類元素）が副産物として含有されていた。また、固溶体を抽出した後の残渣として得られた粉末は、多孔質体であった。
　なお、ニッケル含有鉱石へのマイクロ波加熱において、一酸化炭素（ＣＯ）および二酸化炭素（ＣＯ２）は一切排出しなかった。
　処理物として、ニッケル含有鉱石に替えて、Ｍｎ、Ｃｏ、ＭｇまたはＣｕと鉄とを含有する処理物を用いた以外は、上記と同様にマイクロ波加熱を行ったところ、それぞれ対応するフェライトを効率よく抽出できることが確認された。
　本発明のフェライトの抽出方法は、処理物に、定常状態のマイクロ波を照射して、磁性加熱により、フェライトを生成させ、当該フェライトを溶出させて抽出する。そのため、環境負荷の少ない簡便な作業工程による、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの抽出が可能であるフェライトの抽出方法を提供することができる。
　そして、本発明のフェライトの製造方法は、上記のフェライトの抽出方法を含む。そのため、環境負荷の少ない簡便な作業工程による、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの製造が可能であるフェライトの製造方法を提供することができる。
　また、本発明のフェライトの製造装置は、処理物が配置される処理室と、前記処理室内に配された前記処理物に定常状態のマイクロ波を照射して、該処理物を磁性加熱するマイクロ波照射手段と、前記処理物に外部磁場を印加する外部磁場印加手段と、を備える。そのため、簡便な構成による、環境負荷の少ない、低温かつ短時間、常圧でのフェライトの製造が可能であるフェライトの製造装置を提供することができる。
　したがって、本発明のフェライトの抽出方法、フェライトの製造方法およびフェライトの製造装置は、産業上の利用可能性を有する。
１　　　：フェライトの製造装置
１０　　：処理室
１１　　：マイクロ波照射手段
１２　　：アイリス
１３　　：可動短絡板
１４　　：外部磁場印加手段
１５　　：外部加熱手段
１６　　：放射温度計
１７　　：ガウスメーター
１８　　：制御部
２０　　：処理物
Ｅｍｗ　　：マイクロ波の電場成分
Ｈｍｗ　　：マイクロ波の磁場成分
Ｈｅｘ．　　：外部磁場
Ｅｍａｘ．：電場最大位置
Ｈｍａｘ．：磁場最大位置
ｆ　　　：相対的に電場強度の強い位置
ｇ　　　：相対的に磁場強度の強い位置

Claims (13)

  1. 　処理物に、定常状態のマイクロ波を照射して、
    　磁性加熱により、フェライトを生成させ、当該フェライトを溶出させて抽出するフェライトの抽出方法。
  2. 　前記処理物が、ニッケル含有鉱石である請求項１に記載のフェライトの抽出方法。
  3. 　前記処理物は、相対的に磁場強度の強い位置に配置される請求項１に記載のフェライトの抽出方法。
  4. 　前記フェライトのキュリー温度をＴｃ［℃］としたときに、前記処理物を、前記マイクロ波の照射により０．７×Ｔｃ［℃］以上１．３×Ｔｃ［℃］以下に加熱する請求項１に記載のフェライトの抽出方法。
  5. 　前記マイクロ波の周波数が、０．９ＧＨｚ以上３０ＧＨｚ以下である請求項１に記載のフェライトの抽出方法。
  6. 　前記マイクロ波を照射する前に、前記処理物に対する前処理として、加熱処理、および／または、外部磁場を印加する磁場印加処理を行う請求項１に記載のフェライトの抽出方法。
  7. 　前記フェライトのキュリー温度をＴｃ［℃］としたときに、前記前処理で、前記処理物を、０．７×Ｔｃ［℃］未満の温度まで加熱する請求項６に記載のフェライトの抽出方法。
  8. 　前記マイクロ波を照射する際に、さらに、前記マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向の前記外部磁場を掃引する前記磁場印加処理を行う請求項６に記載のフェライトの抽出方法。
  9. 　前記マイクロ波を照射する際に、さらに、前記外部磁場として磁場強度が一定で、かつ、前記マイクロ波の磁場成分に対して垂直方向の定常磁場を印加する前記磁場印加処理を行う請求項６に記載のフェライトの抽出方法。
  10. 　請求項１ないし９のいずれか１項に記載のフェライトの抽出方法を含むフェライトの製造方法。
  11. 　処理物が配置される処理室と、
    　前記処理室内に配された前記処理物に定常状態のマイクロ波を照射して、該処理物を磁性加熱するマイクロ波照射手段と、
    　前記処理物に外部磁場を印加する外部磁場印加手段と、を備えるフェライトの製造装置。
  12. 　前記磁性加熱に加えて前記処理物を加熱する外部加熱手段をさらに備える請求項１１に記載のフェライトの製造装置。
  13. 　前記処理室内に配された金属製の可動短絡板を備え、該可動短絡板を移動させることにより、前記マイクロ波照射手段から該処理室内に入射した入射波の位相と、該可動短絡板で反射した反射波の位相とを調整する請求項１１または１２に記載のフェライトの製造装置。
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