(57)【要約】【課題】アルミニウムを貴金属吸収材として利用し、触媒廃棄物などの貴金属含有物から効率よく貴金属を回収する方法を提供する。【解決手段】貴金属と共に酸化アルミニウムを含有する貴金属含有物を氷晶石と共に加熱溶融して溶融塩浴を形成し、該溶融塩浴の電解によって酸化アルミニウムを還元して金属アルミニウムを生成させると共に、該金属アルミニウム中に貴金属を含有させて回収することを特徴とする貴金属の回収方法であり、例えば、アルミニウム基材に貴金属触媒が担持されている触媒廃棄物を貴金属含有物として用いる貴金属の回収方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貴金属と共に酸化アルミニウムを含有する貴金属含有物を氷晶石と共に加熱溶融して溶融塩浴を形成し、該溶融塩浴の電解によって酸化アルミニウムを還元して金属アルミニウムを生成させると共に、該金属アルミニウム中に貴金属を含有させて回収することを特徴とする貴金属の回収方法。
【請求項２】
酸化アルミニウム基材に貴金属触媒が担持されている触媒廃棄物を貴金属含有物として用いる請求項１に記載する貴金属の回収方法。
【請求項３】
氷晶石と共に蛍石、フッ化アルミニウムなどのフッ化物材料を加熱溶融して溶融塩浴を形成し、この溶融塩浴に貴金属と共に酸化アルミニウムを含有する貴金属含有物を投入して溶解させ、このアルミニウムを含有する溶融塩浴を電解して金属アルミニウムを生成させると共に、該金属アルミニウム中に貴金属を含有させて回収する請求項１または請求項２に記載する貴金属の回収方法。
【請求項４】
電気炉を用い、溶融塩浴の形成に引き続いて該溶融塩浴の電解を行う請求項１〜請求項３の何れかに記載する貴金属の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貴金属を含有する廃棄物などから効率よく貴金属を回収する方法に関する。より詳しくは、本発明はアルミニウムを貴金属吸収材として利用し、触媒廃棄物などの貴金属含有物から効率よく貴金属を回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油化学や石油精製の各分野では基材に白金族金属を担持させた触媒が広く使用されている。また、自動車の排ガス浄化用触媒として、基材にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの貴金属を担持させたものが広く知られており、電子基板やリードフレーム等の電子機器部品には導電材料として貴金属が広く使用されている。
【０００３】
従来、これらの使用済み触媒（触媒廃棄物と云う）などの貴金属含有廃棄物から貴金属を回収する湿式回収方法として、触媒廃棄物を酸に溶解して貴金属を浸出させる方法が知られている（特許文献１）。乾式回収方法としては、白金族金属を含む触媒廃棄物を、銅または酸化銅、フラックス、還元剤と共に加熱して溶融金属銅中に白金族金属を吸収させ、次いで溶融金属銅を部分的に酸化して酸化銅層を形成することによって、白金族金属を金属銅中に濃縮させ、酸化銅を分離して、白金族金属を含有する金属銅を回収する方法が知られている（特許文献２、特許文献３）。
【０００４】
また、ルテニウムを担持させた廃棄物から貴金属を回収する方法として、この廃棄物を錫または酸化錫と共に還元剤や石灰を加えて加熱溶融し、スラグと共に溶融金属錫を形成し、この溶融金属錫に貴金属を吸収させて回収する方法も知られている（特許文献４）。
【特許文献１】特開平０２−１３８４２４号公報
【特許文献２】特開平０４−３１７４２３号公報
【特許文献３】特開平０４−３１８１２８号公報
【特許文献４】特開２００８−００１９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記触媒廃棄物には基材にアルミナを用いているものが多い。例えば、自動車の排ガス浄化用触媒として、アルミナ基材にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの貴金属を担持させたものが広く知られている。このようなアルミナを含む廃棄物から貴金属を回収する場合、白金族金属を含む触媒廃棄物を、銅または酸化銅、フラックス、還元剤と共に加熱して溶融金属銅中に白金族金属を吸収させて回収する乾式法において、生成するスラグに含まれるアルミナ含有量によってスラグの性状が大きく異なるため、流動性の良いスラグが形成されずに金属融体とスラグの分離性が劣り、効率よく貴金属を回収できない場合がある。
【０００６】
具体的には、アルミナを含む貴金属含有物を、銅の溶融金属材料と共に、還元剤および石灰などのスラグ形成材料を加えて加熱し還元溶融すると、分離した貴金属は金属溶融スズに吸収され、一方、アルミナはスラグに吸収され、アルミナを含む酸化鉄−カルシウム−シリカ系スラグが形成される。しかしこのスラグは、アルミナの成分量が多くなるにつれて融点が大幅に高くなる。従って、融点の低いスラグを得るためには多量のフラックスを使用しなければならず、また、このため大量のスラグが生成するのでその処理に負担がかかると云う問題も生じる。
【０００７】
本発明は、従来の上記問題を解決したものであり、アルミナを含む貴金属含有物から貴金属を効率良く回収する方法を提供する。本発明の貴金属回収方法は、スラグの発生量が極めて少なく、また溶融浴と金属融体の分離性が良く、安定に効率よく金属融体を分離して貴金属を回収することができる。なお、本発明の方法において、金、銀および白金族金属を含めて貴金属と云う。
【０００８】
本発明によれば、以下に示す構成によって上記課題を解決した貴金属回収方法が提供される。
〔１〕貴金属と共に酸化アルミニウムを含有する貴金属含有物を氷晶石と共に加熱溶融して溶融塩浴を形成し、該溶融塩浴の電解によって酸化アルミニウムを還元して金属アルミニウムを生成させると共に、該金属アルミニウム中に貴金属を含有させて回収することを特徴とする貴金属の回収方法。
〔２〕酸化アルミニウム基材に貴金属触媒が担持されている触媒廃棄物を貴金属含有物として用いる上記[１]に記載する貴金属の回収方法。
〔３〕氷晶石と共に蛍石、フッ化アルミニウムなどのフッ化物材料を加熱溶融して溶融塩浴を形成し、この溶融塩浴に貴金属と共に酸化アルミニウムを含有する貴金属含有物を投入して溶解させ、このアルミニウムを含有する溶融塩浴を電解して金属アルミニウムを生成させると共に、該金属アルミニウム中に貴金属を含有させて回収する上記[１]または上記[２]に記載する貴金属の回収方法。
〔４〕電気炉を用い、溶融塩浴の形成に引き続いて該溶融塩浴の電解を行う上記[１]〜上記[３]の何れかに記載する貴金属の回収方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の貴金属回収方法は、貴金属と共に酸化アルミニウムを含有する原料について、酸化アルミニウムをスラグに移行させずに、還元して金属アルミニウムを生成させ、これを貴金属の吸収材料として利用するので、スラグが殆ど発生せず効率よく貴金属を回収することができ、廃棄物処理の負担も少ない。
【００１０】
また本発明の貴金属回収方法は、溶融塩浴と金属融体の分離性が高いので、安定に効率よく金属融体を分離して貴金属を回収できる。さらに、本発明の溶融塩浴は１０００℃程度の温度で溶融するので熱収支に優れる。
【００１１】
さらに本発明の貴金属回収方法は、金属アルミニウムを貴金属吸収材として用いる方法であり、金、白金、パラジウム、ルテニウムなどの貴金属は何れも金属アルミニウムに対して十分な溶解性を有するので、溶融した貴金属を十分に金属アルミニウムに吸収させて効率よく回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施形態に従って具体的に説明する。
本発明の方法は、貴金属と共に酸化アルミニウムを含有する貴金属含有物を氷晶石と共に加熱溶融して溶融塩浴を形成し、該溶融塩浴の電解によって酸化アルミニウムを還元して金属アルミニウムを生成させると共に、該金属アルミニウム中に貴金属を含有させて回収することを特徴とする貴金属の回収方法である。
【００１３】
本発明の貴金属回収方法において、貴金属と共に酸化アルミニウムを含有する貴金属含有物として、例えば、酸化アルミニウム基材に貴金属触媒が担持されている触媒廃棄物などを原料として用いることができる。
【００１４】
本発明の貴金属回収方法は、貴金属と共に酸化アルミニウムを含有する貴金属含有物を氷晶石と共に加熱溶融して溶融塩浴を形成する。氷晶石の溶融物は電解支持塩であり、貴金属含有物を氷晶石と共に加熱溶融することによって、導電性を有する溶融塩浴を形成することができる。
【００１５】
本発明の貴金属回収方法において、氷晶石と共に蛍石、フッ化アルミニウムなどのフッ化物材料を加えて溶融塩浴を形成することによって、氷晶石の融点を低下させることができる。蛍石およびフッ化アルミニウムは氷晶石の融点を低下させるフラックスとなり、溶融塩浴を容易に形成することができる。
【００１６】
原料を加熱溶融する手段として電気炉を用いることによって、溶融塩浴の形成と、これに引き続く溶融塩浴の電解を連続して行うことができる。例えば、図１に示すように、炉内の底部にカソード１１が設置され、該カソード１１の上方にアノード１２が設けられている電気炉１０に氷晶石を装入し、１０００℃程度に加熱し、これらを溶融して溶融塩浴１３を形成する。氷晶石と共に少量のフッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）およびフッ化カルシウム（ＣａＦ2）を添加すれば氷晶石の融点が低下し、容易に溶融塩浴を形成することができる。
【００１７】
溶融塩浴１３を形成した後に、この溶融塩浴１３に、貴金属および酸化アルミニウムを含有する貴金属含有物１４を投入して溶解させ、アルミニウムを含む溶融塩浴を生成させるとよい。溶融塩浴１３の形成に引き続き通電を継続して溶融塩浴１３を電解することができる。
【００１８】
溶融塩浴１３の生成後も通電を続けると、カソード反応によって、浴中の酸化アルミニウムが還元されて金属アルミニウム１５が生成し、炉底に溜まる。浴中に存在する金、白金、パラジウム、ルテニウムなどの貴金属は何れも金属アルミニウムに対して十分な溶解性を有するので、浴中の溶融貴金属は生成した金属アルミニウム融体１５に吸収され、アルミニウムと貴金属の溶融合金が形成される。
【００１９】
金属アルミニウムの生成によって溶融塩浴のアルミナ濃度が低下するので、貴金属含有物を補充しながら連続的に反応させ、貴金属を吸収した金属アルミニウム融体を底部から抜き出して、貴金属を金属アルミニウムと共に回収する。
【００２０】
回収した金属アルミニウムから貴金属を分離する方法は限定されない。例えば、アルミニウムを硝酸溶解すれば、Ａｌ6Ｒｕなどの金属間化合物が滓として残るので、約３５％Ｒｕの固体としてＲｕを回収することができる。
【実施例】
【００２１】
〔実施例１〕
図１に示す基本構造を有する電気炉に、氷晶石１０ｋｇを少量のＡｌＦ3およびＣａＦ2（ＡｌＦ3とＣａＦ2の合計１ｋｇ）を装入し、１０００℃まで加熱してこれらを溶融させた。この溶融浴に触媒廃棄物５０ｋｇ（アルミナ基体にルテニウム２％を含む触媒廃棄物）を投入して溶解させ混合溶融浴を形成した。さらに通電を継続して混合溶融浴の電解を行った（槽電圧４.０Ｖ、電流密度７０００Ａ/ｍ2）。炉底に溜まった金属アルミニウムを抜き出し、金属アルミニウム２７ｋｇを回収した。このアルミニウム中のＲｕ濃度は３.７％であった。次にこのアルミニウム全量を２０％濃度硝酸で溶解したところ２.６ｋｇの滓が残り、滓中のＲｕ濃度は３８％であった。
【００２２】
〔実施例２〕
図１に示す基本構造を有する電気炉に、氷晶石１０ｋｇを少量のＡｌＦ3およびＣａＦ2（ＡｌＦ3とＣａＦ2の合計１ｋｇ）を装入し、１０００℃まで加熱してこれらを溶融させた。この溶融浴に触媒廃棄物５０ｋｇ（アルミナ基体にパラジウム１％を含む触媒廃棄物）を投入して溶解させ混合溶融浴を形成した。さらに通電を継続して混合溶融浴の電解を行った（槽電圧４.０Ｖ、電流密度７０００Ａ/ｍ2）。炉底に溜まった金属アルミニウムを抜き出し、金属アルミニウム２７ｋｇを回収した。このアルミニウム中のＰｄ濃度は１．８％であった。次にこのアルミニウム全量を２０％濃度硝酸で溶解したところ１．０ｋｇの滓が残り、滓中のＰｄ濃度は５０％であった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施に用いる電気炉の断面概念図
【符号の説明】
【００２４】
１０−電気炉、１１−カソード、１２−アノード、１３−溶融塩浴、１４−酸化アルミニウムおよび貴金属含有物、１５−金属アルミニウム
【図１】
2010106326.tif 000003