(57)【要約】【課題】  処理困難な廃液を生ずる酸化力の強い酸を用いることなく効率よく白金族金属を回収することが可能な白金族金属の回収方法を提供する。【解決手段】  白金族金属含有原料を、スラグの低融点化用のフラックス成分及びコレクターメタルとしてのＡｇメタル又はＣｕメタルと共に電気炉に装入して１３００〜１６００℃で熔融し、これにより生成される上層側の熔融スラグ層と下側側の前記コレクターメタルからなる熔融メタル層のうち前記熔融メタル中に前記白金族金属含有原料中の白金族金属を濃縮する。この白金族金属を含有する熔融メタルは、前記電気炉から抜き出して乾式銅製錬工程で処理することによって前記白金族金属の精製処理を行なうのが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
白金族金属含有原料を、スラグの低融点化用のフラックス成分及びコレクターメタルとしてのＡｇメタル又はＣｕメタルと共に電気炉に装入して１３００〜１６００℃で熔融し、これにより生成される上層側の熔融スラグ層と下側側の前記コレクターメタルからなる熔融メタル層のうち前記熔融メタル中に前記白金族金属含有原料中の白金族金属を濃縮することを特徴とする白金族金属の回収方法。
【請求項２】
前記白金族金属を含有する熔融メタルを前記電気炉から抜き出して乾式銅製錬工程で処理することにより前記白金族金属の精製処理を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の白金族金属の回収方法。
【請求項３】
前記乾式銅製錬工程での処理が、前記白金族金属を含有する熔融メタルを転炉で処理した後、電解処理することで前記コレクターメタルとして添加したＣｕ又はＡｇをメタルとして電着回収し、前記白金族金属をスライムとして回収することを特徴とする、請求項２に記載の白金族金属の回収方法。
【請求項４】
前記電気炉から熔融スラグのみを抜き出すと共に、新たに白金族金属含有原料及びフラックス成分を前記電気炉に追加して熔融メタル中の白金族金属の濃度を高めることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の白金族金属の回収方法。
【請求項５】
前記白金族金属含有原料がＡｌ２Ｏ３を主成分とする場合、前記熔融スラグの組成がＡｌ２Ｏ３：４０〜５０％、ＣａＯ：４０〜５０％、ＳｉＯ２：０〜１０％の範囲内となるように、フラックス成分としてＣａＯ及びＳｉＯ２の装入量を調整することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の白金族金属の回収方法。
【請求項６】
前記白金族金属含有原料と前記フラックス成分との装入は、粉砕した白金族金属含有原料と粉状のフラックス成分とを混合してペレット化し、これを乾燥してから前記電気炉に装入することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の白金族金属の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済み自動車排ガス浄化用触媒、使用済み石油化学系触媒、使用済み電子基板やリードフレーム、白金族含有ブラスト粉等の白金族金属元素を含有する各種リサイクル材や廃材から白金族金属元素を回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用済み電子基板やリードフレームなどの白金族金属元素を含有する電子材料、使用済み自動車排ガス浄化用触媒、使用済み石油化学系触媒などの白金族金属元素を有する触媒、白金族含有ブラスト粉などのリサイクル材や廃材を処理してそれらに含まれる白金族金属を分離・回収する方法としては、酸化力の強い王水等を用いて湿式で処理する方法があるが、この方法は多量の酸及び酸化剤を必要とする上、貴金属以外の化合物を多量に含む廃液が付随して発生するため、その処理コストがかさむなどの問題を抱えていた。
【０００３】
そこで、上記の湿式処理法に代えて、乾式処理法により白金族金属を含有するリサイクル材や廃材から白金族金属元素を効率的に回収する方法が検討されており、例えば特許文献１に示すように、リサイクル材を銅源材料と共に加熱溶融し、これにより生成する溶融メタル中にリサイクル材の白金族金属を移行させて吸収する乾式回収法が提案されている。
【０００４】
具体的には、この特許文献１の技術は、白金族金属を含有するリサイクル材と、酸化銅を含有する銅源材料とを、フラックス成分および還元剤と共に電気炉に装入し、還元溶錬することで酸化物主体の溶融スラグ層の下方に金属銅主体の溶融メタルを沈降させ、その際、溶融メタル中に白金族金属を濃縮させている。この白金族金属が濃縮した溶融メタルは、溶融スラグから分別して別の炉に溶融状態のまま移し替えられ、そこで溶融メタルの酸化溶錬が行われる。これにより、銅の酸化物主体のスラグ層と白金族金属がさらに濃縮した溶融メタル層とに層分離する。尚、この白金族金属の乾式回収法では、電気炉から排出される溶融スラグは銅の含有量が３.０質量％以下にまで低下しており、別の炉で生成した溶融スラグは高温状態から水冷することにより酸化銅を含有する粒径０.１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の粒状物が得られると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１の技術を利用する事により、処理コストがかさむ廃液を生ずることなく湿式処理法に比べて短時間に白金族金属元素を回収することができるが、複数種類の多岐に亘るリサイクル材や廃材を処理する場合は銅の適切な酸化還元が極めて困難になるため、酸化物からなるスラグ中に白金族金属元素が混入してロスすることがあった。また、溶融スラグの水冷処理等の煩雑な工程を要するうえ、複数の大型電気炉が必要になるのでコストがかさむという問題を抱えていた。
【０００７】
本発明は、上記した従来の事情に鑑みてなされたものであり、処理困難な廃液を生ずる酸化力の強い酸を用いることなく効率よく白金族金属を回収することが可能な白金族金属の回収方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明に係る白金族金属の回収方法は、白金族金属含有原料を、スラグの低融点化用のフラックス成分及びコレクターメタルとしてのＡｇメタル又はＣｕメタルと共に電気炉に装入して１３００〜１６００℃で熔融し、これにより生成される上層側の熔融スラグ層と下側側の前記コレクターメタルからなる熔融メタル層のうち前記熔融メタル中に前記白金族金属含有原料中の白金族金属を濃縮することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、処理困難な廃液を生ずる酸化力の強い酸を用いることなくスクラップなどの白金族金属含有原料に含まれる白金族金属を効率よく回収することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の白金族金属の回収方法の一具体例について説明する。この本発明の一具体例の白金族金属の回収方法は、白金族金属含有原料をフラックス成分及びコレクターメタルと共にリサイクル炉などの電気炉に装入して熔融温度１３００〜１６００℃で熔融し、比重差により上層側の主に酸化物からなる熔融スラグ層と、下側側の主にコレクターメタルからなる熔融メタル層とを生成し、この熔融メタル層中に該白金族金属含有原料中の白金族金属を濃縮して回収するものである。
【００１１】
上記の白金族金属含有原料とは、プラチナ、パラジウム等の白金族元素を含有する使用済み石油化学系触媒、プラチナ、パラジウム、ロジウム等の白金族元素を含有する使用済みの自動車排ガス浄化用触媒、それら触媒の製造段階において発生するロットアウト品やスクラップなど、さらにはパラジウム等の白金族元素を含有する使用済みの電子基板、デジタル機器の部品、リードフレーム、白金族含有ブラスト粉等を挙げることができる。
【００１２】
このような白金族金属含有原料と共に装入されるフラックス成分としては、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等を使用するのが好ましい。このフラックス成分の配合量は、熔融スラグを低融点化させて上記の熔融温度範囲内で熔融するように白金族金属含有原料の種類に応じて適宜調整される。例えばＡｌ２Ｏ３が主成分である白金族金属含有リサイクル材を処理する場合は、フラックス成分としてＣａＯ及びＳｉＯ２を使用し、それらの添加量を溶融スラグの組成が質量基準でＡｌ２Ｏ３：４０〜５０％、ＣａＯ：４０〜５０％、ＳｉＯ２：０〜１０％となるように調整するのが好ましい。これによりフラックス成分の添加比率を極力少なくでき、原料を効率的に処理することができる。ただし、調整後の組成により、熔融スラグの粘性が大きく変化することがあるため、必要に応じて熔融温度を昇降させたり、装入量を増減させてセトリング時間を調整したりすることが好ましい。
【００１３】
上記白金族金属含有原料と共に装入されるコレクターメタルとしては、銀メタル又は銅メタルが用いられる。これらのコレクターメタルを用いることで、白金族金属含有原料から白金族金属元素をメタル熔湯中に移行させて熔融メタル中において濃縮することができる。但し、共存させるコレクターメタルの量が多すぎると白金族の品位が低下しすぎるので、白金族金属含有原料１００質量部に対してコレクターメタルを１０質量部以下になるように可能な限り少量添加するのが好ましい。
【００１４】
電気炉に装入するこれら白金族金属含有原料とフラックス成分とは、ボールミル等で混合状態で粉状化した上でペレット化し、このペレットを乾燥してから電気炉に装入するのが好ましい。これにより、原材料が飛散してロスするのを防ぐことができる。また、白金族金属含有原料の均一かつ素早い処理が可能となり、ばらつきの少ない高品位の白金族金属を効率よく回収することができる。
【００１５】
上記の白金族金属含有原料、コレクターメタル、及びフラックスからなる原材料を電気炉に装入した後、溶融スラグ層と熔融メタル層とに相分離させると共に該原料中の白金族金属を熔融メタル層に移行させて熔融メタルに吸収させるため、ある程度の静置時間をかけて静置（セトリング）することが必要となる。尚、上記静置時間はバッチ式で処理する場合を想定したものであるが、連続式で処理する場合はこの静置時間は滞留時間とすることができる。
【００１６】
セトリング後は、電気炉の下層側から熔融メタルを抜き出して更に乾式銅製錬工程で処理するのが好ましい。これにより、当該乾式銅製錬工程に対して特に悪影響を及ぼすことなく、必要最小限の処理で白金族金属を精製することができる。具体的には、上記の白金族金属含有原料から移行した白金族金属を含んだ熔融メタルを電気炉の下層側から抜き出し、これを乾式銅製錬プラントの自溶炉から抜き出されるマットの処理が行われている転炉内に投入する。これにより、白金族金属含有原料中のＡｌ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２等の高融点の化合物を乾式銅精錬工程に持込むことなく、銅製錬スラグの粘性を適正に維持しながら白金族金属を含む熔融メタルの処理を行うことができる。
【００１７】
尚、上記セトリング後に熔融スラグのみを抜き出し、主に熔融メタルからなる残余部分に白金族金属原料をフラックスと共に追加して再度熔融処理と静置を行ってもよい。このような熔融スラグのみの抜き出しと新たな原料及びフラックス成分の追加による処理を繰り返すことにより、熔融メタル中の白金族金属の濃縮度を高めてより高濃度にすることができる。尚、電気炉の上層側から抜き出される熔融スラグは、セメントやコンクリート等の原料として用いることができる。
【００１８】
上記の転炉で処理された白金族金属を含む粗銅は、鋳造機でアノードに成形された後、銅電解槽で電解処理される。これによりコレクターメタルは電解メタルとして回収することができ、白金族金属は陽極泥スライムとして高品位化させて回収することができる。なお、コレクターメタルにＡｇを用いる場合は、Ａｇを陰極側に電着させ、Ｐｔを陽極泥スライムとして回収することができる。回収した上記の電解メタルは、コレクターメタルとして再利用してもよい。
【実施例】
【００１９】
［実施例１］
Ａｌ２Ｏ３品位６３.８％、Ｐｔ品位０.１５％の廃触媒１.００ｋｇを粉状にし、これにフラックスとして粉状ＣａＯ：０.７１ｋｇ、及び粉状ＳｉＯ２：０.１ｋｇを混合してペレット化した。このペレット状原料を乾燥した後、坩堝内の熔融したコレクターメタルＣｕ：２.００ｋｇに投入して熔解させた。全てが熔解したのを確認した後、更に熔融温度１５００℃で１時間保持した。１時間経過後、坩堝を傾けて上層側の熔融スラグのみを極力抜き出し、ほぼ熔融メタルからなる残余部分を別の鋳型へ抜き出した。
【００２０】
得られた熔融スラグと熔融メタルをそれぞれサンプリングし、高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析装置を用いて組成を分析した。その分析結果を下記表１（熔融メタルの組成）及び下記表２（熔融スラグの組成）に示す。更に、熔融メタル及び溶融スラグの各々のＰｔ含有率からＰｔの分配率を算出した。その結果を下記表３に示す。
【００２１】
【表１】
2018145479.tif 000002
【００２２】
【表２】
2018145479.tif 000003
【００２３】
【表３】
2018145479.tif 000004
【００２４】
［実施例２］
Ａｌ２Ｏ３品位６３.８％、Ｐｔ品位０.１５％の廃触媒３２.００ｋｇを粉状にし、これにフラックスとして粉状ＣａＯ：２２.７５ｋｇ、及び粉状ＳｉＯ２：３.２５ｋｇを混合してペレット化した。このペレット状原料を乾燥した後、坩堝にコレクターメタルＣｕ：２.００ｋｇと装入可能な限りのペレット状原料とを投入して熔解させた。全てが熔解したのを確認後、更に熔解温度１５００℃で１時間保持した。１時間経過後、坩堝を傾けてした下層側の熔融メタルが排出されないように注意しながら上層側の熔融スラグのみを抜き出した。
【００２５】
坩堝の傾きを元に戻した後、空いた部分に上記ペレット状原料を再び投入し、熔融したのを確認してから更に１時間保持した後、再度坩堝を傾けて上層側の熔融スラグのみを抜き出した。上記のペレット状原料の投入から熔融スラグの抜き出しまでの操作をペレット状原料がなくなるまで繰返した。そして最終バッチでは１時間保持後に熔融スラグのみを極力排出した後、残った熔融メタルを別の鋳型に抜き出して回収した。
【００２６】
得られた全ての熔融スラグと熔融メタルをそれぞれサンプリングして上記実施例１と同様に分析し、Ｐｔ分配率を算出した。熔融メタルの組成を下記表４に、熔融スラグの組成を下記表５に、Ｐｔ分配率を下記表６に示す。
【００２７】
【表４】
2018145479.tif 000005
【００２８】
【表５】
2018145479.tif 000006
【００２９】
【表６】
2018145479.tif 000007
【００３０】
上記表３と表６を比較して分かるように、実施例１では銅メタル中へのＰｔ分配率が９５.０％であるのに対して、実施例２では銅メタル中へのＰｔ分配率が９５.５％となっており、より濃度が高くなっている。