(57)【要約】【課題】  白金族金属が母材にめっきされた形態の金属材料に対して、母材の溶解を抑制しながら白金族金属を優先的に溶解して回収する白金族金属の回収方法を提供する。【解決手段】  濃度３５質量％の塩酸１体積部に対して濃度６７.５質量％の硝酸を３〜５体積部の割合で混合してなる溶解液を用いて、好適にはＮｉ又はその合金からなる金属母材に白金族金属がめっきされた形態の材料を処理し、該金属母材の溶解を抑制しながら白金族金属を溶解して回収する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度３５質量％の塩酸１体積部に対して濃度６７.５質量％の硝酸を３〜５体積部の割合で混合してなる溶解液を用いて、白金族金属が金属母材にめっきされた形態の材料を処理し、該金属母材の溶解を抑制しながら白金族金属を溶解して回収することを特徴とする白金族金属の回収方法。
【請求項２】
前記金属母材がＮｉ又はその合金であることを特徴とする、請求項１に記載の白金族金属の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材に含まれる白金族金属を溶解して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、白金族金属含有ブラスト粉などのリサイクル材やスクラップ品は、希少で高価な白金族金属を有しているため、これらを処理して白金族金属を分離・回収することが行われている。この白金族金属の分離・回収方法としては、例えば６７.５％硝酸と３５％塩酸とを比率１：３で混合した王水を用いて高温で浸出したり、塩化処理により浸出したりする方法が用いられている。
【０００３】
前者の王水を用いる方法では、王水が有する極めて強い酸化力のため、回収対象物である白金族金属のみならずＮｉ等の白金族金属以外の金属も溶解してしまうため、白金族金属成分に適した還元剤を浸出液に添加して還元物として白金族金属を回収する前に、次亜塩素酸等の酸化剤と塩化アンモニウムとを浸出液に添加し、Ｐｔの場合は例えば塩化白金酸アンモニウムの錯体を形成することで該白金族の錯体を白金族金属以外の金属から分離することが行われている。
【０００４】
また、後者の塩化処理による方法としては、例えば特許文献１に、貴金属を含む基材に対して、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｚｎから選ばれる１種又は２種以上の金属である活性金属と反応させて貴金属を含んだ合金を作り、得られた貴金属合金に塩素ガス又は塩化物を供給して塩化処理した後、得られた貴金属塩化物を抽出により回収する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３７６５５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように加熱した王水を用いて白金族金属を回収する方法は、一部のＲｈやＩｒを除いてほとんどの金属が溶解してしまうため、表面に白金族金属がめっきされた金属材料から白金族金属を回収する場合は、母材の溶解も進行してしまう。そのため、王水中に溶け出たものから白金族金属以外の金属を除去するため、余分な処理コストがかかるなどの問題を抱えていた。
【０００７】
一方、塩化処理により白金族金属を回収する方法は、白金族金属であるＰｔの回収率が８０％程度であるうえ、塩化処理の際に発生する腐食性の塩素ガスの対策のため、反応槽等の機器をコストのかかる耐腐食性仕様にする必要があった。更に、塩化処理の場合は原料をペレット化して装入するため、母材の粉砕等の前処理にコストがかかることも問題になっていた。本発明は上記した従来の問題に鑑みてなされたものであり、白金族金属が母材にめっきされた形態の金属材料に対して、母材の溶解を抑制しながら白金族金属を優先的に溶解して回収する白金族金属の回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の白金族金属の回収方法は、濃度３５質量％の塩酸１体積部に対して濃度６７.５質量％の硝酸を３〜５体積部の割合で混合してなる溶解液を用いて、白金族金属が金属母材にめっきされた形態の材料を処理し、該金属母材の溶解を抑制しながら白金族金属を溶解して回収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、白金族金属が金属母材にめっきされた形態の金属材料から白金族金属を回収するに際して、母材の溶解を抑制して白金族金属を優先的に溶解することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一具体例の白金族金属の回収方法を示すブロックフロー図である。
【図２】硝酸／塩酸の混合比４の溶解液で浸出処理したときのＰｔ溶解率とＮｉ溶解率を横軸に経過時間をとってプロットしたグラフである。
【図３】溶解液の硝酸／塩酸の混合比を０.３３〜６の範囲内で変化させた時のＰｔ溶解率とＮｉ溶解率の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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図１を参照しながら説明する。この本発明の一具体例の白金族金属の回収方法は、先ず濃度３５質量％の濃塩酸１体積部に対して濃度６７.５質量％の濃硝酸を３〜５体積部の割合で混合してなる溶解液（逆王水とも称する）を準備する。この溶解液に、白金族金属が金属母材にめっきされた形態の金属材料を浸漬させる。
【００１２】
これにより、母材の溶解を抑制しながら白金族金属を優先的に溶解することが可能になる。上記の溶解液に金属材料を浸漬させる時間は特に限定はなく、めっき層の厚みや金属材料の大きさ等に基づいて適宜調整するのが好ましい。また、溶解液の温度も特に限定はないが、効率よく浸出させるには６０〜７０℃程度が好ましい。
【００１３】
上記の浸出処理後は濾過などの固液分離により浸出残渣を除去し、溶解した白金族金属元素を含む溶解液を回収する。次に、この回収した溶解液を沸騰するまで加熱し、該溶解液の量が約半分程度になるまで濃縮する。その後、この濃縮後の溶解液の量とほぼ同量の３５％塩酸を加えて元の量に戻す。この濃度調整工程により、溶解液中の塩酸濃度を高めることができるので、後工程の白金族還元工程において硝酸のＮＯｘ濃度が高すぎることにより生じる還元不良の発生を抑えることができる。
【００１４】
次に、濃度調整後の溶解液の酸化還元電位（ＯＲＰ）を上昇させるために次亜塩素酸ナトリウムを添加し、温度５０〜６０℃に加熱して１０〜２０分間攪拌する。更に塩化白金酸アンモニウム等の錯体を形成させるために塩化アンモニウムを添加し、引き続き１０〜２０分間攪拌を継続した後、撹拌を止めて静置させる。塩化アンモニウム錯体の澱物が形成されているのを目視にて確認した後、ろ過などの固液分離により該塩化アンモニウム錯体を回収する。
【００１５】
得られた塩化アンモニウム錯体に水を添加して希釈した後、水酸化ナトリウムを加えてｐＨ１０程度となるようにｐＨ調整を行って該塩化アンモニウム錯体を溶解した後、この溶解液に還元剤として水素化ホウ素ナトリウム（ＳＢＨ）を加えてＰｔなどの白金族を還元物として析出させる。この析出物を含んだ溶解液を濾過などで固液分離することにより、濃縮した白金族還元物を回収することができる。
【実施例】
【００１６】
白金族金属を含むスクラップ品から逆王水を用いて白金族金属を回収した。具体的には、濃度３５質量％の塩酸１体積部に対して濃度６７.５質量％の硝酸を４体積部の割合で混合した溶解液（以下、硝酸／塩酸の混合比４の溶解液とも称する）を調製した。主成分としてのＮｉにＣｒ、Ｆｅ、Ｎｂ、及びＭｏが含まれたＮｉ合金母材の表面にＰｔがめっきされた、航空機で使用されているタービンブレードのスクラップ品を上記溶解液に浸漬させた。その際、溶液の温度は常温とし、浸出時間は１２時間とした。
【００１７】
この浸出処理の際、１時間おきに溶解液をサンプリングしてＰｔ及びＮｉの含有率をＩＣＰ発光法で測定してそれぞれの溶解率（すなわち、浸出処理を行ったスクラップ品に含まれるＰｔ及びＮｉの質量のうち、溶解液にそれぞれ溶解した質量の割合であり、全て溶解した場合が１００％となる）を求めた。その結果を図２に示す。図２の結果から、硝酸／塩酸の混合比４の溶解液はＮｉ溶解率を低く抑えながらＰｔ溶解率を高く維持できることが分かった。すなわち、硝酸／塩酸の混合比４の溶解液は、母材の溶解を抑制しつつめっき材のＰｔを優先的に溶解できることが分かった。
【００１８】
上記の１２時間経過後の溶解液に対して、以降は図１のフローに沿って処理した。すなわち、先ず溶解液を濾過して残渣を除去した後、得られた濾液を沸騰して液量を半分に濃縮し、この濃縮後の液量と同量の３５％塩酸を加えて元の量に戻した。次に酸化還元電位（ＹＯＫＯＧＡＷＡ  ＭＯＤＥＬ  ＰＨ８２を用いて測定した）が１０００ｍＶに上昇するまで次亜塩素酸ナトリウムを加えた後、温度５５℃に加熱してそのまま１５分間攪拌した。更に濃度５０ｇ／ＬのＮＨ４Ｃｌを加えて１５分間攪拌を継続した後、撹拌を止めて静置した。この静置により底部に澱物が形成しているのを確認できたのでろ過により該澱物を回収し、水で希釈してから水酸化ナトリウムを加えてｐＨ１０に調整し、溶解した。この溶解液に還元剤としてＳＢＨを加えて還元により澱物を析出させた。この澱物を濾過及び乾燥して得た還元物の組成をＩＣＰ発光法で分析したところ品位９０％のＰｔであった。
【００１９】
次に、硝酸／塩酸の混合比が上記の４よりも低い３、２及び１の場合、及び該混合比が４よりも高い５及び６の場合の各々について、上記と同様の条件でスクラップ品を浸漬させて、１２時間経過後のＰｔ及びＮｉの溶解率を上記と同様に求めた。その結果を図３に示す。この図３の結果から、硝酸／塩酸の混合比が４よりも低い３ではＰｔ溶解率がわずかに上昇し、Ｎｉ溶解率も上昇する傾向が見られたが、Ｎｉ溶解率を上記の混合比４の場合とほぼ同程度に抑えることができた。しかし、混合比が更に低い２及び１では、Ｐｔ溶解率の上昇がわずかであるにもかかわらず、Ｎｉ溶解率が顕著に高くなり、母材の溶解を抑制しながらＰｔめっき材を溶解させることはできなかった。一方、混合比が４よりも高い５では、混合比４の場合とほぼ同等の結果であったが、混合比が６になるとＮｉ溶解率は混合比４の場合とほぼ同程度であるにもかかわらず、Ｐｔ溶解率が著しく減少する結果となった。
【００２０】
比較のため、濃度６７.５％の硝酸１体積部に対して濃度３５％塩酸３体積部の割合で混合した一般的な王水を用いたこと、及び溶解液を濃縮してから同量の濃塩酸を添加する濃度調整を行わなかったこと以外は上記の混合比４の場合と同様の条件で、白金族金属を含むスクラップ品を浸漬させた。その結果、図３の混合比０.３近傍のプロットで示されるように、１２時間経過後のＰｔ溶解率は９９%となったが、Ｎｉ溶解率が８０%と著しく高くなった。上記の結果より、ＰｔでめっきされたＮｉ母材の浸出処理に使用する処理液は、硝酸／塩酸の混合比を通常の王水の１／３のとはほぼ逆の４〜５にすることで、Ｐｔ溶解率を高く維持しつつ、Ｎｉ溶解率を抑制できることが確認できた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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