(57)【要約】【課題】ＳｉＣは不活性であって酸化処理しにくいという問題があり、今後使用が増えるであろうＳｉＣを担体（基体）物質として用いた排ガス浄化用触媒の使用済み材料を処理し含有される金および／または白金族元素を効率的に回収する方法の確立が急務となっている。【解決手段】金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図における所定位置の点１〜５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと共に第１炉内で溶融及び酸化処理して溶融酸化物を生成し、生成された酸化物を還元剤と金属銅又は酸化銅と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させる。【選択図】図１
2011032553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと共に第１炉内で溶融及び酸化処理して溶融酸化物を生成し、該生成された酸化物を還元剤と金属銅又は酸化銅と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法。
【請求項２】
金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと共に第１炉内で溶融及び酸化処理して溶融酸化物を生成し、該生成された酸化物を還元剤と金属銅又は酸化銅と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させた後、該溶融酸化物層の少なくとも一部を前記スラグの原料として前記第１炉で用いることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法。
【請求項３】
金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと金属銅と共に第１炉内で溶融及び酸化処理して該金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させ酸化物の溶融層と金属の溶融層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該金属の溶融層に抽出させた後、該酸化物を還元剤と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法。
【請求項４】
金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと金属銅と共に第１炉内で溶融及び酸化処理して該金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させ酸化物の溶融層と金属の溶融層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該金属の溶融層に抽出させた後、該酸化物を還元剤と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させた後、該溶融金属層を前記金属銅として前記第１炉で用いることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法。
【請求項５】
金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと金属銅と共に第１炉内で溶融及び酸化処理して該金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させ酸化物の溶融層と金属の溶融層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該金属の溶融層に抽出させた後、該酸化物を還元剤と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別し、該溶融酸化物層の少なくとも一部を前記スラグの原料として前記第１炉で用いることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法。
【請求項６】
金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと金属銅と共に第１炉内で溶融及び酸化処理して該金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させ酸化物の溶融層と金属の溶融層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該金属の溶融層に抽出させた後、該酸化物を還元剤と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別し、該溶融金属層を前記金属銅とし該溶融酸化物層の少なくとも一部を前記スラグの原料としてともに前記第１炉で用いることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法。
【請求項７】
前記酸化処理は酸素ガスまたは酸素富化空気を前記第１炉内に導入して行う、請求項１〜６のいずれかに記載の回収方法。
【請求項８】
前記第１炉内で生成された前記溶融酸化物を該炉から排出した後に水と接触させることによって粉粒体として前記第２炉に装入する、請求項１〜７のいずれかに記載の回収方法。
【請求項９】
前記スラグが１２００〜１６００℃において液相である、請求項１〜８のいずれかに記載の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金および／または白金族元素を担持などの形態で含有する炭化珪素（ＳｉＣという。）を用いた排ガス浄化用触媒であって触媒としての使命を終えた使用後の触媒廃棄物や何らかの理由により使命を終える前に廃棄された触媒廃棄物などの金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を効率的に回収する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、特許文献１〜４などに記載されるように、ＳｉＣを金および／または白金族元素の担体（基体）物質として用いた触媒を使用する排ガス浄化システムの実用化が進められている。ＳｉＣは耐熱性に優れるため、特にディーゼルエンジンの排ガスのＰＭ燃焼用触媒の担体物質として用いると触媒の性能・耐久性が向上するものと期待され開発が急速に進んで普及して来ている。
【０００３】
一方、上記の触媒としての使命を終えた使用後の触媒廃棄物や何らかの理由により使命を終える前に廃棄された触媒廃棄物などのＳｉＣ系物質から金および／または白金族元素を回収する方法については、特許文献５〜７などに有望な回収方法が開発され実用化されているが、ＳｉＣは融点が２７００℃以上で且つ化学的に不活性であって本質的に処理されにくく、なお一層効率的なＳｉＣ系物質の処理方法が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１８２２１４号公報
【特許文献２】特開平１０−７６１６２号公報
【特許文献３】特開２００１−３４９２１１号公報
【特許文献４】特開２００３−２６２１１８号公報
【特許文献５】特開２００７−２２４３３６号公報
【特許文献６】特開２００８−８８４５０号公報
【特許文献７】特開２００８−８８４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳｉＣは乾式プロセスにおいて溶解させにくいという問題があり、前述の酸化銅スラグを用いる特許文献５によればＳｉＣ／Ｃｕ2Ｏの質量比は最大で０．２であるため、ＳｉＣ系物質の処理量が限定されていた。
【０００６】
したがって、今後使用が一層増えるであろうＳｉＣを担体（基体）物質として用いた排ガス浄化用触媒の使用済み材料を処理し含有される金および／または白金族元素を一層効率的に回収する方法の確立が急務となっている。
本発明は、このような現状に鑑み、ＳｉＣ系物質に含有される金および／または白金族元素を一層効率的に回収する方法を提供しようというものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等はＳｉＣの溶解に適した組成のスラグを検討しこれに酸素ガスまたは酸素を富化した空気を吹き込んで酸化することによってＳｉＣ系物質を効率よく酸化して金、白金族元素を回収することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は第１に、金および／または白金族元素（「金および／または白金族元素」を「貴金属」ということがある。）を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成（質量％で示す。以下同様。）がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと共に第１炉内で溶融及び酸化処理して溶融酸化物を生成し、該生成された酸化物を還元剤と金属銅又は酸化銅と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法を、第２に、金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと共に第１炉内で溶融及び酸化処理して溶融酸化物を生成し、該生成された酸化物を還元剤と金属銅又は酸化銅と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させた後、該溶融酸化物層の少なくとも一部を前記スラグの原料として前記第１炉で用いることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法を提供する。
【０００９】
また本発明は第３に、金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと金属銅と共に第１炉内で溶融及び酸化処理して該金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させ酸化物の溶融層と金属の溶融層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該金属の溶融層に抽出させた後、該酸化物を還元剤と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法を、第４に、金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと金属銅と共に第１炉内で溶融及び酸化処理して該金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させ酸化物の溶融層と金属の溶融層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該金属の溶融層に抽出させた後、該酸化物を還元剤と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させた後、該溶融金属層を前記金属銅として前記第１炉で用いることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法を提供する。
【００１０】
さらに本発明は第５に、金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと金属銅と共に第１炉内で溶融及び酸化処理して該金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させ酸化物の溶融層と金属の溶融層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該金属の溶融層に抽出させた後、該酸化物を還元剤と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別し、該溶融酸化物層の少なくとも一部を前記スラグの原料として前記第１炉で用いることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法を、第６に、金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質から該金および／または白金族元素を回収する方法において、前記ＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと金属銅と共に第１炉内で溶融及び酸化処理して該金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させ酸化物の溶融層と金属の溶融層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該金属の溶融層に抽出させた後、該酸化物を還元剤と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別し、該溶融金属層を前記金属銅とし該溶融酸化物層の少なくとも一部を前記スラグの原料としてともに前記第１炉で用いることを特徴とする金および／または白金族元素の回収方法を提供する。
【００１１】
最後に本発明は第７に、前記酸化処理は酸素ガスまたは酸素富化空気を前記第１炉内に導入して行う第１〜６のいずれかに記載の回収方法を、第８に、前記第１炉内で生成された前記溶融酸化物を該炉から排出した後に水と接触させることによって粉粒体として前記第２炉に装入する第１〜７のいずれかに記載の回収方法を、第９に、前記スラグが１２００〜１６００℃において液相である第１〜８のいずれかに記載の回収方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、大量のＳｉＣ系物質を低コストのスラグを用いて酸化処理し金および／または白金族元素を効率的に回収することができる。
また、第１炉内において被処理原料の主成分であるＳｉＣの酸化分解に伴う発熱及び添加した金属銅の酸化熱などによって供給すべき熱エネルギーコストが節減され、且つ、ＳｉＣのＣ分は燃焼して排ガスとなって系外へ排出され、Ｓｉ分は酸化されてフラックス成分のＳｉ酸化物（ＳｉＯ2）となるために供給すべきフラックスコストが節減されるという効果も奏する。
さらに、第２炉から排出される酸化物の少なくとも一部を第１炉においてスラグの原料として繰り返し使用すれば、スラグコストを低減させることができる。
その上、第１炉に金属銅を装入する方法において第２炉で発生する金属層を前記金属銅として繰り返し使用すれば、金属銅コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るスラグの組成を示すＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明における白金族元素は元素の周期表第ＶIII族に属するルテニウムＲｕ、ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄ、オスミウムＯｓ、イリジウムＩｒ、白金Ｐｔの６元素をいう。
【００１５】
本発明において「金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質」とは、金および／または白金族元素を担持等の種々の形態で含有するＳｉＣを主体とする物質の総称であって、好ましくはＳｉＣを５０質量％を超えて含有するＳｉＣ主体の材料であり、他の添加物質やＰＭ（ディーゼルエンジンからの排ガス中の粒子状物質）などが含有される場合がある。このＳｉＣ系物質としては、例えば、上記のディーゼルエンジンの排ガス浄化用触媒の廃棄物、さらに電子部品廃棄物等が挙げられる。
【００１６】
一般的に「スラグ」とは、ＳｉＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＦｅＯ、ＭｎＯなどの各種の酸化物が溶融一体化されたものであって金属製錬工程において副生する所謂鉱滓であるが、本発明において第１炉に装入するスラグは、前記課題を達成すべく、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3を主体としその組成が特定の範囲になるように規定したものである。
この規定された組成のスラグを用いることによって、金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質を効率よく酸化処理し、更に、スラグの融点を低下させ且つ流動性を向上させることができる。
【００１７】
本発明における第１炉（酸化炉ということがある。）として転炉または回転炉を用いると、必要に応じて傾動または回転させることによってＳｉＣ系物質とスラグや金属銅との接触・混合を促進させることができ、かつ、酸素ガスまたは酸素富化空気をランスによって表面上から吹き付けて酸化処理することができ、さらには、酸化処理後に傾動させることによって最初に溶融酸化物層を抜き出し、その後溶融金属銅層を抜き出すことができるので、両層を容易に分離することができる。
【００１８】
また、第１炉内の溶体中にランス又は羽口（Tuyere）を通じて酸素ガスまたは酸素富化空気を直接に吹き込むことによって、溶体の撹拌を促し、ＳｉＣの酸化速度を一層速めることもできる。
なお、酸化処理後の溶融酸化物は溶融金属銅より比重が小さいので、酸化処理後の溶融酸化物と溶融金属銅との混合溶融体（液相）を炉内で静置することにより、溶融酸化物は上層、溶融金属銅は下層となって容易に相互に分離される。
【００１９】
また、本発明における第２炉（還元炉ということがある。）としては電気炉を用いることができる。
第１炉から排出された溶融酸化物をいったん冷却して固形物としてストックしたものを集積して、第２炉である電気炉に装入し、還元剤と必要に応じてフラックスを加えて溶融還元する。第１炉からの溶融酸化物に混在して持ち込まれた未反応のＳｉＣ系物質は第２炉で還元剤として作用し酸化分解されるので、第２炉においては必要に応じて不足量の還元剤を添加すればよい。
なお、電気炉で生成した溶融酸化物と溶融金属銅は、溶融酸化物は上層、溶融金属銅は下層となって容易に相互に分離され、それぞれ炉壁に設けられた抜口（Tapping  Hole）から分別回収することができる。
【００２０】
なお、第１炉から排出された溶融酸化物を多量の水と接触させることによって粉粒体とする（つまり水砕を行う）と、溶融酸化物中に混在して持ち込まれた未反応のＳｉＣ系物質が粉粒体の微細粒子表面に露出するので、第２炉において還元剤としての反応性が著しく促進する。
【００２１】
金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと共に第１炉内で溶融及び酸化処理して溶融酸化物を生成し、該生成された酸化物を還元剤と金属銅又は酸化銅と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該溶融金属層に抽出させ、必要に応じて、該溶融酸化物層の少なくとも一部を前記スラグの原料として前記第１炉で用いる発明をさらに具体的にいえば、以下のとおりである。
【００２２】
１．ＳｉＣ系物質と、上記スラグを酸化炉（第１炉）に装入し、酸素ガス又は酸素富化空気で酸化しながら、一様な酸化物溶体を形成する。
なお、本発明において酸素富化空気は酸素濃度において特に制限はないが、酸化処理速度向上の点から酸素濃度４０％（容積比で表す。以下同じ。）以上の酸素濃度が好ましい。
２．本発明において酸化物溶体は水砕して粉粒状として乾燥し、還元炉（第２炉、好ましくは電気炉）にフラックス、金属銅又は酸化銅、コークスとともに装入して、溶融及び還元処理し、金、白金族元素の融解した溶融金属層（溶銅ともいう。）と溶融酸化物（溶融スラグともいう。）の２層に分離させる。
３．電気炉で生成した溶銅中にほとんどの金、白金族元素が移行する。
４．電気炉から排出された溶融スラグはほとんど金、白金族元素を含まないので、廃棄する又は路盤材等に再利用することもできるが、その少なくとも一部を前記スラグの原料として第１炉に繰り返し装入することができる。
５．電気炉で生成された溶銅は、さらに酸化処理し銅分を酸化させながら、金、白金族元素を一層濃縮する。
【００２３】
金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質を、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分とするスラグと金属銅と共に第１炉内で溶融及び酸化処理して該金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させ酸化物の溶融層と金属の溶融層とに分別することによって前記金および／または白金族元素を該金属の溶融層に抽出させた後、該酸化物を還元剤と共に第２炉内で溶融及び還元処理して溶融酸化物層と溶融金属層とに分別し、必要に応じて、該溶融金属層を前記金属銅とし該溶融酸化物層の少なくとも一部を前記スラグの原料として前記第１炉で用いる発明をさらに具体的にいえば、以下のとおりである。
【００２４】
１．ＳｉＣ系物質、上記スラグ、及び金属銅（第２炉で生成した金属銅や、銅線を２〜３ｍｍに破砕したナゲット銅のような不純分を含むものでもよい。)を第１炉に装入し酸素ガス又は酸素富化空気で酸化しながら、金属銅の少なくとも一部と該ＳｉＣ系物質を酸化させて酸化物溶体層と溶銅を中心とする溶融メタル層の２層に分離させる。
この場合に、装入された金属銅の１０〜７０％を酸化するのが好ましく、１５〜５５％を酸化するのが一層好ましい。
２．溶銅中にほとんどの金、白金族元素が移行する。
３．溶銅は、さらに酸化処理を行って銅分を酸化させながら、金、白金族元素を一層濃縮する。
４．酸化物溶体は水砕して粉粒状として乾燥し、還元炉（第２炉、好ましくは電気炉）にフラックス、コークスとともに装入する。
５．電気炉から排出される溶融スラグはほとんど金、白金族元素を含まないので、廃棄する又は路盤材等に再利用することもできるが、その少なくとも一部を前記スラグの原料として第１炉に繰り返し装入することができる。
６．電気炉で生成した溶銅を金属銅として第１炉へ装入すれば、新たな金属銅を節減でき、コスト低減を図ることができる。
【００２５】
本発明において用いるスラグは、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3３元状態図におけるＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、２６．０％、２７．０％、４７．０％の点１、５５．０％、３５．０％、１０．０％の点２、３１．５％、６２．５％、６．０％の点３、０．０％、７７．０％、２３．０％の点４、８．０％、４５．０％、４７．０％の点５によって囲まれる範囲内の組成を有するスラグまたは該スラグを主成分（好ましくは該スラグの含有量を８０質量％以上）とするスラグである。この特定組成のスラグは１２００〜１６００℃で溶融して、金および／または白金族元素を含有するＳｉＣ系物質を効率よく酸化処理し、更に、スラグの流動性を向上させることができる。
上記の所定範囲外のスラグでは、低融点、酸化処理効率、高流動性をすべて充足することができない。
【００２６】
なお、本発明において所定スラグを用いて処理されるＳｉＣ系物質量、即ち、ＳｉＣ／スラグの質量比は最大１．１４であって、好ましくは０．０３〜０．６７である。
また、本発明におけるＳｉＣ系物質は５ｍｍ目の篩を通過する粒度であることが好ましく、更に好ましくは０．１〜３．０ｍｍ径である。
【実施例】
【００２７】
以下の実施例すべてにおいて、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の組成がそれぞれ、３０．０％、３５．０％、３５．０％のスラグを用いた。
【００２８】
［実施例１−１］
ＳｉＣ系物質（ＳｉＣ原料ともいう。）の組成（固体の組成は％及びｐｐｍとも質量比で表す。）はＳｉＣ９５％であり、金、白金族元素（Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ）の含有量を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2011032553.tif 000003
【００３０】
以下に操作手順を示す。
１．前記の所定組成のスラグ２８５ｋｇを酸化炉に装入した。
２．ＳｉＣ原料２６３ｋｇを酸化炉に装入した。
３．装入後２４時間、重油バーナーで加熱しながら、酸素４０％（気体の組成は容積比。）の酸素富化空気を５５ｍ3／時間で吹き込んだ。
４．上記吹き込み終了後、酸化炉を傾転させ、溶融酸化物を取り出した。取り出した酸化物は水砕して乾燥した。その結果、６７５ｋｇの乾燥した酸化物が得られた。
５．得られた酸化物の全量と、酸化銅２１０ｋｇ、生石灰１７０ｋｇ、コークス２０ｋｇを電気炉に装入し、１３５０℃で溶融還元した。
６．溶融還元の結果、上層の酸化物と下層の溶融メタルに分離した。
７．下層の溶融メタルの質量は１６８ｋｇであった。
８．上層の酸化物（スラグ）中の銅品位は０．５％、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ品位は表２のとおり１０ｐｐｍ未満であり、回収率は９９％以上であることを確認した。
９．電気炉から排出されたスラグ８５０ｋｇの少なくとも一部を酸化炉へスラグの原料として繰返した。この場合、酸化炉においては必要に応じて所定のスラグ組成を構成するに必要なフラックス成分を添加してスラグ組成を調整した。
【００３１】
【表２】
2011032553.tif 000004
【００３２】
［実施例１−２］
ＳｉＣ原料の組成はＳｉＣ９５％であり、白金族元素（Ｐｔ、Ｒｕ）の含有量を表３に示す。
【００３３】
【表３】
2011032553.tif 000005
【００３４】
以下に操作手順を示す。
１．前記の所定組成のスラグ２２８ｋｇを酸化炉に装入した。
２．ＳｉＣ原料２１０ｋｇを酸化炉に装入した。
３．装入後２４時間、重油バーナーで加熱しながら、酸素４０％の酸素富化空気を４４ｍ3／時間で吹き込んだ。
４．上記吹き込み終了後、酸化炉を傾転させ、溶融酸化物を取り出した。取り出した酸化物は水砕して乾燥した。その結果、５４０ｋｇの乾燥した酸化物が得られた。
５．得られた酸化物の全量と、酸化銅１６８ｋｇ、生石灰１３７ｋｇ、コークス１５ｋｇを電気炉に装入し、１３５０℃で溶融還元した。
６．溶融還元の結果、上層の酸化物と下層の溶融メタルに分離した。
７．下層の溶融メタルの質量は１３５ｋｇであった。
８．上層の酸化物（スラグ）中の銅品位は０．５％、Ｐｔ、Ｒｕ品位は表４のとおり１０ｐｐｍ未満であり、回収率は９９％以上であることを確認した。
９．電気炉から排出されたスラグ６７８ｋｇの少なくとも一部を酸化炉へスラグの原料として繰返した。この場合、酸化炉においては必要に応じて所定のスラグ組成を構成するに必要なフラックス成分を添加してスラグ組成を調整した。
【００３５】
【表４】
2011032553.tif 000006
【００３６】
［実施例１−３］
ＳｉＣ原料の組成はＳｉＣ９５％であり、白金族元素（Ｐｔ、Ｉｒ）の含有量を表５に示す。
【００３７】
【表５】
2011032553.tif 000007
【００３８】
以下に操作手順を示す。
１．前記の所定組成のスラグ１７２ｋｇを酸化炉に装入した。
２．ＳｉＣ原料１５８ｋｇを酸化炉に装入した。
３．装入後２４時間、重油バーナーで加熱しながら、酸素４０％の酸素富化空気を３３ｍ3／時間で吹き込んだ。
４．上記吹き込み終了後、酸化炉を傾転させ、溶融酸化物を取り出した。取り出した酸化物は水砕して乾燥した。その結果、４０５ｋｇの乾燥した酸化物が得られた。
５．得られた酸化物の全量と、酸化銅１２６ｋｇ、生石灰１００ｋｇ、コークス１２ｋｇを電気炉に装入し、１３５０℃で溶融還元した。
６．溶融還元の結果、上層の酸化物と下層の溶融メタルに分離した。
７．下層の溶融メタルの質量は１００ｋｇであった。
８．上層の酸化物（スラグ）中の銅品位は０．５％、Ｐｔ、Ｉｒ品位は表６のとおり１０ｐｐｍ未満であり、回収率は９９％以上であることを確認した。
９．電気炉から排出されたスラグ５１２ｋｇの少なくとも一部を酸化炉へスラグの原料として繰返した。この場合、酸化炉においては必要に応じて所定のスラグ組成を構成するに必要なフラックス成分を添加してスラグ組成を調整した。
【００３９】
【表６】
2011032553.tif 000008
【００４０】
［実施例２−１］
ＳｉＣ原料は実施例１−１と同一組成のもの（表１）を用いた。また、銅線を２〜３ｍｍに破砕して得られたナゲット銅はＣｕ９９．９％であり、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒを含有しない。
【００４１】
以下に操作手順を示す。
１．ナゲット銅６００ｋｇを酸化炉に装入した。
２．前記の所定組成のスラグ２８５ｋｇを酸化炉に装入した。
３．ＳｉＣ原料２６３ｋｇを酸化炉に装入した。
４．装入後、重油バーナーで加熱しながら、酸素４０％の酸素富化空気を５５ｍ3／時間で吹き込むのを、装入された金属銅量が５０％になるまで継続した。
５．上記吹き込み終了後、酸化炉を静置させて溶融酸化物層と溶融金属銅層に分離させた後、酸化炉を傾転させ、溶融酸化物を取り出した。取り出した酸化物は水砕して乾燥した。その結果、１０１０ｋｇの乾燥した酸化物が得られた。
６．上記溶融金属銅は３００ｋｇであって、この中にほとんどの金、白金族元素が移行した。
７．得られた酸化物の全量と、生石灰１７０ｋｇ、コークス２８ｋｇを電気炉に装入し、１３００℃で溶融還元した。
７．溶融還元の結果、上層の酸化物と下層の溶融メタルに分離した。
８．電気炉で生成した溶融メタルの質量は３２０ｋｇであった。
９．電気炉から排出された酸化物（スラグ）中の銅品位は０．５％、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ品位は表７のとおり１０ｐｐｍ未満であり、回収率は９９％以上であることを確認した。
１０．電気炉で得られた溶融メタルはナゲット銅の少なくとも一部に代えて金属銅として酸化炉に装入した。
１１．電気炉から排出されたスラグ８２０ｋｇの少なくとも一部を酸化炉へスラグの原料として繰返した。この場合、酸化炉においては必要に応じて所定のスラグ組成を構成するに必要なフラックス成分を添加してスラグ組成を調整した。
【００４２】
【表７】
2011032553.tif 000009
【００４３】
［実施例２−２］
ＳｉＣ原料は実施例１−２と同一組成のものを用いた。また、ナゲット銅はＣｕ９９．９％であり、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒを含有しない。
【００４４】
以下に操作手順を示す。
１．ナゲット銅４８０ｋｇを酸化炉に装入した。
２．前記の所定組成のスラグ２２８ｋｇを酸化炉に装入した。
３．ＳｉＣ原料２１０ｋｇを酸化炉に装入した。
４．上記の装入後、重油バーナーで加熱しながら、酸素４０％の酸素富化空気を４４ｍ3／時間で吹き込むのを、装入された金属銅量が５０％になるまで継続した。
５．上記吹き込み終了後、酸化炉を静置させて溶融酸化物層と溶融金属銅層に分離させた後、酸化炉を傾転させ、溶融酸化物を取り出した。取り出した酸化物は水砕して乾燥した。その結果、８１０ｋｇの乾燥した酸化物が得られた。
６．上記溶融金属銅は２４０ｋｇであって、この中にほとんどの金、白金族元素が移行した。
７．得られた酸化物の全量と、生石灰１３５ｋｇ、コークス２２ｋｇを電気炉に装入し、１３００℃で溶融還元した。
８．溶融還元の結果、上層の酸化物と下層の溶融メタルに分離した。
９．電気炉で得られた溶融メタルの質量は２５５ｋｇであった。
１０．電気炉から排出された酸化物（スラグ）中の銅品位は０．５％、Ｐｔ、Ｒｕ品位は表８のとおり１０ｐｐｍ未満であり、回収率は９９％以上であることを確認した。
１１．電気炉で得られた溶融メタルはナゲット銅の一部に代えて金属銅として酸化炉に装入した。
１２．電気炉から排出されたスラグ６５７ｋｇの少なくとも一部を酸化炉へスラグの原料として繰返した。この場合、酸化炉においては必要に応じてスラグを構成するフラックス成分を添加してスラグ組成を調整した。
【００４５】
【表８】
2011032553.tif 000010
【００４６】
［実施例２−３］
ＳｉＣ原料は実施例１−３と同一組成のものを用いた。また、ナゲット銅はＣｕ９９．９％であり、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｉｒを含有しない。
【００４７】
以下に操作手順を示す。
１．ナゲット銅３６０ｋｇを酸化炉に装入した。
２．前記の所定組成のスラグ１７２ｋｇを酸化炉に装入した。
３．ＳｉＣ原料１５８ｋｇを酸化炉に装入した。
４．上記の装入後、重油バーナーで加熱しながら、酸素４０％の酸素富化空気を３３ｍ3／時間で吹き込むのを、装入された金属銅量が８３％になるまで継続した。
５．上記吹き込み終了後、酸化炉を静置させて溶融酸化物層と溶融金属銅層に分離させた後、酸化炉を傾転させ、溶融酸化物を取り出した。取り出した酸化物は水砕して乾燥した。その結果、６０５ｋｇの乾燥した酸化物が得られた。
６．上記溶融金属銅は３００ｋｇであって、この中にほとんどの金、白金族元素が移行した。
７．得られた酸化物の全量と、生石灰１００ｋｇ、コークス６ｋｇを電気炉に装入し、１３００℃で溶融還元した。
８．溶融還元の結果、上層の酸化物と下層の溶融メタルに分離した。
９．電気炉で得られた溶融メタルの質量は１９３ｋｇであった。
１０．電気炉から排出された酸化物（スラグ）中の銅品位は０．５％、Ｐｔ、Ｉｒ品位は表９のとおり１０ｐｐｍ未満であり、回収率は９９％以上であることを確認した。
１１．電気炉で得られた溶融メタルはナゲット銅の少なくとも一部に代えて金属銅として酸化炉に装入した。
１２．電気炉から排出されたスラグ４９５ｋｇの少なくとも一部を酸化炉へスラグの原料として繰返した。この場合、酸化炉においては必要に応じてスラグを構成するフラックス成分を添加してスラグ組成を調整した。
【００４８】
【表９】
2011032553.tif 000011
【図１】
2011032553.tif 000012