(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イリジウム微粉を分解する方法であって、
（ａ）１重量部のイリジウム微粉と３〜２０重量部の溶融物とで行う、アルカリ酸化分解する工程であって、該溶融物が、重量分率の合計が１００重量部になるように、４０〜７０重量部の水酸化ナトリウム、１５〜３０重量部の硝酸ナトリウム、および１０〜４０重量部の過酸化ナトリウムを含む、工程と、
（ｂ）工程（ａ）において形成した分解物質を含む溶融物を２０〜７０℃に冷却する工程と、
（ｃ）−１から＋１の範囲のｐＨ値を有する酸性水溶液が得られるまで、冷却した分解物質の酸可溶性画分を水／ハロゲン水素酸に溶解する工程と、
（ｄ）亜硝酸ガスの形成が完了するまで、工程（ｃ）において得られた酸性水溶液を沸騰させる工程と
を含み、必要に応じて、前記酸性水溶液から不溶性成分を分離する工程（ｅ）が工程（ｄ）の前または後に行われてもよい、方法。
【請求項２】
前記溶融物が、４５〜６０重量部の水酸化ナトリウム、１５〜２５重量部の硝酸ナトリウム、および１５〜２５重量部の過酸化ナトリウムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶融物が、水酸化ナトリウム、硝酸ナトリウム、および過酸化ナトリウム以外のさらなる物質を含まない、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
溶融物を調整する際に、前記水酸化ナトリウムが最初に添加され、前記過酸化ナトリウムが前記イリジウム微粉の添加後に添加される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
全ての成分が完全に添加された後、このように得られた溶融物が６００〜６６０℃の範囲の温度を有し、このレベルで２〜５時間維持される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
分解物質を含む溶融物：水：８Ｎから１２Ｎのハロゲン水素酸の重量比が、１：２〜５：３〜１０の範囲で、方法の工程（ｃ）において使用される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記イリジウム微粉が、混合物の２０から９９重量％の合計イリジウム含有量で金属イリジウムおよび／または酸化イリジウムを含有する無機固体粒子の混合物である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記イリジウム微粉が、
（Ａ）０から９９重量％の金属イリジウム、
（Ｂ）原子番号１３、２１〜３０、３９〜５０、７２〜７６、および７８〜８２の金属の族から選択される、イリジウムと異なる０から２０重量％の少なくとも１種の元素金属、
（Ｃ）０から９９重量％の酸化イリジウム、
（Ｄ）酸化イリジウムと異なる０から７０重量％の少なくとも１種の金属酸化物、
（Ｅ）（Ａ）から（Ｄ）と異なる０から３０重量％の少なくとも１種の無機物、および
（Ｆ）０から１重量％の有機物
からなる固体粒子の混合物であり、
成分（Ａ）から（Ｆ）の重量％での重量分率の合計が１００重量％になり、前記イリジウム微粉の合計イリジウム含有量が２０から９９重量％である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
成分（Ｄ）の前記少なくとも１種の金属酸化物が、成分（Ｂ）の前記金属の酸化物、アルカリ金属酸化物および／またはアルカリ土類金属酸化物からなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
成分（Ｅ）の少なくとも１種の無機物が、（ｉ）酸性反応物質も、（ｉｉ）燃えるかまたはさらに爆発する間に過酸化ナトリウムまたは硝酸ナトリウムによって酸化され得る物質も含まない、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
成分（Ｅ）の前記少なくとも１種の無機物が、（ｉ）固体非金属酸化物、（ｉｉ）単塩または錯塩、（ｉｉｉ）成分（ｉｉ）の酸化物、単塩、および錯塩と異なる原子番号１３、２１〜３０、３９〜５０、７２〜８２の１種以上の金属のオキソ、硫黄および／またはリン化合物、ならびに（ｉｖ）炭素からなる群から選択される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記イリジウム微粉の固体粒子の絶対粒径が５０から２００μｍの範囲である、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体粒子の金属イリジウムおよび／または酸化イリジウムを含む混合物を分解（ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ（解砕、破砕））する方法に関する。この方法の目的は、イリジウムを完全に分解し、イリジウムまたはイリジウム化合物のさらなる精製および抽出のために使用できる水溶液を得ることである。
【背景技術】
【０００２】
本文脈および本明細書以下において、酸化イリジウムは、Ｉｒ２Ｏ３および／またはＩｒＯ２を意味すると理解されるべきである。
【０００３】
混合物中に合計２０から９９重量％のイリジウムの割合で金属イリジウムおよび／または酸化イリジウムを含有し、分解することが難しい無機固体粒子の混合物は様々な供給源に由来し得る。前記混合物は、例えば、選鉱から集結された鉱物または貴金属精錬の処理からのイリジウム含有残留物であり得る。出願人は、前記混合物をイリジウム微粉（ｉｒｉｄｉｕｍ  ｆｉｎｅｓ）と称し、その用語を本明細書以下で前記混合物に使用する。
【０００４】
本発明の範囲において、イリジウム微粉（ｆｉｎｅ  ｉｒｉｄｉｕｍ）は、特に、
（Ａ）０から９９重量％の金属イリジウム、
（Ｂ）原子番号１３、２１〜３０、３９〜５０、７２〜７６、および７８〜８２の金属の群から選択される、イリジウムと異なる０から２０重量％の少なくとも１種の元素金属、
（Ｃ）０から９９重量％の酸化イリジウム、
（Ｄ）酸化イリジウムと異なる０から７０重量％の少なくとも１種の金属酸化物、
（Ｅ）（Ａ）から（Ｄ）と異なる０から３０重量％の少なくとも１種の無機物、および
（Ｆ）０から１重量％の有機物
からなる固体粒子のそれらの混合物であり、成分（Ａ）から（Ｆ）のイリジウム微粉の重量％での重量分率の合計は１００重量％になり、イリジウム微粉の合計イリジウム含有量は２０から９９重量％であると理解されるべきである。
【０００５】
成分（Ｄ）の金属酸化物は、成分（Ｂ）の金属の酸化物、アルカリ金属酸化物および／またはアルカリ土類金属酸化物であり、混乱を避けるために前記金属の過酸化物または超酸化物は除外される。一般に、成分（Ｄ）の金属酸化物の金属は＋１から＋４の範囲の酸化数を有する。成分（Ｄ）の金属酸化物は固体である。
【０００６】
（Ａ）〜（Ｄ）と異なる成分（Ｅ）の少なくとも１種の無機物は、特に、（ｉ）例えば、酸、酸性塩、酸無水物などの酸性反応物質（ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ  ｒｅａｃｔｉｎｇ  ａｃｉｄｉｃ）も、（ｉｉ）例えば無機還元剤などの、燃えるかまたはさらに爆発する間に過酸化ナトリウムまたは硝酸ナトリウムによって酸化され得る物質も含まない。（Ａ）〜（Ｄ）と異なる成分（Ｅ）の少なくとも１種の無機物は、例えば、（ｉ）例えば、二酸化ケイ素などの固体非金属酸化物、（ｉｉ）例えば、ケイ酸塩、硫化物、リン化物、亜硫酸塩、亜リン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、およびメタレートなどの単塩または錯塩、（ｉｉｉ）成分（ｉｉ）の酸化物、単塩、および錯塩と異なる原子番号１３、２１〜３０、３９〜５０、７２〜８２の１種以上の金属のオキソ、硫黄および／またはリン化合物、ならびに（ｉｖ）炭素、例えば煤または黒鉛からなる群から選択され得る。成分（Ｅ）の無機物は本質的に固体、すなわち成分（Ｅ）の９５〜１００重量％、好ましくは９９〜１００重量％、特に全てが固体である。
【０００７】
好ましくは、イリジウム微粉は成分（Ｆ）を含まない。しかしながら、それは場合により、０超から１重量％未満の成分（Ｆ）を含んでもよいが、これは一般的に技術的理由に起因するので、不可避である。
【０００８】
目視検査により、イリジウム微粉混合物は、特にそれらの固体粒子の絶対粒径に起因して実質的に均一であり、それらは例えば５０〜２００μｍの範囲である。これに関して、個々の固体粒子または複数の固体粒子は成分（Ａ）〜（Ｆ）の１つ以上を含んでもよい。
【０００９】
イリジウム微粉に含まれるイリジウムを分解する目的のために乾式塩素処理またはＫＯＨでのアルカリ酸化溶融によってイリジウム微粉を処理することは知られている。これらのプロセスは時間がかかり、高価であり、さらにカリウムが貴金属の後のさらなる精錬を妨げる場合がある。
【００１０】
ＮａＯＨ溶融によるイリジウム微粉のアルカリ酸化分解（ａｌｋａｌｉｎｅ  ｏｘｉｄａｔｉｖｅ  ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ）は成功せず、および／または不完全である。
【００１１】
高温での過酸化バリウムでの焼結による金属イリジウムの分解は特許文献１から公知である。
【００１２】
出願人は、イリジウム微粉をＮａＯＨ／Ｎａ２Ｏ２溶融によるアルカリ酸化分解に供する試みが成功した。しかしながら、これらのＮａＯＨ／Ｎａ２Ｏ２溶融は鋼、およびそのために一般的な装置さえも攻撃する非常に攻撃的な媒体であるので、好ましくない。
【００１３】
上記の不都合な点は、以下に例示されるイリジウム微粉についての分離プロセスによって回避され得ることが証明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】独国特許第２４１３３２３Ａ号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、
（ａ）１重量部のイリジウム微粉ならびに溶融物中の４０〜７０重量部の水酸化ナトリウム、１５〜３０重量部の硝酸ナトリウム、および１０〜４０重量部の過酸化ナトリウムを含む３〜２０重量部の組み合わせをアルカリ酸化分解する工程であって、重量分率の合計が１００重量部になる、工程と、
（ｂ）工程（ａ）において形成した分解物質を２０〜７０℃に冷却する工程と、
（ｃ）−１から＋１の範囲のｐＨ値を有する酸性水溶液が得られるまで、冷却した分解物質の酸可溶性画分を水／ハロゲン水素酸に溶解する工程と、
（ｄ）亜硝酸ガスの形成が終了するまで、工程（ｃ）において得られた酸性水溶液を沸騰させる工程とを含み、
必要に応じて、酸性水溶液から不溶性成分を分離する工程（ｅ）が工程（ｄ）の前または後に行われてもよい、イリジウム微粉を分解する方法からなる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
詳細な説明および特許請求の範囲において使用される「ハロゲン」、「ハロゲン化水素酸」または「ハロゲン化水素」という用語は、臭素および／または塩素、好ましくは塩素、臭化水素酸および／または塩酸、好ましくは塩酸、ならびに／あるいは臭化水素および／または塩化水素、好ましくは塩化水素を意味すると理解される。
【００１７】
本発明による方法の工程（ａ）において、１重量部のイリジウム微粉ならびに溶融物中の４０から７０重量部の水酸化ナトリウム、１５から３０重量部の硝酸ナトリウム、および１０から４０重量部の過酸化ナトリウムを含む３から２０重量部、好ましくは３から１０重量部の組み合わせが、アルカリ性酸化によって分解され、ここで重量分率の合計は１００重量部になる。好ましくは、組み合わせは、４５から６０重量部の水酸化ナトリウム、１５から２５重量部の硝酸ナトリウム、および１５から２５重量部の過酸化ナトリウムを含み、ここで重量分率の合計は１００重量部になる。特に好ましくは、組み合わせは、水酸化ナトリウム、硝酸ナトリウム、および過酸化ナトリウム以外のさらなる物質を含まない。
【００１８】
原則として、水酸化ナトリウムを最初に添加し、過酸化ナトリウムを最後に添加する、すなわちイリジウム微粉の添加後に添加する有益性を除いて、イリジウム微粉、水酸化ナトリウム、硝酸ナトリウム、および過酸化ナトリウムの添加が方法の工程（ａ）において行われる順序に制限はない。したがって、水酸化ナトリウム溶融物または水酸化ナトリウムおよび例えば２０から６０重量％の硝酸ナトリウムの画分からなる溶融物を最初に調製することは有益である。これに関して、イリジウム微粉は、任意の時間、例えば水酸化ナトリウムならびに／または水酸化ナトリウムおよび／もしくは硝酸ナトリウムを完全に溶融する前、間、および／または後に加えられてもよい。つまり、これに関してイリジウム微粉は１つまたは複数のアリコートで加えられてもよい。方法の工程（ａ）のこの段階におけるおよび／またはこの段階までの溶融物内の温度は例えば４００〜４５０℃である。その後、通常起こる温度増加を気にしながら、硝酸ナトリウムまたは硝酸ナトリウムの画分がさらに加えられ、同様に過酸化ナトリウムが加えられる。これに関して溶融物中で５８０℃の温度を超えないことが好ましい。全ての成分が完全に加えられた後、このように得られた溶融物は例えば６００〜６６０℃の範囲の温度を有するようになり、このレベルで例えば２〜５時間、好ましくは混合、例えば撹拌によって維持される。
【００１９】
本発明による方法の工程（ｂ）において、工程（ａ）において形成した分解物質は２０〜７０℃に冷却され、そのときにそれは凝固する。分解物質を後の方法の工程（ｃ）が行われる１つ以上の容器に移動させることは有益であり得るが、それがまだ溶融物であれば、そこで冷却を行うことが可能である。冷却プロセスは通常、冷却することによって支援されない受動的プロセスとして行われる。
【００２０】
本発明による方法の工程（ｃ）において、−１から＋１の範囲のｐＨ値を有する酸性水溶液が得られるまで、２０〜７０℃に冷却した分解物質の酸可溶性画分を水／ハロゲン水素酸に溶解する。ｐＨ値の決定は任意の特別な要件に供されず、一般的なｐＨメーターで行われてもよい。
【００２１】
水中の分解物質を最初に取り上げ、及び／又は水を分解物質に加え、続いて−１から＋１の範囲のｐＨ値を有する酸性水溶液が得られるまでハロゲン水素酸、特に強ハロゲン水素酸、例えば８Ｎ〜１２Ｎのハロゲン水素酸を加えることによって処理することは有益であり得る。例えば、１：２〜５：３〜１０の範囲の分解物質：水：８Ｎから１２Ｎのハロゲン水素酸の重量比が方法の工程（ｃ）において使用され得る。例えば撹拌によって分解物質を水相中で懸濁することは有益である。
【００２２】
酸性水溶液またはより詳細には不溶性成分を含まないか、または含んでいないか、または依然として含まないことを必要とする酸性水溶液は、亜硝酸ガス（ＮＯｘ）の形成が完了するまで、すなわち沸点で本発明による方法の工程（ｄ）において沸騰される。亜硝酸ガスの形成の終了は視覚的にモニターされてもよく、所望の場合、また、水溶液中の亜硝酸塩および硝酸塩含有量の決定によって分析的にモニターされてもよい。沸騰プロセスの間、−１から＋１の範囲のｐＨを維持するために水および／またはハロゲン水素酸を加えることも可能であり、このことは、亜硝酸ガスの形態の亜硝酸塩および／または硝酸塩を除去するのに役立つだけでなく、溶液を十分に濃縮するのにも役立つ。沸騰プロセスは通常、５〜１５時間かかる。
【００２３】
おそらくハロゲン化物および／またはハロゲノ−イリジウム酸塩としての溶解形態の分解したイリジウムを含有する酸性水溶液が、方法の工程（ｄ）の完了後に得られる。
【００２４】
上記に示されるように、本発明による方法は、必要に応じて、方法の工程（ｅ）を含んでもよい。したがって、分解物質が、酸性水溶液中に不溶性であるわずかの成分を含有する場合、ならびに／または方法の工程（ｃ）において得られた酸性水溶液が、少量、例えば方法の工程（ａ）および／もしくは（ｂ）において得られた分解物質に対して最大５重量％のオーダーの不溶性成分を含有する場合、前記成分は前記任意選択の方法の工程（ｅ）において分離され得る。これに関して当業者に公知の従来の固液分離手順は、例えば、デカント、リフティング、濾過または上記分離手順の適切な組み合わせを使用することができる。方法の工程（ｅ）は方法の工程（ｄ）の前または後に行われてもよい。
【００２５】
本発明による方法は、方法の工程（ｄ）において得られた酸性水溶液からのその高いイリジウム回収率によって特徴付けられる。例えば、回収率は、方法の工程（ａ）において使用されるイリジウム微粉に含まれるイリジウムに対して９７〜１００％である。つまり、本発明による方法は、含まれるイリジウムが水に溶解する形態に変換されるようにイリジウム微粉の分解の完了または少なくともほぼ完了を可能にする。方法の工程（ｄ）において得られた酸性水溶液は、当業者に公知の一般的な方法によってイリジウムまたはイリジウム化合物のさらなる精製および抽出を可能にする。
【実施例】
【００２６】
実施例１：
合計３５ｋｇの硝酸ナトリウムおよび２００ｋｇの水酸化ナトリウムを溶融るつぼに入れ、４１０℃にて溶融した。１．５時間撹拌している間、さらに３５キログラムの硝酸ナトリウムおよび７０ｋｇのイリジウム微粉（Ｘ線蛍光分析、ＲＦＡによる組成は、各々、９重量％のイリジウム、３．４重量％のアルミニウム、７重量％のケイ素、１．８重量％のカルシウム、１．８重量％のクロム、１５重量％の鉄、１１重量％の銅、９重量％の亜鉛、３．２重量％のロジウム、１．５重量％の白金である）を加えた。続いて７０ｋｇの過酸化ナトリウムをアリコートで加え、そのときに溶融物の温度が増加した。過酸化ナトリウムの添加後、１時間撹拌を継続した。次いで温度を６１０℃に増加させ、このレベルで５時間維持した。続いて溶融物を２つの溶融タンクに注いだ。２０℃に冷却した後、合計１，０００Ｌの水を凝固した溶融物に加え、懸濁液を４時間形成させた。このように得られた強アルカリ性懸濁液を、容器中で１，４００Ｌの１０Ｎの塩酸で−０．５のｐＨに調整した。これに関して温度は７０℃に増加した。このように得られた水溶液を、亜硝酸ガスを放出させながら１２時間沸騰させ、さらに９００Ｌの１０Ｎの塩酸を加えて、溶液のｐＨを−０．５に維持した。次いで溶液を濾過した。
【００２７】
イリジウム回収率は９７％であった（９重量％の割合のイリジウムを有する、この方法において使用したイリジウム微粉に対して誘導結合プラズマ発光（ＩＣＰ）によって決定した酸性溶液のイリジウム含有量から計算した）。
【００２８】
実施例２：
合計３５ｋｇの硝酸ナトリウムおよび２００ｋｇの水酸化ナトリウムを溶融るつぼに入れ、４１０℃にて溶融した。１．５時間撹拌している間、さらに３５キログラムの硝酸ナトリウムおよび７０ｋｇのイリジウム微粉（Ｘ線蛍光分析、ＲＦＡによる組成は、各々、５３重量％のイリジウム、２．８重量％のアルミニウム、６．１重量％の白金、２．６重量％の鉄、３．３重量％のケイ素、０．８重量％のクロム、０．３重量％のニッケルである）を加えた。続いて８０ｋｇの過酸化ナトリウムをアリコートで加え、そのときに溶融物の温度が増加した。過酸化ナトリウムの添加後、１時間撹拌を継続した。次いで温度を６１０℃に増加させ、このレベルで５時間維持した。続いて溶融物を２つの溶融タンクに注いだ。２０℃に冷却した後、合計１，０００Ｌの水を凝固した溶融物に加え、懸濁液を４時間形成させた。このように得られた強アルカリ性懸濁液を、容器中で１，４００Ｌの１０Ｎの塩酸で−０．５のｐＨに調整した。これに関して温度は７０℃に増加した。このように得られた水溶液を、亜硝酸ガスを放出させながら１２時間沸騰させ、さらに９００Ｌの１０Ｎの塩酸を加えて、溶液のｐＨを−０．５に維持した。次いで溶液を濾過した。イリジウム回収率は９９％であった（５３重量％の割合のイリジウムを有する、この方法において使用したイリジウム微粉に対して誘導結合プラズマ発光（ＩＣＰ）によって決定した酸性溶液のイリジウム含有量から計算した）。