(57)【要約】【課題】  白金族の貴金属を含む触媒が多孔質の担体に担持されている場合であっても、その白金族の貴金属を短時間で効果的に溶解させることが可能な貴金属の溶解方法、貴金属溶解用処理液及び貴金属溶解溶液の製造方法を提供すること。【解決手段】  ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液に、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬して上記貴金属を溶解させることを特徴とする貴金属の溶解方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液に、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬して前記貴金属を溶解させることを特徴とする貴金属の溶解方法。
【請求項２】
前記担体が、多孔質カーボンを含み、該多孔質カーボンの比表面積が１００〜１０００ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１に記載の貴金属の溶解方法。
【請求項３】
前記担体が、酸化物、炭化物及び窒化物からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むセラミックスを含み、該セラミックスの比表面積が１〜１００ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１に記載の貴金属の溶解方法。
【請求項４】
前記ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液は、前記ヨウ化水素酸のモル数（Ａ）に対する前記ヨウ素のモル数（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．０５〜０．５であることを特徴とする請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の貴金属の溶解方法。
【請求項５】
前記ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液は、ヨウ化水素酸水溶液にヨウ素を添加して調製されたものであり、
前記ヨウ素の添加量が前記ヨウ化水素酸水溶液１Ｌ当り０．５〜２．０ｍｏｌであることを特徴とする請求項１〜４のうちの何れか一項に記載の貴金属の溶解方法。
【請求項６】
多孔質の担体に担持された触媒に含まれる白金族の貴金属を溶解させるために用いられる水溶液であって、ヨウ素とヨウ化水素酸とを含むことを特徴とする貴金属溶解用処理液。
【請求項７】
ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液に、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬して前記貴金属を溶解させ、前記貴金属が溶解した貴金属溶解溶液を得ることを特徴とする貴金属溶解溶液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヨウ素及びヨウ素化合物を用いた貴金属の溶解方法、貴金属溶解用処理液及び貴金属溶解溶液の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
貴金属の溶解技術は、貴金属を含有する混合物から貴金属を抽出し、回収するために不可欠な技術であり、産業上きわめて重要である。従来、貴金属を溶解させる方法として王水を用いる方法が知られている。また、貴金属を溶解させる方法として、ヨウ素やヨウ素化合物を含む溶液を用いる溶解方法が知られている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−１７８２６号公報（請求項１）
【特許文献２】特開平６−３４０９３２号公報（請求項１）
【特許文献３】特開平７−１１３５３号公報（請求項１）
【特許文献４】特開平７−１５７８３２号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、王水を用いる方法では、王水が強酸性水溶液であるため有毒ガスが発生するおそれがあるため安全上の措置が必要となり、貴金属の溶解速度も遅く溶解効率が悪い。また、ヨウ素やヨウ素化合物を含む溶液を用いる溶解方法でも、特に白金族の貴金属が触媒として多孔質の担体に担持されている場合、その溶液に白金族の貴金属を溶解する能力はあるものの、その能力が十分でなく、白金族の貴金属を溶解するには多大な時間を要する。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、白金族の貴金属を含む触媒が多孔質の担体に担持されている場合であっても、その白金族の貴金属を短時間で効果的に溶解させることが可能な貴金属の溶解方法、貴金属溶解用処理液及び貴金属溶解溶液の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液に、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬して上記貴金属を溶解させることを特徴とする貴金属の溶解方法を提供する。
【０００７】
本発明の貴金属の溶解方法によれば、白金族の貴金属を含む触媒が多孔質の担体に担持されていても、その触媒に含まれる白金族の貴金属を短時間で効果的に溶解させることができる。また、本発明の貴金属の溶解方法によれば、上記水溶液が取り扱い性に優れているため、王水を使用する従来の方法と比較して、安全にかつ安価な設備で白金族の貴金属を溶解させることができる。
【０００８】
本発明の貴金属の溶解方法は、上記担体が、多孔質カーボンを含み、該多孔質カーボンの比表面積が１００〜１０００ｍ２／ｇであるもの、又は酸化物、炭化物及び窒化物からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むセラミックスを含み、該セラミックスの比表面積が１〜１００ｍ２／ｇであるものに対して、特に有効である。上記多孔質カーボンを含む担体としては、例えば、固体高分子型燃料電池用の電極に使用される担体が挙げられる。また、上記セラミックスを含む担体としては、ディーゼル・パティキュレート除去用（以下、「ＤＰ除去用」と略す）に使用される担体が挙げられる。
【０００９】
本発明の貴金属の溶解方法において、上記ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液は、ヨウ化水素酸のモル数（Ａ）に対するヨウ素のモル数（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．０５〜０．５であることが好ましく、０．２〜０．４であることがより好ましい。かかる条件を満たす水溶液は、比率（Ａ／Ｂ）が上記範囲を外れる場合に比べて、多孔質の担体に担持された触媒に含まれる白金族の貴金属をさらに効果的に溶解することができる。
【００１０】
また、上記ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液は、ヨウ化水素酸水溶液にヨウ素を添加して調製されたものであり、ヨウ素の添加量がヨウ化水素酸水溶液１Ｌ当り０．５〜２．０ｍｏｌであることが好ましい。かかる条件を満たす水溶液は、ヨウ素の添加量が上記範囲を外れる場合に比べて、多孔質の担体に担持された触媒に含まれる白金族の貴金属をさらに効果的に溶解することができる。
【００１１】
なお、上記ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液は、特に、ヨウ化水素酸水溶液にヨウ素を添加して調製されたものであり、ヨウ化水素酸のモル数（Ａ）に対するヨウ素のモル数（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．０５〜０．５であり、且つヨウ素の添加量がヨウ化水素酸水溶液１Ｌ当り０．５〜２．０ｍｏｌであることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、多孔質の担体に担持された触媒に含まれる白金族の貴金属を溶解させるために用いられる水溶液であって、ヨウ素とヨウ化水素酸とを含むことを特徴とする貴金属溶解用処理液を提供する。この貴金属溶解用処理液によれば、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬した場合に、白金族の貴金属を短時間で効果的に溶解することができる。
【００１３】
また、本発明は、ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液に、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬して上記貴金属を溶解させ、上記貴金属が溶解した貴金属溶解溶液を得ることを特徴とする貴金属溶解溶液の製造方法を提供する。この方法によれば、白金族の貴金属が十分に溶解した貴金属溶解溶液を短時間で得ることができる。また、得られた貴金属溶解溶液には、十分に白金族の貴金属が溶解しているので、貴金属溶解溶液から白金族の貴金属を容易に回収することができる。また、その貴金属溶解溶液には、十分に貴金属が溶解しているので、触媒が担持されていない多孔質の担体を浸漬させれば、その担体に白金族の貴金属を含む触媒を容易に担持させることができ、白金族の貴金属を有効にリサイクルすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の貴金属の溶解方法によれば、白金族の貴金属を含む触媒が多孔質の担体に担持されていても、その触媒に含まれる白金族の貴金属を短時間で効果的に溶解させることができる。また、本発明の貴金属の溶解方法によれば、上記水溶液が取り扱い性に優れているため、王水を使用する従来の方法と比較して、安全にかつ安価な設備で白金族の貴金属を溶解させることができる。
【００１５】
また、本発明の貴金属溶解用処理液によれば、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬した場合に、白金族の貴金属を短時間で効果的に溶解することができる。また、本発明の貴金属溶解溶液の製造方法によれば、白金族の貴金属が十分に溶解した貴金属溶解溶液を短時間で得ることができる。また、得られた貴金属溶解溶液には、十分に白金族の貴金属が溶解しているので、貴金属溶解溶液から白金族の貴金属を容易に回収することができる。また、その貴金属溶解溶液には、十分に貴金属が溶解しているので、触媒が担持されていない多孔質の担体を浸漬させれば、その担体に白金族の貴金属を含む触媒を容易に担持させることができ、白金族の貴金属を有効にリサイクルすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
先ず、本発明の貴金属の溶解方法について説明する。本発明の貴金属の溶解方法は、ヨウ素とヨウ化水素酸とを含む水溶液に、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬して上記貴金属を溶解させる。
【００１７】
本発明の貴金属の溶解方法によれば、白金族の貴金属を含む触媒が多孔質の担体に担持されていても、その触媒に含まれる白金族の貴金属を短時間で効果的に溶解させることができる。また、本発明の貴金属の溶解方法によれば、上記水溶液が取り扱い性に優れているため、王水を使用する従来の方法と比較して、安全にかつ安価な設備で白金族の貴金属を溶解させることができる。
【００１８】
貴金属溶解用処理液は、例えば、ヨウ化水素酸水溶液にヨウ素（Ｉ２）単体を添加して調製される。かかる貴金属溶解用処理液においては、ヨウ化水素酸のモル数（Ａ）に対するヨウ素のモル数（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．０５〜０．５であることが好ましく、０．２〜０．４であることがより好ましい。かかる条件を満たす水溶液は、比率（Ａ／Ｂ）が上記範囲を外れる場合に比べて、多孔質の担体に担持された触媒に含まれる白金族の貴金属をさらに効果的に溶解することができる。なお、比率（Ａ／Ｂ）が上記上限値を超えると、ヨウ素単体の溶解量が減少する傾向があり、ヨウ素単体の溶解量が減少した場合には、白金族の貴金属を溶解させるための所望の処理液を調製することが困難となる虞がある。他方、上記下限値未満の場合は、白金族の貴金属の溶解速度が低下する傾向がある。
【００１９】
ヨウ化水素酸水溶液へのヨウ素の添加量は、上記ヨウ化水素酸水溶液１Ｌ当り０．５〜２．０ｍｏｌであることが好ましく、０．５〜１．５ｍｏｌであることがより好ましい。かかる条件を満たす水溶液は、ヨウ素の添加量が上記範囲を外れる場合に比べて、多孔質の担体に担持された触媒に含まれる白金族の貴金属をさらに効果的に溶解することができる。なお、ヨウ素の添加量が、上記上限値を超えると、ヨウ素が溶解せずに一部が固体として残る傾向があり、貴金属を溶解させるための所望の処理液を調製することが困難となる虞がある。他方、上記下限値未満の場合は、白金族の貴金属の溶解速度が低下する傾向がある。
【００２０】
また、ヨウ化水素酸水溶液は、ヨウ化水素（ＨＩ）の水溶液であり、ヨウ化水素の濃度は５〜６０質量％であることが好ましく、１５〜４０質量％であることがより好ましい。ヨウ化水素酸水溶液の濃度が上記上限値を超えると、ヨウ素単体の溶解量が減少する傾向があり、ヨウ素単体の溶解量が減少した場合には、貴金属を溶解させるための所望の処理液を調製することが困難となる虞がある。他方、上記下限値未満の場合は、白金族の貴金属の溶解速度が低下する傾向がある。
【００２１】
上記貴金属の溶解方法において、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を、貴金属溶解用処理液に浸漬させる場合、貴金属溶解用処理液を攪拌しながら浸漬させてもよい。また、上記貴金属の溶解方法において、貴金属溶解用処理液の温度は、特に制限されないが、１０〜７０℃であることが好ましく、４０〜６０℃であることがより好ましい。貴金属溶解用処理液の温度が、上記範囲内にある場合には、白金族の貴金属をより短時間で効果的に溶解することができる。
【００２２】
白金族の貴金属が担持された多孔質の担体としては、多孔質カーボンを含み、該多孔質カーボンの比表面積が１００〜１０００ｍ２／ｇであるもの、又は酸化物、炭化物及び窒化物からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むセラミックスを含み、該セラミックスの比表面積が１〜１００ｍ２／ｇであるものが挙げられる。
【００２３】
より具体的には、上記多孔質カーボンを含む担体としては、例えば、固体高分子型燃料電池用の電極に使用される白金族の貴金属触媒が担持された多孔質カーボンが挙げられ、かかる多孔質カーボンとしては、カーボンブラック、ケッチェンブラック等がある。
【００２４】
また、上記セラミックスを含む担体としては、例えば、ＤＰ除去用に使用される担体が挙げられ、かかるセラミックスとしては、特に限定されないが、コージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）、炭化ケイ素、窒化ケイ素等がある。また、上記セラミックスを含む担体としては、より具体的には、上述したセラミックスからなる基材、かかる基材上にさらにシリカやアルミナの層が形成されたものを含むものである。また、かかる基材としてはハニカム状のものが好ましい。
【００２５】
また、上記触媒は、白金族の貴金属を含むものであればよく、白金族の貴金属としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金が挙げられる。特に上述した貴金属溶解用処理液は、白金を溶解させるのに好適である。上記触媒は、白金族の貴金属を含んでいればよく、金属単体、配位子が配位した金属錯体、上記複数の金属からなる合金のいずれの形態でもよい。
【００２６】
次に、本発明の貴金属溶解溶液の製造方法について説明する。本発明の貴金属溶解溶液の製造方法は、上述した貴金属の溶解方法を利用して、貴金属溶解溶液を製造するものである。すなわち、貴金属溶解用処理液に、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬して白金族の貴金属を溶解させ、白金族の貴金属が溶解した貴金属溶解溶液を得るものである。
【００２７】
この方法によれば、白金族の貴金属が十分に溶解した貴金属溶解溶液を短時間で得ることができる。また、得られた貴金属溶解溶液には、十分に白金族の貴金属が溶解しているので、貴金属溶解溶液から白金族の貴金属を容易に回収することができる。また、その貴金属溶解溶液には、十分に貴金属が溶解しているので、触媒が担持されていない多孔質の担体を浸漬させれば、その担体に白金族の貴金属を含む触媒を容易に担持させることができ、白金族の貴金属を有効にリサイクルすることができる。
【００２８】
次に、貴金属回収方法について説明する。貴金属回収方法は、上述した貴金属の溶解方法を利用して、多孔質の担体に担持された触媒に含まれる白金族の貴金属を回収するものである。すなわち、白金族の貴金属は、貴金属溶解用処理液に、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体を浸漬して上記貴金属を溶解させ、上記貴金属が溶解した貴金属溶解溶液を得る貴金属溶解工程と、上記貴金属溶解溶液から白金族の貴金属を分離することにより、白金族の貴金属を得る貴金属回収工程と、を経て回収される。この方法によれば、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体から白金族の貴金属が短時間で効果的に溶解されるので、容易に貴金属を回収することができる。なお、貴金属溶解溶液から白金族の貴金属の分離は、一般的な方法、例えば、白金族の貴金属を析出させ、ろ別する方法を用いて行われる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の内容を、実施例を用いて更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
（実施例１）
ヨウ化水素酸水溶液（５７質量％）９０ｇに、ヨウ素単体２６ｇを加え、精製水で全体が１５０ｍｌとなるように貴金属溶解用処理液を調製した（ヨウ化水素酸濃度２６．３質量％、ヨウ素濃度１３．１質量％）。なお、この処理液では、ヨウ素単体の添加量はヨウ化水素酸水溶液１Ｌ当り０．６９ｍｏｌであり、ヨウ化水素酸のモル数（Ａ）に対するヨウ素のモル数（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．２５であった。
【００３１】
この処理液に、白金が多孔質カーボンに担持された触媒（白金担持触媒）を０．５ｇ入れ、５０度で攪拌し、溶解速度を調べた。なお、多孔質カーボンは比表面積が９００ｍ２／ｇのケッチェン系カーボン担体であり、その担体は白金が白金／カーボン＝５０／５０で表される担持比で担持されたものであった。溶解速度の測定では、先ず、白金担持触媒を貴金属溶解用処理液に添加して所定時間経過後、その溶液を採取した。次に、その溶液中の白金の溶解量をＩＣＰ（島津製作所社製、ＩＣＰＳ−８０００）により測定し、その溶液に溶出した白金の質量と白金担持触媒に担持されていた白金の質量との質量比により、溶解率（％）を求めた。得られた結果を表１に示す。
【００３２】
（実施例２）
ヨウ化水素酸水溶液（５７質量％）１０１ｇに、ヨウ素単体３３ｇを加え、精製水で全体が１５０ｍｌとなるように貴金属溶解用処理液を調製した（ヨウ化水素酸濃度２９．５質量％、ヨウ素濃度１７．１質量％）。なお、この処理液では、ヨウ素単体の添加量はヨウ化水素酸水溶液１Ｌ当り１．０５ｍｏｌであり、ヨウ化水素酸のモル数（Ａ）に対するヨウ素のモル数（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．２９であった。かかる処理液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして溶解速度を調べた。得られた結果を表１に示す。
【００３３】
（実施例３）
ヨウ化水素酸水溶液（５７質量％）４２ｇに、ヨウ素単体７．６ｇを加え、精製水で全体が１５０ｍｌとなるように貴金属溶解用処理液を調製した（ヨウ化水素酸濃度１４質量％、ヨウ素濃度４．４質量％）。なお、この処理液では、ヨウ素単体の添加量はヨウ化水素酸水溶液１Ｌ当り０．２ｍｏｌであり、ヨウ化水素酸のモル数（Ａ）に対するヨウ素のモル数（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．１６であった。かかる処理液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして溶解速度を調べた。得られた結果を表１に示す。
【００３４】
（比較例１）
貴金属溶解用処理液として、塩酸濃度１ｍｏｌ／Ｌ、硝酸濃度３ｍｏｌ／Ｌとなるように、希王水溶液を調製した。かかる処理液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして溶解速度を調べた。得られた結果を表２に示す。
【００３５】
（比較例２）
貴金属溶解用処理液として、ヨウ化カリウム５２ｇ、ヨウ素１１ｇを精製水に溶解させ、精製水で全体を１５０ｍＬとなるように調製した。かかる処理液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして溶解速度を調べた。得られた結果を表２に示す。
【００３６】
【表１】
2005281715.tif 000002
【００３７】
【表２】
2005281715.tif 000003
【００３８】
表１及び２に示した結果からわかるように、実施例１、２及び３の方法では、例えば、溶解時間が１時間である場合において溶解率はそれぞれ７７％、７３％、６６％であり、多孔性カーボンに担持された白金を短時間で効率よく溶解させることができた。他方、比較例１、２の方法では、溶解時間が１時間である場合は、溶解率がそれぞれ１０％、５％であり、白金を短時間で効果的に溶解させることができなかった。また、実施例１及び２と実施例３とを比較すると、処理液におけるヨウ化水素酸のモル数（Ａ）に対するヨウ素のモル数（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．２〜０．５の範囲内にある実施例１及び２の方が白金をより短時間で効果的に溶解させることができた。以上より、本発明の貴金属の溶解方法によれば、白金族の貴金属を含む触媒が担持された多孔質の担体から白金族の貴金属を短時間で効果的に溶解できることがわかった。
【００３９】
（実施例４）
実施例１と同様にして、ヨウ化水素酸水溶液（５７質量％）９０ｇに、ヨウ素単体２６ｇを加え、精製水で全体が１５０ｍｌとなるように貴金属溶解用処理液を調製した（ヨウ化水素酸濃度２６．３質量％、ヨウ素濃度１３．１質量％）。なお、この処理液では、ヨウ素単体の添加量はヨウ化水素酸水溶液１Ｌ当り０．６９ｍｏｌであり、ヨウ化水素酸のモル数（Ａ）に対するヨウ素のモル数（Ｂ）の比率（Ａ／Ｂ）が０．２５であった。
【００４０】
次に、ＤＰ除去用触媒が担持されたハニカム担体を準備した。このハニカム担体はコージェライト製基材ハニカムの上にシリカ及びアルミナの層を層状に形成させ、焼成したものであり、かかるハニカム担体の比表面積は４５ｍ２／ｇであった。かかるハニカム担体には白金とパラジウムが担持されており、その担持量は担体１Ｌ当りそれぞれ１ｇであった。溶解試験に際し、そのハニカム担体を１ｍｍ程度の大きさに粉砕した。
【００４１】
粉砕したハニカム担体を、調製した貴金属溶解用処理液に常温下で１時間浸漬させて、実施例１と同様の方法で溶解量を測定した。その結果、白金及びパラジウムの溶解率はそれぞれ７０％、６５％であった。このことから、本発明の貴金属の溶解方法によれば、担体がセラミックスである場合でも、白金族の貴金属を短時間で効果的に溶解できることがわかった。