(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロジウムを含む塩化物溶液に水素を吹き込み、ロジウムイオンを金属粉として析出させ、この金属粉を水素雰囲気中８００〜１０００℃で１〜４時間加熱し、次いで不活性雰囲気中８００〜１０００℃で１〜４時間加熱することを特徴とするロジウム粉の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金属ロジウムの製造方法に関し、特に塩酸性ロジウム溶液より得られる金属ロジウムの精製に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ロジウムは銅製錬の副産物として、あるいは自動車用廃触媒などからの回収物として得られる。通常、ロジウムはこれらの中で単独で存在することは希であり、白金、パラジウム、ルテニウムなどと共存している。その結果、ロジウムの回収には、各種不純物ばかりでなく、これらの白金族金属よりの分離が不可欠となっている。
【０００３】
白金族金属間の分離法として提案されているものは、いずれも沈澱分離法、イオン交換法、そして溶媒抽出法などを組み合わせて構成されているが、共通していることは塩酸系、あるいは塩化物系で分離処理されていることである。これは、白金族の各金属がいずれも塩素イオンと配位化合物を容易に形成し、これらの配位化合物間の安定度の差により各金属の分離を図ることが最も簡便であるからである。
【０００４】
いずれにしろ、各種の分離工程を経て、ロジウムはまず塩化物溶液として回収されるのが通例である。そして、中和処理によりロジウムを水酸化ロジウムとして沈殿させ、あるいは錯化剤を添加してロジウム錯塩を生成させ、沈殿させて分離回収した後、これらを加熱処理等して金属ロジウム粉末を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、各種の金属に対して高純度化が求められており、ロジウムもその対象となっている。しかし、上記のようにして得られたロジウム粉にはナトリウム、塩素、酸素といった不純物が多く、そのままでは上記高純度化には遠く及ばない。そこで、通常、得られた金属粉をフッ酸や塩酸といった強酸を用いて処理し、ナトリウム分を低下させたり、水素気流中で、１１００℃を越える温度で加熱処理しナトリウムを塩化ナトリウムとして揮散させなどの方法が採られている。
【０００６】
しかし、前者の方法では揮発、あるいはミストになり易い強酸を用いるため、関連装置の腐食が著しく、これを防止するためには高価な材質の装置が必要とされるという欠点がある。そして、後者の場合には、得られる金属ロジウム粉が焼結状態となり、以後に粉砕工程が必要とされることになる。
【０００７】
本発明は、このような状況によりなされたものであり、上記欠点のない低ナトリウム、低塩素、かつ低酸素のロジウム粉の製造方法の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の方法は、ロジウムを含む塩化物溶液に水素を吹き込み、ロジウムイオンを金属粉として析出させ、この金属粉を水素雰囲気中８００〜１０００℃、好ましくは８００〜９００℃で、１〜４時間、好ましくは２〜４時間加熱し、次いで不活性雰囲気中８００〜１０００℃、好ましくは８００〜９００９００℃で、１〜４時間、好ましくは２〜４時間加熱するものである。
【０００９】
【作用】
本発明において、ロジウムイオンの還元に水素を用いるのは、系内に無用な不純物を持ち込み、これにより得られる金属粉中の不純物品位が上昇するのを防止するためである。また、還元条件を穏やかにし、金属粉中への不純物の取り込みを最小限とするためである。なお、水素ガスを吹き込む際のｐＨ、温度などの諸条件はどのような物理性状の金属粉を得るかにより決定されるものであり、当然当業者が選定し得る範囲のものである。また、この反応の終点は溶液中のロジウムイオンの色の消失により容易に判定できる。
【００１０】
ロジウム溶液としては塩化物系であることが好ましい。
【００１１】
このようにして得られた金属粉はナトリウム品位は低いものの、塩素やガス成分である酸素の品位は従来品と同様に高い。本発明の方法では、この金属粉を水素雰囲気中で加熱することにより、塩素を塩化水素とし、酸素を水蒸気として揮散させる。このとき、加熱温度が低すぎると反応が不十分となり、高すぎると燒結を起こす。よって、加熱温度は８００〜１０００℃、好ましくは８００〜９００℃とする。
【００１２】
加熱時間は温度との関係が重要となる。とはいえ、一般に短いと反応が十分でなく、長すぎると、温度によっては燒結が始まり、温度によっては、燒結は起きないものの更なる効果はあまり期待できず、経済性を損なうことになる。よって、本発明の温度範囲では加熱時間は１〜４時間、好ましくは２〜４時間が好適である。
【００１３】
このように処理することにより金属粉中の塩素や酸素の品位は下げることができるものの、水素の品位が高くなる。このため、塩素、酸素そして吸着された水素をよりいっそう低減するために、金属粉を不活性雰囲気中で加熱する。このときの加熱温度が低すぎるとこれらの成分が十分に低減されず、高すぎると金属粉が焼結を起こす。よって、加熱温度は８００〜１０００℃、好ましくは８００〜９００℃とする。
【００１４】
加熱時間は、前記と同様に温度との関係が重要となる。一般に、短いと反応が十分でなく、長すぎると、温度によっては燒結が始まり、温度によっては、燒結は起きないものの更なる効果はあまり期待できず、経済性を損なうことになる。よって、本発明の方法の温度範囲では加熱時間は１〜４時間、好ましくは２〜４時間が好適である。
【００１５】
【実施例】
次に本発明の実施例について述べる。
【００１６】
（実施例１）
ロジウムを５０ｇ／ｌ、Ｃｌを４５ｇ／ｌの割合で含む塩酸性ロジウム溶液２．５ｌに、水素ガスを１．０ｌ／分の割合で、溶液が無色透明になるまで吹き込み、ロジウムを金属粉として析出させた。この金属粉を固液分離し一部を分析試料とし、一部を以後の試験に用いた。得られた分析値は、Ｎａ：１．１ｐｐｍ、塩素：６８００ｐｐｍ、酸素：２９０００ｐｐｍとナトリウムが極めて少ないものとなっていた。なお、収率は９９．９％以上であった。
【００１７】
得られた金属粉の内の１００ｇを石英ボートに充填し、これを環状炉に設けた石英管の均熱部に挿入し、昇温しつつ窒素パージを行った。均熱部の温度が２００℃になった時点で窒素を水素に切り換え、石英管内に水素を０．５ｌ／分の割合で吹き込み、昇温を続けた。均熱部の温度が８５０℃となったとき、昇温を停止し、以後石英管内に水素を流しつつ８５０℃で４時間保持した。
【００１８】
ついで、水素をアルゴンに切り換え、吹き込み量を１．０ｌ／分として８５０℃で４時間保持した。
【００１９】
放冷後、得られたロジウム粉を分析し、Ｎａと塩素と酸素との品位を求めた。その結果、Ｎａ：０．４ｐｐｍ、塩素：１７０ｐｐｍ、酸素：８０ｐｐｍと大きく低減していることがわかった。なお、焼成物は焼結しておらず、良好な分散状態であった。
【００２０】
（実施例２）
実施例１で得た金属粉の内の１００ｇを石英ボートに充填し、これを環状炉に設けた石英管の均熱部に挿入し、昇温しつつ窒素パージを行った。均熱部の温度が２００度になった時点で窒素を水素に切り換え、石英管内に水素を０．５ｌ／分の割合で吹き込み、昇温を続けた。均熱部の温度が８５０℃となったとき、昇温を停止し、以後石英管内に水素を流しつつ８５０℃で２時間保持した。
【００２１】
ついで、水素をアルゴンに切り換え、吹き込み量を１．０ｌ／分として８５０℃で２時間保持した。
【００２２】
放冷後、得られたロジウム粉を分析し、Ｎａと塩素と酸素との品位を求めた。その結果、Ｎａ：０．７ｐｐｍ、塩素：３４０ｐｐｍ、酸素：１８０ｐｐｍと大きく低減していることが分かった。なお、焼成物は焼結しておらず、良好な状態であった。
【００２３】
（実施例３）
実施例１で得た金属粉の内の１００ｇを石英ボートに充填し、これを環状炉に設けた石英管の均熱部に挿入し、昇温しつつ窒素パージを行った。均熱部の温度が２００度になった時点で窒素を水素に切り換え、石英管内に水素を０．５ｌ／分の割合で吹き込み、昇温を続けた。均熱部の温度が８００℃となったとき、昇温を停止し、以後石英管内に水素を流しつつ８００℃で２時間保持した。
【００２４】
ついで、水素をアルゴンに切り換え、吹き込み量を１．０ｌ／分として８００℃で２時間保持した。
【００２５】
放冷後、得られたロジウム粉を分析し、Ｎａと塩素と酸素との品位を求めた。その結果、Ｎａ：０．９ｐｐｍ、塩素：５６０ｐｐｍ、酸素：２８０ｐｐｍと大きく低減していることが分かった。なお、焼成物は焼結しておらず、良好な状態であった。
【００２６】
（比較例１）
水酸化ロジウムより得られた市販のロジウム粉を用いて実施例１と同様に処理して焼成物を得た。
【００２７】
市販のロジウム粉中のＮａ品位は２７８０ｐｐｍで有り、焼成物の品位は５０２ｐｐｍであった。加熱処理により確かにＮａ品位は減少しているものの、高純度化にはほど遠いものであるといえる。
【００２８】
（比較例２）
処理温度をいずれも１１００℃とした以外は比較例１と同様にして焼成物を得た。
【００２９】
焼成物のＮａ品位は２０７ｐｐｍであり、焼成物は焼結していた。
【００３０】
（比較例３）
実施例１で得た金属粉の内の１００ｇを石英ボートに充填し、これを環状炉に設けた石英管の均熱部に挿入し、昇温しつつ窒素パージを行った。均熱部の温度が２００度になった時点で窒素を水素に切り換え、石英管内に水素を０．５ｌ／分の割合で吹き込み、昇温を続けた。均熱部の温度が６００℃となったとき、昇温を停止し、以後石英管内に水素を流しつつ６００℃で９時間保持した。
【００３１】
ついで、水素をアルゴンに切り換え、吹き込み量を１．０ｌ／分として６００℃で２時間保持した。
【００３２】
放冷後、得られたロジウム粉を分析し、Ｎａと塩素と酸素との品位を求めた。その結果、Ｎａ：１．０ｐｐｍ、塩素：１１００ｐｐｍ、酸素：４３０ｐｐｍと十分な低減効果は得られていないことが分かった。
【００３３】
（実施例４）
比較例３で得られたロジウム粉を用いて実施例２の方法に従って再処理をした。
【００３４】
放冷後、得られたロジウム粉を分析し、Ｎａと塩素と酸素との品位を求めた。その結果、Ｎａ：０．６ｐｐｍ、塩素：３９０ｐｐｍ、酸素：１６０ｐｐｍと大きく低減していることが分かった。なお、焼成物は焼結しておらず、良好な分散状態であった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の方法に従えば、還元剤として水素を用いるためＮａ品位の低い金属粉を得ることがで、これを乾式処理するため、簡便に低Ｎａ、塩素、酸素のロジウム粉を得ることが可能である。