JP2003147566A - スクラップからの有価金属の回収方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大量の酸又はアルカリ溶液やそのための処理
設備を必要とせず、また有毒ガスの発生の虞がない、効
率的なスクラップからの有価金属の回収方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 有価金属を含有するスクラップを電解し
有価金属を回収する方法において、スクラップをアノー
ドボックスに入れるとともに、カソード側をイオン交換
膜又は隔膜で仕切り、該カソード側に酸を入れて独立循
環させ、スクラップ溶解槽に希酸をいれて、電解により
スクラップを溶解することを特徴とするスクラップから
の有価金属の回収方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクラップに含有
されている有価金属をコスト安く処理でき、かつ有毒ガ
ス等を発生させない、安全かつ効率のよいスクラップか
らの有価金属の回収方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の大きな進展に伴
い、回路設計や各種の電気・電子素子の形成のために、
様々な薄膜が形成されている。その中でスパッタリング
ターゲット材等として、インジウム、イリジウム、銀、
アンチモン、セレン、テルル、ゲルマニウム、クロム、
錫等の金属元素が単独、合金又は酸化物等の化合物の形
態で使用されている。前記スパッタリングターゲットを
例にとって説明すると、例えばターゲットはスパッタリ
ングの経過とともに特定区域のみが侵食（エロージョ
ン）していくが、その侵食していく部分のターゲット残
量が殆ど無くなった時点で、新しいターゲットに交換
し、再度薄膜を形成する操作が行われている。

【０００３】このようなスパッタリング成膜工程におい
て、使用後のターゲットはエロージョン部を除き大半が
残存している。また、新規ターゲットを製作する工程に
おいても、ターゲットの形状に仕上げる段階で、切削屑
等の多量の端材が発生する。さらに、るつぼ材、触媒、
電極材等に多くの有価金属が使用されており、スクラッ
プが発生する。これらのスクラップは廃棄されることも
あるが、貴金属等の高価な材料が含まれていることが多
いので、これらのスクラップからの有価金属を回収する
ことが行われている。

【０００４】一般に、上記のようなスクラップからの有
価金属の回収の場合、酸あるいはアルカリ浸出を行って
おり、大量の酸又はアルカリ溶液が必要とされている。
したがって、このような大量の酸又はアルカリ溶液を処
理するための処理設備が当然必要とされていた。このよ
うな大量の処理は設備費が高くなり、また非能率的なの
でコスト高となる問題があった。また、このような処理
法による回収の際に、スクラップに含有される材料によ
っては、有毒ガスが発生するという問題があった。例え
ば、砒素（Ａｓ）、燐（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビ
スマス（Ｂｉ）、セレン（Ｓｅ）等の元素は、ＡｒＨ_３
（アルシン）、ＰＨ_３（ホスフィン）、ＳｂＨ_３（スチ
ビン）、ＢｉＨ_３（ビスムチン）、Ｈ_２Ｓｅ（セラン）
等の有毒ガスを発生するという問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、大量の酸又
はアルカリ溶液やそのための処理設備を必要とせず、ま
た有毒ガスの発生の虞がない、効率的なスクラップから
の有価金属の回収方法及び装置を提供することを課題と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明者らは鋭意研究を行なった結果、電解法を
改善することにより、効率的に安全かつ安定して製造で
きるとの知見を得た。本発明はこの知見に基づき、１．
有価金属を含有するスクラップを電解し有価金属を回収
する方法において、スクラップをアノードボックスに入
れるとともに、カソード側をイオン交換膜又は隔膜で仕
切り、該カソード側に酸を入れて循環させ、スクラップ
溶解槽に希酸又はアルカリを入れて、電解によりスクラ
ップを溶解することを特徴とするスクラップからの有価
金属の回収方法２．カソードとして白金等の不溶性電極
を使用することを特徴とする上記１記載のスクラップか
らの有価金属の回収方法３．有価金属を含有するスクラ
ップを電解し有価金属を回収する装置であって、スクラ
ップを入れるアノードボックス、白金等の不溶性電極か
らなるカソード、該カソードをイオン交換膜又は隔膜で
仕切るとともに、該カソード側に酸を入れて独立循環さ
せる構造を備え、スクラップ溶解槽に希酸又はアルカリ
を入れて、電解によりスクラップを溶解することを特徴
とするスクラップからの有価金属の回収装置を提供す
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の対象となるスクラップ
は、主としてVａ，VIａ，VIII族の元素が対象となる。
特に、酸又はアルカリに溶解し難い又は耐食性のある金
属スクラップの溶解・抽出に有効である。図１は本発明
のスクラップからの有価金属の回収装置の概要を示す説
明図である。本発明の有価金属の回収装置は、図１に示
すように、スクラップ溶解槽１を備え、該溶解槽１内に
アノードボックス２、アノード３、カソード４及びイオ
ン交換膜又は隔膜５を有する。また、スクラップ溶解槽
１に併設させてカソード液循環槽６が設けられており、
該カソード液循環槽６とスクラップ溶解槽１とを結合す
るカソード液循環用パイプ７を備えている。このような
装置を使用して、有価金属を含有するスクラップ８をア
ノードボックス２に入れる。カソード４はイオン交換膜
又は隔膜５で仕切られており、該カソード側に酸又はア
ルカリを入れて循環させる。これは液の導電性を持たせ
るためである。カソード４には白金板等の不溶性電極を
使用する。

【０００８】スクラップ溶解槽１に塩酸、硫酸、水酸化
ナトリウム等の希酸又はアルカリ溶液９を入れて、電解
によりスクラップ８を溶解する。このように、電気化学
的に溶解する場合には水素と結びつかないので、被処理
材に例えばＡｓ、Ｐ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ等の元素が混入
していても、前記のようなＡｒＨ_３（アルシン）、ＰＨ
_３（ホスフィン）、ＳｂＨ_３（スチビン）、ＢｉＨ
_３（ビスムチン）、Ｈ_２Ｓｅ（セラン）等の有毒ガスを
発生することはない。スクラップ８は、電気を流すこと
により一部の金属は溶け出して溶液となる。上記の通
り、カソード４側にはイオン交換膜又は隔膜５で仕切ら
れており電着しないため、溶液に濃縮していく。また、
溶け出さないものはスラッジとして残留し、金属の分離
が可能となる。

【０００９】

【実施例】次に、実施例について説明する。なお、この
実施例は理解を容易にするためのものであり、本発明を
制限するものではない。すなわち、本発明の技術思想の
範囲内での他の実施例及び変形は、本発明に含まれるも
のである。

【００１０】（実施例１）図１に示すような装置を使用
して、Ｗ及びＩｎ１０ｗｔ％を含有する約１ｋｇのスク
ラップをアノードボックスにいれた。電解液には硫酸を
使用してｐＨ２に調整し、カソードボックス内の硫酸濃
度は２Ｎで実施した。また、カソードにはチタン板をア
ノードには白金板を使用した。カソード液循環槽は、カ
ソード液循環用パイプを介して２Ｎの硫酸を循環させ
た。スクラップ溶解槽内の浴温は２５°Ｃ、電流密度２
Ａ／ｄｍ^２で実施した。これにより、電解開始から５時
間後に、Ｉｎ濃度５ｇ／ＬのｐＨ１のインジウム濃縮液
を得た。また、アノードボックスには、Ｗ、セラミック
ス等の残渣を得ることができた。

【００１１】（実施例２）ＩｎＰ含有スクラップ１ｋｇ
をアノードボックスに入れ、図１に示すような装置で溶
解した。電解液には硫酸を使用してｐＨ２に調整し、カ
ソードボックス内の硫酸濃度は１Ｎで実施した。カソー
ドにはチタン板をアノードには白金板を使用した。カソ
ード液循環槽とはカソード液循環用パイプを介して１Ｎ
の硫酸を循環させた。スクラップ溶解槽内の浴温は２０
°Ｃ、電流密度３Ａ／ｄｍ^２で実施した。最終的にＩｎ
濃度５０ｇ／Ｌとなった。回収率は９０％であった。ま
た、アノードボックスには、セラミックス等の残渣があ
った。

【００１２】（実施例３）ＩｎとＳｂを含有するスクラ
ップ１ｋｇをアノードボックスに入れ、図１に示すよう
な装置で溶解した。電解液には硫酸を使用してｐＨ２に
調整し、カソードボックス内の硫酸濃度は１Ｎで実施し
た。カソードにはチタン板をアノードには白金板を使用
した。カソード液循環槽とはカソード液循環用パイプを
介して硫酸アンモニウム液を循環させた。また、スクラ
ップ溶解槽内の浴温は４０°Ｃ、電流密度１Ａ／ｄｍ^２
で実施した。Ｉｎは溶解し、Ｓｂは残渣として残った。
Ｓｂ中にはＩｎ１ｗｔ％が残留しているのみであった。
なお、これは必要に応じて次の精製工程に回すことがで
きる。

【００１３】（実施例４）Ｃｏ含有スクラップ１ｋｇを
アノードボックスに入れ、図１に示すような装置で溶解
した。電解液には硫酸を使用してｐＨ２に調整し、カソ
ードボックス内の硫酸濃度は１Ｎで実施した。カソード
にはチタン板をアノードには白金板を使用した。カソー
ド液循環槽とはカソード液循環用パイプを介して１Ｎの
硫酸を循環させた。スクラップ溶解槽内の浴温は１０°
Ｃ、電流密度５Ａ／ｄｍ^２で実施した。最終的にＣｏ濃
度１００ｇ／Ｌとなった。回収率は９５％であった。ま
た、アノードボックスには、酸化物等の残渣があった。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、大量の酸又はアルカリ溶液や
そのための処理設備を必要とせず、また有毒ガスの発生
の虞がなく、効率的にスクラップから有価金属を回収で
きるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクラップからの有価金属の回収装置
の概要を示す説明図である。

【符号の説明】

１ スクラップ溶解槽 ２ アノードボックス ３ アノード ４ カソード ５ イオン交換膜又は隔膜 ６ カソード液循環槽 ７ カソード液循環用パイプ７ ８ スクラップ ９ 希酸又はアルカリ溶液

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１２月１０日（２００１．１２．
１０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】一般に、上記のようなスクラップからの有
価金属の回収の場合、酸あるいはアルカリ浸出を行って
おり、大量の酸又はアルカリ溶液が必要とされている。
したがって、このような大量の酸又はアルカリ溶液を処
理するための処理設備が当然必要とされていた。このよ
うな大量の処理は設備費が高くなり、また非能率的なの
でコスト高となる問題があった。また、このような処理
法による回収の際に、スクラップに含有される材料によ
っては、有毒ガスが発生するという問題があった。例え
ば、砒素（Ａｓ）、燐（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビ
スマス（Ｂｉ）、セレン（Ｓｅ）等の元素は、ＡｓＨ _３
（アルシン）、ＰＨ_３（ホスフィン）、ＳｂＨ_３（スチ
ビン）、ＢｉＨ_３（ビスムチン）、Ｈ_２Ｓｅ（セラン）
等の有毒ガスを発生するという問題がある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】スクラップ溶解槽１に塩酸、硫酸、水酸化
ナトリウム等の希酸又はアルカリ溶液９を入れて、電解
によりスクラップ８を溶解する。このように、電気化学
的に溶解する場合には水素と結びつかないので、被処理
材に例えばＡｓ、Ｐ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ等の元素が混入
していても、前記のようなＡｓＨ _３ （アルシン）、ＰＨ
_３（ホスフィン）、ＳｂＨ_３（スチビン）、ＢｉＨ
_３（ビスムチン）、Ｈ_２Ｓｅ（セラン）等の有毒ガスを
発生することはない。スクラップ８は、電気を流すこと
により一部の金属は溶け出して溶液となる。上記の通
り、カソード４側にはイオン交換膜又は隔膜５で仕切ら
れており電着しないため、溶液に濃縮していく。また、
溶け出さないものはスラッジとして残留し、金属の分離
が可能となる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有価金属を含有するスクラップを電解し
   有価金属を回収する方法において、スクラップをアノー
   ドボックスに入れるとともに、カソード側をイオン交換
   膜又は隔膜で仕切り、該カソード側に酸を入れて循環さ
   せ、スクラップ溶解槽に希酸又はアルカリを入れて、電
   解によりスクラップを溶解することを特徴とするスクラ
   ップからの有価金属の回収方法。
2. 【請求項２】 カソードとして白金等の不溶性電極を使
   用することを特徴とする請求項１記載のスクラップから
   の有価金属の回収方法。
3. 【請求項３】 有価金属を含有するスクラップを電解し
   有価金属を回収する装置であって、スクラップを入れる
   アノードボックス、白金等の不溶性電極からなるカソー
   ド、該カソードをイオン交換膜又は隔膜で仕切るととも
   に、該カソード側に酸を入れて独立循環させる構造を備
   え、スクラップ溶解槽に希酸又はアルカリを入れて、電
   解によりスクラップを溶解することを特徴とするスクラ
   ップからの有価金属の回収装置。