JP2008049315A - 金の吸着剤および金の選択的分離回収方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一般式(1):
(式中、R1およびR2は、同一または異なり、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を示す。R3およびR4は、同一または異なり、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、置換基を有してもよい単環式炭素環基、置換基を有してもよい縮合多環式炭素環基、置換基を有してもよい単環式複素環基または置換基を有してもよい縮合多環式複素環基を示す。)で表される繰り返し単位を有し、数平均分子量が500〜1000000の範囲であるポリアニリン系樹脂を有効成分とする金の吸着剤、それを用いた選択的分離回収方法等を提供する。
【選択図】なし
Description
さらに、本発明は、金を含有する液体に酸性下で前記の吸着剤を接触させ、金を吸着した前記吸着剤から脱着剤を用いて金を脱着させることを特徴とする金の選択的分離回収方法に関する。
本発明の選択的分離回収方法により,パラジウム、白金、鉄、ニッケル、銅、鉛、亜鉛、スズ、コバルト等の金属が混在する液体から金のみを選択的に吸着分離することができる。また,チオ尿素誘導体を含む酸性溶液を用いることにより吸着分離した金を高収率で脱着、回収することができる。
本発明の金の吸着剤は、下記一般式(1):
置換基を有してもよい単環式炭素環基としては、例えば、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよい2−シクロヘキセン−1−イル基、置換基を有してもよい3−シクロヘキセン−1−イル基、置換基を有してもよいシクロプロピル基、置換基を有してもよいシクロヘキシル基等が挙げられる。
炭素数1〜10のアルキル基の具体例としては、R1およびR2で表される炭素数1〜10のアルキル基と同様である。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
アルカノイル基としては、メタノイル基、エタノイル基等が挙げられる。
また、前記の単環式炭素環基、縮合多環式炭素環基、単環式複素環基および縮合多環式複素環基におけるかかる置換基は、1または複数の置換基で有り得る。
他には、ジハロゲノベンゼン類とフェニレンジアミンとをパラジウム化合物およびホスフィン化合物を含む触媒並びに塩基の存在下に反応させる方法(Polym.J.,31,206(1999)、特開2005−200618号公報)等が知られている。
本発明の吸着剤を、金を含有する液体と接触させることにより金を吸着することができる。
金を含有する液体としては、金を含むスクラップから金を抽出したものや、金を利用する工程より排出される金を含む廃液、金の回収や精製する工程より排出される微量の金を含む廃液など多くのものが挙げられる。
金を含有する液体としては、水溶液、有機溶液などのいずれの溶液でも良い。
金を含有する液体と吸着剤との接触温度は、一般には0〜100℃、好ましくは10〜60℃の温度で行われる。温度が0℃より低い場合、液体の粘度が高くなったり、固形物が析出するおそれがある。また、温度が100℃より高い場合、加熱に要する費用がかさむため好ましくない。
また、金を含有する液体と吸着剤との接触時間は、特に制限されるものではないが、通常、数秒以上、好ましくは、1分〜48時間である。
かくして吸着剤に吸着した金は、脱着剤を用いて金を脱着させることにより選択的に分離回収される。
脱着剤としては、チオ尿素、N−メチルチオ尿素、N,N’−ジメチルチオ尿素、N−エチルチオ尿素、N,N’−ジエチルチオ尿素等のチオ尿素誘導体を含む塩酸酸性水溶液が好ましく用いられる。とりわけ、安価であり脱着効果に優れる観点からチオ尿素が好ましく用いられる。
金を吸着した吸着剤と脱着剤との接触時間は、特に制限されるものではないが、通常、数秒以上、好ましくは、1分〜48時間である。
上記の方法により、脱着回収した金は、次いで、濃縮、精製、電解等の公知の方法により、品位の高い金メタル、金化合物として回収され、工業用、装飾用等として用いられる。
金を脱着した後の吸着剤は、水洗、再生などの工程をへて再び使用することができる。
また、ポリアニリン系樹脂は、金吸着容量が大きく、例えば、一般式(1)で表される繰り返し単位あたり1molの金を吸着させることができる。これは、例えば、ポリアニリン系樹脂1.0gに対し2.2gもの金を吸着することに相当する。
実施例で得られたポリアニリン系樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(東ソー株式会社、商品名;HLC−8020)を用いて、LiBr(0.01mol/L)を含むN,N−ジメチルホルムアミド中30℃にて測定し、標準ポリスチレンを基準にして算出した。
冷却管、温度計を備え付けた1L容の四つ口フラスコに、1,3−ジブロモベンゼン20.45g(86.7ミリモル)、1,3−フェニレンジアミン9.38g(86.7ミリモル)、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)1.98g(2.16ミリモル)、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル4.05g(6.50ミリモル)、ナトリウム−tert−ブトキシド25.00g(260.1ミリモル)およびトルエン800mLを仕込んだ。次いで、窒素雰囲気下で100℃まで昇温し、100℃で12時間反応させた。反応終了後、反応液を25℃まで冷却し、ろ過して粗ポリ(m−アニリン)を得た。得られた粗ポリ(m−アニリン)を28重量%アンモニア水/メタノール混合溶媒2L(容積比1/4)で洗浄し、さらにメタノールで洗浄した後、減圧乾燥して青紫色粉体のポリ(m−アニリン)15.50gを得た(収率98.0%)。また、得られたポリ(m−アニリン)の数平均分子量は14500であった。
冷却管、温度計を備え付けた1L容の四つ口フラスコに、1,4−ジブロモベンゼン20.45g(86.7ミリモル)、1,4−フェニレンジアミン9.38g(86.7ミリモル)、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)1.98g(2.16ミリモル)、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル4.05g(6.50ミリモル)、ナトリウム−tert−ブトキシド25.00g(260.1ミリモル)およびトルエン800mLを仕込んだ。次いで、窒素雰囲気下で100℃まで昇温し、100℃で12時間反応させた。反応終了後、反応液を25℃まで冷却し、ろ過して粗ポリ(p−アニリン)を得た。得られた粗ポリ(p−アニリン)を28重量%アンモニア水/メタノール混合溶媒2L(容積比1/4)で洗浄し、さらにメタノールで洗浄した後、減圧乾燥して青紫色粉体のポリ(p−アニリン)15.58gを得た(収率98.5%)。また、得られたポリ(p−アニリン)の数平均分子量は15500であった。
冷却管、温度計を備え付けた1L容の四つ口フラスコに、2,6−ジクロロピリジン12.83g(86.7ミリモル)、2,6−ジアミノピリジン9.46g(86.7ミリモル)、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)1.98g(2.16ミリモル)、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル4.05g(6.50ミリモル)、ナトリウム−tert−ブトキシド25.00g(260.1ミリモル)およびトルエン800mLを仕込んだ。次いで、窒素雰囲気下で100℃まで昇温し、100℃で12時間反応させた。反応終了後、反応液を25℃まで冷却し、ろ過して粗ポリ(2,6−ピリジンジイルイミン)を得た。得られた粗ポリ(2,6−ピリジンジイルイミン)を28重量%アンモニア水/メタノール溶液2L(容積比1/4)で洗浄し、さらにメタノールで洗浄した後、減圧乾燥して黄土色粉体のポリ(2,6−ピリジンジイルイミン)15.95gを得た(収率99.9%)。また、得られたポリマーの数平均分子量は6900であった。
ポリ(m−アニリン)(PmA)を用いて金(Au)(III)の吸着を検討した。
10mLのサンプル瓶に、ポリ(m−アニリン)を5mg入れ、0.1mmol/Lの金水溶液を5mL加え、種々の酸性条件下で、マグネティックスターラーを用いて25℃で16時間攪拌した。攪拌後、ディスポーサブルフィルター(孔径0.2μm)を装着したシリンジを用いてろ過し、ろ液を吸着後の溶液とした。
吸着前と吸着後の溶液中の金濃度を原子吸光分析装置により測定して吸着率を求めた。結果を表1に示す。
pH2に調整した0.1mmol/Lの金水溶液を用い、攪拌時間を1、3、5、10、16、25時間とした以外は実施例1と同様にして吸着率を求めた。結果を表2に示す。
pH2に調整した1mmol/Lの金水溶液若しくは10mmol/Lの金水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして吸着率を求めた。結果を表3に示す。
0.1mmol/Lの金水溶液の代わりに、金及び共存金属(M)(Pd(II)、Pt(IV)、Fe(III)、Cu(II)、Ni(II)若しくはCo(II))の濃度比が1:1(0.1mmol/L:0.1mmol/L)の水溶液(pH2)を用い、攪拌時間を1時間とした以外は実施例1と同様にして吸着率を求めた。結果を表4に示す。
0.1mmol/Lの金水溶液の代わりに、金及び共存金属(M)(Pd(II)若しくはPt(IV))の濃度比が1:10若しくは1:100の水溶液(pH2)を用い、攪拌時間を1時間とした以外は実施例1と同様にして吸着率を求めた。結果を表5に示す。
ポリ(m−アニリン)(PmA)、ポリ(p−アニリン)(PpA)を用いて吸着性能、攪拌操作時の液相へのポリマーの溶出を比較した。
pH2に調整した0.1mmol/Lの金水溶液、0.1mmol/LのPd水溶液、若しくは0.1mmol/LのPt水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして吸着率を求めた。また、ろ液の全有機炭素濃度(TOC)を測定した。結果を表6に示す。
10mLサンプル瓶に、ポリ(m−アニリン)を5mg入れ、そこにpH2に調整した0.1mmol/L金水溶液を5mL加えた。1時間攪拌後、ディスポーサブルフィルター(孔径0.2μm)を装着したシリンジを用いてろ過した。
ろ別したポリ(m−アニリン)をフィルターごとサンプル瓶にとり、0.5mol/L塩酸酸性とした0.5mol/Lチオ尿素溶液10mLを加えて30分間攪拌した後ろ過し、得られたろ液中の金濃度を原子吸光分析装置により測定して脱着率を求めたところ、脱着率は99.3%であった。
ポリ(m−アニリン)、ポリ(p−アニリン)の代わりにポリ(2,6−ピリジンジイルイミン)を用いた以外は実施例23と同様にして吸着性能、攪拌操作時の液相へのポリマーの溶出を比較した。結果を表7に示す。
Claims (5)
- 金を含有する液体に請求項1記載の吸着剤を接触させることを特徴とする金の吸着方法。
- 金を含有する液体に酸性下で請求項1記載の吸着剤を接触させ、金を吸着した前記吸着剤から脱着剤を用いて金を脱着させることを特徴とする金の選択的分離回収方法。
- 脱着剤がチオ尿素誘導体を含む酸性溶液であることを特徴とする請求項3に記載の金の選択的分離回収方法。
- チオ尿素誘導体が、チオ尿素であることを特徴とする請求項4に記載の金の選択的分離回収方法。
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