JP2011225979A - 金属成分回収剤及び金属成分の回収方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】周期表2族元素を含む化合物又はランタノイド元素を含む化合物を有効成分とする、金属成分を含有する材料から金属成分を回収するために用いる金属成分回収剤、及び該回収剤と金属成分を含有する材料とを、金属成分を含有する材料を加熱した際に生じる金属の蒸気又は金属酸化物の蒸気と、該金属成分回収剤とが接触する状態において加熱することを特徴とする、金属成分を含有する材料から金属成分を回収する方法。
【選択図】図1
Description
1. 周期表2族元素を含む化合物又はランタノイド元素を含む化合物を有効成分とする、金属成分を含有する材料から金属成分を回収するために用いる金属成分回収剤。
2. 周期表2族元素を含む化合物が、Mg, Ca, Sr及びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物であり、ランタノイド元素を含む化合物が、La及びNdからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物である、上記項1に記載の金属成分回収剤。
3. 金属成分を含有する材料と上記項1又は2に記載の金属成分回収剤とを、金属成分を含有する材料を加熱した際に生じる金属の蒸気又は金属酸化物の蒸気と、該金属成分回収剤とが接触する状態において、加熱することを特徴とする、金属成分を含有する材料から金属成分を回収する方法。
4. 金属成分を含有する材料と上記項1又は2に記載の回収剤とを、同一の容器内に収容して加熱する上記項3に記載の方法。
5. 金属成分を含有する材料が、貴金属成分又は希少金属成分を含有する廃材である上記項3又は4に記載の方法。
6.上記項3〜5のいずれかに記載の方法で金属成分を回収した後、回収された金属成分を酸によって溶出し、その後、固体金属として再生することを特徴とする、金属の再生方法。
本発明の金属成分回収剤は、周期表2族元素を含む化合物又はランタノイド元素を含む化合物を有効成分として含有するものである。周期表2族元素としては、Mg, Ca, Sr, Ba等を例示できる。周期表2族元素を含む化合物には、これらの2族元素が一種類のみ含まれていてもよく、二種類以上含まれていてもよい。ランタノイド元素としては、La, Nd等を例示できる。ランタノイド元素を含む化合物には、これらのランタノイド元素が一種類のみ含まれていてもよく、二種類以上含まれていてもよい。
本発明の金属成分回収剤を用いる金属成分の回収方法では、処理対象は、金属成分を含有する材料(以下、単に「金属含有材料」ということがある)であり、具体的には、回収の対象となる金属成分を含む物質と、これ以外の物質、例えば、回収の対象となる金属成分以外の金属、酸化物、窒化物、炭素材料、セラミックス、有機物などとからなる材料であればよい。本発明の金属成分回収剤を用いて後述する方法で処理を行うことによって、回収の対象となる金属成分を含む物質とこれ以外の物質とからなる各種の材料から、回収の対象となる金属成分を選択的に回収することができる。回収の対象となる金属成分の種類については、後述する処理条件下において、気化して金属自体の蒸気又はこの金属の酸化物の蒸気として存在できるものであればよい。
本発明の金属成分の回収方法では、処理対象とする金属含有材料と本発明の金属成分回収剤を、該金属含有材料から生じる金属蒸気又は金属酸化物蒸気と該金属成分回収剤とが接触できる状態において加熱すればよい。
上記した方法で本発明の金属成分回収剤から形成される生成物に、金属含有材料に含まれる金属成分を吸蔵させた後、金属成分を吸蔵した生成物を酸に接触させることによって、酸中に金属成分を溶出させることができる。
CaOを用いたモリブデン箔からのモリブデンの回収
CaO粉末(0.25g)とモリブデン箔(厚さ0.035mm、重量0.4g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1300℃で10時間焼成することにより、モリブデン箔が蒸発するとともに、CaO粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。図1は得られた粉末のX線回折図であり、リートベルト解析により、CaMoO4及びCaOを98:2の重量%比で含む混合物であることが分かった。
SrCO 3 を用いたモリブデン箔からのモリブデンの回収
SrCO3粉末(0.5g)とモリブデン箔(厚さ0.035mm、重量0.4g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1300℃で10時間焼成することにより、モリブデン箔が蒸発するとともに、SrCO3粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。
BaCO 3 を用いたモリブデン箔からのモリブデンの回収
BaCO3粉末(2g)とモリブデン箔(厚さ0.035mm、重量0.4g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1300℃で10時間焼成することにより、モリブデン箔が蒸発するとともに、BaCO3粉末を入れたセラミックス容器中で黄色の粉末が得られた。
CaOを用いたタングステン箔からのタングステンの回収
CaO粉末(0.8g)とタングステン箔(厚さ0.035mm、重量0.3g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1375℃で10時間焼成することにより、タングステン箔が蒸発するとともに、CaO粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。図4は得られた粉末のX線回折図であり、リートベルト解析により、Ca3WO6、CaWO4、及びCaOを62:8:30の重量%比で含む混合物であることが分かった。
SrCO 3 を用いたタングステン箔からのタングステンの回収
SrCO3粉末(3g)とタングステン箔(厚さ0.035mm、重量0.4g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1400℃で10時間焼成することにより、タングステン箔が蒸発するとともに、SrCO3粉末を入れたセラミックス容器中で白色の粉末が得られた。
BaCO 3 を用いたタングステン箔からのタングステンの回収
BaCO3粉末(4g)とタングステン箔(厚さ0.035mm、重量0.3g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1300℃で10時間焼成することにより、タングステン箔が蒸発するとともに、BaCO3粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。
CaOを用いた二酸化ルテニウム粉末からのルテニウムの回収
CaO粉末(重量0.09g)と二酸化ルテニウム粉末(重量0.2g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1200℃で10時間焼成することにより、二酸化ルテニウム粉末の一部が蒸発するとともに、CaO粉末を入れたセラミックス容器中で黒色の粉末が得られた。
SrCO 3 を用いたルテニウム粉末からのルテニウムの回収
SrCO3粉末(重量0.3g)とルテニウム粉末(重量0.2g)を1個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に非接触の状態で入れ、その後、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1250℃で10時間焼成することにより、ルテニウム粉末の一部が蒸発するとともに、SrCO3粉末(無色)が黒色に変化した。
SrCO 3 を用いたイリジウム箔からのイリジウムの回収
SrCO3粉末(重量0.14g)とイリジウム箔(重量0.03g)を1個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に非接触の状態で入れ、その後、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1400℃で10時間焼成することにより、イリジウム箔の一部が蒸発するとともに、SrCO3粉末(無色)が黒色に変化した。
CaOを用いたレニウム−タングステン合金線からのレニウム、タングステンの回収
CaO粉末(重量0.2g)とレニウム−タングステン合金線(直径1mm、長さ35mm、重量0.5g、レニウムとタングステンの重量%比25:75)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1375℃で10時間焼成することにより、レニウム−タングステン合金線が蒸発するとともに、CaO粉末を入れたセラミックス容器中で黄色の粉末が得られた。
La 2 O 3 を用いたモリブデン箔からのモリブデンの回収
La2O3粉末(0.7g)とモリブデン箔(厚さ0.035mm、重量0.4g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1300℃で10時間焼成することにより、モリブデン箔が蒸発するとともに、La2O3粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。
La 2 O 3 を用いた酸化インジウム粉末からのインジウムの回収
La2O3粉末(0.5g)と酸化インジウム粉末(0.5g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1500℃で10時間焼成することにより、酸化インジウム粉末の一部が蒸発するとともに、La2O3粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。
SrCO 3 を用いた酸化インジウム粉末からのインジウムの回収
SrCO3粉末(1.0g)と酸化インジウム粉末(0.5g)を同一寸法の2個のセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約15cm3)内に別々に入れ、その後、これら2個の容器をセラミックス容器(アルミナ製、直方体状、容積:約400cm3)内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、1450℃で10時間焼成することにより、酸化インジウム粉末の一部が蒸発するとともに、SrCO3粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。
Claims (6)
- 周期表2族元素を含む化合物又はランタノイド元素を含む化合物を有効成分とする、金属成分を含有する材料から金属成分を回収するために用いる金属成分回収剤。
- 周期表2族元素を含む化合物が、Mg, Ca, Sr及びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物であり、ランタノイド元素を含む化合物が、La及びNdからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物である、請求項1に記載の金属成分回収剤。
- 金属成分を含有する材料と請求項1又は2に記載の金属成分回収剤とを、金属成分を含有する材料を加熱した際に生じる金属の蒸気又は金属酸化物の蒸気と、該金属成分回収剤とが接触する状態において加熱することを特徴とする、金属成分を含有する材料から金属成分を回収する方法。
- 金属成分を含有する材料と請求項1又は2に記載の回収剤とを、同一の容器内に収容して加熱する請求項3に記載の方法。
- 金属成分を含有する材料が、貴金属成分又は希少金属成分を含有する廃材である請求項3又は4に記載の方法。
- 請求項3〜5のいずれかに記載の方法で金属成分を回収した後、回収された金属成分を酸によって溶出し、その後、固体金属として再生することを特徴とする、金属の再生方法。
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