JP2012107294A - Method for recovering platinum group metal - Google Patents

Method for recovering platinum group metal Download PDF

Info

Publication number
JP2012107294A
JP2012107294A JP2010257437A JP2010257437A JP2012107294A JP 2012107294 A JP2012107294 A JP 2012107294A JP 2010257437 A JP2010257437 A JP 2010257437A JP 2010257437 A JP2010257437 A JP 2010257437A JP 2012107294 A JP2012107294 A JP 2012107294A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
platinum group
group metal
aqua regia
iron
leachate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010257437A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5629193B2 (en
Inventor
Yasuhiro Konishi
康裕 小西
Koshiro Tamaoki
洸司郎 玉置
Norizo Saito
範三 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka University NUC
Osaka Prefecture University PUC
Original Assignee
Osaka University NUC
Osaka Prefecture University PUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka University NUC, Osaka Prefecture University PUC filed Critical Osaka University NUC
Priority to JP2010257437A priority Critical patent/JP5629193B2/en
Publication of JP2012107294A publication Critical patent/JP2012107294A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5629193B2 publication Critical patent/JP5629193B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of collecting a platinum group metal efficiently from a catalyst-containing wash coat by a simple treatment.SOLUTION: The method for collecting a platinum group metal comprises as follows. A catalyst-containing wash coat is leached by an inorganic acid, an inorganic acid soluble element is eluted, then a leachate in which a leaching residue is leached with aqua regia is used to be treated with an iron reduction bacillus, thereby a platinum group metal is collected efficiently.

Description

本発明は、触媒含有ウォッシュコートから白金族金属を回収する白金族金属の回収方法に関する。   The present invention relates to a platinum group metal recovery method for recovering a platinum group metal from a catalyst-containing washcoat.

近年、大半のガソリン車が、三元触媒コンバータを使用した排ガス浄化システムを搭載している。この三元触媒コンバータは、一酸化炭素(CO)、チッソ酸化物(NOX)、未燃焼の炭化水素を、二酸化炭素、チッソ、水に変換して、ガソリンエンジンからの排ガスを浄化する。   In recent years, most gasoline vehicles are equipped with an exhaust gas purification system using a three-way catalytic converter. This three-way catalytic converter converts carbon monoxide (CO), nitrogen oxide (NOX), and unburned hydrocarbons into carbon dioxide, nitrogen, and water to purify exhaust gas from a gasoline engine.

触媒コンバータは、モノリス(ハニカム)構造をしている。モノリスはコンバータの基本構造体であると同時に、触媒コーティングの基材としての機能を有する。触媒コーティングは、以下のように行う。まず、ウォッシュコート(触媒担体保持材)の薄膜でモノリスの表面を被覆する。ウォッシュコート上に、触媒(主に、白金、パラジウム、ロジウムなどの白金族金属)を被覆する。   The catalytic converter has a monolith (honeycomb) structure. The monolith is the basic structure of the converter and at the same time functions as a substrate for the catalyst coating. The catalyst coating is performed as follows. First, the surface of the monolith is covered with a thin film of washcoat (catalyst carrier holding material). A catalyst (mainly a platinum group metal such as platinum, palladium, or rhodium) is coated on the washcoat.

触媒能を大きくするためには、反応が起きる表面の面積を大きくする必要がある。これは、モノリス構造と多孔質のウォッシュコートにより得られる。ウォッシュコートの材質としては、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ−アルミナなど、一般に、高表面積を有する触媒担体として用いられる無機酸化物が用いられている。特に、活性アルミナが多く使われている。活性アルミナは、ランタンやセリウム等の希土類元素やバリウム等のアルカリ土類元素を含んでいる場合も多い。   In order to increase the catalytic ability, it is necessary to increase the surface area where the reaction occurs. This is obtained by a monolithic structure and a porous washcoat. As the material for the washcoat, inorganic oxides generally used as a catalyst carrier having a high surface area such as alumina, titania, zirconia, silica-alumina and the like are used. In particular, activated alumina is often used. Activated alumina often contains rare earth elements such as lanthanum and cerium and alkaline earth elements such as barium.

従来、触媒コンバータは、使用後には、廃棄されていた。ウォッシュコート上に被覆された触媒は、高濃度の白金族金属を含む。したがって、これらを回収して、再利用することが望まれる。   Traditionally, catalytic converters have been discarded after use. The catalyst coated on the washcoat contains a high concentration of platinum group metal. Therefore, it is desirable to collect these and reuse them.

本発明者らは、鉄還元菌を用いて、プリント基板などから白金族金属を回収することを試みている(例えば、非特許文献1参照)。この文献に記載の方法では、プリント基板などから、王水を用いて白金族金属を含む金属を浸出し、この浸出液から鉄還元菌を用いて白金族金属を回収する。しかし、触媒含有ウォッシュコートには、上記したように、ウェットコート層にアルミニウムや他の金属を含む。このため、単に、王水を用いて触媒含有ウォッシュコートを浸出処理すると、浸出液がゲル化してしまい、後の処理ができない。したがって、新たな処理工程を検討する必要がある。   The present inventors have attempted to recover a platinum group metal from a printed circuit board using iron-reducing bacteria (see, for example, Non-Patent Document 1). In the method described in this document, a metal containing a platinum group metal is leached from a printed circuit board or the like using aqua regia, and the platinum group metal is recovered from the leached solution using iron reducing bacteria. However, as described above, the catalyst-containing washcoat contains aluminum and other metals in the wetcoat layer. For this reason, if the catalyst-containing washcoat is simply leached using aqua regia, the leachate will gel, and subsequent processing cannot be performed. Therefore, it is necessary to consider new processing steps.

なお、本明細書中で、「触媒含有ウォッシュコート」とは、三元触媒コンバータのモノリス表面から剥離した、廃触媒を含むウォッシュコートを意味する。
小西 康裕、「微生物機能を活用するレアメタル回収への挑戦」、化学工学、第74巻、
In the present specification, the “catalyst-containing washcoat” means a washcoat including a waste catalyst that is peeled off from the monolith surface of the three-way catalytic converter.
Yasuhiro Konishi, “Challenge to Rare Metal Recovery Utilizing Microbial Functions”, Chemical Engineering, Volume 74,

すなわち、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的は、簡易な処理により、触媒含有ウォッシュコートから、効率的に白金族金属を回収する方法を提供することにある。   That is, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method for efficiently recovering a platinum group metal from a catalyst-containing washcoat by a simple treatment.

本発明者らは、触媒含有ウォッシュコートの前処理方法を検討し、触媒含有ウォッシュコートを無機酸で浸出し、無機酸可溶元素を溶出させた後、浸出残渣を王水で浸出した浸出液を用いて、鉄還元菌で処理することにより、白金族金属を効率よく回収できることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は以下のとおりである。   The present inventors examined a pretreatment method for a catalyst-containing washcoat, leached the catalyst-containing washcoat with an inorganic acid, eluted an inorganic acid-soluble element, and then obtained a leachate obtained by leaching the leaching residue with aqua regia. It was found that platinum group metals can be efficiently recovered by treating with iron-reducing bacteria, and the present invention has been completed. That is, the present invention is as follows.

本発明の白金族金属の回収方法は、触媒含有ウォッシュコートを無機酸で浸出し、浸出残渣を得る工程と、前記浸出残渣を王水で浸出し、浸出液を得る工程と、前記浸出液を、鉄還元細菌を用いて処理する工程とを含む。   The platinum group metal recovery method of the present invention includes a step of leaching a catalyst-containing washcoat with an inorganic acid to obtain a leaching residue, a step of leaching the leaching residue with aqua regia to obtain a leachate, and Treating with reducing bacteria.

本発明の白金族金属の回収方法は、前記王水を用いた浸出後に、浸出液を中和する中和工程を含み、白金を回収する。   The platinum group metal recovery method of the present invention includes a neutralization step of neutralizing the leachate after leaching using the aqua regia, and recovers platinum.

また、本発明の白金族金属の回収方法で用いる鉄還元細菌は、シワネラ アルゲであると好ましい。   The iron-reducing bacterium used in the platinum group metal recovery method of the present invention is preferably Shiwanella algae.

本発明の方法では、触媒含有ウォッシュコートをまず無機酸で浸出させて、無機酸可溶成分を浸出させる。これにより、王水で直接浸出した場合に、浸出液のゲル化の原因となる元素を取り除くことができる。また、無機酸で浸出した場合、白金族金属は、塩酸などの無機酸にほとんど溶けない。一方、白金族金属は、王水には浸出される。このため、無機酸で先に処理することにより、王水で浸出した際に、高選択的に白金族金属を浸出させることができる。これを、鉄還元細菌を用いて処理すると、効率よく白金族金属を回収することができる。
また、王水浸出液を中和すると、白金のみが浸出液中に残る。したがって、この液を用いると、白金を単独で回収することができる。
In the method of the present invention, the catalyst-containing washcoat is first leached with an inorganic acid to leach inorganic acid soluble components. Thereby, when it is directly leached with aqua regia, an element that causes gelation of the leachate can be removed. Further, when leached with an inorganic acid, the platinum group metal hardly dissolves in an inorganic acid such as hydrochloric acid. On the other hand, platinum group metals are leached into aqua regia. Therefore, the platinum group metal can be leached with high selectivity when leaching with aqua regia by first treating with an inorganic acid. When this is treated with iron-reducing bacteria, the platinum group metal can be efficiently recovered.
Moreover, when the aqua regia leachate is neutralized, only platinum remains in the leachate. Therefore, when this solution is used, platinum can be recovered alone.

図1は、ICP分析による上記各浸出液における元素の濃度を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the concentration of elements in each of the above leachates by ICP analysis. 図2は、ICP分析による上記各浸出液における元素の浸出率を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the leaching rate of elements in each of the above leaching solutions by ICP analysis. 図3は、ICP分析による上記各培養液における白金の濃度(図3(a))と白金の残存率(図3(b))を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the platinum concentration (FIG. 3 (a)) and the remaining rate of platinum (FIG. 3 (b)) in each of the above culture solutions by ICP analysis.

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の白金族金属の回収方法によれば、白金族金属を、以下の工程により回収することができる。   The present invention is described in detail below. According to the platinum group metal recovery method of the present invention, the platinum group metal can be recovered by the following steps.

[鉄還元細菌]
本発明で用いる鉄還元細菌は、電子供与体から電子の供給を受けて、鉄を還元する細菌である。このような鉄還元菌としては、例えば、ゲオバクター属(代表種:Geobacter metallireducens:ゲオバクター メタリレデューセンス、ATCC(American Type Culture Collection)53774株)、デスルフォモナス属(代表種:Desulfuromonas palmitatis:デスルフォモナス パルミタティス:ATCC51701株)、デスルフォムサ属(代表種:Desulfuromusa kysingii:デスルフォムサ キシンリDSM(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen)7343株)、ペロバクター属(代表種:Pelobacter venetianus:ペロバクター ベネティアヌス:ATCC2394株)、シワネラ属(Shewanella algae:シワネラ アルゲ、(以下、「S. algae」という):ATCC51181株、Shewanella oneidensis:シワネラ オネイデンシス:(以下、「S.oneidensis」という)ATCC700550株)、フェリモナス属(Ferrimonas balearica:フェリモナス バレアリカ:DSM9799株)、エアロモナス属(Aeromonas hydrophila:エアロモナス ヒドロフィラ:ATCC15467株)、スルフロスピリルム属(代表種:Sulfurospirillum barnesii:スルフロスピリルム バーネシイ:ATCC700032株)、ウォリネラ属(代表種:ウォリネラ スシノゲネス:Wolinella succinogenes:ATCC29543株)、デスルフォビブリオ属(代表種:Desulfovibrio desulfuricans:デスルフォビブリオ デスルフリカンス:ATCC29577株)、ゲオトリクス属(代表種:Geothrix fermentans:ゲオトリクス フェルメンタンス:ATCC700665株)、デフェリバクター属(代表種:Deferribacter thermophilus:デフェリバクター テルモフィルス:DSM14813株)、ゲオビブリオ属(代表種:Geovibrio ferrireducens:ゲオビブリオ フェリレデューセンス:ATCC51996株)、ピロバクルム属(代表種:Pyrobaculum islandicum:テルモプロテウス アイランディカム:DSM4184株)、テルモトガ属(代表種:Thermotoga maritima:テルモトガ マリティマ:DSM3109株)、アルカエグロブス属(代表種:Archaeoglobus fulgidus:アルカエグロブス フルギダス:ATCC49558株)、ピロコックス属(代表種:Pyrococcus furiosus:ピロコックス フリオサス:ATCC43587株)、ピロディクティウム属(代表種:Pyrodictium abyssi:ピロディクティウム アビーシイ:DSM6158株)などが例示できる。これらの鉄還元細菌は、嫌気性細菌である。
[Iron-reducing bacteria]
The iron-reducing bacterium used in the present invention is a bacterium that receives iron from an electron donor and reduces iron. Examples of such iron-reducing bacteria include Geobacter genus (Representative species: Geobacter metalreducens: Geobacter metalylreducence, ATCC (American Type Culture Collection) 53774 strain), Desulfomonas sulphonis genus (Representative species: Desulfuromonas sulphomonas de Sulfomonas de Sulfomonas de Sulfomonas sp. Monas palmitatis: ATCC 51701 strain), Desulfomusa genus (Representative species: Desulfuromusa kysingii: Desulfche sammung von Mikroengen und Zellkulturen) Venetian: ATCC 2394 strain), Shewanella algae (hereinafter referred to as “S. algae”): ATCC 51181 strain, Shewanella oneidensis: Shiwanella oneidensis: (hereinafter referred to as “S. Genus (Ferrimonas balearica: Ferrimonas valerica: DSM9799 strain), Aeromonas genus (Aeromonas hydrophila: Aeromonas hydrophila: ATCC 15467 strain), Sulfurospirillum spp. : C Linella Susinogenes: Wolinella succinogenes: ATCC 29543 strain), Desulfobibrio genus (representative species: Desulfovibrio desulfuricans: Desulfobibrio desulfuricans: ATCC29577 strain), Geotricus genus (representative species: Geofolith genius trieogenis Bacter genus (representative species: Deferribacter thermophilus: Deferibacter thermophilus: DSM14813 strain), Geovibrio genus (representative species: Geovibrio ferriducens: Geobibrio ferrireducence: ATCC 51996 strain), pirobulum p slandicum: Thermoproteus islandicam: DSM4184 strain), Thermotoga genus (representative species: Thermotoga maritima: Thermotoga maritima: DSM3109 strain), Alkaeglobus genus (representative species: Archaeoglobus fulgidus: 58 Alkaeglobus AT. (Representative species: Pyrococcus furiosus: Pyrococcus furiosus: ATCC43587 strain), Pyrodictium genus (representative species: Pyrodictium abyssi: DSM6158 strain) and the like. These iron-reducing bacteria are anaerobic bacteria.

本発明で用いる鉄還元細菌は、当該細菌に適した培地を用いて、増殖・維持を行えばよい。例えばS. algaeは、例えば、pHが7.0で、電子供与体として乳酸ナトリウム(32mol/m)が、電子受容体としてFe(III)イオン(56mol/m)が含まれている、クエン酸第二鉄培地(ATCC No.1931)を用いて、嫌気性雰囲気下で回分培養して増殖させ、維持する。鉄イオンの塩は、この例では、クエン酸塩であるが、使用する培地、使用する鉄還元細菌の種類により、適宜選択すればよい。また、S.algaeは、TSB(トリプトソイブロス)液体培地(pH 7.2)を用いて,好気培養することもできる。 The iron-reducing bacteria used in the present invention may be grown and maintained using a medium suitable for the bacteria. For example, S.W. For example, algae has a pH of 7.0, contains sodium lactate (32 mol / m 3 ) as an electron donor, and Fe (III) ions (56 mol / m 3 ) as an electron acceptor. Using ferric medium (ATCC No. 1931), grow and maintain batch culture in anaerobic atmosphere. In this example, the iron ion salt is citrate, but may be appropriately selected depending on the medium used and the type of iron-reducing bacteria used. S. algae can also be aerobically cultured using TSB (tryptosoy broth) liquid medium (pH 7.2).

本発明で用いる鉄還元細菌のうち、特に好ましい鉄還元菌は、S. algaeである。   Among the iron-reducing bacteria used in the present invention, particularly preferred iron-reducing bacteria are S. cerevisiae. algae.

[触媒含有ウォッシュコート]
本発明で処理対象は、触媒含有ウォッシュコートである。
[Catalyst-containing washcoat]
In the present invention, the treatment target is a catalyst-containing washcoat.

触媒含有ウォッシュコートは、使用済みの3元触媒コンバータから回収される。廃触媒を含むウォッシュコート層を3元触媒コンバータから、掻き取るなどして剥離したものである。従って、触媒やウォッシュコート材以外に、鉄などのモノリスを構成する成分も含まれる。触媒含有ウォッシュコートは、浸出処理にあたり、必要に応じて粉砕などを行ってもよい。粉砕方法は特に制限されず、公知の方法を用いて粉砕すればよい。粉砕方法としては、例えばローラー式粉砕機(フレットミル)、振動ミル、ボールミル、ポットミル、乳鉢、自動乳鉢などを用いる方法が挙げられる。   The catalyst-containing washcoat is recovered from the used three-way catalytic converter. The washcoat layer containing the waste catalyst is peeled off from the three-way catalytic converter. Therefore, in addition to the catalyst and the washcoat material, components constituting a monolith such as iron are also included. The catalyst-containing washcoat may be pulverized or the like as necessary in the leaching process. The pulverization method is not particularly limited, and may be pulverized using a known method. Examples of the pulverization method include a method using a roller pulverizer (fret mill), a vibration mill, a ball mill, a pot mill, a mortar, and an automatic mortar.

[白金族金属の回収]
(無機酸による浸出)
上記触媒含有ウォッシュコートは、まず、無機酸により浸出し、浸出残渣を得る。使用できる無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸などが挙げられる。好ましい無機酸は、塩酸である。使用する無機酸の濃度は、触媒含有ウォッシュコートの処理量から適宜決定すればよく、例えば1〜5mol/Lである。
[Recovery of platinum group metals]
(Leaching with inorganic acid)
The catalyst-containing washcoat is first leached with an inorganic acid to obtain a leaching residue. Examples of inorganic acids that can be used include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and the like. A preferred inorganic acid is hydrochloric acid. What is necessary is just to determine the density | concentration of the inorganic acid to be used suitably from the processing amount of a catalyst containing washcoat, for example, is 1-5 mol / L.

触媒含有ウォッシュコートと無機酸とは、例えば、固液混合比で100〜300kg/mで混合すればよい。また、混合は、加温して行ってもよいが、常温で行うのが好ましい。 The catalyst-containing washcoat and the inorganic acid may be mixed at a solid / liquid mixing ratio of 100 to 300 kg / m 3 , for example. Moreover, although mixing may be performed by heating, it is preferable to perform at normal temperature.

触媒含有ウォッシュコートと無機酸とを混合し、触媒含有ウォッシュコートの無機酸可溶分を浸出する。浸出残渣を公知の方法により分離する。無機酸による浸出処理で、アルミニウム、鉄、ニッケルなどの直接王水処理をした場合に妨害する金属類の多くを除去することができる。   The catalyst-containing washcoat and the inorganic acid are mixed, and the inorganic acid-soluble component of the catalyst-containing washcoat is leached. The leaching residue is separated by a known method. In the leaching treatment with an inorganic acid, many of the metals that interfere with the direct aqua regia treatment such as aluminum, iron, and nickel can be removed.

(王水による浸出)
次に得られた前記浸出残渣を、王水を用いて浸出する。王水は、濃塩酸と濃硝酸とを3:1の体積比で混合してできる液体である。王水の濃度は、浸出残渣の処理量から適宜決定すればよく、例えば1〜5mol/Lである。また、浸出残渣と王水の固液混合比は、浸出残渣から、白金をはじめとする白金族金属が十分に溶出する量であれば、特に制限はなく、10kg/m以上であればよい。処理効率という点からみると、400kg/m以上であると好ましい。また、混合は、加温して行ってもよいが、常温で行うのが好ましい。
(Leaching with aqua regia)
Next, the obtained leaching residue is leached using aqua regia. Aqua regia is a liquid formed by mixing concentrated hydrochloric acid and concentrated nitric acid in a volume ratio of 3: 1. The concentration of aqua regia may be appropriately determined from the amount of leach residue treated, and is, for example, 1 to 5 mol / L. In addition, the solid-liquid mixing ratio of the leaching residue and aqua regia is not particularly limited as long as the platinum group metal including platinum is sufficiently eluted from the leaching residue, and may be 10 kg / m 3 or more. . From the viewpoint of processing efficiency, it is preferably 400 kg / m 3 or more. Moreover, although mixing may be performed by heating, it is preferable to perform at normal temperature.

王水による浸出処理により、触媒含有ウォッシュコートに含まれるほとんどの白金と、パラジウム、ロジウムなどの白金族金属の多くを王水中に浸出させることができる。この王水浸出液は、直接鉄還元細菌を用いて処理してもよく、また中和処理をしてから鉄還元細菌を用いて処理してもよい。   By leaching treatment with aqua regia, most platinum contained in the catalyst-containing washcoat and most of platinum group metals such as palladium and rhodium can be leached into aqua regia. This aqua regia leachate may be directly treated with iron-reducing bacteria, or neutralized and then treated with iron-reducing bacteria.

(中和処理)
上記王水による浸出液は、中和処理をしてもよい。中和処理をすると、白金以外の金属が中和屑として除去される。したがって、中和屑を除去した浸出液を、鉄還元細菌を用いて処理すると、純度の高い白金を回収することができる。
(Neutralization treatment)
The leachate from the aqua regia may be neutralized. When neutralization is performed, metals other than platinum are removed as neutralization waste. Therefore, when the leachate from which neutralization waste has been removed is treated with iron-reducing bacteria, high-purity platinum can be recovered.

(鉄還元細菌による処理)
本発明の白金族金属の回収方法で用いる鉄還元菌の数は、特には制限されない。一般的に細胞数が少ないほど、処理時間が長くなる。鉄還元菌の数としては、例えば1.0×1014cells/m〜1.0×1016cells/m、好ましくは1.0×1015cells/m〜8.0×1016cells/m程度であればよい。
(Treatment with iron-reducing bacteria)
The number of iron reducing bacteria used in the platinum group metal recovery method of the present invention is not particularly limited. Generally, the smaller the number of cells, the longer the processing time. The number of iron-reducing bacteria is, for example, 1.0 × 10 14 cells / m 3 to 1.0 × 10 16 cells / m 3 , preferably 1.0 × 10 15 cells / m 3 to 8.0 × 10 16. What is necessary is just about cells / m 3 .

本発明の白金族金属の回収方法では、上記王水による浸出処理で得られた浸出液を用いる。鉄還元細菌の懸濁液の調製は、まず指数増殖末期に達した鉄還元細菌培養液を、窒素ガスにより嫌気状態にしたグローブボックス内で採取し、遠心分離機で集菌する。集菌した菌液を、水(蒸留水、イオン交換水、純水などを含む)を用いて所定の濃度に調整する。   In the platinum group metal recovery method of the present invention, the leachate obtained by the above leach treatment with aqua regia is used. For the preparation of the iron-reducing bacteria suspension, first, the iron-reducing bacteria culture solution that has reached the end of exponential growth is collected in a glove box made anaerobic with nitrogen gas and collected with a centrifuge. The collected bacterial solution is adjusted to a predetermined concentration using water (including distilled water, ion-exchanged water, pure water, etc.).

王水浸出液と鉄還元細菌の懸濁液を嫌気性雰囲気、常温で混合し、スターラーによる攪拌またはガスによりバブリングを行うことで白金族の回収を行う。   The aqua regia leachate and iron-reducing bacteria suspension are mixed in an anaerobic atmosphere at room temperature, and the platinum group is recovered by stirring with a stirrer or bubbling with gas.

王水浸出液と鉄還元細菌の懸濁液中に、例えば、炭素数1〜7の有機物[カルボン酸塩(脂式カルボン酸塩(脂肪酸塩):蟻酸塩、酢酸塩など、芳香族カルボン酸塩:安息香酸塩など、オキソカルボン酸塩:ピルビン酸塩など、その他のカルボン酸塩:乳酸塩など)、アルコール(エタノールなど)、不飽和芳香族(トルエンフェノールなど)]、または水素ガス(分子状水素)などの電子供与体を添加してもよい。用いる電子供与体は、使用する鉄還元細菌の種類により異なり、適宜最適なものを選択すればよい。例えば、S.
algaeでは、有機酸塩を電子供与体とすることができる。
In a suspension of aqua regia leachate and iron-reducing bacteria, for example, an organic substance having 1 to 7 carbon atoms [carboxylate (fatty acid carboxylate (fatty acid salt): aromatic carboxylate such as formate, acetate, etc. : Benzoate, etc., oxocarboxylate: pyruvate, etc., other carboxylate: lactate, etc., alcohol (ethanol, etc.), unsaturated aromatic (toluenephenol, etc.)], or hydrogen gas (molecular) An electron donor such as hydrogen) may be added. The electron donor to be used varies depending on the type of iron-reducing bacteria to be used, and an optimal one may be selected as appropriate. For example, S.M.
In algae, an organic acid salt can be used as an electron donor.

王水浸出液と鉄還元細菌の懸濁液との混合比は、体積比で1〜5/15程度であればよい。王水抽出物と鉄還元細菌の懸濁液との混合液のpHは、王水浸出液の添加量や添加する電子供与体により異なるが、例えば、6.0〜9.5程度であるとよい。   The mixing ratio of the aqua regia leachate and the iron-reducing bacteria suspension may be about 1 to 5/15 in volume ratio. The pH of the mixed solution of the aqua regia extract and the iron-reducing bacteria suspension varies depending on the amount of aqua regia leachate added and the electron donor to be added, but is preferably about 6.0 to 9.5, for example. .

本発明の白金族金属の回収方法では、処理時間は特に制限はされない。処理効率を考えると、白金族金属の濃度と使用する鉄還元菌の数を調整して、白金族金属の回収率が高くなるように調整すればよい。   In the platinum group metal recovery method of the present invention, the treatment time is not particularly limited. Considering the treatment efficiency, the concentration of the platinum group metal and the number of iron-reducing bacteria to be used may be adjusted so that the recovery rate of the platinum group metal is increased.

鉄還元菌に回収された白金族金属は、例えば焼成等により有機物を除去することで、回収できる。   The platinum group metal recovered by the iron-reducing bacteria can be recovered by removing the organic substances by, for example, baking.

本発明の白金族金属の回収方法を用いれば、極めて簡易な操作で、短時間に高い効率で、白金族金属を回収することができる。したがって、従来法よりも簡便な方法で、低コストで、三元触媒コンバータから、白金族金属を回収し、有効に再利用することができる。   By using the platinum group metal recovery method of the present invention, it is possible to recover the platinum group metal in a short time and with high efficiency by an extremely simple operation. Therefore, the platinum group metal can be recovered from the three-way catalytic converter and reused effectively by a simpler method than the conventional method and at a low cost.

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this Example.

鉄還元細菌の懸濁液の調製は、まず指数増殖末期に達した鉄還元細菌培養液を、窒素ガスにより嫌気状態にしたグローブボックス内で採取し、遠心分離機で集菌した。次に、集菌した菌液をイオン交換水で再懸濁し所定の濃度に調整した。   To prepare the suspension of iron-reducing bacteria, first, the iron-reducing bacteria culture solution that reached the end of exponential growth was collected in a glove box made anaerobic with nitrogen gas and collected with a centrifuge. Next, the collected bacterial solution was resuspended with ion-exchanged water and adjusted to a predetermined concentration.

(実施例1)
触媒含有ウォッシュコート10gを塩酸で浸出した。塩酸は、2mol/Lのものを用いた。浸出は,固液混合比200kg/mで、浸出温度25℃で24時間浸出した。塩酸浸出後の浸出残渣は、8.72gであった。
Example 1
10 g of the catalyst-containing washcoat was leached with hydrochloric acid. Hydrochloric acid with 2 mol / L was used. The leaching was conducted at a leaching temperature of 25 ° C. for 24 hours at a solid / liquid mixing ratio of 200 kg / m 3 . The leaching residue after leaching with hydrochloric acid was 8.72 g.

次に、上記浸出残渣0.2、1.0、2.0、4.0gをそれぞれ王水で浸出した。王水は、2mol/Lのものを用いた。浸出は,固液混合比10、100、200、400kg/mで、浸出温度25℃で4時間浸出した。王水浸出後の浸出残渣は、それぞれ0.186、0.953、1.848、3.799gであった。 Next, the leaching residues 0.2, 1.0, 2.0, and 4.0 g were leached with aqua regia, respectively. The aqua regia used was 2 mol / L. The leaching was carried out at a leaching temperature of 25 ° C. for 4 hours at a solid / liquid mixing ratio of 10, 100, 200, 400 kg / m 3 . The leaching residues after leaching with aqua regia were 0.186, 0.953, 1.848 and 3.799 g, respectively.

上記塩酸浸出液とそれぞれの王水浸出液中に含まれる、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、セリウム(Ce)、ランタン(La)、ネオジム(Nd)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)を、誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma(ICP))分析を行った。結果を、図1、図2に示す。   Aluminum (Al), iron (Fe), nickel (Ni), cerium (Ce), lanthanum (La), neodymium (Nd), palladium (Pd), platinum contained in the hydrochloric acid leachate and each aqua regia leachate (Pt) and rhodium (Rh) were analyzed by Inductively Coupled Plasma (ICP). The results are shown in FIGS.

図1は、ICP分析による上記各浸出液における元素の濃度を示すグラフである。図1において、横軸は、それぞれの王水浸出液(たとえば、王10は、王水浸出液で固液混合比10kg/mを意味する)、塩酸浸出液(塩200)を示し、縦軸はそれぞれの液に含まれる元素濃度(mg/L)を意味する。図2は、ICP分析による上記各浸出液における元素の浸出率を示すグラフである。図2において、横軸は、それぞれの王水浸出液(たとえば、王10は、王水浸出液で固液混合比10kg/mを意味する)、塩酸浸出液(塩200)を示し、縦軸はそれぞれの液に含まれる元素浸出率(%)を意味する。元素浸出率は、原料とした元の触媒含有ウォッシュコートに含まれる元素量から求めた。図1、図2から、触媒含有ウォッシュコートに含まれる元素のうち、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、セリウム(Ce)、ランタン(La)、ネオジム(Nd)の多くが塩酸に浸出することがわかる。また、白金族金属のうち、白金(Pt)、ロジウム(Rh)は、塩酸では浸出されずに、王水に浸出されることがわかる。また、その浸出率も、白金ではほぼ100%、ロジウムでも80%近く、きわめて良好であった。 FIG. 1 is a graph showing the concentration of elements in each of the above leachates by ICP analysis. In FIG. 1, the horizontal axis represents each aqua regia leachate (for example, Wang 10 means aqua regia leachate and a solid-liquid mixing ratio of 10 kg / m 3 ), and hydrochloric acid leachate (salt 200). Means the element concentration (mg / L) contained in the solution. FIG. 2 is a graph showing the leaching rate of elements in each of the above leaching solutions by ICP analysis. In FIG. 2, the horizontal axis represents each aqua regia leachate (for example, Wang 10 means aqua regia leachate and a solid-liquid mixing ratio of 10 kg / m 3 ), and hydrochloric acid leachate (salt 200). Means the element leaching rate (%) contained in the liquid. The element leaching rate was determined from the amount of element contained in the original catalyst-containing washcoat used as a raw material. 1 and 2, among the elements contained in the catalyst-containing washcoat, many of aluminum (Al), iron (Fe), nickel (Ni), cerium (Ce), lanthanum (La), and neodymium (Nd) It can be seen that it leaches into hydrochloric acid. Moreover, it turns out that platinum (Pt) and rhodium (Rh) are leached in aqua regia without being leached with hydrochloric acid among platinum group metals. Also, the leaching rate was very good, almost 100% for platinum and nearly 80% for rhodium.

以下の実施例において、白金族金属の回収処理は以下のように行った。まず、バルブ付きねじ口瓶を培養器として用いた。培養温度は、303Kであった。   In the following examples, the platinum group metal recovery process was performed as follows. First, a screw cap bottle with a valve was used as an incubator. The culture temperature was 303K.

シワネラ アルゲの細胞濃度:7.9×1015cell/m、王水浸出液(王水浸出液で固液混合比400kg/m)をそれぞれ1、2.5、5mLを加え、培養液全体で、15mLとしたものを用いた。培養には、電子供与体としてギ酸ナトリウムを加え、その濃度を50mol/mとしたものと、電子供与体を加えないものを用いた。対照実験として王水浸出液と電子供与体を添加し、シワネラ アルゲを加えなかったものを用いた。それぞれの培養液の初期pHは、表1のようになった。

Figure 2012107294
Cell density of Shiwanella argue: 7.9 × 10 15 cells / m 3 , aqua regia leachate (aqua regia leachate with solid / liquid mixing ratio 400 kg / m 3 ) were added 1, 2.5 and 5 mL, respectively. 15 mL was used. In the culture, sodium formate was added as an electron donor to a concentration of 50 mol / m 3, and one without an electron donor was used. As a control experiment, an aqua regia leachate and an electron donor were added, but no Siwanella algae was added. The initial pH of each culture solution was as shown in Table 1.
Figure 2012107294

上記各溶液をそれぞれ2時間培養し、培養後の液中の白金濃度と白金含有率とを測定した。結果を図3に示す。図3は、ICP分析による上記各培養液における白金の濃度(図3(a))と白金の残存率(図3(b))を示すグラフである。図3において、横軸は、王水浸出液の添加量とギ酸ナトリウムの添加の有無、対照群(無菌)を示し、縦軸は、白金濃度(mg/L)(図3(a))白金含有率(%)(図3(b))を意味する。これらの図において、白金濃度、白金含有率の低いものほど、白金がシワネラ アルゲに多く回収されることを意味する。図3から、王水浸出液を5mL添加したものでは、白金が30%回収されていることがわかる。   Each of the above solutions was cultured for 2 hours, and the platinum concentration and platinum content in the liquid after the culture were measured. The results are shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing the platinum concentration (FIG. 3 (a)) and the remaining rate of platinum (FIG. 3 (b)) in each of the above culture solutions by ICP analysis. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the amount of aqua regia leachate added, whether or not sodium formate is added, and the control group (sterile), and the vertical axis indicates platinum concentration (mg / L) (FIG. 3 (a)) It means rate (%) (FIG. 3B). In these figures, the lower the platinum concentration and the lower the platinum content, the more platinum is recovered by Shiwanella alge. It can be seen from FIG. 3 that 30% of platinum was recovered in the case where 5 mL of aqua regia leachate was added.

(実施例2)
上記王水浸出液(王水浸出液で固液混合比400kg/m)に、水酸化ナトリウムを加え、pH5.6とした。液中には中和滓が生じた。この中和滓を除去した液をICP分析したところ、液中には、白金以外の元素がほとんど含まれていなかった。




(Example 2)
Sodium hydroxide was added to the aqua regia leachate (aqua regia leachate with a solid / liquid mixing ratio of 400 kg / m 3 ) to adjust the pH to 5.6. Neutral soot was produced in the liquid. When the liquid from which the neutralized soot was removed was analyzed by ICP, the liquid contained almost no elements other than platinum.




Claims (3)

触媒含有ウォッシュコートを無機酸で浸出し、浸出残渣を得る工程と、
前記浸出残渣を王水で浸出し、浸出液を得る工程と、
前記浸出液を、鉄還元細菌を用いて処理する工程とを
含む、白金族金属の回収方法。
Leaching the catalyst-containing washcoat with an inorganic acid to obtain a leaching residue;
Leaching the leaching residue with aqua regia to obtain a leachate;
A method for recovering a platinum group metal, comprising a step of treating the leachate with iron-reducing bacteria.
前記王水を用いた浸出後に、浸出液を中和する中和工程を含み、
白金を回収する、請求項1に記載の白金族金属の回収方法。
After leaching using the aqua regia, including a neutralization step of neutralizing the leachate,
The method for recovering a platinum group metal according to claim 1, wherein platinum is recovered.
前記鉄還元細菌は、シワネラ アルゲである、請求項1または2に記載の白金族金属の回収方法。
The method for recovering a platinum group metal according to claim 1 or 2, wherein the iron-reducing bacterium is Shiwanella algae.
JP2010257437A 2010-11-18 2010-11-18 Method for recovering platinum group metals Active JP5629193B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010257437A JP5629193B2 (en) 2010-11-18 2010-11-18 Method for recovering platinum group metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010257437A JP5629193B2 (en) 2010-11-18 2010-11-18 Method for recovering platinum group metals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012107294A true JP2012107294A (en) 2012-06-07
JP5629193B2 JP5629193B2 (en) 2014-11-19

Family

ID=46493200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010257437A Active JP5629193B2 (en) 2010-11-18 2010-11-18 Method for recovering platinum group metals

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5629193B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014234551A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 公立大学法人大阪府立大学 Recovery method of platinum group metal
WO2015049959A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 公立大学法人大阪府立大学 Method for producing composite noble metal nanoparticles, composite noble metal nanoparticles produced using same, and catalyst containing same
JP2015227474A (en) * 2014-05-30 2015-12-17 公立大学法人大阪府立大学 Separation recovery method of platinum group metal
JP2017020100A (en) * 2015-07-09 2017-01-26 公立大学法人大阪府立大学 Bag for metal recovery, package boody for metal recovery and method for recovering metal
JP2017088990A (en) * 2015-11-17 2017-05-25 公立大学法人大阪府立大学 Method for recovering radioactive platinum group metal
JP2020122220A (en) * 2020-04-27 2020-08-13 公立大学法人大阪 Method for recovering radioactive platinum group metal

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014234551A (en) * 2013-06-05 2014-12-15 公立大学法人大阪府立大学 Recovery method of platinum group metal
WO2015049959A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-09 公立大学法人大阪府立大学 Method for producing composite noble metal nanoparticles, composite noble metal nanoparticles produced using same, and catalyst containing same
JPWO2015049959A1 (en) * 2013-10-02 2017-03-09 公立大学法人大阪府立大学 Method for producing alloy nanoparticles, alloy nanoparticles produced using the same, and catalyst comprising the same
JP2015227474A (en) * 2014-05-30 2015-12-17 公立大学法人大阪府立大学 Separation recovery method of platinum group metal
JP2017020100A (en) * 2015-07-09 2017-01-26 公立大学法人大阪府立大学 Bag for metal recovery, package boody for metal recovery and method for recovering metal
JP2017088990A (en) * 2015-11-17 2017-05-25 公立大学法人大阪府立大学 Method for recovering radioactive platinum group metal
JP2020122220A (en) * 2020-04-27 2020-08-13 公立大学法人大阪 Method for recovering radioactive platinum group metal
JP7029190B2 (en) 2020-04-27 2022-03-03 公立大学法人大阪 How to recover radioactive platinum group metals

Also Published As

Publication number Publication date
JP5629193B2 (en) 2014-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6051112B2 (en) Method for recovering platinum group metals
JP5629193B2 (en) Method for recovering platinum group metals
JP6404823B2 (en) Method for producing alloy nanoparticles
JP5090697B2 (en) Metal recovery method
CN110526381B (en) Method for removing emerging pollutants by generating active oxygen species from Co-MOFs-based macroscopic body composite material
CN111533220A (en) Novel denitrification system for efficiently removing nitrate in water by utilizing electrocatalytic hydrogen evolution and catalytic hydrogenation and application thereof
CN107433180B (en) A kind of sandwich structure nano adsorber of carbon coating magnesia and preparation method thereof
CN102161526B (en) Application of magnesium oxide-loaded ferrocobalt metal magnetic nanometer material on degrading orange colour II in wastewater
CN106040249A (en) Perovskite catalytic persulfate, and preparation method and application thereof
TWI599544B (en) Metal concentration method, metal recovery method, metal concentration apparatus, and metal recovery apparatus
CN110951642B (en) Method for reducing and adsorbing heavy metal chromium by fixed microorganisms
CN114487048B (en) Evaluation method for reaction efficiency of perovskite metal oxide material and peroxomonosulfate
CN108970608A (en) Loaded noble metal catalyst with clad structure and preparation method thereof and the application in Cu (II) liquid phase catalytic reduction
JP2008104361A (en) Method for denitrification in presence of salt
CN104475094A (en) Diatom ooze wall material applied to non-photo-catalysis purification of formaldehyde in air at room temperature
CN107311401B (en) Method for removing organic matters in water
Zheng et al. Bio-reduction mechanism of V (V) by thermophilic hydrogen-producing bacteria under acidic conditions
CN100395021C (en) Rare earth composite oxide catalyst in catalytic wet oxidation process and preparing method thereof
CN101759278B (en) Ozonation water treatment method taking nanometer zinc oxide as catalyst
CN109112080B (en) Cytophaga hygrophila H7 with aromatic compound degradation, nitrogen removal and arsenic removal capabilities and application
CN112387277A (en) Method for catalytic hydrogenation reduction of algal toxins in water based on supported noble metal catalyst
Zeng et al. Rapid start-up of biofilter for removal of iron and manganese from groundwater
CN111453875A (en) Water treatment method for N-nitrosodimethylamine in ferroferric oxide reinforced zero-valent iron reduction water
CN102010055B (en) Ozonization water treatment method using zinc oxide nanometer material as catalyst
CN101570366B (en) Compound liquid for enhancing sewage biological treatment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130920

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140930

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141003

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5629193

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250