JP2012144770A

JP2012144770A - 白金溶液からの白金の回収方法

Info

Publication number: JP2012144770A
Application number: JP2011003568A
Authority: JP
Inventors: Masamune Okubo; 将宗大久保; Kenji Takeda; 賢二竹田
Original assignee: Ohkuchi Electronics Co Ltd
Current assignee: Ohkuchi Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2012-08-02

Abstract

【課題】白金溶液に塩化アンモニウムを添加して白金を塩化アンモニウム塩として分離回収する際に、簡単な方法で白金のロス率を下げて、回収率を高めることが可能な白金の回収方法を提供する。
【解決手段】白金含有スクラップを王水又は酸化性塩酸溶液に溶解した白金溶液から白金を回収する方法であって、白金溶液に対し６０〜１００ｇ／ｌの添加量で塩化アンモニウムを添加して、生成した白金の塩化アンモニウム塩の沈殿をろ過して回収する。また、塩化アンモニウムを添加した白金溶液は、５０〜７０℃の液温に保持して撹拌することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、白金含有スクラップを王水又は酸化性塩酸溶液に溶解した白金溶液から、塩化アンモニウムを用いて白金を効率よく分離回収する方法に関するものである。

半導体集積回路などの製造においては、白金を含有するスパッタリングや蒸着などにより白金を含有する薄膜を成膜する工程などが存在する。このスパッタリングや蒸着を実施する場合、使用済みのスパッタリングターゲットや蒸着源が残るほか、スパッタリングターゲットや蒸着源の作製過程での不良品や切削屑なども発生する。そのため、このような白金を含有するスクラップから白金を回収することが求められている。

従来、この種の白金の回収方法としては、銅や鉛等の不純物の含有量が多い場合、王水又は塩酸／塩素溶液に溶解した後、直ちに亜鉛（Ｚｎ）を投入して白金を還元し、黒色粉末として不純物から分離回収する方法が知られている。また、白金を含むスクラップを王水に溶解し、その白金溶液に塩化アンモニウムを添加することにより、白金を塩化白金酸アンモニウム（ＮＨ_４）_２ＰｔＣｌ_６として沈殿させて回収する方法も知られている。

しかし、亜鉛により還元する方法では、白金などの貴金属は黒色粉末として沈澱するが、還元後の残液にも白金が残留しやすいうえ、銅や鉛等の不純物も同時に沈澱するため、亜鉛による還元を繰り返して行う必要がある。また、亜鉛より貴な銅や鉛等の不純物は貴金属と完全に分離できないため、後の精製工程においても不純物の含有量が多い溶液から純度の高い貴金属を取り出すには２〜３回の精製を繰り返す必要がある。

また、塩化アンモニウムによる回収方法は、操作が比較的簡単であるが、白金の沈殿生成が不十分になり、回収率が低いという問題がある。そのため、白金の回収率を高める手段として、例えば特許文献１には、白金を含有する塩酸酸性水溶液の酸化還元電位を６００ｍＶ以上に調整した後、塩化アンモニウムを添加して白金を澱物させる方法が提案されている。しかしながら、その実施例によれば白金回収率は９５.２％であり、５％前後の白金がロスされている。

特開２００９−１４４１８３号公報

本発明は、塩化アンモニウムの添加により白金溶液から白金を塩化アンモニウム塩として分離回収する際に、酸化還元電位の調整のような面倒な工程を付加することなく、簡単な方法で白金のロス率を下げ、高い回収率で白金を回収することが可能な白金の回収方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明が提供する白金の回収方法は、白金含有スクラップを王水又は酸化性塩酸溶液に溶解した白金溶液から白金を回収する方法であって、白金溶液に対し６０〜１００ｇ／ｌの添加量で塩化アンモニウムを添加して、白金を塩化アンモニウム塩の沈殿として回収することを特徴とするものである。

本発明よれば、塩化アンモニウムを高濃度で添加する処理のみで、不純物を含有する白金溶液から白金を分離して回収するだけでなく、同時に白金回収後の溶液中に残留する白金量を最小限に抑え、白金のロス率を２.５％以下と従来よりも大幅に低減させることができる。

塩化アンモニオウム濃度と白金ロス率の関係を示すグラフである。温度と白金ロス率の関係を示すグラフである。

白金（Ｐｔ）を含有するスクラップを王水又は酸化性塩酸溶液に溶解し、その白金溶液に塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）を添加することにより白金を塩化アンモニウム塩の沈殿として回収する際に、白金溶液に対する塩化アンモニウムの添加量を従来よりも約２倍以上に増やすことによって、白金のロス率（沈殿をろ過した後の溶液中に残存する白金量を元液の白金溶液中の白金量で除し、１００を乗じた値）が大幅に低下することが分かった。

具体的には、白金含有スクラップを王水に溶解した白金溶液に塩化アンモニウムを投入し、温度８０℃にて約１時間撹拌した後、生成した沈殿をろ過した。その際、白金溶液に対する塩化アンモニウム濃度を変化させ、ろ過後の溶液中に残存している白金量をＩＣＰ分析装置により測定して、白金ロス率を求めた。得られた塩化アンモニウム濃度に対する白金ロス率の変化を図１に示す。この図１から、塩化アンモニウム濃度と白金ロス率とは相関があることが分かる。

一般に、白金ロス率は低い方が好ましく、商業的な収率を考慮した場合、高くても２.５％以下にすることが望まれる。しかしながら、従来方法の場合、例えば白金溶液の酸化還元電位を６００ｍＶ以上に調整した後に塩化アンモニウムを添加する特許文献１の場合でも、白金ロス率は５％程度に留まっていた。

本発明では白金ロス率を上記従来値の半分の２.５％以下とするため、図１から塩化アンモニウム濃度の下限を６０ｇ／ｌとする。塩化アンモニウム濃度の上限は、塩化アンモニウム濃度が高いほどロス率は小さくなるものの、１００ｇ／ｌを超えても白金ロス率はあまり低くならず、逆に塩化アンモニウムのコストが増え、沈殿回収後の廃液処理が困難になることを考慮すると、１００ｇ／ｌを塩化アンモニウム濃度の上限とすることが好ましい。

また、白金ロス率は白金溶液の温度にも影響を受けることが分かった。具体的には、白金含有スクラップを王水に溶解した白金溶液に対し、塩化アンモニウムを４５ｇ／ｌの濃度となるように投入し、液温を５０℃から９０℃の間で１０℃ずつ変化させて約１時間撹拌した後、それぞれ生成した沈殿をろ過した。ろ過後の溶液中に残存している白金量を上記と同様の方法で測定し、白金ロス率を求めた。得られた液温に対する白金ロス率の変化を図２に示す。

この図２から、白金ロス率を低くするためには白金溶液の液温は低い方が好ましいこと、特に白金溶液の液温が８０℃を超えると白金ロス率が急激に高くなることが分かる。ただし、白金ロス率に与える白金溶液の液温の影響は、上記塩化アンモニウム濃度よりも小さい。本発明において白金ロス率を２.５％以下とするには、白金溶液の液温を７８℃以下とすることが好ましく、反応性やろ過性を考慮すると５０〜７０℃の液温が更に好ましい。

尚、上記本発明の説明においては、白金スクラップを王水に溶解する場合を例に挙げたが、白金スクラップを塩酸／塩素溶液のような酸化性塩酸溶液に溶解した白金溶液、王水に溶解して脱硝した後、塩酸を添加して酸化性塩酸溶液とした白金溶液についても、上記と同様に適用することができる。

［実施例１］
白金スクラップを王水で溶解し、白金含有量４.５５ｇ／ｌの白金溶液を得た。この白金溶液１００ｍｌを撹拌しながら８０℃まで加熱し、液温が８０℃になったところで塩化アンモニウム９.０ｇ（白金溶液に対する濃度９０ｇ／ｌ）を添加し、液温８０℃を保持したまま約１時間撹拌を続けた。その後、液温が４０℃以下になるまで冷却し、生成した沈殿をろ過して回収した。残ったろ液の白金濃度を分析し、白金ロス率を求めたところ０.２７％であった。

［比較例１］
塩化アンモニウムの添加量を４.０g（白金溶液に対する濃度４０ｇ／ｌ）とした以外は、上記実施例１と同様にして沈殿を回収した。残ったろ液の白金濃度を分析し、白金ロス率を求めたところ３.６％であった。

［実施例２］
白金スクラップを王水で溶解し、白金含有量０.８７ｇ／ｌの白金溶液を得た。この白金溶液１００ｍｌを撹拌しながら６０℃まで加熱し、液温が６０℃になったところで塩化アンモニウム６.０ｇ（白金溶液に対する濃度は６０ｇ／ｌ）を添加し、液温６０℃を保持したまま約１時間撹拌を続けた。その後、液温が４０℃以下になるまで冷却し、生成した沈殿をろ過して回収した。残ったろ液の白金濃度を分析し、白金ロス率を求めたところ０.３％であった。

Claims

白金含有スクラップを王水又は酸化性塩酸溶液に溶解した白金溶液から白金を回収する方法であって、白金溶液に対し６０〜１００ｇ／ｌの添加量で塩化アンモニウムを添加して、白金を塩化アンモニウム塩の沈殿として回収することを特徴とする白金の回収方法。
前記白金溶液に塩化アンモニウムを添加して５０〜７０℃に保持することを特徴とする、請求項１に記載の白金の回収方法。