JP2014019898A - Method for recovering rhenium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、含有濃度が低いレニウムの回収方法に関する。 The present invention relates to a method for recovering rhenium having a low content concentration.
近年、航空機タービンに用いられ耐高温材料であるNi基スーパーアロイの原料として、レニウムの需要が高まっている。
一般的にレニウムは、モリブデンや銅鉱石中に微少量含まれており、鉱石溶解後のレニウムは、過レニウム酸イオン(ReO4-)として他の不純物元素と共に溶液中に存在している。
従来の回収プロセスは、溶媒抽出法やイオン交換法を用い、これら他の不純物元素からレニウムを分離し、精製濃縮を行っていた。
そして、この精製濃縮させた過レニウム酸イオン溶液に塩化カリウムを加え、析出させた過レニウム酸カリウムを、ろ過して水素還元を行うことで金属レニウムを得ることができる。
In recent years, demand for rhenium has been increasing as a raw material for Ni-based superalloys, which are high-temperature resistant materials used in aircraft turbines.
Generally, rhenium is contained in a very small amount in molybdenum or copper ore, and rhenium after ore dissolution is present in the solution together with other impurity elements as perrhenate ion (ReO 4− ).
Conventional recovery processes used solvent extraction and ion exchange methods to separate rhenium from these other impurity elements and perform purification and concentration.
Then, rhenium metal can be obtained by adding potassium chloride to the purified perrhenate ion solution and filtering the precipitated potassium perrhenate to perform hydrogen reduction.
昨今、レアメタルの需要が急増しており、レアメタル濃度の高い高品位鉱石からだけでなく、レアメタル濃度の低い低品位鉱石や従来は廃棄していた残渣から、レアメタルを回収することが試みられている。
また、レニウムを含むタービンや触媒からのリサイクルも行われている。このような含有濃度が低いレアメタルを回収するためには、レアメタルの濃縮が必須であり、濃縮方法としてイオン交換法や溶媒抽出法が用いられている(例えば、非特許文献1)。
In recent years, the demand for rare metals has increased rapidly, and attempts have been made to recover rare metals not only from high-grade ores with a high concentration of rare metals, but also from low-grade ores with a low concentration of rare metals and residues that were previously discarded. .
Recycling from rhenium-containing turbines and catalysts is also performed. In order to recover such a rare metal having a low content concentration, it is essential to concentrate the rare metal, and an ion exchange method or a solvent extraction method is used as a concentration method (for example, Non-Patent Document 1).
従来では廃棄されるような低品位鉱石や廃液から低濃度のレニウムを回収する場合、不純物の影響によりイオン交換樹脂や溶媒抽出法を適用できず、濃縮が困難であった。 Conventionally, when low-level rhenium is recovered from low-grade ore or waste liquid that is discarded, ion exchange resins and solvent extraction methods cannot be applied due to the influence of impurities, making concentration difficult.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、イオン交換樹脂又は溶媒抽出法を用いないレニウムの回収方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a method for recovering rhenium without using an ion exchange resin or a solvent extraction method.
レニウム回収方法は、レニウム含有液に二価鉄イオンを添加する工程と、pH調整剤を添加してレニウムを沈殿させる工程と、固液分離により沈殿物を回収する工程と、前記沈殿物に酸を添加してレニウムを溶解しレニウム濃縮液を生成する工程と、を含むことを特徴とする。 The rhenium recovery method includes a step of adding divalent iron ions to a rhenium-containing liquid, a step of adding rhedium to precipitate a rhenium, a step of recovering the precipitate by solid-liquid separation, and an acid in the precipitate. And a step of dissolving rhenium to produce a rhenium concentrate.
本発明により、イオン交換樹脂又は溶媒抽出法を用いないレニウムの回収方法が提供される。 According to the present invention, a method for recovering rhenium without using an ion exchange resin or a solvent extraction method is provided.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示すように、第1実施形態に係るレニウムの回収方法は、レニウム含有液1aに二価鉄イオン(Fe2+)を添加する工程(S11)と、pH調整剤3を添加してレニウムを沈殿させる工程(S12)と、固液分離により母液4から沈殿物5を回収する工程(S13)と、この沈殿物5に酸を添加してレニウムを溶解し(S14)、レニウム濃縮液6を生成する工程と、を含んでいる。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the rhenium recovery method according to the first embodiment includes a step (S11) of adding divalent iron ions (Fe 2+ ) to the rhenium-containing
鉄イオン添加工程(S11)において、レニウム含有液1aに添加される二価の鉄イオンFe2+の形態としては、硫酸鉄(II)や塩化鉄(II)などの2価のFe塩が挙げられる。
レニウム沈殿工程(S12)において、Fe2+が添加されたレニウム含有液1aの水素イオン濃度を、pH調整剤3の添加によりpH7よりも大きく設定する。このように、溶液をアルカリ性に設定すると、イオンとして存在するレニウム(VII)が、Fe2+により還元されて酸化レニウム(IVまたはVI)に変化し、水酸化鉄とともに共沈し沈殿物5に移行する。
pH調整剤3としては、一般的に用いられる水酸化ナトリウムやアンモニア水が使用可能であるが、特に限定はない。
In the iron ion addition step (S11), examples of the form of the divalent iron ion Fe 2+ added to the rhenium-containing
In the rhenium precipitation step (S12), the hydrogen ion concentration of the rhenium-containing
As the
固液分離工程(S13)において母液から分離回収された沈殿物5は、さらに酸溶解工程(S14)において添加される少量の酸(例えば、硝酸、塩酸、硫酸の中から選択される少なくとも1種の化合物)に溶解し、レニウム濃縮液6を得る。
The
図2のグラフは、レニウム含有溶液において調整された水素イオン濃度(pH)に対するレニウムの沈殿率を示している。
この図2より、二価鉄イオン(Fe2+)を含むレニウム(Re)含有溶液では、水素イオン濃度をpH7以上に設定することにより、レニウム(Re)の沈殿回収が可能であることが示される。
The graph of FIG. 2 shows the rhenium precipitation rate versus the adjusted hydrogen ion concentration (pH) in the rhenium-containing solution.
FIG. 2 shows that in the rhenium (Re) -containing solution containing divalent iron ions (Fe 2+ ), the precipitation recovery of rhenium (Re) is possible by setting the hydrogen ion concentration to
(第2実施形態)
図3に示すように第2実施形態に係るレニウムの回収方法は、レニウム含有液1bは、鉄イオンを固有に含有し、二価鉄イオン(Fe2+)の添加工程(S11;図1)は、このレニウム含有液1bに還元剤7を投入し含有する鉄イオンの価数調整を行う工程(S21)で実行される。
なお、図2において図1と共通の工程は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 3, in the method for recovering rhenium according to the second embodiment, the rhenium-containing
In FIG. 2, steps common to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図2のグラフで示されるように、レニウム(Re)の沈殿は三価鉄イオン(Fe3+)の存在下では、ほとんど生じない。
しかし、金属製品からレニウム(Re)を回収すると、この三価鉄イオン(Fe3+)が含まれている場合が多分にある。
As shown in the graph of FIG. 2, the precipitation of rhenium (Re) hardly occurs in the presence of trivalent iron ions (Fe 3+ ).
However, when rhenium (Re) is recovered from a metal product, this trivalent iron ion (Fe 3+ ) is often included.
そこで、鉄イオン価数調整工程(S21)において、鉄を含むレニウム含有液1bに、例えばヒドラジンなどの還元剤7を添加し、含まれる三価鉄イオン(Fe3+)を二価鉄イオン(Fe2+)に調整する。
これにより、その後のレニウム沈殿工程(S12)において、イオンとして存在するレニウム(VII)を、酸化レニウム(IVまたはVI)として沈殿物5に移行させることが可能となる。
Therefore, in the iron ion valence adjusting step (S21), a reducing
Thereby, in the subsequent rhenium precipitation step (S12), rhenium (VII) existing as ions can be transferred to the
(第3実施形態)
図4に示すように第3実施形態に係るレニウムの回収方法は、レニウム含有液1bは、鉄イオンを固有に含有し、二価鉄イオン(Fe2+)の添加(図1;S11)は、レニウム含有液1bを電解して含有する鉄イオンの価数調整を行う工程(S31)で実行される。
なお、図2において図3と共通の工程は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 4, in the rhenium recovery method according to the third embodiment, the rhenium-containing
In FIG. 2, steps common to FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
鉄を含むレニウム含有液1bがレニウムの回収対象として多量に存在するときは、第2実施形態のように還元剤7を添加することが困難である。
このような場合には、鉄イオン電解価数調整工程(S31)において、含まれる三価鉄イオン(Fe3+)を二価鉄イオン(Fe2+)に還元するとよい。
When the rhenium-containing
In such a case, in the iron ion electrolytic valence adjustment step (S31), the contained trivalent iron ions (Fe 3+ ) may be reduced to divalent iron ions (Fe 2+ ).
図5に示すように、この鉄イオン電解価数調整工程(S31)に適用される電解槽10は、隔膜15により隔離された陰極11と陽極12が、それぞれ直流電源13の両端に接続されている。
As shown in FIG. 5, the
陰極11に鉄を含むレニウム含有液16(1b)を装荷した状態で、直流電源13から電圧を印加し電解すると、陰極11及び陽極12において、それぞれ次の電解反応が起きる。
陰極:Fe3+ + e- → Fe2+
陽極:2H2O → 2H2 + O2 + 4e-
When the rhenium-containing liquid 16 (1b) containing iron is loaded on the
Cathode: Fe 3+ + e − → Fe 2+
Anode: 2H 2 O → 2H 2 + O 2 + 4e −
なお、この電解反応は、参照電極14と陰極11との間の陰極電位が0.77V vs SHEより卑な電位に設定することにより、陰極11において三価鉄イオン(Fe3+)を二価鉄イオン(Fe2+)に還元することができる。
さらに、この陰極電位を水素発生が起きる電位よりも貴な電位に設定することにより、高い電流効率で三価鉄イオン(Fe3+)を二価鉄イオン(Fe2+)に還元することができる。
In this electrolytic reaction, the cathode potential between the
Furthermore, by setting this cathode potential to a potential more noble than the potential at which hydrogen generation occurs, trivalent iron ions (Fe 3+ ) can be reduced to divalent iron ions (Fe 2+ ) with high current efficiency. it can.
このように電解反応を利用することにより、還元剤7等を用いることなく、三価鉄イオン(Fe3+)を二価鉄イオン(Fe2+)に還元することができる。
そして、その後のレニウム沈殿工程(S12)において、イオンとして存在するレニウム(VII)を、酸化レニウム(IVまたはVI)として沈殿物5に移行させることが可能となる。
By using the electrolytic reaction in this way, trivalent iron ions (Fe 3+ ) can be reduced to divalent iron ions (Fe 2+ ) without using the reducing
In the subsequent rhenium precipitation step (S12), rhenium (VII) existing as ions can be transferred to the
以上述べた少なくともひとつの実施形態のレニウムの回収方法によれば、レニウム含有液に二価鉄イオンを存在させることにより、イオン交換樹脂又は溶媒抽出法を用いずに、低濃度のレニウムを溶液から高効率的で回収することが可能となる。 According to the method for recovering rhenium of at least one embodiment described above, by allowing divalent iron ions to be present in the rhenium-containing liquid, a low concentration of rhenium can be removed from the solution without using an ion exchange resin or a solvent extraction method. It is highly efficient and can be recovered.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1a,1b…レニウム含有液、3…pH調整剤、4…母液、5…沈殿物、6…レニウム濃縮液、7…還元剤、10…電解槽、11…陰極、12…陽極、13…直流電源、14…参照電極、15…隔膜、16…鉄を含むレニウム含有液。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
pH調整剤を添加してレニウムを沈殿させる工程と、
固液分離により母液から沈殿物を回収する工程と、
前記沈殿物に酸を添加してレニウムを溶解しレニウム濃縮液を生成する工程と、を含むことを特徴とするレニウム回収方法。 Adding divalent iron ions to the rhenium-containing liquid;
adding a pH adjuster to precipitate rhenium;
Collecting the precipitate from the mother liquor by solid-liquid separation;
Adding an acid to the precipitate to dissolve rhenium to form a rhenium concentrate, and a method for recovering rhenium.
前記二価鉄イオンの添加は、前記レニウム含有液に還元剤を投入し含有する前記鉄イオンの価数調整を行うことによる請求項1に記載のレニウム回収方法。 The rhenium-containing liquid inherently contains iron ions,
The rhenium recovery method according to claim 1, wherein the addition of the divalent iron ion is performed by adjusting the valence of the iron ion contained in the rhenium-containing liquid by introducing a reducing agent.
前記二価鉄イオンの添加は、前記レニウム含有液を電解して含有する前記鉄イオンの価数調整を行うことによる請求項1に記載のレニウム回収方法。 The rhenium-containing liquid inherently contains iron ions,
The rhenium recovery method according to claim 1, wherein the addition of the divalent iron ions is performed by adjusting the valence of the iron ions contained by electrolyzing the rhenium-containing liquid.
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