JP2015131989A - 有機相からのＡｕの還元回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ａｕ及び不純物を含む有機相から純度の高い金属Ａｕを得るにあたり７０℃以上の高温にする必要がなく、５０℃を超えても高純度のＡｕを得ることができ、水相のｐＨが低下しても還元力が落ちない方法を提供する。
【解決手段】Ａｕを抽出したジブチルカルビトールから、亜硫酸塩の水溶液を用いてＡｕを還元する。反応温度は５℃〜６０℃、水相のｐＨは１０以下とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、Ａｕを溶媒抽出により分離回収する方法に関する。

使用済みの電子材料、宝飾品、歯科材料やこれらの製造工程で発生するスクラップはＡｕを始め他の貴金属（Ａｇ，Ｐｔ，Ｐｄ）、重金属（Ｃｕ、Ｆｅなど）を含んでいる。Ａｕは希少であるため、これらの使用済み製品やスクラップからＡｕを分離回収し、再利用している。

Ａｕを分離回収する方法は種々存在するが、代表的な方法の一つに王水や酸化剤を加えた塩酸に上記の原料を溶解させ、Ａｕを有機溶媒に抽出するという方法がある。抽出溶媒はＡｕに対する選択性の高さからジブチルカルビトール（ＤＢＣ）がよく用いられている。ＤＢＣはＡｕに安定に配位するためＡｕ抽出後の有機相に還元剤水溶液を加えると、Ａｕの水相への移行と還元が連続的に起こり、有機相から直接金属Ａｕを得ることができるという利点もある。従来は還元剤水溶液にシュウ酸またはシュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウムが使用されている（特許文献１、２）。

しかしシュウ酸、シュウ酸ナトリウムは水に対する溶解度が低いため還元反応を進めるには加熱（７０〜９０℃程度）を行わなければならない。Ａｕを抽出した後のＤＢＣには少量ながらＳｎ、Ｆｅ等の不純物が存在しているが、高温で還元反応を行うとこれら不純物も還元され、金属Ａｕの純度低下を招くという問題があった。

シュウ酸カリウムはシュウ酸、シュウ酸ナトリウムに比べて水に対する溶解度は高く７０℃以上の高温まで加熱をする必要はないが、シュウ酸で還元する点では同じため前記問題の根本的な解決にはなっておらず、温度を５０℃より高くするとシュウ酸、シュウ酸ナトリウムと同様に得られる金属Ａｕの純度が低下するという問題があった。

さらに特許文献２にも示されているように、シュウ酸はｐＨが２．５を下回ると非解離状態が有利となり還元力が低下する。本発明者らが試験を行なったところ、Ａｕ抽出後のＤＢＣには原料溶液中の王水・塩酸などが混ざっているため還元時にこれらの酸が水相に移ってｐＨが２．５を下回り、還元を進めるためにアルカリを添加してｐＨ２．５以上に調整しなければならなかった。

特開２００６−２３３３１７号公報 特開２０１１−１３２５５２号公報

Ａｕ及び不純物を含む有機相から純度の高い金属Ａｕを得るにあたり、還元反応を進めるために７０℃以上の高温にする必要がなく、かつ５０℃を超える温度でも純度の高いＡｕを得ることができ、さらに水相のｐＨが低下しても還元力が落ちない方法を提供する。

これらの課題を解決するため、本発明者らはＡｕイオン及び塩化物イオンを含む溶液とＤＢＣとの接触により抽出されるＡｕ含有有機相に、水相である還元剤を加えることによりＡｕイオンを水相へ移行させると共に還元処理するＡｕの還元回収方法において、前記還元剤に亜硫酸塩の水溶液を用い、還元処理時の反応温度を５℃〜６０℃、水相のｐＨを１０以下とすることが有効であることを見出した。

本発明によれば水に対する溶解度の高い亜硫酸塩の水溶液を還元剤に用いるため水相を７０℃以上に上げずとも反応が進む上、Ａｕに対する選択性が向上し、５０℃を超えても純度の高い金属Ａｕを得ることができる。亜硫酸塩は水相が酸性になるほど還元反応が促進されるので、酸の混ざったＡｕ含有有機相との接触で水相のｐＨが下がった場合も還元力は低下しない。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を行なった。還元剤水溶液をＡｕ含有有機相と混合すると、有機相中のＡｕイオンが水相に移行し、その後Ａｕイオンが還元される。その際、Ａｕ含有有機相中の不純物はＡｕイオンと共に水相に移行する。そこで本発明者らはＡｕに対して選択性の高い還元剤を用いることが課題解決に有効であると考え、種々の還元剤を試験した。

その結果、亜硫酸塩に高いＡｕ選択性があることを見出した。従来から亜硫酸塩はＡｕイオンの還元に一般的に用いられているが、精製工程を経たＡｕ含有溶液から単にＡｕイオンを還元する目的で使用されているだけであって、Ａｕイオンに対する高い選択性を有していることは、本発明者らの検討により新たに発見したものである。

還元剤として働くのは亜硫酸イオンであるので、亜硫酸塩の種類は特に限定されない。一般的に用いられるのは亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウムである。

亜硫酸塩による還元はＡｕとＦｅ、Ｓｎなどの卑金属のみならず、貴金属であるＰｔ、Ｐｄ、Ａｇとも分離可能である。また亜硫酸塩は水に対する溶解度が高いため還元反応は常温（５℃〜３０℃）で起こるが、加熱すると反応が促進される。亜硫酸イオンは高温に加熱しても選択性に影響はないが、設備の耐熱性やコストの観点から温度の上限は６０℃くらいがよい。

Ａｕ含有有機相からの亜硫酸塩によるＡｕイオンの還元は水素イオンを消費する反応であるため水相のｐHが低いほど促進でき、ｐHが高くなるほど反応速度が低下する（化１参照）。本発明者らが試験を行なったところ、還元処理時の水相ｐＨが１０を超えると反応速度が著しく低下することが分かった。従って、還元処理時の水相のｐHは１０以下とする。ただし、ｐＨが低すぎると生成した金属Ａｕが水相に再溶解することがあるため、ｐＨ０以上にすることが好ましい。

ｐＨが１０を超えている場合、還元反応が著しく遅くなるためＡｕイオンが水相に残ってしまう場合がある。そうした時は水相ｐＨが１０以下となるように、還元処理時に酸を添加する、あるいは亜硫酸塩水溶液に酸を添加し、あらかじめ酸性にしておくとよい。さらに研究の結果、本発明者らは還元処理時の水相ｐＨが低いほど得られる金属Ａｕは粒が大きく金色に近い色であるのに対し、水相ｐＨが高いほど粒が小さく茶色になることが分かった。得られた金属Ａｕは従来法に基づきろ過・洗浄を行い、用途に応じて成形する。よって金属Ａｕの粒が大きいほうがこれらの後工程において取扱いが容易で早く作業ができる。還元時に水相を酸性に近づけることは、この点でも有利である。

実施例１
従来法に従ってＡｕを含む塩酸酸性溶液からＡｕを抽出、希塩酸洗浄したＤＢＣ１０Ｌに対し、１２８ｇ／Ｌの亜硫酸ナトリウム水溶液２０Ｌを加えて１０分間攪拌したところ、水相のｐＨは１１から０．２まで低下し、ＤＢＣ中のＡｕは全て還元された。液温制御は行わず、１５℃〜２５℃であった。抽出・洗浄後のＤＢＣに含まれる金属の組成と得られた金属Ａｕ中の不純物量を表１に示す。ＤＢＣに含まれる金属の組成は抽出前後、洗浄前後の水相の組成分析により求めた。

Claims (1)

1. Ａｕイオン及び塩化物イオンを含む溶液とジブチルカルビトールとの接触により抽出されるＡｕ含有有機相に、水相である還元剤を加えることによりＡｕイオンを水相へ移行させると共に還元処理するＡｕの還元回収方法において、前記還元剤は亜硫酸塩水溶液であり、還元処理時の反応温度を５℃〜６０℃とし、更に、還元処理時の水相ｐＨを１０以下とすることを特徴とする有機相からのＡｕの還元回収方法。