JP2016164310A - Method of recovering transition metal - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method that recovers high-purity group 5 and/or group 6 transition metal at a low cost.SOLUTION: A method of recovering transition metal comprises a step of electrolyzing a raw material mixture comprising at least one of V, Nb, Ta, Cr and Mo components, using an electrolyte comprising alcohol amine.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、遷移金属の回収方法に関し、より詳細には、第5族及び/又は第6族遷移金属の回収方法に関する。   The present invention relates to a method for recovering a transition metal, and more particularly to a method for recovering a Group 5 and / or Group 6 transition metal.

金属回収方法としては、通常、当該金属を含有するスクラップを粉砕した後、アルカリ溶解するというプロセスが用いられている。しかしながら、第5族及び第6族遷移金属の回収においては、第5族及び第6族遷移金属が非常に硬く、耐薬品性も高い金属であるため、このような通常のプロセスの適用は非常に困難である。そのため、アルカリ溶融塩等の強力な処理をして酸化することで第5族及び第6族遷移金属を溶解させて回収するのが定法となっている。   As a metal recovery method, usually, a process of pulverizing a scrap containing the metal and then dissolving with alkali is used. However, in the recovery of Group 5 and Group 6 transition metals, Group 5 and Group 6 transition metals are very hard and highly resistant to chemicals. It is difficult to. Therefore, it is a regular method to dissolve and recover the Group 5 and Group 6 transition metals by oxidizing them with a strong treatment such as an alkali molten salt.

一方、例えば、モリブデン(第6族遷移金属)使用済みターゲットや端材は、元々高純度であるため、上記のような一般的な処理である、溶融塩処理や粉砕を用いることは、純度を大幅に低下させることになる。従って、当該金属を高純度化するために、多段精製やイオン交換処理等が必要となる等、処理工程が煩雑になる傾向がある。   On the other hand, for example, since molybdenum (Group 6 transition metal) used targets and mill ends are originally of high purity, the use of molten salt treatment or pulverization, which is a general treatment as described above, reduces the purity. It will be drastically reduced. Therefore, in order to purify the metal, the treatment process tends to be complicated, such as requiring multistage purification or ion exchange treatment.

金属を溶解させる手法としては、電解があり、例えば、特許文献1には、電解エッチング処理、または電解酸化膜除去処理の内のいずれかを実施することを目的とした電解加工液組成物として、基本的に、(1)水溶性の電解質、(2)分極向上剤、(3)腐食抑制剤(インヒビター)の内、(1)の水溶性の電解質を基本として、(2)〜(3)のいずれか1種または2種以上を組み合わせて用いることにより、陽極表面近傍に電解溶出した金属イオンと電解液成分によって形成される粘性液体のヤッケ層の成長を抑制して電解することを特徴とする電解エッチング処理方法が開示されている。また、(1)水溶性の電解質として、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸かそれらのアンモニウム、カリウム、またはナトリウム塩、水酸化カリウムの中から選ばれた1種または2種以上、(2)分極向上剤として、アミノカルボン酸とその塩、エタノールアミン類、カルボン酸またはその塩、の中から選ばれた1種または2種以上、(3)腐食抑制剤(インヒビター)として、脱水環化エタノール誘導体を含むアミン化合物、窒素含有ヘテロ環状化台物、チオ尿素誘導体の中から選ばれた1種または2種以上を用いることが開示されている。そして、これによれば、電解エッチング、電解酸化膜除去を含む電解加工を実施する上で、これらの電解加工を極めて有効に実施する電解液組成物を提供することができると記載されている。   As a technique for dissolving the metal, there is electrolysis. For example, in Patent Document 1, as an electrolytic processing liquid composition intended to carry out either an electrolytic etching process or an electrolytic oxide film removal process, Basically, among (1) water-soluble electrolyte, (2) polarization improver, and (3) corrosion inhibitor (inhibitor), the water-soluble electrolyte of (1) is used as a basis, and (2) to (3) By using any one or a combination of two or more of the above, it is possible to perform electrolysis while suppressing the growth of a viscous liquid formed of a metal ion electrolyzed and an electrolyte component in the vicinity of the anode surface and a viscous liquid layer. An electrolytic etching treatment method is disclosed. (1) As a water-soluble electrolyte, one or more selected from hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid or their ammonium, potassium, sodium salt, potassium hydroxide, (2) Polarization As an improver, one or more selected from aminocarboxylic acids and salts thereof, ethanolamines, carboxylic acids or salts thereof, and (3) dehydrated cyclized ethanol derivatives as corrosion inhibitors (inhibitors) It is disclosed that one or two or more selected from amine compounds containing nitrogen, nitrogen-containing heterocyclized bases, and thiourea derivatives are used. And according to this, it describes that the electrolytic solution composition which performs these electrolytic processing very effectively can be provided when implementing the electrolytic processing including electrolytic etching and electrolytic oxide film removal.

また、特許文献2には、0.1重量%以上の燐酸、クエン酸、酒石酸、シュウ酸、リンゴ酸、酢酸、グルコン酸、グリコール酸、コハク酸などステンレス鋼に対して非酸化性に働く酸および硫酸からなる群、ならびに、これら酸のナトリウム、カリウム、アンモニウムなどの各塩の群のうちの一種または二種以上の水溶液に、0.1重量%以上のトリエタノールアミン、ジエタノールアミンおよびモノエタノールアミンのうちの一種または二種以上を配合することを特徴とするステンレス鋼の電解研磨法に用いる電解液が開示されている。そして、これによれば、ステンレス鋼表面に対する電解研磨法において、交流及び直流及び交直重畳で使用できると共に、オーステナイト系ステンレス鋼だけでなくマルテンサイト系、フェライト系ステンレス鋼でも耐腐食性能を向上させる電解液を提供することができると記載されている。   Patent Document 2 discloses that 0.1% by weight or more of phosphoric acid, citric acid, tartaric acid, oxalic acid, malic acid, acetic acid, gluconic acid, glycolic acid, succinic acid, etc. 0.1% by weight or more of triethanolamine, diethanolamine and monoethanolamine in one or more aqueous solutions of the group consisting of and sulfuric acid, and each salt group of these acids such as sodium, potassium and ammonium An electrolytic solution used in an electrolytic polishing method for stainless steel, characterized in that one or more of them are blended is disclosed. And according to this, in the electrolytic polishing method for the stainless steel surface, it can be used in alternating current, direct current and AC / DC superposition, and electrolysis that improves corrosion resistance performance not only in austenitic stainless steel but also in martensitic and ferritic stainless steel. It is described that a liquid can be provided.

また、特許文献3には、鉄、タングステン、軽金属、およびこれらの金属の合金から選択される金属の表面を電解液を用いて電解研磨する方法であって、前記電解液は、メタンスルホン酸と、一般式Cn2n(OH)2、n=2〜6で示される脂肪族ジオールおよび一般式Cm2m-1OH、m=5〜8で示される脂環式アルコールからなる群から選択される少なくとも一種のアルコール化合物を含むことを特徴とする電解研磨方法が開示されている。そして、これによれば、鉄、タングステン、軽金属およびこれらの合金の表面を電解研磨するのに適した、作業の安全性や環境保護については実質的に無害な方法を提供することができると記載されている。 Patent Document 3 discloses a method for electrolytic polishing a surface of a metal selected from iron, tungsten, light metals, and alloys of these metals using an electrolytic solution, and the electrolytic solution includes methanesulfonic acid and A general formula C n H 2n (OH) 2 , an aliphatic diol represented by n = 2 to 6 and a general formula C m H 2m-1 OH, m = 5 to 8 and a group consisting of alicyclic alcohols represented by An electropolishing method comprising at least one selected alcohol compound is disclosed. And according to this, it is described that it is possible to provide a substantially harmless method for work safety and environmental protection suitable for electropolishing the surfaces of iron, tungsten, light metals and their alloys. Has been.

さらに、特許文献4には、電解液中で白金を陽極として電解することで白金を溶出させる電解溶出方法であって、前記電解液は、8〜11.5規定の塩酸溶液であり、電解条件として、液温60〜80℃、電流密度60〜100A/dm2の電流を印加して前記白金電極を溶出させる方法が開示されている。そして、これによれば、化学的に安定であり溶解が溶解ではない白金を、電解法により効率的に溶解させる方法を提供することができると記載されている。   Furthermore, Patent Document 4 discloses an electrolytic elution method for eluting platinum by electrolyzing platinum in an electrolytic solution as an anode, wherein the electrolytic solution is a hydrochloric acid solution of 8 to 11.5 N, and electrolytic conditions As a method, a method of eluting the platinum electrode by applying a current having a liquid temperature of 60 to 80 ° C. and a current density of 60 to 100 A / dm 2 is disclosed. According to this, it is described that a method of efficiently dissolving platinum that is chemically stable and not dissolved by an electrolytic method can be provided.

特開平8−49100号公報JP-A-8-49100 特開2007−277682号公報JP 2007-277682 A 特開2008−121118号公報JP 2008-121118 A 特開2011−131282号公報JP 2011-131282 A

このように、種々の金属を電解法により溶解させる技術が知られているが、高純度で遷移金属を安価なコストで回収する技術は、未だ改善の余地がある。第5族及びは第6族遷移金属を高純度で回収するには、例えば、無機系溶液の硝酸アンモニウム(硝安)を電解液に用いることが考えられるが、アルカリ性で電解するためには、別途アンモニアを添加して電解液のpHを調整する必要がある。しかしながら、硝安自体、高濃度になると爆発性が高まるため、電解中の濃度管理をする必要がある。さらに、アンモニアも電解温度域で揮発による濃度変化があるため、濃度管理等が必須であり、回収設備、制御設備等でランニングコストがかかる。また、使用済みターゲットや端材などの元々高純度な材料からの遷移金属の回収においては、不純物フリーな処理方法が求められている。   As described above, a technique for dissolving various metals by an electrolytic method is known. However, there is still room for improvement in a technique for recovering a transition metal with high purity at a low cost. In order to recover Group 5 and Group 6 transition metals with high purity, for example, it is conceivable to use ammonium nitrate (ammonium nitrate), which is an inorganic solution, as an electrolytic solution. To adjust the pH of the electrolyte. However, ammonium nitrate itself has high explosiveness at high concentrations, so it is necessary to control the concentration during electrolysis. Furthermore, since ammonia also has a concentration change due to volatilization in the electrolysis temperature range, concentration management or the like is indispensable, and a running cost is required for recovery equipment, control equipment, and the like. Further, in the recovery of transition metals from originally high-purity materials such as used targets and mill ends, an impurity-free treatment method is required.

そこで、本発明は、安価なコストで、高純度の第5族及び/又は第6族遷移金属を回収する方法を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the method of collect | recovering high purity group 5 and / or group 6 transition metals at low cost.

本発明者は、上記課題を解決するために、第5族及びは第6族遷移金属の高純度電解が可能な電解液を鋭意検討した結果、アルコールアミンを用いた電解液を見出した。アルコールアミンは、Na、K、Fe及びS等の不純物を含まず、比較的沸点が高く、数%含有した水溶液は安全である。さらに、耐電圧性も高く安定であり、pH依存性も低いため、電解中の制御がしやすく、アンモニアのような揮発による補給も必要ないため、結果的にランニングコストを抑制できる。
なお、特許文献2、3、4の電解液に関する発明において、当該電解液にアミンを用いている。しかしながら、特許文献2では、電解液中に、燐酸、クエン酸、酒石酸、シュウ酸、リンゴ酸、酢酸、グルコン酸、グリコール酸、コハク酸などステンレス鋼に対して非酸化性に働く酸および硫酸からなる群、ならびに、これら酸のナトリウム、カリウム、アンモニウムなどの各塩の群のうちの一種または二種以上の水溶液も含まれており、本発明と構成が異なる。また、特許文献3では、メタンスルホン酸も必須成分として含んでおり、本発明と構成が異なり、さらにメタンスルホン酸が強酸性であり、非常に高価である点で不利である。また、特許文献4では、電解液中に、強酸である塩酸が含まれており、本発明と構成が異なる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has eagerly studied an electrolytic solution capable of high-purity electrolysis of Group 5 and Group 6 transition metals, and as a result, has found an electrolytic solution using alcohol amine. Alcoholamine does not contain impurities such as Na, K, Fe and S, has a relatively high boiling point, and an aqueous solution containing several percent is safe. Furthermore, since the voltage resistance is high and stable, and the pH dependency is low, it is easy to control during electrolysis, and replenishment by volatilization such as ammonia is not necessary, so that the running cost can be suppressed as a result.
In the inventions related to the electrolytic solutions of Patent Documents 2, 3, and 4, amine is used for the electrolytic solution. However, in Patent Document 2, the electrolyte contains an acid and sulfuric acid that act non-oxidatively on stainless steel such as phosphoric acid, citric acid, tartaric acid, oxalic acid, malic acid, acetic acid, gluconic acid, glycolic acid, and succinic acid. As well as one or two or more aqueous solutions of each of the groups of these salts, such as sodium, potassium, ammonium, etc. of these acids, which are different in configuration from the present invention. Further, Patent Document 3 contains methanesulfonic acid as an essential component, which is disadvantageous in that the structure is different from that of the present invention, and methanesulfonic acid is strongly acidic and very expensive. Moreover, in patent document 4, hydrochloric acid which is a strong acid is contained in electrolyte solution, and a structure differs from this invention.

以上の知見を基礎として完成した本発明は一側面において、V,Nb,Ta,Cr及びMo成分の少なくとも1種を含有する原料混合物に対して、アルコールアミンを含有する電解液を用いて電気分解を行う工程を含む遷移金属の回収方法である。   In one aspect, the present invention completed on the basis of the above knowledge is electrolyzed using an electrolytic solution containing an alcohol amine for a raw material mixture containing at least one of V, Nb, Ta, Cr and Mo components. It is the recovery method of the transition metal including the process of performing.

本発明に係る遷移金属の回収方法は一実施形態において、前記アルコールアミンが、モノエタノールアミン及び/又はトリエタノールアミンである。   In one embodiment of the method for recovering a transition metal according to the present invention, the alcohol amine is monoethanolamine and / or triethanolamine.

本発明に係る遷移金属の回収方法は別の一実施形態において、前記電解液中のアルコールアミンの濃度が1〜40mass%である。   In another embodiment of the method for recovering a transition metal according to the present invention, the concentration of alcoholamine in the electrolytic solution is 1 to 40 mass%.

本発明に係る遷移金属の回収方法はさらに別の一実施形態において、前記電解液の温度を50℃以上に調整して電気分解を行う。   In still another embodiment of the method for recovering a transition metal according to the present invention, electrolysis is performed by adjusting the temperature of the electrolytic solution to 50 ° C. or higher.

本発明に係る遷移金属の回収方法はさらに別の一実施形態において、前記電解液のpHが9以上である。   In still another embodiment of the method for recovering a transition metal according to the present invention, the electrolyte solution has a pH of 9 or more.

本発明に係る遷移金属の回収方法はさらに別の一実施形態において、前記電気分解における設定電圧が30V以下であり、設定電流密度が500A/dm2以下である。 In still another embodiment of the method for recovering a transition metal according to the present invention, the set voltage in the electrolysis is 30 V or less, and the set current density is 500 A / dm 2 or less.

本発明によれば、アルコールアミンを含有する電解液を用いて電気分解することで、安価なコストで、高純度の第5族及び/又は第6族遷移金属を回収する方法を提供することができる。
より具体的には:
(1)処理反応系に、Na、K、Fe及びS等の不純物を含まないことで、純度を下げずに、高純度のまま第5族及び/又は第6族遷移金属を回収することができる。
(2)リサイクル材等から、第5族及び/又は第6族遷移金属の純度が、4N以上の品位のものを得ることができる。
(3)電解液の耐電圧性が高く安定であり、pH依存性も低いため、電解中の制御がしやすく、アンモニアのような揮発による補給も必要ないため、安価なコストで処理することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a method for recovering high-purity Group 5 and / or Group 6 transition metals at low cost by electrolysis using an electrolytic solution containing an alcohol amine. it can.
More specifically:
(1) By removing impurities such as Na, K, Fe and S in the treatment reaction system, it is possible to recover the Group 5 and / or Group 6 transition metals with high purity without lowering the purity. it can.
(2) From recycled materials, etc., the purity of the Group 5 and / or Group 6 transition metal can be 4N or higher.
(3) Since the electrolytic solution has a high withstand voltage and is stable and has a low pH dependency, it is easy to control during electrolysis and does not require replenishment by volatilization such as ammonia. it can.

本発明の実施形態で示す電解槽の一例の模式図である。It is a schematic diagram of an example of the electrolytic cell shown by embodiment of this invention. 本発明に係る電解液及び従来の電解液を用いて第5族及び/又は第6族遷移金属のスクラップを電気分解したときの、電解液温度と第5族及び/又は第6族遷移金属の溶解速度との関係を示す図である。The electrolytic solution temperature and the group 5 and / or group 6 transition metal when the group 5 and / or group 6 transition metal scrap is electrolyzed using the electrolytic solution according to the present invention and the conventional electrolytic solution It is a figure which shows the relationship with a dissolution rate. 電気分解における定電圧と電流効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the constant voltage in electrolysis, and current efficiency.

以下に、本発明に係る遷移金属の回収方法の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the transition metal recovery method according to the present invention will be described in detail.

まず、処理対象となる第5族及び/又は第6族遷移金属成分である、V,Nb,Ta,Cr及びMo成分の少なくとも1種を含有する原料混合物を準備する。当該原料混合物としては、V,Nb,Ta,Cr,Moのスクラップを粉砕した、いわゆるリサイクル材等が挙げられる。本発明の処理対象となるV,Nb,Ta,Cr及びMo成分の少なくとも1種を含有する原料混合物の代表的な品位は、不純物として、Feが0.005mass%、Niが0.003mass%、Cuが0.002mass%の各濃度で存在し、V,Nb,Ta,Cr,Moの純度は、99.99〜99.999mass%である。   First, a raw material mixture containing at least one of V, Nb, Ta, Cr, and Mo components that are Group 5 and / or Group 6 transition metal components to be treated is prepared. Examples of the raw material mixture include so-called recycled materials obtained by pulverizing V, Nb, Ta, Cr, and Mo scraps. The typical quality of the raw material mixture containing at least one of V, Nb, Ta, Cr and Mo components to be treated in the present invention is as follows: Fe is 0.005 mass%, Ni is 0.003 mass%, Cu exists in each concentration of 0.002 mass%, and the purity of V, Nb, Ta, Cr, and Mo is 99.99 to 99.999 mass%.

次に、アノード及びカソード、電解液を備えた電解槽を準備し、これを用いてV,Nb,Ta,Cr及びMo成分の少なくとも1種を含有する原料混合物の電気分解を行う。
電解槽は、特に限定されないが、例えば、図1に示す構成であってもよい。図1は、アノードとしてチタンバスケットを用いており、このチタンバスケットの中にV,Nb,Ta,Cr及びMo成分の少なくとも1種を含有する原料混合物が設けられている。チタンバスケットは、本発明のような高電圧、高電流及び高温の電解処理条件で安定である点で好ましい。
Next, an anode, a cathode, and an electrolytic cell including an electrolytic solution are prepared, and the raw material mixture containing at least one of V, Nb, Ta, Cr, and Mo components is electrolyzed using the electrolytic cell.
Although an electrolytic cell is not specifically limited, For example, the structure shown in FIG. 1 may be sufficient. In FIG. 1, a titanium basket is used as an anode, and a raw material mixture containing at least one of V, Nb, Ta, Cr and Mo components is provided in the titanium basket. Titanium baskets are preferred in that they are stable under high voltage, high current and high temperature electrolytic treatment conditions as in the present invention.

電解液は、アルコールアミンを含有している。アルコールアミンとしては、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、アミノプロパノール、メチルエタノールアミン等が挙げられる。特に、モノエタノールアミン、トリエタノールアミンは安価である点で好ましい。   The electrolytic solution contains alcohol amine. Examples of the alcohol amine include triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, aminopropanol, and methylethanolamine. In particular, monoethanolamine and triethanolamine are preferable in that they are inexpensive.

電解液中のアルコールアミンの濃度は、1〜40mass%であるのが好ましい。電解液中のアルコールアミンの濃度が1mass%未満であると、導電性が低くなり過ぎて電気分解が不安定になる。電解液中のアルコールアミンの濃度が40mass%超であると、電解液の種類によっては水への溶解度を超えてしまうし、必要以上に濃度が高くなり、コストの面で不利となる。電解液中のアルコールアミンの濃度は、より好ましくは2〜10mass%である。   The concentration of alcohol amine in the electrolytic solution is preferably 1 to 40 mass%. If the concentration of alcoholamine in the electrolytic solution is less than 1 mass%, the conductivity becomes too low and electrolysis becomes unstable. If the concentration of alcoholamine in the electrolytic solution exceeds 40 mass%, the solubility in water may be exceeded depending on the type of the electrolytic solution, and the concentration becomes higher than necessary, which is disadvantageous in terms of cost. The concentration of alcoholamine in the electrolytic solution is more preferably 2 to 10 mass%.

電気分解の際の電解液の温度は室温でもかまわないが、高温の方が良く、特に50℃以上に調整するのが好ましい。高温である方が電解液の導電性が大きくなるためである。ここで、図2に、本発明に係る電解液及び従来の電解液を用いてV,Nb,Ta,Cr,Moのスクラップを電気分解したときの、電解液温度とV,Nb,Ta,Cr及びMoの溶解速度との関係を示す。図中、本発明に係る電解液を用いた電解槽で電気分解を行った結果のグラフを本PAT浴と記載し、従来の電解液による電解槽で電気分解を行った結果のグラフを従来浴と記載している。本PAT浴では、電解液としてモノエタノールアミン10%水溶液を用い、10Vの定電圧で電気分解をしている。一方、従来浴では、電解液として硝安及びアンモニアを用い、10Vの定電圧で電気分解をしている。また、V,Nb,Ta,Cr,Moの溶解速度は、電解液が25℃における数値を1.0としたときの相対値としてプロットしている。この図に示すように、従来浴は、電解液の液温が45℃以上になるとアンモニア揮発が激しくなるため事実上それ以上の温度に上げることが困難となる。これに対し、本PAT浴は、高沸点溶媒で構成されているため、水の蒸発温度域以下までは問題無く電気分解でき、結果として50℃以上で溶解速度が大きくなり、生産性が上がる。   The temperature of the electrolytic solution at the time of electrolysis may be room temperature, but higher temperature is better, and it is particularly preferable to adjust to 50 ° C. or higher. This is because the conductivity of the electrolytic solution increases at higher temperatures. Here, FIG. 2 shows the electrolyte temperature and the V, Nb, Ta, Cr when the scraps of V, Nb, Ta, Cr, Mo are electrolyzed using the electrolytic solution according to the present invention and the conventional electrolytic solution. And the relationship with the dissolution rate of Mo. In the figure, the graph of the result of electrolysis in the electrolytic cell using the electrolytic solution according to the present invention is described as the present PAT bath, and the graph of the result of electrolysis in the electrolytic cell with the conventional electrolytic solution is shown as the conventional bath. It is described. In this PAT bath, a 10% aqueous solution of monoethanolamine is used as an electrolytic solution, and electrolysis is performed at a constant voltage of 10V. On the other hand, in a conventional bath, ammonium nitrate and ammonia are used as an electrolytic solution, and electrolysis is performed at a constant voltage of 10V. Further, the dissolution rates of V, Nb, Ta, Cr, and Mo are plotted as relative values when the value of the electrolytic solution at 25 ° C. is 1.0. As shown in this figure, it is difficult to raise the temperature of the conventional bath to a temperature higher than that since the ammonia volatilization becomes intense when the temperature of the electrolytic solution is 45 ° C. or higher. On the other hand, since this PAT bath is composed of a high boiling point solvent, it can be electrolyzed without any problem up to the water evaporation temperature range or lower, and as a result, the dissolution rate increases at 50 ° C. or higher, and the productivity increases.

電解液のpHは、電解液が弱アルカリ性となるように調整され、好ましくは9以上、より好ましくは10以上である。pHが9未満であると、生成したV,Nb,Ta,Cr,Moに係るイオンが溶解していられなくなり、化合物を形成して析出し、結果として電解溶解を阻害してしまう可能性がある。   The pH of the electrolytic solution is adjusted so that the electrolytic solution is weakly alkaline, and is preferably 9 or more, more preferably 10 or more. If the pH is less than 9, the generated ions related to V, Nb, Ta, Cr, and Mo cannot be dissolved, form a compound, precipitate, and as a result, the electrolytic dissolution may be hindered. .

電解液に用いるアルコールアミン類は、耐電圧性・耐電流密度性が高く、生産性のためには電気分解における設定電圧及び設定電流密度はそれぞれ高い方が好ましいが、設備の制約やカソード側へのダメージを考えると、設定電圧は30V以下とし、設定電流密度は500A/dm2以下とするのが実用的であるため好ましい。参考に、図3に電気分解における定電圧と電流効率との関係を示す。図3に示されるように、電圧・電流密度が低いということは、時間当たりの処理量(生産量)が小さくなる。 Alcoholamines used in the electrolyte have high withstand voltage and current withstand density, and it is preferable for the productivity that the set voltage and set current density in electrolysis are higher. Therefore, it is preferable that the set voltage is 30 V or less and the set current density is 500 A / dm 2 or less because it is practical. For reference, FIG. 3 shows the relationship between constant voltage and current efficiency in electrolysis. As shown in FIG. 3, when the voltage / current density is low, the processing amount (production amount) per time is small.

電気分解によってV,Nb,Ta,Cr,Moを電解液に溶解させた後、塩酸、硝酸等で中和して、V,Nb,Ta,Cr,Moを水酸化物として取り出す。この場合、水酸化物の状態で既にV,Nb,Ta,Cr,Moの品位が4N以上と非常に高純度となっている。   V, Nb, Ta, Cr, and Mo are dissolved in the electrolytic solution by electrolysis, and then neutralized with hydrochloric acid, nitric acid, and the like, and V, Nb, Ta, Cr, and Mo are taken out as hydroxides. In this case, the quality of V, Nb, Ta, Cr, and Mo is already very high at 4N or higher in the state of hydroxide.

次に、得られたV,Nb,Ta,Cr,Moの水酸化物を濃縮して金属酸塩化合物とし、必要に応じて加熱・還元することで、高純度の金属酸化物や単体金属として回収する。   Next, the obtained hydroxides of V, Nb, Ta, Cr, and Mo are concentrated to form a metalate compound, which is heated and reduced as necessary to obtain a high-purity metal oxide or single metal. to recover.

本発明に係る遷移金属の回収方法は、上述のようにアルコールアミンを含有する電解液を用いて電気分解することで、安価なコストで、高純度の第5族及び/又は第6族遷移金属を回収することができる。具体的には:
(1)処理反応系に、Na、K、Fe及びS等の不純物を含まないことで、純度を下げずに、高純度のまま第5族及び/又は第6族遷移金属を回収することができる。
(2)リサイクル材等から、第5族及び/又は第6族遷移金属の純度が、4N以上の品位のものを得ることができる。
(3)電解液の耐電圧性が高く安定であり、pH依存性も低いため、電解中の制御がしやすく、アンモニアのような揮発による補給も必要ないため、安価なコストで処理することができる。
ここで、アルコールアミンの電解液の耐電圧性が高く安定なのは、明確な理由は不明であるが、おそらく溶解した第5族及び/又は第6族遷移金属がアルコールアミンと配位することで、安定化することが起因していると考えられる。
The method for recovering a transition metal according to the present invention includes electrolysis using an electrolytic solution containing an alcoholamine as described above, and thus high-purity Group 5 and / or Group 6 transition metal at low cost. Can be recovered. In particular:
(1) By removing impurities such as Na, K, Fe and S in the treatment reaction system, it is possible to recover the Group 5 and / or Group 6 transition metals with high purity without lowering the purity. it can.
(2) From recycled materials, etc., the purity of the Group 5 and / or Group 6 transition metal can be 4N or higher.
(3) Since the electrolytic solution has a high withstand voltage and is stable and has a low pH dependency, it is easy to control during electrolysis and does not require replenishment by volatilization such as ammonia. it can.
Here, the withstand voltage and stability of the electrolyte solution of alcohol amine is high and stable for an unclear reason. Probably, the dissolved group 5 and / or group 6 transition metal coordinates with alcohol amine, This is thought to be due to stabilization.

以下、本発明の実施例を説明するが、実施例は例示目的であって発明が限定されることを意図しない。   Examples of the present invention will be described below, but the examples are for illustrative purposes and are not intended to limit the invention.

(実施例1)
電解槽のアノードとして、モリブデン(純度100%)のターゲットの小片5.0kgを用いた。
電解槽のカソードとして、チタン板を用いた。
電解槽の電解液として、モノエタノールアミンに純水を加えてモノエタノールアミン濃度が5mass%の、pH11.0の電解液を20L準備した。
これらを用いて、設定電圧10V、電流密度を5A/dm2とし、100Aの定電流で、温度を60℃に調整して電気分解を10時間行った。
この結果、4N以上の高純度のモリブデンを回収できた。モリブデン溶解量は0.6kgで、電流効率はほぼ100%であった。
Example 1
As the anode of the electrolytic cell, 5.0 kg of a target piece of molybdenum (100% purity) was used.
A titanium plate was used as the cathode of the electrolytic cell.
As an electrolytic solution for the electrolytic bath, pure water was added to monoethanolamine to prepare 20 L of a 11.0 pH electrolytic solution having a monoethanolamine concentration of 5 mass%.
Using these, the set voltage was 10 V, the current density was 5 A / dm 2 , the temperature was adjusted to 60 ° C. at a constant current of 100 A, and electrolysis was performed for 10 hours.
As a result, high purity molybdenum of 4N or higher was recovered. The amount of molybdenum dissolved was 0.6 kg, and the current efficiency was almost 100%.

(実施例2)
電解槽のアノードとして、MoSi2合金スクラップの小片3.0kgを用いた。
電解槽のカソードとして、チタン板を用いた。
電解槽の電解液として、モノエタノールアミンに純水を加えてモノエタノールアミン濃度が10mass%の、pH11.0の電解液を10L準備した。
これらを用いて、設定電圧10V、電流密度を50A/dm2とし、500Aの定電流で、温度を60℃に調整して電気分解を2時間行った。
この結果、ケイ素を除いたモリブデンの純度は4N以上となり、高純度のモリブデンを回収できた。モリブデン溶解量は0.59kgで、電流効率はほぼ100%であった。
(Example 2)
As the anode of the electrolytic cell, a small piece of MoSi 2 alloy scrap, 3.0 kg, was used.
A titanium plate was used as the cathode of the electrolytic cell.
As an electrolytic solution for the electrolytic cell, 10 L of an electrolytic solution having a pH of 11.0 and a monoethanolamine concentration of 10 mass% was prepared by adding pure water to monoethanolamine.
Using these, the set voltage was 10 V, the current density was 50 A / dm 2 , the temperature was adjusted to 60 ° C. at a constant current of 500 A, and electrolysis was performed for 2 hours.
As a result, the purity of molybdenum excluding silicon was 4N or higher, and high purity molybdenum could be recovered. The molybdenum dissolution amount was 0.59 kg, and the current efficiency was almost 100%.

実施例1及び2により、モリブデン及びモリブデン合金に関して、本発明に係る遷移金属の回収方法によれば、安価なコストで、高純度の第5族及び/又は第6族遷移金属を回収できることが示された。ここで、モリブデンは第6族遷移金属であり、第5族及び第6族遷移金属であるV,Nb,Ta,Cr及びMoは、アルコールアミンに対して互いに同様に反応するため、実施例1及び2に基づき、本発明に係る遷移金属の回収方法は、回収対象の遷移金属がV,Nb,Ta,Crであっても、同様に有効であることがわかる。   Examples 1 and 2 show that, with respect to molybdenum and molybdenum alloys, the method for recovering transition metals according to the present invention can recover high-purity Group 5 and / or Group 6 transition metals at low cost. It was done. Here, molybdenum is a Group 6 transition metal, and Group V and Group 6 transition metals V, Nb, Ta, Cr, and Mo react with each other in the same manner with respect to alcohol amine. Based on (1) and (2), it can be seen that the method for recovering a transition metal according to the present invention is similarly effective even if the transition metal to be recovered is V, Nb, Ta, or Cr.

(比較例1)
電解槽のアノードとして、タングステンリサイクル材の不定形端材5kgをチタンバスケットに入れたものを用いた。
電解槽のカソードとして、チタン板を用いた。
電解槽の電解液として、硝酸アンモニウム及びアンモニア水に純水を加えて、硝酸アンモニウム濃度が10mass%且つアンモニア濃度が5mass%の、pH10.6の電解液を10L準備した。
これらを用いて、設定電圧5V、電流密度を5A/dm2とし、50Aの定電流で、温度を70℃に調整して電気分解を10時間行った。
この結果、タングステン溶解量は0.5kgで電流効率はほぼ90%となり、実施例に比べて低下した。また、電気分解の際にはアンモニア分が揮発するため、随時アンモニア水を電解液に補給しなければならず、非常に手間がかかり、アンモニア供給量も多く、実施例に比べて電気分解の効率面及びコスト面で不利となった。
(Comparative Example 1)
As an anode for the electrolytic cell, a tungsten basket with 5 kg of irregular shaped end material made of tungsten recycled material was used.
A titanium plate was used as the cathode of the electrolytic cell.
As an electrolytic solution for the electrolytic bath, pure water was added to ammonium nitrate and aqueous ammonia, and 10 L of an electrolytic solution with a pH of 10.6 having an ammonium nitrate concentration of 10 mass% and an ammonia concentration of 5 mass% was prepared.
Using these, the set voltage was 5 V, the current density was 5 A / dm 2 , the temperature was adjusted to 70 ° C. at a constant current of 50 A, and electrolysis was performed for 10 hours.
As a result, the tungsten dissolution amount was 0.5 kg, and the current efficiency was almost 90%, which was lower than that of the example. In addition, since the ammonia component volatilizes during electrolysis, it is necessary to replenish the electrolyte solution with ammonia water as needed, which is very time-consuming and requires a large amount of ammonia supply. It was disadvantageous in terms of costs and costs.

Claims (6)

V,Nb,Ta,Cr及びMo成分の少なくとも1種を含有する原料混合物に対して、アルコールアミンを含有する電解液を用いて電気分解を行う工程を含む遷移金属の回収方法。   A method for recovering a transition metal comprising a step of subjecting a raw material mixture containing at least one of V, Nb, Ta, Cr and Mo components to electrolysis using an electrolytic solution containing an alcohol amine. 前記アルコールアミンが、モノエタノールアミン及び/又はトリエタノールアミンである請求項1に記載の遷移金属の回収方法。   The method for recovering a transition metal according to claim 1, wherein the alcohol amine is monoethanolamine and / or triethanolamine. 前記電解液中のアルコールアミンの濃度が1〜40mass%である請求項1又は2に記載の遷移金属の回収方法。   The method for recovering a transition metal according to claim 1 or 2, wherein the concentration of the alcohol amine in the electrolytic solution is 1 to 40 mass%. 前記電解液の温度を50℃以上に調整して電気分解を行う請求項1〜3のいずれかに記載の遷移金属の回収方法。   The method for recovering a transition metal according to claim 1, wherein electrolysis is performed by adjusting the temperature of the electrolytic solution to 50 ° C. or higher. 前記電解液のpHが9以上である請求項1〜4のいずれかに記載の遷移金属の回収方法。   The transition metal recovery method according to claim 1, wherein the electrolyte solution has a pH of 9 or more. 前記電気分解における設定電圧が30V以下であり、設定電流密度が500A/dm2以下である請求項1〜5のいずれかに記載の遷移金属の回収方法。 The method for recovering a transition metal according to claim 1, wherein a set voltage in the electrolysis is 30 V or less and a set current density is 500 A / dm 2 or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011032578A (en) * 2009-07-07 2011-02-17 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Method of dissolving of fifth group element and/or sixth group element
JP2013036111A (en) * 2011-08-10 2013-02-21 Jx Nippon Mining & Metals Corp Method of recovering tungsten

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011032578A (en) * 2009-07-07 2011-02-17 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology Method of dissolving of fifth group element and/or sixth group element
JP2013036111A (en) * 2011-08-10 2013-02-21 Jx Nippon Mining & Metals Corp Method of recovering tungsten

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3505564B1 (en) 2016-08-25 2021-02-24 New Japan Chemical Co., Ltd. Crystal nucleator for polyolefin resins, method for producing crystal nucleator for polyolefin resins, and method for improving fluidity of crystal nucleator for polyolefin resins

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