JP2017506702A - スクラップからの金および/または銀の回収 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2014年2月26日に出願され、「スクラップからの金および/または銀の回収」と題する、米国仮特許出願シリアル番号61/944,885(これは、すべての目的のためにその全体において参照によって本明細書に組み込まれる)に対し、35 U.S.C. §119(e)の下で優先権を主張する。
当該開示は、一般的に、金および/または銀を含有する材料からの金および/または銀の回収に関する。
金含有スクラップおよび/または銀含有スクラップからの金および/または銀の回収が、一般的に記載されている。ある実施態様によれば、金および/または銀は、選択的に回収し得、これにより金および/または銀がスクラップ内の非銀および/または非金の材料から少なくとも部分的に分離される。本発明の主題は、いくつかの場合、相関する産物、特定の問題に対する代替的な解決策、および/または1つ以上のシステムおよび/または物品の複数の異なる使用を伴う。
金および/または銀含有スクラップからの金および/または銀の回収が、一般的に記載される。ある実施態様によれば、金および/または銀は選択的に回収し得、これにより金および/または銀がスクラップ内の非銀および/または非金の材料から少なくとも部分的に分離される。ある実施態様によれば、金および/または銀は、酸の混合物を用いてスクラップ材料から回収し得る。いくつかの実施態様において、混合物は、硝酸および少なくとも1種の補助酸を含む。例えば、いくつかの実施態様において、硫酸および硝酸を含む混合物が、金および/または銀を回収するために使用され得る。いくつかの実施態様において、混合物内の硝酸の量は、混合物内の硫酸またはリン酸の量に比べて比較的少ないものであり得る。いくつかの実施態様によれば、高濃度の酸が回収プロセスにおいて使用され得る(例えば、これにより浸出液が比較的少量の水を含む)。いくつかの実施態様において、本明細書に記載される酸混合物を使用する金および/または銀の回収は、電極とスクラップ材料の金および/または銀との間で電流を輸送することによって、促進され得る。ある実施態様は、スクラップ材料の特定の種類から銀を回収するための酸混合物の使用に関する。例えば、いくつかの実施態様は、銀金属および酸化カドミウムを含むスクラップ材料および/または銀金属およびタングステン金属を含むスクラップ材料から銀を回収するための酸混合物の使用に関する。
同じセメンテーションプロセスは、使われた洗浄水から溶解された銀を回収するために使用することもできる。洗浄水が低酸性なので、使われた洗浄水中の銅の量は一般的に、主要プロセスからの液体中の銅の量よりも少ない。
セメンテーションの後、溶解された銅およびいくらかの少ない卑金属が最初にスクラップ材料中に存在する場合、溶液は一般的に、それらを含有する。使われた溶液は、廃水処理に送られ得る。それが金属的形態の銅を回収するのが好ましい場合、それは鉄、亜鉛、アルミニウムなどの任意の他のスクラップ金属を使用して結合され得る。
銅および/またはカドミウムのセメンテーションは、例えば、撹拌した槽において、着脱可能な亜鉛ライナーで、スクラップ亜鉛片上に、または、任意の他の適切な方法を介しても達成され得る。
この例は、銅−亜鉛合金でできているテープ上の厚い銀めっきを含有するスクラップ材料から、銀の除去を記載する。テープの両側は、SPECTROSCOUT XRF(蛍光X線)Analyzer(AMETEK社製)によって分析された。テープの銀めっきされた側がほぼ純銀によってカバーされるとわかった。そして、以下の組成を有した:
Ag=99.5±0.5重量%、
Zn=0.41±0.05重量%、
Cu=0.043±0.032重量%。
Cu=62.2±0.4重量%、
Zn=37.8±0.4重量%。
Cu=61.6±0.3重量%、
Zn=38.3±0.3重量%。
この例は、金の充填されたワイヤからの金の除去を示す。金の充填されたワイヤの2つの片が調製され、秤量され、そして、それらの表面はXRFによって分析された。第1のワイヤの質量は2.163gであり、そして、以下の金属がその表面に検出された:
Au=95.6±0.6重量%、
Fe=1.74±0.11重量%、
Cu=1.26±0.06重量%、
Co=0.81±0.07重量%、
Ni=0.56±0.08重量%。
Au=81.0±0.6重量%、
Cu=13.9±0.2重量%、
Ni=4.80±0.11重量%、
Fe=0.24±0.08重量%。
硫酸−94.2重量%
硝酸−2.71重量%
および水−3.09重量%
を含有していた。
Cu=99.2±0.4重量%、
Fe=0.50±0.08重量%、
Sb=0.23±0.11重量%、
Co=0.039±0.030重量%。
Cu=99.1±0.2重量%、
Sb=0.75±0.09重量%。
結果は、すべての金がサンプルの表面から剥離されたことを確認する。続いて、剥離液は、浸出溶液より10倍多い量のDI水と混合された;浸出溶液は、少量ずつ、水に加えられ、激しく撹拌された。
Au=94.7±0.3重量%、
Cu=3.30±0.04重量%、
Ni=2.0±0.04重量%
それは、金が高純度である証拠である。
この例は、硝酸の様々な濃度を有する浸出溶液が銀めっきされた細工物から銀を除去するために使用された実験を記載する。平坦な銀めっきの細工物の一片は概ね同じサイズのいくつかの片に切り分けられ、そして、各片は秤量され、XRFによって分析された。この材料の典型的元素組成は、以下の通りだった:
Cu=61.7±0.5重量%、
Zn=30.4±0.4重量%、
Ag=4.90±0.30重量%、
Ni=3.00±0.13重量%。
Cu=64.9±0.4重量%、
Zn=35.1±0.4重量%。
この例は、硝酸の変化する濃度を有する浸出溶液が、金めっきの銅ワイヤから金を除去するために用いられた実験を記載する。金めっきの銅ワイヤ片は概ね同じ長さおよび重量の区分に切り分けられ、そして、片は各脱めっきプロセスの前後でXRFによって分析された。
Au=38.2±0.7重量%、
Ni=36.5±0.4重量%、
Cu=24.9±0.3重量%、
Fe=0.21±0.10重量%。
実験は、例3にて記載されたように、繰り返された。第1の実験において、すべての金はワイヤから除去され、XRF分析によって確認された。浸出溶液の硝酸濃度が増加したので、すべての金は常に処理サンプルから除去され、しかし、サンプルのパーセンテージ重量損失は連続的に増加した。10.87重量%の硝酸濃度で、無色の煙霧の激しい発生が観察され、それは、かかる高レベルの硝酸を使用して実験することを困難にした。
例4において使用されたものと類似する金めっきの銅ワイヤ片が、調製され、秤量された(0.6274g)。60mlの濃硫酸は60℃まで加熱され、そして、二酸化マンガン(0.427g)の測られた量が撹拌によってそれに加えられた。溶液は20分間撹拌され、そして、その後加熱から取り外されて、一昼夜放置された。ガス放出は、検出されなかった。その翌日、溶液は、濃い薔薇色および若干の未反応/未溶解の黒い粉を有していた。溶液が、電解プロセスに用いられ、金めっきのワイヤが陽極として働き、ステンレス鋼の一片が陰極として働いた(例4と同じように)。電力供給がオンにされると、0.12Aの電流および3.2Vの電圧が定電圧モードで電極に適用された。
Cu=96.9±0.5重量%、
Ni=3.03±0.08重量%
であった。
これは、金がワイヤの表面から除去されたことを示した。
ペレットを含有する銀−タングステンのサンプルが調製された。ペレットは異なる銀/タングステン重量比率を有し、また、ペレットの表面と中心との間で変化し、しかし、一般的に、ペレットは銀金属約50重量%およびタングステン含有材料(タングステン金属または炭化タングステン)50重量%を含有していた。ペレットの表面上の銀の濃度は、一般的に、50重量%に等しいか、それより高かったが、ペレットの中央において、銀の濃度は、5〜8重量%と低く、残りはタングステンであった。
W=59.4±0.8重量%、
Ag=37.7±0.8重量%、
Fe=0.52±0.11重量%、
Cu=0.21±0.11重量%。
硫酸−84.98重量%
硝酸−9.3重量%
および水−5.72重量%
であった。
W=96.1±0.6重量%、
Ag=0.22±0.08重量%。
Ag=99.8±0.2重量%、
Zn=0.11±0.05重量%、
Cu=0.08±0.042重量%。
その重量は、62.040gであった。実験の結果は、表3に表される。
W=90.0±1.2重量%、
Ag=4.82±0.38重量%、
Fe=1.86±0.19重量%、
Cu=1.00±0.16重量%、
Ni=0.18±0.18重量%。
この分析は、比較的多量の残留する非抽出銀を示す。
銅基板上にめっきされた銀および酸化カドミウム合金を含有するサンプルが、調製された。サンプルは、その大きさが8.1×2.8cmであって、銅めっきの一方の側に2つの厚い銀−酸化カドミウム充填を有していた。サンプルの両面は、XRFによって分析された。銅基板は、純銅でできていた:
Cu=99.9±0.1重量%。
Ag=87.6±0.6重量%、
Cd=12.1±0.3重量%、
Cu=0.15±0.04重量%、
Ni=0.044±0.041重量%。
Ag=42836.1mg/L、
Cu=824.980mg/L、
Cd=6031.14mg/L。
Ag=99.3±0.7重量%、
Ni=0.40±0.07重量%、
Zn=0.21±0.05重量%
を示した。
句「および/または」は、本明細書および請求項において使用されるように、そのように結合される要素の「どちらか、または、両方の」を意味するように理解されなければならない、すなわち、いくつかの場合には接続的に、他の場合には非接続的に結合される要素である。その他の要素は、特に明らかに反対に示されない限り、関連があるにせよ、無関係であるにせよ、「および/または」節によって特定される要素以外に任意に存在し得る。
Claims (38)
- スクラップ材料から金および/または銀を回収する方法であって:
金および/または銀および少なくとも1種の卑金属を含むスクラップ材料を硝酸および少なくとも1種の補助酸を含む混合物にさらすこと;および
スクラップ材料から金および/または銀の少なくとも一部を回収すること、ここで、混合物内の硝酸の量は、約10重量%以下である、
を含む、前記方法。 - 少なくとも1種の補助酸の重量の硝酸の重量に対する比が少なくとも約3:1である、請求項1に記載の方法。
- 補助酸がリン酸および/または硫酸を含む、請求項1または2に記載の方法。
- 電極とスクラップ材料の金および/または銀との間で電流を輸送し、これにより金および/または銀の少なくとも一部がスクラップ材料から除去されることを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 混合物が硝酸および硫酸を含み、混合物内の硫酸の硝酸に対する重量比が、少なくとも約12:1である、請求項4に記載の方法。
- 混合物が硝酸およびリン酸を含み、混合物内のリン酸の硝酸に対する重量比が、少なくとも約11:1である、請求項4に記載の方法。
- スクラップ材料から金および/または銀を回収する方法であって:
金および/または銀、および少なくとも1種の卑金属を含むスクラップ材料を金および/または銀を溶解する能力を有する酸化剤を含む流体にさらすこと;および
スクラップ材料から金および/または銀の少なくとも一部を回収すること;
ここで、流体内の酸化剤の量が約10重量%以下である、
を含む、前記方法。 - 流体が、少なくとも1種の補助酸を含む、請求項7に記載の方法。
- 補助酸がリン酸および/または硫酸を含む、請求項8に記載の方法。
- 酸化剤が、マンガン、ニッケル、鉛、および/またはクロムの酸化物を含む、請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 酸化剤が、二酸化マンガン(MnO2)を含む、請求項10に記載の方法。
- 混合物中の水の量が、約17重量%以下である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 混合物が硫酸を含む、請求項12に記載の方法。
- 混合物内の水の量が、約8重量%未満である、請求項13に記載の方法。
- 混合物がリン酸を含む、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
- スクラップ材料から金および/または銀を回収する方法であって:
金および/または銀、および少なくとも1種の卑金属を含むスクラップ材料を硫酸および硝酸を含む混合物、および/またはリン酸および硝酸を含む混合物にさらすこと;および
電極とスクラップ材料の金および/または銀との間で電流を輸送し、これにより金および/または銀の少なくとも一部がスクラップ材料から除去されること、
を含む、前記方法。 - 水と、溶解した金、硝酸および硫酸、および/または硝酸およびリン酸を含む金含有溶液とを組み合わせて、混合物を形成させ、これにより固体の金が混合物内で溶解されることを含む、金を回収する方法。
- 銀および酸化カドミウムを含むスクラップ材料を、硫酸および硝酸の混合物、および/またはリン酸および硝酸の混合物にさらし、これにより銀が混合物によって溶解されることを含む、銀を回収する方法。
- 銀およびタングステンを含むスクラップ材料を硫酸および硝酸の混合物、および/またはリン酸および硝酸の混合物にさらし、これにより銀が混合物によって溶解されることを含む、銀を回収する方法。
- スクラップ材料が、少なくとも1種の卑金属を含む基板材料の上に銀および/または金を含むコーティングを含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 溶解されるコーティングの質量の溶解される基板材料の質量に対する比が、少なくとも約5:1、少なくとも約10:1、少なくとも約25:1、少なくとも約50:1、または少なくとも約100:1であるように、硫酸および硝酸、またはリン酸および硝酸を含む混合物が、金および/または銀を溶解する、請求項20に記載の方法。
- 溶解されるコーティングの質量の溶解される基板材料の質量に対する比が、約10,000:1までであるように、硫酸および硝酸、またはリン酸および硝酸を含む混合物が、金および/または銀を溶解する、請求項20に記載の方法。
- 金および/または銀がスクラップ材料から溶解される、請求項1〜16および20のいずれか一項に記載の方法。
- 溶解された金および/または銀から銀含有固体および/または金含有固体を形成することを含む、請求項17〜19および21〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 銀含有固体が、銀金属および/または銀塩を含む、請求項24に記載の方法。
- 金含有固体が、金の金属を含む、請求項24に記載の方法。
- 銀含有固体および/または金含有固体が、少なくとも部分的に混合物から分離される、請求項24〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 混合物が補助酸を少なくとも約50重量%の量で含有する、請求項1〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 混合物が硫酸を少なくとも約50重量%の量で含有する、請求項1〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 卑金属が、鉄、ニッケル、鉛、亜鉛、銅、マンガン、スズ、アンチモン、および/またはアルミニウムを含む、請求項1〜29のいずれか一項に記載の方法。
- 卑金属が、銅、鉄、ニッケル、鉛、および/または亜鉛を含む、請求項30に記載の方法。
- 卑金属が銅を含む、請求項31に記載の方法。
- スクラップ材料からの金および/または銀の回収のためのシステムであって、
約2未満のpHを有する液体を含有するように構成された槽内に配置された、回転可能な容器;および
スクラップ材料が回転可能な容器内に含有され、容器が回転するとき、スクラップ材料と電気的に通信されたままであるように構成された導電性経路
を含む、前記システム。 - 約2未満のpHを有する液体が、硝酸および少なくとも1種の補助酸を含む、請求項33に記載のシステム。
- 約2未満のpHを有する液体が、硝酸および硫酸を含む、請求項34に記載のシステム。
- 液体内の硝酸の量が約10重量%以下である、請求項34または35に記載のシステム。
- 液体内の硫酸の硝酸に対する重量比が、少なくとも約12:1である、請求項35または36に記載のシステム。
- 液体中の水の量が約17重量%以下である、請求項33〜37のいずれか一項に記載のシステム。
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