JP2024058422A - Method and system for recovering platinum group metals - Google Patents

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敬志 岡田
良介 永井
耕輔 中山
広太郎 馬場
浩範 田尻
勉 西出
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University of Fukui NUC
Kawasaki Jukogyo KK
Nihon Kanki Industry Inc
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Abstract

【課題】低い温度にて、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する技術を提供する。【解決手段】本発明の白金族金属の回収方法は、(b)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得る工程、を含む。【選択図】なし[Problem] To provide a technology for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals at low temperatures. [Solution] The method for recovering platinum group metals of the present invention includes a step (b) of heating a mixture containing an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C to obtain a heated product. [Selected Figures] None

Description

本発明は、白金族金属の回収方法、および白金族金属の回収システムに関する。 The present invention relates to a method for recovering platinum group metals and a system for recovering platinum group metals.

白金族金属は、優れた触媒性能を有することから、自動車排ガス浄化触媒および燃料自動車の触媒等、様々な用途に用いられている。このように、白金族金属は産業上不可欠な元素である一方で、その希少性から白金族金属の生産量はベースメタルと比べて非常に少ない。例えば、白金族金属の中でも比較的生産量が多いPtおよびPdについても、それぞれの生産量は、年間200トン程度、生産量が少ないRhについては年間30トン程度である。さらに、白金族金属の一次供給源は南アフリカおよびロシア等に限定されている。そのため、白金族金属を用いた新規材料の開発によって白金族金属の需要が増大すると、白金族金属の供給不足が発生することになる。すなわち、現在白金族金属の供給リスクは高い状態にあるといえる。 Platinum group metals have excellent catalytic performance and are used for various purposes, such as automobile exhaust gas purification catalysts and fuel car catalysts. Thus, while platinum group metals are essential elements for industry, their scarcity means that their production volume is much smaller than that of base metals. For example, the production volume of Pt and Pd, which are relatively widely produced among platinum group metals, is about 200 tons per year, while that of Rh, which is less widely produced, is about 30 tons per year. Furthermore, the primary supply source of platinum group metals is limited to South Africa and Russia. Therefore, if the demand for platinum group metals increases due to the development of new materials using platinum group metals, a supply shortage of platinum group metals will occur. In other words, it can be said that the supply risk of platinum group metals is currently high.

このような資源の偏在性による供給リスクに対応するため、日本国内で発生する廃触媒等の廃製品から白金族金属を抽出回収することは非常に重要である。また、天然の鉱石の採掘・製錬は、大きな環境負荷を伴うものである。そのため、天然の鉱石よりも白金族金属濃度の高い廃製品から、効率的に白金族金属を抽出することができれば、環境負荷の低減にもつながる。ただし、白金族金属は化学的に極めて安定であるため、従来の乾式法では、廃製品から白金族金属を分離濃縮したのち、その濃縮物を高濃度の酸で溶解する必要がある。このため、白金族金属の抽出のためのエネルギー消費量が大きく、薬剤コストおよび廃液処理コストも高い。したがって、より効率的な白金族金属の回収方法を開発することが急務となっている。 In order to address the supply risk caused by the uneven distribution of resources, it is extremely important to extract and recover platinum group metals from waste products such as waste catalysts generated in Japan. In addition, the mining and smelting of natural ores entails a large environmental burden. Therefore, if platinum group metals can be efficiently extracted from waste products that have a higher platinum group metal concentration than natural ores, it will also lead to a reduction in the environmental burden. However, because platinum group metals are extremely stable chemically, in the conventional dry method, it is necessary to separate and concentrate the platinum group metals from the waste products, and then dissolve the concentrate in a high-concentration acid. For this reason, the energy consumption for extracting platinum group metals is large, and the costs of chemicals and waste liquid treatment are also high. Therefore, there is an urgent need to develop a more efficient method for recovering platinum group metals.

特許文献1、2には、白金族金属の回収方法に関する従来技術が開示されている。より具体的に、特許文献1および2には、王水または高濃度の塩酸といった酸性溶媒を用いることなく、塩素ガスまたは塩化水素ガスが発生しない低腐食環境下において、廃触媒およびスクラップ中の白金族金属を水性溶媒により効率的に抽出する方法が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose conventional techniques for recovering platinum group metals. More specifically, Patent Documents 1 and 2 disclose a method for efficiently extracting platinum group metals from waste catalysts and scrap using an aqueous solvent in a low-corrosive environment in which chlorine gas or hydrogen chloride gas is not generated, without using an acidic solvent such as aqua regia or high-concentration hydrochloric acid.

特開2020-105632号公報JP 2020-105632 A 特開2021-127493号公報JP 2021-127493 A

しかし、これらの従来技術は、電気炉などの加熱装置への負荷が大きく、かつ、エネルギー消費量が大きな1000℃前後という高温での加熱処理が必要であるため、改善の余地があった。 However, these conventional technologies require high-temperature heating at around 1000°C, which places a large load on heating devices such as electric furnaces and consumes a lot of energy, leaving room for improvement.

本発明の一態様は、低い温度にて、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する技術を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to provide a technology for recovering platinum group metals from raw materials containing platinum group metals at low temperatures.

〔1〕白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収方法であって、下記の(b)の工程を含むことを特徴とする、回収方法;
(b)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得る工程。
[1] A method for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, the method comprising the following step (b):
(b) A step of heating the mixture containing the hydroxide and oxide of an alkali metal at a temperature of 400° C. or more and less than 600° C. to obtain a heating product.

〔2〕上記混合物は、さらに、白金族金属を含む原料を含むものであることを特徴とする、〔1〕に記載の回収方法。 [2] The method of recovery described in [1], characterized in that the mixture further contains a raw material containing a platinum group metal.

〔3〕白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収方法であって、下記の(c)の工程を含むことを特徴とする、回収方法;
(c)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得る工程。
[3] A method for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, the method comprising the following step (c):
(c) A step of heating a mixture containing the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400° C. or higher and lower than 600° C. to obtain a heated product, and dissolving the heated product in an aqueous solvent to obtain a solution in which a platinum group metal is dissolved.

〔4〕〔2〕に記載の(b)の工程で加熱産物を得ること、および、当該加熱産物を〔3〕に記載の(c)の工程に供すること、を含むことを特徴とする、回収方法。 [4] A recovery method comprising obtaining a heated product in step (b) described in [2], and subjecting the heated product to step (c) described in [3].

〔5〕上記加熱の時間は、1分間以上、120分間以下であることを特徴とする、〔1〕~〔4〕の何れかに記載の回収方法。 [5] The recovery method according to any one of [1] to [4], characterized in that the heating time is 1 minute or more and 120 minutes or less.

〔6〕上記混合物は、両性元素のオキソアニオンをさらに含むことを特徴とする、〔1〕~〔5〕の何れかに記載の回収方法。 [6] The recovery method according to any one of [1] to [5], characterized in that the mixture further contains an oxoanion of an amphoteric element.

〔7〕上記白金族金属は、Pd、Pt、Rh、Ir、Os、またはRuであることを特徴とする、〔1〕~〔6〕の何れかに記載の回収方法。 [7] The recovery method according to any one of [1] to [6], characterized in that the platinum group metal is Pd, Pt, Rh, Ir, Os, or Ru.

〔8〕上記アルカリ金属は、Na、K、Li、Rb、またはCsであることを特徴とする、〔1〕~〔7〕の何れかに記載の回収方法。 [8] The recovery method according to any one of [1] to [7], characterized in that the alkali metal is Na, K, Li, Rb, or Cs.

〔9〕上記酸化物は、Al、NaO、B、KO、SiO、LiO、RbO、CsO、およびPからなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする、〔1〕~〔8〕の何れかに記載の回収方法。 [9] The recovery method according to any one of [1] to [8], characterized in that the oxide is at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , Na 2 O, B 2 O 3 , K 2 O, SiO 2 , Li 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, and P 2 O 5 .

〔10〕
白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収システムであって、
(B)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得るための加熱装置、を備えていることを特徴とする、回収システム。
[10]
A platinum group metal recovery system for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, comprising:
(B) A recovery system comprising a heating device for heating a mixture containing an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C to obtain a heated product.

〔11〕上記混合物は、さらに、白金族金属を含む原料を含むものであることを特徴とする、〔10〕に記載の回収システム。 [11] The recovery system described in [10], characterized in that the mixture further contains a raw material containing a platinum group metal.

〔12〕白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収システムであって、
(C)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得るための溶解装置、を備えていることを特徴とする、回収システム。
[12] A platinum group metal recovery system for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, comprising:
(C) A recovery system comprising a dissolving device for dissolving a heated product obtained in advance by heating a mixture containing the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C in an aqueous solvent to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved.

〔13〕〔11〕に記載の(B)の加熱装置、および、〔12〕に記載の(C)の溶解装置を備えていることを特徴とする、回収システム。 [13] A recovery system comprising the heating device (B) described in [11] and the dissolving device (C) described in [12].

本発明の一態様によれば、低い温度にて、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する技術を提供できる。 According to one aspect of the present invention, a technology is provided for recovering platinum group metals from raw materials containing platinum group metals at low temperatures.

以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。なお、以下の記載は発明の趣旨をより良く理解させるためのものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。本発明は各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上B以下」を意味する。 One embodiment of the present invention will be described in detail below. Note that the following description is provided to provide a better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified. The present invention is not limited to each embodiment, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention. In addition, unless otherwise specified in this specification, "A to B" representing a numerical range means "greater than or equal to A and less than or equal to B."

<1.白金族金属の回収方法>
本発明の一実施形態に係る回収方法は、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収方法であって、下記の(a)または(b)の工程を含み得る:(a)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得る工程、(b)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得る工程。
1. Method for recovering platinum group metals
A recovery method according to one embodiment of the present invention is a method for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, and may include the following steps (a) or (b): (a) heating a mixture of the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400° C. or more and less than 600° C. to obtain a heated product, and (b) heating the mixture of the alkali metal hydroxide and oxide at a temperature of 400° C. or more and less than 600° C. to obtain a heated product.

本発明の一実施形態に係る回収方法は、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収方法であって、下記の(b)の工程を含み得る:(b)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得る工程。なお、上記混合物は、さらに、白金族金属を含む原料を含むものであってもよい。 The recovery method according to one embodiment of the present invention is a method for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, and may include the following step (b): (b) a step of heating a mixture containing an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C to obtain a heated product. The mixture may further include a raw material containing a platinum group metal.

本発明の一実施形態に係る回収方法は、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収方法であって、下記の(c)または(d)の工程を含み得る:(c)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得る工程、(d)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、原料処理用溶液を得た後、さらに上記原料を上記原料処理用溶液に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得る工程。 The recovery method according to one embodiment of the present invention is a method for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, and may include the following steps (c) or (d): (c) a step of heating a mixture of the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C, dissolving the previously obtained heating product in an aqueous solvent to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved, and (d) a step of heating a mixture of the alkali metal hydroxide and oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C, dissolving the previously obtained heating product in an aqueous solvent to obtain a raw material treatment solution, and then dissolving the raw material in the raw material treatment solution to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved.

本発明の一実施形態に係る回収方法は、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収方法であって、下記の(c)の工程を含み得る;(c)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得る工程。 The recovery method according to one embodiment of the present invention is a method for recovering platinum group metals from a raw material containing the platinum group metals, and may include the following step (c); (c) a step of heating a mixture containing the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C to obtain a heating product, which is previously obtained, and dissolving the heating product in an aqueous solvent to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved.

本発明の一実施形態に係る回収方法によれば、低い温度にて、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収することができる。それ故、本発明の一実施形態は、持続可能な開発目標(SDGs)の目標7(すべての人々に手ごろで信頼でき、持続可能かつ近代的なエネルギーへのアクセスを確保する)および目標9(強靭なインフラを整備し、包摂的で持続可能な産業化を推進するとともに、技術革新の拡大を図る)の達成に貢献し得る。 According to the recovery method of one embodiment of the present invention, platinum group metals can be recovered from raw materials containing platinum group metals at low temperatures. Therefore, one embodiment of the present invention can contribute to the achievement of Goal 7 (Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all) and Goal 9 (Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization and foster innovation) of the Sustainable Development Goals (SDGs).

本発明の一実施形態に係る回収方法は、上記(a)の工程および上記(c)の工程の組合せ、または、上記(b)の工程および上記(d)の工程の組合せ、を含み得る。この場合、例えば、上記(a)の工程で得られた加熱産物を上記(c)の工程に供して白金族金属が溶解された溶解液を得てもよいし、上記(b)の工程で得られた加熱産物を上記(d)の工程に供して白金族金属が溶解された溶解液を得てもよい。 The recovery method according to one embodiment of the present invention may include a combination of the above steps (a) and (c), or a combination of the above steps (b) and (d). In this case, for example, the heated product obtained in the above step (a) may be subjected to the above step (c) to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved, or the heated product obtained in the above step (b) may be subjected to the above step (d) to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved.

本発明の一実施形態に係る回収方法は、上記(b)の工程で加熱産物を得ること(例えば、上記混合物が白金族金属を含む原料を含むものである場合)、および、当該加熱産物を上記(c)の工程に供することを含み得る。 The recovery method according to one embodiment of the present invention may include obtaining a heated product in step (b) above (for example, when the mixture includes a raw material containing a platinum group metal), and subjecting the heated product to step (c) above.

上記白金族金属を含む原料は、予め、白金族金属を含む粗原料に対して前処理を行ったものであってもよいし、予め、白金族金属を含む粗原料に対して前処理を行っていないものであってもよい。回収される白金族金属の純度を上げるという観点からは、上記白金族金属を含む原料は、予め、白金族金属を含む粗原料に対して前処理を行ったものであることが好ましい。上記粗原料に対する前処理としては、上記粗原料中の白金族金属と共存する不純物の量を減少させるための、加熱、濃縮、めっき処理、物理的選別、および/または、それらの組み合わせであってよい。 The raw material containing the platinum group metal may be a raw material containing platinum group metal that has been pretreated in advance, or may not be a raw material containing platinum group metal that has been pretreated in advance. From the viewpoint of increasing the purity of the recovered platinum group metal, it is preferable that the raw material containing the platinum group metal is a raw material containing platinum group metal that has been pretreated in advance. The pretreatment of the raw material may be heating, concentration, plating, physical sorting, and/or a combination thereof, in order to reduce the amount of impurities that coexist with the platinum group metal in the raw material.

上記原料に含まれる白金族金属は、加熱されることで酸化物およびアルカリ金属の水酸物と反応して酸化され、白金族金属の酸化生成物となる。当該酸化生成物は水溶性であり、水等の水性溶媒に溶解できることから、上記酸化生成物を水性溶媒に溶解することで、白金族金属が溶解された溶解液が得られる。 When heated, the platinum group metal contained in the raw material reacts with the oxide and hydroxide of the alkali metal and is oxidized to become an oxidation product of the platinum group metal. The oxidation product is water-soluble and can be dissolved in an aqueous solvent such as water, so that a solution containing the platinum group metal can be obtained by dissolving the oxidation product in an aqueous solvent.

一方、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して得られた加熱産物を水性溶媒に溶解した原料処理用溶液には、アニオンが多く含まれている。当該アニオンが白金族金属に対して配位結合を形成することで、白金族金属が溶解された溶解液が得られる。なお、白金族金属を含む原料を上記原料処理用溶液に溶解して白金族金属が溶解された溶解液を得る工程では、原料処理用溶液に、白金族金属を含む原料と酸化剤とを加えて、白金族金属が溶解された溶解液を得てもよい。 On the other hand, a raw material processing solution obtained by dissolving the heating product obtained by heating a mixture of an alkali metal hydroxide and oxide in an aqueous solvent contains a large amount of anions. The anions form coordinate bonds with the platinum group metal, thereby obtaining a solution in which the platinum group metal is dissolved. In the process of dissolving a raw material containing a platinum group metal in the raw material processing solution to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved, the raw material containing the platinum group metal and an oxidizing agent may be added to the raw material processing solution to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved.

得られた白金族金属の溶解液(白金族金属が溶解された溶解液)に対して、従来技術にしたがって有機溶媒処理を行うことで、目的の白金族金属を選択的に抽出できる。 The resulting platinum group metal solution (a solution in which platinum group metals are dissolved) can be treated with an organic solvent according to conventional techniques to selectively extract the desired platinum group metal.

このような方法によれば、白金族金属を水等に溶解できることから、白金族金属を含む原料の前処理を行うために、王水または高濃度の塩酸等の酸性溶媒を用いる必要がない。そのため、廃液処理コストを低減できる。また、高濃度の塩酸等に起因する塩化水素ガスが発生せず、さらに、腐食性の高い塩化物を用いる必要もないため、設備の腐食が回避できる。 According to this method, platinum group metals can be dissolved in water, etc., so there is no need to use acidic solvents such as aqua regia or high-concentration hydrochloric acid to pretreat raw materials containing platinum group metals. This reduces waste liquid treatment costs. In addition, hydrogen chloride gas caused by high-concentration hydrochloric acid is not generated, and there is no need to use highly corrosive chlorides, so corrosion of equipment can be avoided.

(加熱産物を得る工程)
加熱産物を得る工程としては、(a)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得る工程、および、(b)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得る工程を挙げることができる。
(Step of obtaining heated product)
Examples of the process for obtaining a heated product include (a) heating a mixture of the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400° C. or higher and lower than 600° C. to obtain a heated product, and (b) heating a mixture of an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400° C. or higher and lower than 600° C. to obtain a heated product.

なお、上記(b)の工程において、上記混合物が白金族金属を含む原料を含むものである場合、当該(b)の工程は、上記(a)の工程と実質的に同じと考えることができる。 In addition, in the above step (b), if the mixture contains a raw material that contains a platinum group metal, the step (b) can be considered to be substantially the same as the above step (a).

上記(a)の工程にて得られる加熱産物には、アニオンによって水溶性になった、白金族金属の酸化生成物が多く含まれている。一方、上記(b)の工程にて得られる加熱産物には、白金族金属と配位結合を形成し得るアニオンの供給源が多く含まれている。 The heated product obtained in the above step (a) contains a large amount of oxidation products of platinum group metals that have been rendered water-soluble by anions. On the other hand, the heated product obtained in the above step (b) contains a large amount of a source of anions that can form coordinate bonds with platinum group metals.

上記(b)の工程の場合、加熱産物から、白金族金属を含む原料を処理するための原料処理用溶液を一度に大量に製造することができる。そして、上記(b)の工程の場合、白金族金属を含む原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を加熱する工程を行う回数を減らすことができる。その結果、上記(b)の工程の場合、加熱コスト、薬剤コストおよび廃液処理コストを低減できる。 In the case of the above step (b), a large amount of raw material processing solution for processing raw materials containing platinum group metals can be produced at once from the heated product. In addition, in the case of the above step (b), the number of times the step of heating the mixture of raw materials containing platinum group metals and hydroxides and oxides of alkali metals is performed can be reduced. As a result, in the case of the above step (b), heating costs, chemical costs, and waste liquid treatment costs can be reduced.

上記白金族金属としては、例えば、Pd、Pt、Rh、Ir、Os、またはRuが挙げられる。また、このような白金族金属を含む原料として、例えば、廃自動車触媒および電子機器スクラップ等が挙げられる。 Examples of the platinum group metals include Pd, Pt, Rh, Ir, Os, and Ru. Examples of raw materials containing such platinum group metals include waste automobile catalysts and scrap electronic equipment.

上記アルカリ金属の水酸化物におけるアルカリ金属としては、例えば、Na、K、Li、Rb、またはCsが挙げられる。より効率良く白金族金属を水溶性の物質に変換するという観点から、この中でも、NaおよびKが好ましく、Kがより好ましい。上記アルカリ金属の水酸化物は、単独で用いられてもよく、複数種類の混合物で用いられてもよい。 Examples of the alkali metal in the alkali metal hydroxide include Na, K, Li, Rb, and Cs. Among these, Na and K are preferred, and K is more preferred, from the viewpoint of more efficiently converting platinum group metals into water-soluble substances. The alkali metal hydroxides may be used alone or in a mixture of multiple types.

上記白金族金属を含む原料に対する上記アルカリ金属の水酸化物の添加量は、白金族金属1重量部に対して2重量部以上40重量部以下であることが好ましく、10重量部以上20重量部以下であることがさらに好ましい。上記の好ましい範囲にあることにより、アルカリ金属の水酸化物の最小限の添加量によって、効率よく白金族金属を回収することができる。 The amount of the alkali metal hydroxide added to the raw material containing the platinum group metal is preferably 2 parts by weight or more and 40 parts by weight or less, and more preferably 10 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, per 1 part by weight of the platinum group metal. By being in the above preferred range, the platinum group metal can be efficiently recovered with the minimum amount of alkali metal hydroxide added.

上記酸化物は、例えば、Al、NaO、B、KO、SiO、LiO、RbO、CsO、およびPからなる群から選択される少なくとも1つであってもよい。このような酸化物として、例えば、ガラス(例えば、廃ガラス)等が挙げられる。上記酸化物としてガラスを用いる構成によれば、安価に調達できるガラスを有効活用することができる。上記酸化物は、単独で用いられてもよく、複数種類の混合物として用いられてもよい。上記酸化物を複数種類の混合物として用いる場合、少なくともBを含む混合物として用いれば、より確実に、白金族金属を水溶性の物質に変換することができる。 The oxide may be at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , Na 2 O, B 2 O 3 , K 2 O, SiO 2 , Li 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, and P 2 O 5. Examples of such oxides include glass (e.g., waste glass). According to the configuration using glass as the oxide, glass that can be procured at low cost can be effectively utilized. The oxide may be used alone or as a mixture of multiple types. When the oxide is used as a mixture of multiple types, if the mixture contains at least B 2 O 3 , the platinum group metal can be converted into a water-soluble substance more reliably.

上記白金族金属を含む原料に対する上記酸化物の添加量は、白金族金属1重量部に対して3重量部以上100重量部以下であることが好ましく、10重量部以上50重量部以下であることがさらに好ましい。上記の好ましい範囲にあることにより、酸化物の最小限の添加量によって、効率よく白金族金属を回収することができる。 The amount of the oxide added to the raw material containing the platinum group metal is preferably 3 parts by weight or more and 100 parts by weight or less, and more preferably 10 parts by weight or more and 50 parts by weight or less, per 1 part by weight of the platinum group metal. By being in the above preferred range, the platinum group metal can be efficiently recovered with the minimum amount of oxide added.

上記アルカリ金属の水酸化物は、白金族金属を酸化するための酸化剤として機能する。また、上記酸化物は、白金族金属を酸化するための反応助剤として機能する。上記原料、上記アルカリ金属の水酸化物、および上記酸化物の混合物は、加熱することで上記混合物中に含まれる白金族金属が酸化され、白金族金属の酸化生成物が得られる。このとき、上記混合物の加熱は400℃以上、600℃未満の温度にて行われるが、400℃~550℃の温度にて行われることがより好ましい。当該構成によれば、加熱に要するコストを低くすることができる。当該構成によればマイルドな条件下において、白金族金属を水溶性の物質に変換することができる。また、当該構成によれば、従来の方法よりも加熱温度が低いため、電気炉を含む加熱装置の負荷を少なくし、白金族金属の抽出のためのエネルギー消費量を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。加熱温度の上限値は、590℃、580℃、570℃、560℃、550℃、540℃、530℃、520℃、または、510℃であってもよい。加熱温度の下限値は、500℃、490℃、480℃、470℃、460℃、450℃、440℃、430℃、420℃、410℃、または、400℃であってもよい。加熱温度は、上記混合物の組成に応じて適切な温度が適宜選択されてもよい。 The alkali metal hydroxide functions as an oxidizing agent for oxidizing the platinum group metal. The oxide functions as a reaction aid for oxidizing the platinum group metal. The mixture of the raw material, the alkali metal hydroxide, and the oxide is heated to oxidize the platinum group metal contained in the mixture, and an oxidation product of the platinum group metal is obtained. At this time, the mixture is heated at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C, but it is more preferable to heat the mixture at a temperature of 400°C to 550°C. According to this configuration, the cost required for heating can be reduced. According to this configuration, the platinum group metal can be converted into a water-soluble substance under mild conditions. Furthermore, according to this configuration, since the heating temperature is lower than that of the conventional method, the load on the heating device including the electric furnace can be reduced, and the energy consumption for extracting the platinum group metal can be reduced, thereby reducing costs. The upper limit of the heating temperature may be 590°C, 580°C, 570°C, 560°C, 550°C, 540°C, 530°C, 520°C, or 510°C. The lower limit of the heating temperature may be 500°C, 490°C, 480°C, 470°C, 460°C, 450°C, 440°C, 430°C, 420°C, 410°C, or 400°C. The heating temperature may be appropriately selected depending on the composition of the mixture.

また、上記アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を加熱すると、白金族金属と配位結合を形成し得るアニオンの供給源が得られる。このとき、上記混合物の加熱は400℃以上、600℃未満の温度にて行われるが、400℃~550℃の温度にて行われることがより好ましい。当該構成によれば、加熱に要するコストを低くすることができる。当該構成によればマイルドな条件下において、白金族金属を水溶性の物質に変換することができる。また、当該構成によれば、従来の方法よりも加熱温度が低いため、電気炉を含む加熱装置の負荷を少なくし、白金族金属の抽出のためのエネルギー消費量を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。加熱温度の上限値は、590℃、580℃、570℃、560℃、550℃、540℃、530℃、520℃、または、510℃であってもよい。加熱温度の下限値は、500℃、490℃、480℃、470℃、460℃、450℃、440℃、430℃、420℃、410℃、または、400℃であってもよい。加熱温度は、上記混合物の組成に応じて適切な温度が適宜選択されてもよい。 In addition, when the mixture of the hydroxide and oxide of the alkali metal is heated, a source of anions capable of forming coordinate bonds with platinum group metals is obtained. At this time, the mixture is heated at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C, but more preferably at a temperature of 400°C to 550°C. According to this configuration, the cost required for heating can be reduced. According to this configuration, platinum group metals can be converted into water-soluble substances under mild conditions. Also, according to this configuration, since the heating temperature is lower than that of conventional methods, the load on the heating device including the electric furnace can be reduced, and the energy consumption for extracting platinum group metals can be reduced, thereby reducing costs. The upper limit of the heating temperature may be 590°C, 580°C, 570°C, 560°C, 550°C, 540°C, 530°C, 520°C, or 510°C. The lower limit of the heating temperature may be 500°C, 490°C, 480°C, 470°C, 460°C, 450°C, 440°C, 430°C, 420°C, 410°C, or 400°C. The heating temperature may be appropriately selected depending on the composition of the mixture.

加熱の時間は1分間以上であることが好ましく、10分間以上であることがより好ましく、15分間以上であることがより好ましく、20分間以上であることがより好ましい。加熱の時間は120分間以下であることが好ましく、60分間以下であることがより好ましく、30分間以下であることがより好ましい。加熱時間が1分間以上であれば、白金族金属の酸化を十分に行うことができ、また、白金族金属と配位結合を形成し得るアニオンの供給源を十分に得ることができる。一方、加熱時間が120分間以下であれば、電気炉を含む加熱装置の負荷を少なくし、白金族金属の抽出のためのエネルギー消費量を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。また、加熱の時間は、上記混合物の組成に応じて適切な時間が適宜選択されてもよい。 The heating time is preferably 1 minute or more, more preferably 10 minutes or more, more preferably 15 minutes or more, and more preferably 20 minutes or more. The heating time is preferably 120 minutes or less, more preferably 60 minutes or less, and more preferably 30 minutes or less. If the heating time is 1 minute or more, the oxidation of the platinum group metal can be sufficiently performed, and a sufficient source of anions capable of forming coordinate bonds with the platinum group metal can be obtained. On the other hand, if the heating time is 120 minutes or less, the load on the heating device including the electric furnace can be reduced, and the energy consumption for extracting the platinum group metal can be reduced, thereby reducing costs. In addition, the heating time may be appropriately selected depending on the composition of the mixture.

上記混合物の加熱は、白金族金属の酸化を促進するために、酸素を含む雰囲気下で行うことが好ましく、例えば、大気雰囲気下で行うことが好ましい。 The mixture is preferably heated in an oxygen-containing atmosphere, for example, in air, in order to promote oxidation of the platinum group metal.

上記混合物の組成、および/または、当該混合物を加熱する雰囲気中の酸素分圧は、適宜調整されてよい。これにより、白金族金属の上記水性溶媒への溶解性を調整することができる。 The composition of the mixture and/or the oxygen partial pressure in the atmosphere in which the mixture is heated may be adjusted as appropriate. This allows the solubility of the platinum group metal in the aqueous solvent to be adjusted.

例えば、上記混合物の塩基度、および/または、当該混合物を加熱する雰囲気中の酸素分圧を変化させることによって、白金族金属の上記水性溶媒への溶解性を調整することができる。 For example, the solubility of the platinum group metal in the aqueous solvent can be adjusted by varying the basicity of the mixture and/or the oxygen partial pressure in the atmosphere in which the mixture is heated.

具体的に、上記混合物の塩基度、および/または、当該混合物を加熱する雰囲気中の酸素分圧を変化させることによって、任意の量の水を含む水性溶媒(例えば、水を98重量%以上、95重量%以上、90重量%以上、85重量%以上、または、80重量%以上含む水性溶媒)に好適に溶解する白金族化合物を合成してもよい。 Specifically, by changing the basicity of the mixture and/or the oxygen partial pressure in the atmosphere in which the mixture is heated, a platinum group compound that dissolves favorably in an aqueous solvent containing any amount of water (e.g., an aqueous solvent containing 98% or more by weight, 95% or more by weight, 90% or more by weight, 85% or more by weight, or 80% or more by weight of water) may be synthesized.

また、酸素を含む気体を供給する配管を上記混合物内に浸漬させ、当該配管から上記混合物中に酸素を含む気体を供給し、当該混合物をバブリング攪拌しながら加熱することが好ましい。 It is also preferable to immerse a pipe for supplying an oxygen-containing gas into the mixture, supply the oxygen-containing gas from the pipe into the mixture, and heat the mixture while bubbling and stirring it.

また、上記混合物中に高価数のカチオンを加えて、白金族金属を酸化する力をより増大させることが好ましい。高価数のカチオンとしては、例えばFe3+、Ce4+、またはGd3+を挙げることができる。 It is also preferred to add a high valence cation to the mixture to further increase its ability to oxidize platinum group metals, such as Fe 3+ , Ce 4+ , or Gd 3+ .

また、より効率良く白金族金属を水溶性の物質に変換するという観点から、上記混合物は、少なくとも加熱後に、両性元素のオキソアニオンをさらに含むことが好ましい。両性元素として、例えば、Al、Ti、V、Co、またはZrが挙げられ、これらの中では、Al、または、Tiがより好ましい。このようなオキソアニオンが上記混合物中に存在することで、白金族金属の酸化生成物がオキソアニオンと反応し、上記酸化生成物の水溶性が向上しやすくなると考えられる。両性元素のオキソアニオンの具体例としては、AlO 、TiO 2-、VO 3-、またはCoO を挙げることができる。 From the viewpoint of more efficiently converting the platinum group metal into a water-soluble substance, it is preferable that the mixture further contains an oxoanion of an amphoteric element at least after heating. Examples of amphoteric elements include Al, Ti, V, Co, and Zr, and among these, Al or Ti is more preferable. It is considered that the presence of such an oxoanion in the mixture causes the oxidation product of the platinum group metal to react with the oxoanion, and the water solubility of the oxidation product is easily improved. Specific examples of oxoanions of amphoteric elements include AlO 2 - , TiO 3 2- , VO 4 3- , and CoO 2 - .

オキソアニオンは、上記混合物に直接添加してもよく、また、上記混合物が保持および加熱される際の容器として、アルミナ等の両性元素を含有する容器(坩堝等)を用いることで、当該容器に含まれる両性元素がオキソアニオンとなって上記混合物中に溶出してもよい。 The oxoanion may be added directly to the mixture, or the mixture may be held and heated in a container (such as a crucible) containing an amphoteric element such as alumina, and the amphoteric element contained in the container may become an oxoanion and be dissolved into the mixture.

また、上記混合物を保持および加熱する際に用いる容器として、炭化ケイ素/窒化ケイ素、ステンレスおよび/またはチタン等の金属によって形成された容器を用いてもよい。この場合、球状、棒状、または板状等の形状に成形した、アルミナ等の両性元素を含むセラミックス材料を、上記容器内の混合物中に投入してもよい。言い換えれば、上記加熱産物を得る工程で、上記混合物に、両性元素の酸化物をさらに加えてもよい。これにより、当該セラミックス材料中に含まれる両性元素がオキソアニオンとなって、上記混合物中に溶出する。上記セラミックス材料は、オキソアニオンの溶出を促進するため、多孔質であることが好ましい。 The container used to hold and heat the mixture may be made of metals such as silicon carbide/silicon nitride, stainless steel, and/or titanium. In this case, a ceramic material containing an amphoteric element such as alumina, formed into a spherical, rod-like, or plate-like shape, may be added to the mixture in the container. In other words, in the process of obtaining the heated product, an oxide of an amphoteric element may be further added to the mixture. As a result, the amphoteric element contained in the ceramic material becomes an oxoanion and dissolves into the mixture. The ceramic material is preferably porous in order to promote the dissolution of the oxoanion.

(白金族金属が溶解された溶解液を得る工程)
白金族金属が溶解された溶解液を得る工程としては、(c)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得る工程、および、(d)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、原料処理用溶液を得た後、さらに上記原料を上記原料処理用溶液に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得る工程、を挙げることができる。なお、上記原料処理用溶液には、白金族金属を含む原料と酸化剤とを溶解してもよい。
(Step of obtaining a solution in which platinum group metals are dissolved)
Examples of the step of obtaining a solution in which a platinum group metal is dissolved include (c) a step of heating a mixture of the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400° C. or more and less than 600° C., dissolving the previously obtained heating product in an aqueous solvent to obtain a solution in which a platinum group metal is dissolved, and (d) a step of heating a mixture of an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400° C. or more and less than 600° C., dissolving the previously obtained heating product in an aqueous solvent to obtain a raw material processing solution, and then dissolving the raw material in the raw material processing solution to obtain a solution in which a platinum group metal is dissolved. Note that a raw material containing a platinum group metal and an oxidizing agent may be dissolved in the raw material processing solution.

上記(d)の工程の場合、加熱産物から、白金族金属を含む原料を処理するための原料処理用溶液を一度に大量に製造することができる。そして、上記(d)の工程の場合、白金族金属を含む原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を加熱する工程を行う回数を減らすことができる。その結果、上記(d)の工程の場合、加熱コスト、薬剤コストおよび廃液処理コストを低減できる。 In the case of the above step (d), a large amount of raw material processing solution for processing raw materials containing platinum group metals can be produced at once from the heated product. In addition, in the case of the above step (d), the number of times the step of heating the mixture of raw materials containing platinum group metals and hydroxides and oxides of alkali metals is performed can be reduced. As a result, in the case of the above step (d), heating costs, chemical costs, and waste liquid treatment costs can be reduced.

上記水性溶媒は、水を主成分として含む溶媒を意図し、例えば、水を60重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%、より好ましくは95重量%以上、より好ましくは98重量%以上、最も好ましくは100重量%含む溶媒を意図する。上記水性溶媒は、より具体的に、(i)水を60重量%以上、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%、より好ましくは95重量%以上、より好ましくは98重量%以上、最も好ましくは100重量%含み、かつ、(ii)ハロゲンを含まない溶媒であることが好ましい。ハロゲンを含まない溶媒のハロゲン濃度は、3mol/L以下であってよく、好ましくは1mol/L以下であり、より好ましくは0.1mol/L以下であり、さらに好ましくは0.01mol/L以下である。当該構成であれば、白金族金属を水性溶媒に容易に溶解することができる。 The above-mentioned aqueous solvent is intended to be a solvent containing water as a main component, for example, a solvent containing 60% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, more preferably 98% by weight or more, and most preferably 100% by weight of water. More specifically, the above-mentioned aqueous solvent is preferably a solvent that (i) contains 60% by weight or more, preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, more preferably 98% by weight or more, and most preferably 100% by weight of water, and (ii) does not contain a halogen. The halogen concentration of the halogen-free solvent may be 3 mol/L or less, preferably 1 mol/L or less, more preferably 0.1 mol/L or less, and even more preferably 0.01 mol/L or less. With this configuration, platinum group metals can be easily dissolved in the aqueous solvent.

上記白金族金属が溶解された溶解液を得る工程としては、上記白金族金属を含む原料を加熱して得られる加熱産物を水性溶媒(例えば、水)に接触させることにより、上記白金族金属を含む原料に含まれる白金族金属100重量%のうちの15重量%以上が水性溶媒に溶解してなる溶解液を得る溶解工程であってもよい。上記溶解工程は、上記白金族金属を含む原料に含まれる白金族金属100重量%のうち、15重量%以上、20重量%以上、25重量%以上、30重量%以上、35重量%以上、40重量%以上、45重量%以上、50重量%以上、55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上が水性溶媒に溶解してなる溶解液を得る溶解工程であってもよい。なお、白金族金属が溶解する水性溶媒の重量は、限定されない。白金族金属が溶解する水性溶媒の重量は、例えば、溶解する白金族金属の重量の100倍以上、1000倍以上、または、10000倍以上の重量であってもよい。 The step of obtaining a solution in which the platinum group metal is dissolved may be a dissolution step of heating the raw material containing the platinum group metal, and contacting the heating product obtained with an aqueous solvent (e.g., water) to obtain a solution in which 15% by weight or more of the platinum group metal contained in the raw material containing the platinum group metal is dissolved in the aqueous solvent. The dissolution step may be a dissolution step of obtaining a solution in which 15% by weight or more, 20% by weight or more, 25% by weight or more, 30% by weight or more, 35% by weight or more, 40% by weight or more, 45% by weight or more, 50% by weight or more, 55% by weight or more, 60% by weight or more, 65% by weight or more, 70% by weight or more, 75% by weight or more, 80% by weight or more, 85% by weight or more, or 90% by weight or more of the platinum group metal contained in the raw material containing the platinum group metal is dissolved in the aqueous solvent. The weight of the aqueous solvent in which the platinum group metal is dissolved is not limited. The weight of the aqueous solvent in which the platinum group metal is dissolved may be, for example, 100 times or more, 1000 times or more, or 10,000 times or more the weight of the platinum group metal to be dissolved.

上記水性溶媒は、水以外の成分を含むことが可能であり、当該成分としては、ハロゲンを含まない成分を挙げることができる。当該成分の具体例としては、極性溶媒が好ましく、例えば、メタノールやエタノール等のアルコール類、クエン酸等の水溶性の有機酸を含んだ溶液、過塩素酸等の無機酸を含んだ溶液、または両性元素の水酸化物錯体を含んだ溶液を挙げることができる。 The aqueous solvent may contain components other than water, and examples of such components include components that do not contain halogens. Specific examples of such components are preferably polar solvents, such as alcohols such as methanol and ethanol, solutions containing water-soluble organic acids such as citric acid, solutions containing inorganic acids such as perchloric acid, or solutions containing hydroxide complexes of amphoteric elements.

上記水性溶媒には、任意のpHに調整するためのpH調整剤が添加されていてもよい。このとき、上記水性溶媒のpHは特に限定されるものではない。本発明では、従来技術とは異なり、強酸性の溶媒を用いる必要がない。それ故に、上記水性溶媒のpHは、6~8であってもよく、6~7であってもよく、7~8であってもよい。このような水性溶媒を用いれば、効率良く白金族金属を抽出できるのみならず、自然に対して悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。 A pH adjuster may be added to the aqueous solvent to adjust the pH to a desired level. In this case, the pH of the aqueous solvent is not particularly limited. Unlike the prior art, the present invention does not require the use of a strongly acidic solvent. Therefore, the pH of the aqueous solvent may be 6 to 8, 6 to 7, or 7 to 8. By using such an aqueous solvent, not only can platinum group metals be extracted efficiently, but adverse effects on the environment can also be prevented.

上記水性溶媒を用いて白金族金属が溶解された溶解液を得た後、溶解せずに残った加熱産物に対して、新たに用意した水性溶媒を用いて同様の処理を行い、白金族金属が溶解された溶解液を得ることができる。また、この操作を繰り返し行って、さらに白金族金属が溶解された溶解液を得てもよい。このような、繰り返し溶解液を得る工程において、繰り返しの工程の各々にて水性溶媒の組成は限定されるものではなく、繰り返しの工程ごとに異なる組成の水性溶媒を用いてもよい。例えば、98重量%以上の水を含む水性溶媒で加熱産物を溶解した後、未溶解の加熱産物を80重量%以上90重量%以下の水を含む水性溶媒で溶解してもよい。 After obtaining a solution in which the platinum group metal is dissolved using the above aqueous solvent, the undissolved heated product can be treated in the same manner using a newly prepared aqueous solvent to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved. This operation may be repeated to obtain a solution in which further platinum group metal is dissolved. In such a process for repeatedly obtaining a solution, the composition of the aqueous solvent in each repeated step is not limited, and aqueous solvents with different compositions may be used for each repeated step. For example, the heated product may be dissolved in an aqueous solvent containing 98% or more by weight of water, and then the undissolved heated product may be dissolved in an aqueous solvent containing 80% to 90% by weight of water.

また、混合物に含まれる酸化物の量を増減する等、加熱産物を得る工程で混合物の組成を調整することにより、白金族金属が溶解された溶解液を得る工程での、白金族金属の水性溶媒への溶解性を調整することができる。例えば、98重量%以上の水を含む水性溶媒に好適に白金族金属が溶解するように、酸化物の量を調整してもよい。また、98重量%以上の水を含む水性溶媒に白金族金属を溶解する場合よりも、混合物に含まれる酸化物の量を少なくすることによって、80重量%以上90重量%以下の水を含む水性溶媒により好適に白金族金属が溶解するように調整することができる。 In addition, by adjusting the composition of the mixture in the process of obtaining the heated product, such as by increasing or decreasing the amount of oxide contained in the mixture, the solubility of the platinum group metal in the aqueous solvent in the process of obtaining a solution in which the platinum group metal is dissolved can be adjusted. For example, the amount of oxide may be adjusted so that the platinum group metal dissolves favorably in an aqueous solvent containing 98% or more by weight of water. In addition, by reducing the amount of oxide contained in the mixture compared to when the platinum group metal is dissolved in an aqueous solvent containing 98% or more by weight of water, the platinum group metal can be adjusted to dissolve more favorably in an aqueous solvent containing 80% to 90% by weight of water.

白金族金属の酸化を促進する酸化剤としては、空気、酸素ガス、過酸化水素水、または、高価数のカチオンを含んだ溶液を用いることができる。白金族金属を迅速に酸化することができる、という利点を有することから、上述した酸化剤の中では、酸素ガス、または、高価数のカチオンが好ましい。高価数のカチオンとしては、例えばFe3+、Ce4+、またはCo3+が挙げられる。 The oxidizing agent that accelerates the oxidation of platinum group metals may be air, oxygen gas, hydrogen peroxide, or a solution containing a cation of high valence. Of the above-mentioned oxidizing agents, oxygen gas or a cation of high valence is preferred because it has the advantage of being able to rapidly oxidize platinum group metals. Examples of cations of high valence include Fe 3+ , Ce 4+ , and Co 3+ .

このような酸化剤は、上記混合物の加熱前または加熱中に、当該混合物に投入されることが好ましい。加熱時に酸化剤が存在することで、白金族金属の酸化が効果的に進行する。なお、酸化剤の投入時期はこれに限られず、上記混合物の加熱後であってもよく、上記混合物の水性溶媒への溶解中であってもよい。 Such an oxidizing agent is preferably added to the mixture before or during heating of the mixture. The presence of the oxidizing agent during heating effectively promotes oxidation of the platinum group metal. The timing of adding the oxidizing agent is not limited to this, and the oxidizing agent may be added after the mixture is heated or during dissolution of the mixture in the aqueous solvent.

また、上記溶解液を得たのち、未溶解の白金族金属を再び加熱産物を得る工程に投入してもよい。すなわち、未溶解の白金族金属を再び加熱産物を得る工程に投入することによって、未溶解の白金族金属を水溶性の物質に変換し、再度、白金族金属が溶解された溶解液を得てもよい。 After obtaining the above-mentioned solution, the undissolved platinum group metal may be introduced again into the process of obtaining a heated product. In other words, by introducing the undissolved platinum group metal again into the process of obtaining a heated product, the undissolved platinum group metal may be converted into a water-soluble substance, and a solution in which the platinum group metal is dissolved may be obtained again.

(抽出・回収する工程)
本発明の一実施形態に係る白金族金属の回収方法は、上述の工程により得られた白金族金属が溶解された溶解液から、有機溶媒中に上記白金族金属を抽出・回収する工程を含んでもよい。当該工程は、従来技術の有機溶媒処理による白金族金属の抽出・回収方法によって行われ得る。
(Extraction and recovery process)
The method for recovering platinum group metals according to one embodiment of the present invention may include a step of extracting and recovering the platinum group metals in an organic solvent from the solution in which the platinum group metals are dissolved obtained by the above-mentioned step. This step may be carried out by a conventional method for extracting and recovering platinum group metals by treatment with an organic solvent.

このような白金族金属の回収方法によれば、有害な王水または高濃度の塩酸等の酸性溶媒を用いることなく、低腐食環境下において、原料(例えば、廃触媒およびスクラップ)中の白金族金属を選択的に抽出できる。 This method for recovering platinum group metals makes it possible to selectively extract platinum group metals from raw materials (e.g., spent catalysts and scrap) in a low-corrosive environment without using harmful acidic solvents such as aqua regia or high-concentration hydrochloric acid.

上記有機溶媒としては、例えば、Dialkyl Sulfide、Hydroxyoxime、8-Quinolinol、Tertiary amine、またはTrialkylphosphateを用いることができる。有機溶媒としてHydroxyoximeを用いれば、白金族金属の中でも、特にPdを選択的に抽出することができ、有機溶媒としてTertiary amineを用いれば、白金族金属の中でも、特にPtを選択的に抽出することができる。また、上記白金族金属が溶解された溶解液からPdおよびPtを抽出したのち、有機溶媒としてTertiary amineを用いれば、残った白金族金属の中でも、特にIrを選択的に抽出することができ、当該抽出後の溶解液を精製することでRhを得ることができる。RuおよびOsについては、これらの分離行程中における蒸留操作によって揮発分離することができる。 As the organic solvent, for example, dialkyl sulfide, hydroxyoxime, 8-quinolinol, tertiary amine, or trialkylphosphate can be used. If hydroxyoxime is used as the organic solvent, Pd can be selectively extracted from among the platinum group metals, and if tertiary amine is used as the organic solvent, Pt can be selectively extracted from among the platinum group metals. In addition, if tertiary amine is used as the organic solvent after Pd and Pt are extracted from the solution in which the platinum group metals are dissolved, Ir can be selectively extracted from among the remaining platinum group metals, and Rh can be obtained by purifying the solution after extraction. Ru and Os can be volatilized and separated by distillation during these separation processes.

なお、上述した白金族金属の回収方法によって白金族金属が抽出・回収された後の溶解液は、原料処理用溶液として、再度、前処理方法に用いることができる。この場合、白金族金属が抽出された後の溶解液である原料処理用溶液に、白金族金属を含む原料が加えられる。なお、原料処理用溶液に白金族金属を含む原料を溶解するときには、原料処理用溶液に、白金族金属を含む原料と酸化剤とを加えてもよい。原料処理用溶液(または、原料処理用溶液および酸化剤)によって白金族金属が酸化され、原料処理用溶液中に酸化された白金族金属が溶解し、再び白金族金属が溶解された溶解液が得られる。上記酸化剤として、上述したものが挙げられる。このような方法によれば、加熱コスト、薬剤コストおよび廃液処理コストを低減できる。 The solution obtained after the platinum group metal is extracted and recovered by the above-mentioned method for recovering platinum group metals can be used again in the pretreatment method as a raw material treatment solution. In this case, a raw material containing a platinum group metal is added to the raw material treatment solution, which is the solution obtained after the platinum group metal is extracted. When dissolving a raw material containing a platinum group metal in the raw material treatment solution, a raw material containing a platinum group metal and an oxidizing agent may be added to the raw material treatment solution. The platinum group metal is oxidized by the raw material treatment solution (or the raw material treatment solution and the oxidizing agent), and the oxidized platinum group metal dissolves in the raw material treatment solution, thereby obtaining a solution in which the platinum group metal is dissolved again. Examples of the oxidizing agent include those mentioned above. According to such a method, heating costs, chemical costs, and waste liquid treatment costs can be reduced.

<2.白金族金属の回収システム>
本発明の一実施形態に係る白金族金属の回収システムについて、以下に説明する。なお、上述した<1.白金族金属の回収方法>にて既に説明した構成については、ここでは、その説明を省略する。
<2. Platinum group metals recovery system>
A platinum group metal recovery system according to an embodiment of the present invention will be described below. Note that the configuration already described in the above <1. Platinum group metal recovery method> will not be described here.

本発明の一実施形態に係る回収システムは、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収システムであって、(A)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得るための加熱装置、または、(B)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得るための加熱装置、を備え得る。 The recovery system according to one embodiment of the present invention is a platinum group metal recovery system that recovers platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, and may include (A) a heating device for heating a mixture of the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400°C or higher and less than 600°C to obtain a heated product, or (B) a heating device for heating a mixture of an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400°C or higher and less than 600°C to obtain a heated product.

本発明の一実施形態に係る回収システムは、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収システムであって、(B)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得るための加熱装置、を備え得る。なお、上記混合物は、さらに、白金族金属を含む原料を含むものであってもよい。 The recovery system according to one embodiment of the present invention is a platinum group metal recovery system that recovers platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, and may include (B) a heating device for heating a mixture containing an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C to obtain a heated product. The mixture may further contain a raw material containing a platinum group metal.

本発明の一実施形態に係る回収システムは、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収システムであって、(C)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得るための溶解装置、または、(D)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、原料処理用溶液を得た後、さらに白金族金属を含む原料を上記原料処理用溶液に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得るための溶解装置、を備え得る。 The recovery system according to one embodiment of the present invention is a platinum group metal recovery system that recovers platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, and may include: (C) a dissolving device for heating a mixture of the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C to dissolve the heated product obtained in advance in an aqueous solvent to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved; or (D) a dissolving device for heating a mixture of an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C to dissolve the heated product obtained in advance in an aqueous solvent to obtain a raw material processing solution, and then dissolving a raw material containing platinum group metals in the raw material processing solution to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved.

本発明の一実施形態に係る回収システムは、白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収システムであって、(C)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得るための溶解装置、を備え得る。 The recovery system according to one embodiment of the present invention is a platinum group metal recovery system that recovers platinum group metals from a raw material containing the platinum group metals, and may include (C) a dissolving device for dissolving a heating product obtained in advance by heating a mixture containing the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C in an aqueous solvent to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved.

本発明の一実施形態に係る白金族金属の回収システムは、上記(A)の加熱装置および上記(C)の溶解装置の組合せ、または、上記(B)の加熱装置および上記(D)の溶解装置の組合せ、を備え得る。 The platinum group metal recovery system according to one embodiment of the present invention may include a combination of the heating device (A) and the melting device (C) above, or a combination of the heating device (B) and the melting device (D) above.

本発明の一実施形態に係る回収システムは、上記(B)の加熱装置(例えば、上記混合物が白金族金属を含む原料を含むものである場合)、および、上記(C)の溶解装置を備え得る。当該回収システムは、上記(A)の加熱装置および上記(C)の溶解装置の組合せと実質的に同じと考えることができる。 The recovery system according to one embodiment of the present invention may include the heating device (B) described above (for example, when the mixture contains a raw material containing a platinum group metal) and the melting device (C) described above. The recovery system may be considered to be substantially the same as the combination of the heating device (A) described above and the melting device (C) described above.

上記加熱装置は、加熱槽を備えるものであってよい。上記加熱槽は、例えば、(i)白金族金属を含む原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を収容するための容器、または、アルカリ金属水酸化物と、酸化物との混合物を収容するための容器と、(ii)当該容器内の混合物を、400℃以上、600℃未満の温度に加熱するためのヒーターと、を備えたものであり得る。上記加熱槽は、更に、容器内に両性元素を供給するための両性元素注入口を備えたものであってもよく、容器内へ供給される両性元素を収容するための収容タンクを備えたものであってもよい。 The heating device may include a heating tank. The heating tank may include, for example, (i) a container for storing a mixture of a raw material containing a platinum group metal, an alkali metal hydroxide, and an oxide, or a container for storing a mixture of an alkali metal hydroxide and an oxide, and (ii) a heater for heating the mixture in the container to a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C. The heating tank may further include an amphoteric element inlet for supplying an amphoteric element into the container, or may include a storage tank for storing the amphoteric element to be supplied into the container.

上記ヒーターは、容器内の混合物を400℃以上、600℃未満の温度に加熱し得るものであるが、400℃~550℃の温度に加熱し得るものであることがより好ましい。当該構成によれば、加熱に要するコストを低くすることができる。当該構成によればマイルドな条件下において、白金族金属を水溶性の物質に変換することができる。また、当該構成によれば、従来の方法よりも加熱温度が低いため、電気炉を含む加熱装置の負荷を少なくし、白金族金属の抽出のためのエネルギー消費量を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。加熱温度の上限値は、590℃、580℃、570℃、560℃、550℃、540℃、530℃、520℃、または、510℃であってもよい。加熱温度の下限値は、500℃、490℃、480℃、470℃、460℃、450℃、440℃、430℃、420℃、410℃、または、400℃であってもよい。加熱温度は、上記混合物の組成に応じて適切な温度が適宜選択されてもよい。 The heater can heat the mixture in the container to a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C, but it is more preferable that the heater can heat the mixture in the container to a temperature of 400°C to 550°C. This configuration can reduce the cost required for heating. This configuration can convert platinum group metals into water-soluble substances under mild conditions. In addition, this configuration has a lower heating temperature than conventional methods, so the load on the heating device including the electric furnace can be reduced, and the energy consumption for extracting platinum group metals can be reduced, resulting in cost reduction. The upper limit of the heating temperature may be 590°C, 580°C, 570°C, 560°C, 550°C, 540°C, 530°C, 520°C, or 510°C. The lower limit of the heating temperature may be 500°C, 490°C, 480°C, 470°C, 460°C, 450°C, 440°C, 430°C, 420°C, 410°C, or 400°C. The heating temperature may be appropriately selected depending on the composition of the mixture.

また、上記加熱槽は、両性元素を含む材料によって形成されたものであってもよい。このような容器の一例としての坩堝としては、アルミナ坩堝、ジルコニア坩堝、チタン酸アルミ坩堝、炭化ケイ素/窒化ケイ素坩堝、または、ムライト坩堝が挙げられる。このような構成によれば、上記混合物を加熱する際に、上記加熱槽に含まれる両性元素がオキソアニオンとして溶出する。当該オキソアニオンは、上記混合物に含まれる白金族金属の酸化を促進し、白金族金属の水溶性を向上させることができる。 The heating tank may be formed from a material containing an amphoteric element. Examples of such containers include crucibles such as an alumina crucible, a zirconia crucible, an aluminum titanate crucible, a silicon carbide/silicon nitride crucible, or a mullite crucible. With this configuration, when the mixture is heated, the amphoteric element contained in the heating tank is dissolved as an oxoanion. The oxoanion can promote the oxidation of the platinum group metal contained in the mixture and improve the water solubility of the platinum group metal.

上記溶解装置は、溶解槽を備えるものであってよい。上記溶解槽は、(iii)白金族金属を含む原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得るための容器、または、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物との混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、原料処理用溶液を得た後、さらに白金族金属を含む原料を原料処理用溶液に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得るための容器と、(iv)当該容器内へ水性溶媒を供給するための水溶性溶媒注入口と、を備えたものであり得る。上記溶解槽は、容器内へ供給される水性溶媒を収容するための収容タンクを備えたものであってもよい。また、上記溶解槽は、容器内へ酸化剤を供給するための酸化剤注入口を備えたものであってもよく、容器内へ供給される酸化剤を収容するための収容タンクを備えたものであってもよい。 The dissolving apparatus may include a dissolving tank. The dissolving tank may include (iii) a container for dissolving a heated product obtained in advance by heating a mixture of a raw material containing a platinum group metal, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C in an aqueous solvent to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved, or a container for dissolving a heated product obtained in advance by heating a mixture of an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C in an aqueous solvent to obtain a solution for raw material processing, and then dissolving a raw material containing a platinum group metal in the solution for raw material processing to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved, and (iv) a water-soluble solvent inlet for supplying an aqueous solvent into the container. The dissolving tank may include a storage tank for storing the aqueous solvent to be supplied into the container. The dissolving tank may also include an oxidizing agent inlet for supplying an oxidizing agent to the container, or may include a storage tank for storing the oxidizing agent to be supplied into the container.

上記溶解槽は、上記白金族金属を含む原料を加熱して得られる加熱産物を水性溶媒(例えば、水)に接触させることにより、上記白金族金属を含む原料に含まれる白金族金属100重量%のうちの15重量%以上が水性溶媒に溶解してなる溶解液を得る溶解槽であってもよい。上記溶解槽は、上記白金族金属を含む原料に含まれる白金族金属100重量%のうち、15重量%以上、20重量%以上、25重量%以上、30重量%以上、35重量%以上、40重量%以上、45重量%以上、50重量%以上、55重量%以上、60重量%以上、65重量%以上、70重量%以上、75重量%以上、80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上が水性溶媒に溶解してなる溶解液を得る溶解槽であってもよい。なお、白金族金属が溶解する水性溶媒の重量は、限定されない。白金族金属が溶解する水性溶媒の重量は、例えば、溶解する白金族金属の重量の100倍以上、1000倍以上、または、10000倍以上の重量であってもよい。 The dissolution tank may be a tank for obtaining a solution in which 15% by weight or more of the 100% by weight of the platinum group metal contained in the raw material containing the platinum group metal is dissolved in the aqueous solvent by contacting the heating product obtained by heating the raw material containing the platinum group metal with an aqueous solvent (e.g., water). The dissolution tank may be a tank for obtaining a solution in which 15% by weight or more, 20% by weight or more, 25% by weight or more, 30% by weight or more, 35% by weight or more, 40% by weight or more, 45% by weight or more, 50% by weight or more, 55% by weight or more, 60% by weight or more, 65% by weight or more, 70% by weight or more, 75% by weight or more, 80% by weight or more, 85% by weight or more, or 90% by weight or more of the 100% by weight of the platinum group metal contained in the raw material containing the platinum group metal is dissolved in the aqueous solvent. The weight of the aqueous solvent in which the platinum group metal is dissolved is not limited. The weight of the aqueous solvent in which the platinum group metal is dissolved may be, for example, 100 times or more, 1000 times or more, or 10,000 times or more the weight of the platinum group metal to be dissolved.

上記溶解槽は、上記加熱槽がそのまま投入できる大きさであることが好ましい。また、加熱槽に用いる容器と、溶解槽に用いる容器とを、同一の容器として構成することも可能である。例えば、一例として坩堝を対象とすれば、加熱槽に用いる坩堝と、溶解槽に用いる坩堝とを、同一の坩堝として構成することも可能である。このような構成によれば、上記加熱槽から上記加熱産物を一度取り出して上記溶解槽に移す必要がない。また、上記溶解槽は、攪拌棒またはスターラー等の攪拌部材を備えることが好ましい。このような構成によれば、上記加熱産物を水性溶媒に効率的に溶解できる。加熱装置と、溶解装置とを、同一の装置として構成することも可能である。 The dissolution tank is preferably large enough to directly insert the heating tank. The container used for the heating tank and the container used for the dissolution tank can be configured as the same container. For example, in the case of a crucible, the crucible used for the heating tank and the crucible used for the dissolution tank can be configured as the same crucible. With this configuration, it is not necessary to once remove the heating product from the heating tank and transfer it to the dissolution tank. The dissolution tank is also preferably equipped with a stirring member such as a stirring rod or a stirrer. With this configuration, the heating product can be efficiently dissolved in the aqueous solvent. The heating device and the dissolution device can also be configured as the same device.

また、本実施形態に係る白金族金属の回収システムは、上記白金族金属が溶解された溶解液から、有機溶媒中に上記白金族金属を抽出する抽出槽を、さらに備えていてもよい。当該抽出槽は、従来技術による有機溶媒処理を行うことができるものであれば、特に限定されない。 The platinum group metal recovery system according to this embodiment may further include an extraction tank that extracts the platinum group metal from the solution in which the platinum group metal is dissolved into an organic solvent. There are no particular limitations on the type of extraction tank, so long as it is capable of performing organic solvent treatment according to conventional technology.

このような回収システムによれば、有害な王水または高濃度の塩酸等の酸性溶媒を用いることなく、低腐食環境下において、廃触媒およびスクラップ中の白金族金属を水性溶媒に効率的に抽出できる。 This recovery system allows platinum group metals in waste catalysts and scrap to be efficiently extracted into an aqueous solvent in a low-corrosive environment without using hazardous acidic solvents such as aqua regia or high-concentration hydrochloric acid.

実施例1~15および比較例1~14では、白金族金属とアルカリ金属の水酸化物と酸化物との混合物をアルミナ坩堝に加え、当該混合物を電気炉内において加熱した。当該加熱の際、混合物に金属Pdが含まれている条件では、アルカリ金属の水酸化物との反応によって金属Pdが酸化される。また、混合物が加えられたアルミナ坩堝の成分の一部は、反応媒体中に溶解しAl z-として混合物中に存在するようになる。このように、混合物の加熱を所定時間進行させたのち、加熱物を冷却して得られたものを加熱産物と定義する。 In Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 14, a mixture of hydroxides and oxides of platinum group metals and alkali metals was added to an alumina crucible, and the mixture was heated in an electric furnace. During the heating, under conditions where the mixture contains metal Pd, the metal Pd is oxidized by reaction with the hydroxide of the alkali metal. In addition, a part of the components of the alumina crucible to which the mixture was added is dissolved in the reaction medium and exists in the mixture as Al x O y z- . In this way, the mixture is heated for a predetermined time, and then the heated product is cooled to obtain a product, which is defined as a heating product.

1.白金(Pt)の水溶化における、加熱産物調製時の加熱温度の検討
<試料および方法>
(1)比較例1(Pt-KCO-KO-B系)
比較例1のPt-KCO-KO-B系加熱産物は、市販の化合物標準試薬を用いて、以下の通り作製した。まず、金属白金(Pt)10.1mgと酸化ホウ素49.9mgと炭酸カリウム3900mgとを混合し、当該混合物を30mLアルミナ坩堝に加えた。
1. Study of heating temperature during preparation of heated product in solubilization of platinum (Pt) in water <Samples and methods>
(1) Comparative Example 1 (Pt- K2CO3 - K2O - B2O3 system )
The Pt-K 2 CO 3 -K 2 O-B 2 O 3 system heating product of Comparative Example 1 was prepared using a commercially available standard compound reagent as follows: First, 10.1 mg of metallic platinum (Pt), 49.9 mg of boron oxide, and 3,900 mg of potassium carbonate were mixed, and the mixture was added to a 30 mL alumina crucible.

その後、この坩堝を電気炉内に設置し、1000℃で加熱した。加熱時にエアーポンプを用いて、流量8L/minで空気を電気炉内に供給し続けた。加熱が終了したのち、電気炉内において坩堝を200℃以下まで自然放冷し、炉内から坩堝を取り出した。 The crucible was then placed in an electric furnace and heated to 1000°C. During heating, air was continuously supplied into the electric furnace at a flow rate of 8 L/min using an air pump. After heating was completed, the crucible was allowed to cool naturally to below 200°C in the electric furnace and then removed from the furnace.

得られた加熱産物の入った坩堝を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLイオン交換水を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引濾過し、得られた濾液をイオン交換水にて250mLにメスアップした。さらに、この液を1M塩酸水溶液にて10倍に希釈し、当該希釈液を分析サンプルとした。 The crucible containing the obtained heated product was placed in a 200 mL beaker, 150 mL of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. The suspension in the beaker was then suction filtered using 5C filter paper, and the obtained filtrate was made up to 250 mL with ion-exchanged water. This liquid was then diluted 10-fold with 1 M aqueous hydrochloric acid, and the diluted liquid was used as the analysis sample.

上記イオン交換水にて処理した後の固体残渣を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLの0.01M塩酸水溶液を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引濾過し、得られた濾液を0.01M塩酸水溶液にて250mLにメスアップした。この液を分析サンプルとした。 The solid residue after treatment with the ion-exchanged water was placed in a 200 mL beaker, to which 150 mL of 0.01 M aqueous hydrochloric acid was added, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. After that, the suspension in the beaker was suction filtered using 5C filter paper, and the resulting filtrate was made up to 250 mL with 0.01 M aqueous hydrochloric acid. This liquid was used as the analysis sample.

上記0.01M塩酸水溶液にて処理した後の固体残渣に対して、0.1M塩酸水溶液による処理を同様に行い、分析サンプルを得た。 The solid residue after treatment with the 0.01 M hydrochloric acid aqueous solution was similarly treated with 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution to obtain an analytical sample.

上記0.1M塩酸水溶液にて処理した後の固体残渣に対して、1M塩酸水溶液による処理を同様に行い、分析サンプルを得た。 The solid residue after treatment with the 0.1 M hydrochloric acid solution was similarly treated with 1 M hydrochloric acid solution to obtain an analytical sample.

一連の操作で得られた分析サンプル中の白金の濃度を、ICP発光分光分析によって求めた。 The platinum concentration in the analytical samples obtained through this series of operations was determined by ICP atomic emission spectrometry.

(2)比較例2(Pt-KOH系)
比較例2のPt-KOH系加熱産物は、市販の化合物標準試薬を用いて、以下の通り作製した。まず、金属白金(Pt)約10mgと水酸化カリウム約200mg、酸化ホウ素約50mgとを混合し、当該混合物を5mLアルミナ坩堝に加えた。
(2) Comparative Example 2 (Pt-KOH system)
The Pt-KOH-based heating product of Comparative Example 2 was prepared using a commercially available standard compound reagent as follows: First, about 10 mg of metallic platinum (Pt), about 200 mg of potassium hydroxide, and about 50 mg of boron oxide were mixed, and the mixture was added to a 5 mL alumina crucible.

その後、この坩堝を電気炉内に設置し、500℃で2時間加熱した。加熱時にエアーポンプを用いて、流量8L/minで空気を電気炉内に供給し続けた。加熱が終了したのち、電気炉内において坩堝を200℃以下まで自然放冷し、炉内から坩堝を取り出した。 The crucible was then placed in an electric furnace and heated at 500°C for 2 hours. During heating, air was continuously supplied into the electric furnace at a flow rate of 8 L/min using an air pump. After heating was completed, the crucible was allowed to cool naturally to below 200°C in the electric furnace and then removed from the furnace.

得られた加熱産物の入った坩堝を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLイオン交換水を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引濾過し、得られた濾液をイオン交換水にて250mLにメスアップした。さらに、この液を1M塩酸水溶液にて10倍に希釈し、当該希釈液を分析サンプルとした。 The crucible containing the obtained heated product was placed in a 200 mL beaker, 150 mL of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. The suspension in the beaker was then suction filtered using 5C filter paper, and the obtained filtrate was made up to 250 mL with ion-exchanged water. This liquid was then diluted 10-fold with a 1 M aqueous hydrochloric acid solution, and the diluted liquid was used as the analysis sample.

上記イオン交換水にて処理した後の固体残渣を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLの0.01M塩酸水溶液を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引濾過し、得られた濾液を0.01M塩酸水溶液にて250mLにメスアップした。この液を分析サンプルとした。 The solid residue after treatment with the ion-exchanged water was placed in a 200 mL beaker, to which 150 mL of 0.01 M aqueous hydrochloric acid was added, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. After that, the suspension in the beaker was suction filtered using 5C filter paper, and the resulting filtrate was made up to 250 mL with 0.01 M aqueous hydrochloric acid. This liquid was used as the analysis sample.

上記0.01M塩酸水溶液にて処理した後の固体残渣に対して、0.1M塩酸水溶液による処理を同様に行い、分析サンプルを得た。 The solid residue after treatment with the 0.01 M hydrochloric acid aqueous solution was similarly treated with 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution to obtain an analytical sample.

上記0.1M塩酸水溶液にて処理した後の固体残渣に対して、1M塩酸水溶液による処理を同様に行い、分析サンプルを得た。 The solid residue after treatment with the 0.1 M hydrochloric acid solution was similarly treated with 1 M hydrochloric acid solution to obtain an analytical sample.

一連の操作で得られた分析サンプル中の白金の濃度を、ICP発光分光分析によって求めた。 The platinum concentration in the analytical samples obtained through this series of operations was determined by ICP atomic emission spectrometry.

(3)実施例1~6および比較例3~8(Pt-B-KOH系、Pt-SiO-KOH系)
実施例1~6および比較例3~7のPt-B-KOH系加熱産物または比較例8のPt-KO-SiO系加熱産物は、市販の化合物標準試薬を用いて、以下の通り作製した。まず、白金約10mgと水酸化カリウム約200mg、酸化ホウ素あるいは二酸化ケイ素約50mgとを混合し、30mLあるいは5mLアルミナ坩堝に加えた。この坩堝を電気炉内に設置し、所定の温度で2時間加熱した。このとき、加熱温度を300~800℃と変化させた。加熱時にエアーポンプを用いて、流量8L/minで空気を電気炉内に供給し続けた。加熱が終了したのち、電気炉内において坩堝を200℃以下まで自然放冷し、炉内から坩堝を取り出した。
(3) Examples 1 to 6 and Comparative Examples 3 to 8 (Pt-B 2 O 3 -KOH system, Pt-SiO 2 -KOH system)
The Pt-B 2 O 3 -KOH-based heating products of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 3 to 7, or the Pt-K 2 O-SiO 2 -based heating product of Comparative Example 8, were prepared as follows using commercially available standard compound reagents. First, about 10 mg of platinum, about 200 mg of potassium hydroxide, and about 50 mg of boron oxide or silicon dioxide were mixed and added to a 30 mL or 5 mL alumina crucible. This crucible was placed in an electric furnace and heated at a predetermined temperature for 2 hours. At this time, the heating temperature was changed from 300 to 800°C. During heating, air was continuously supplied into the electric furnace at a flow rate of 8 L/min using an air pump. After heating was completed, the crucible was naturally cooled to 200°C or less in the electric furnace, and the crucible was removed from the furnace.

上記加熱産物の入った坩堝を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLイオン交換水を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引濾過し、得られた濾液を250mLにメスアップした。さらに、この液を1M塩酸水溶液で10倍に希釈し、これを分析サンプルとした。 The crucible containing the above-mentioned heated product was placed in a 200 mL beaker, 150 mL of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. The suspension in the beaker was then suction filtered using 5C filter paper, and the resulting filtrate was made up to 250 mL. This liquid was then diluted 10-fold with 1 M aqueous hydrochloric acid, and used as the analysis sample.

次に、イオン交換水処理後の固体残渣を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLの0.01M塩酸水溶液を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引濾過し、得られた濾液を250mLにメスアップした。この液を分析サンプルとした。 Next, the solid residue after the ion-exchanged water treatment was placed in a 200 mL beaker, and 150 mL of 0.01 M aqueous hydrochloric acid solution was added thereto and stirred for 30 minutes using a stirring blade. After that, the suspension in the beaker was suction filtered using 5C filter paper, and the resulting filtrate was diluted to 250 mL. This liquid was used as the analysis sample.

次に、0.01M塩酸処理後の固体残渣に対して、0.1M塩酸水溶液、1M塩酸水溶液による処理を同様に行い、分析サンプルを得た。ただし、一部の実験では、イオン交換水処理のみ、あるいはイオン交換水処理と0.01M塩酸処理のみを行った。 Next, the solid residue after the 0.01M hydrochloric acid treatment was similarly treated with 0.1M aqueous hydrochloric acid and 1M aqueous hydrochloric acid to obtain an analytical sample. However, in some experiments, only ion-exchanged water treatment, or only ion-exchanged water treatment and 0.01M hydrochloric acid treatment were performed.

一連の操作で得られた分析サンプル中の白金の濃度を、ICP発光分光分析によって求めた。 The platinum concentration in the analytical samples obtained through this series of operations was determined by ICP atomic emission spectrometry.

表1に、本実施例および比較例で用いた反応媒体の組成を示した。 Table 1 shows the composition of the reaction medium used in this example and the comparative example.

Figure 2024058422000001
Figure 2024058422000001

<結果>
表2に、各加熱産物からの白金(Pt)の溶出量を、イオン交換水、0.01M塩酸水溶液、0.1M塩酸水溶液、1M塩酸水溶液に対するPt溶解率(%)として示した。各溶液に対するPtの溶解率は、以下の式により求めた:
Pt溶解率(%)=(溶液中のPt量/投入したPt量)×100 (式1)。
<Results>
The amount of platinum (Pt) eluted from each heated product is shown in Table 2 as a Pt dissolution rate (%) in ion-exchanged water, 0.01 M hydrochloric acid aqueous solution, 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution, and 1 M hydrochloric acid aqueous solution. The Pt dissolution rate in each solution was calculated by the following formula:
Pt dissolution rate (%)=(amount of Pt in solution/amount of Pt added)×100 (Equation 1).

Figure 2024058422000002
Figure 2024058422000002

以上より、加熱産物を得る前処理工程における加熱温度が400℃以上、600℃未満であれば、加熱温度600℃以上の条件時と同程度以上に効率的に水溶性Ptを生成することができることが明らかとなった。また、投入したPt量(原料に含まれる白金族金属100重量%)のうちの15重量%以上が水に溶解してなる溶解液であった。つまり、本発明の一態様は、水溶性白金族化合物を抽出する際の原料の前処理方法として有効であることが明らかとなった。 From the above, it has become clear that if the heating temperature in the pretreatment process to obtain the heated product is 400°C or higher and lower than 600°C, water-soluble Pt can be produced as efficiently as or more than when the heating temperature is 600°C or higher. In addition, the solution was one in which 15% by weight or more of the amount of Pt added (100% by weight of platinum group metals contained in the raw material) was dissolved in water. In other words, it has become clear that one aspect of the present invention is effective as a pretreatment method for raw materials when extracting water-soluble platinum group compounds.

2.パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)の水溶化(実施例7、8)
<試料および方法>
Pd-B-KOH系加熱産物またはRh-B-KOH系加熱産物は、市販の化合物標準試薬を用いて、以下の通り作製した。パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)のいずれか10mgと、水酸化カリウム200mg、酸化ホウ素50mgとを混合し、5mLアルミナ坩堝に加えた。この坩堝を電気炉内に設置し、500℃で2時間加熱した。加熱時にエアーポンプを用いて、流量8L/minで空気を電気炉内に供給し続けた。加熱が終了したのち、電気炉内において坩堝を200℃以下まで自然放冷したのち、炉内から坩堝を取り出した。
2. Water-solubilization of palladium (Pd) and rhodium (Rh) (Examples 7 and 8)
Materials and Methods
The Pd-B 2 O 3 -KOH system heating product or the Rh-B 2 O 3 -KOH system heating product was prepared as follows using a commercially available standard compound reagent. 10 mg of either palladium (Pd) or rhodium (Rh) was mixed with 200 mg of potassium hydroxide and 50 mg of boron oxide, and added to a 5 mL alumina crucible. This crucible was placed in an electric furnace and heated at 500°C for 2 hours. During heating, air was continuously supplied into the electric furnace at a flow rate of 8 L/min using an air pump. After heating was completed, the crucible was naturally cooled to 200°C or less in the electric furnace, and then removed from the furnace.

上記加熱産物の入った坩堝を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLイオン交換水を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引ろ過し、得られたろ液を250mLにメスアップした。さらに、この液を1M塩酸水溶液で10倍に希釈し、これを分析サンプルとした。 The crucible containing the above-mentioned heated product was placed in a 200 mL beaker, 150 mL of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. The suspension in the beaker was then suction filtered using 5C filter paper, and the resulting filtrate was diluted to 250 mL. This liquid was then diluted 10-fold with 1 M aqueous hydrochloric acid, and used as the analysis sample.

イオン交換水処理後の固体残渣を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLの0.01M塩酸水溶液を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引ろ過し、得られたろ液を250mLにメスアップした。この液を分析サンプルとした。 The solid residue after the ion-exchanged water treatment was placed in a 200 mL beaker, to which 150 mL of 0.01 M aqueous hydrochloric acid was added, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. After that, the suspension in the beaker was suction filtered using 5C filter paper, and the resulting filtrate was diluted to 250 mL. This liquid was used as the analysis sample.

0.01M塩酸処理後の固体残渣に対して、0.1M塩酸水溶液、1M塩酸水溶液による処理を同様に行い、分析サンプルを得た。 The solid residue after the 0.01M hydrochloric acid treatment was similarly treated with 0.1M aqueous hydrochloric acid and 1M aqueous hydrochloric acid to obtain an analytical sample.

一連の操作で得られた分析サンプル中のパラジウム、ロジウムの濃度を、ICP発光分光分析によって求めた。 The concentrations of palladium and rhodium in the analytical samples obtained through this series of operations were determined by ICP atomic emission spectrometry.

<結果>
表3、表4に、各加熱産物からのパラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)の溶出量を、イオン交換水、0.01M塩酸水溶液、0.1M塩酸水溶液、1M塩酸水溶液に対するPdまたはRh溶解率(%)として示した。各溶液に対するPdまたはRhの溶解率は、以下の式により求めた。
<Results>
The amounts of palladium (Pd) and rhodium (Rh) eluted from each of the heated products are shown as the dissolution rates (%) of Pd and Rh in ion-exchanged water, 0.01 M aqueous hydrochloric acid solution, 0.1 M aqueous hydrochloric acid solution, and 1 M aqueous hydrochloric acid solution in Tables 3 and 4. The dissolution rates of Pd and Rh in each solution were calculated using the following formula.

PdまたはRh溶解率(重量%)=
(溶液中のPdまたはRh量/投入したPdまたはRh量)×100 (式2)。
Pd or Rh dissolution rate (wt%)=
(Amount of Pd or Rh in solution/Amount of Pd or Rh added)×100 (Equation 2).

Figure 2024058422000003
Figure 2024058422000003

Figure 2024058422000004
Figure 2024058422000004

以上より、加熱産物を得る前処理工程における加熱温度が400℃以上、600℃未満であれば、効率的に水溶性PdまたはRhを生成することができることが明らかとなった。また、投入したPdまたはRh量(原料に含まれる白金族金属100重量%)のうちの15重量%以上が水に溶解してなる溶解液であった。つまり、本発明の一態様は、水溶性白金族化合物を抽出する際の原料の前処理方法として有効であることが明らかとなった。 From the above, it has become clear that water-soluble Pd or Rh can be efficiently produced if the heating temperature in the pretreatment process to obtain the heated product is 400°C or higher and lower than 600°C. In addition, the solution was one in which 15% by weight or more of the amount of Pd or Rh added (100% by weight of platinum group metals contained in the raw material) was dissolved in water. In other words, it has become clear that one aspect of the present invention is effective as a pretreatment method for raw materials when extracting water-soluble platinum group compounds.

3.白金(Pt)の水溶化における、加熱産物調製時の加熱時間の検討
加熱産物調製時の加熱時間の短縮化の検討を行った。
<試料および方法>
実施例9~15および比較例9~14のPt-B-KOH系加熱産物は、市販の化合物標準試薬を用いて、以下の通り作製した。
3. Examination of heating time when preparing the heated product in the water-solubilization of platinum (Pt) We investigated shortening the heating time when preparing the heated product.
Materials and Methods
The Pt-B 2 O 3 -KOH based heating products of Examples 9 to 15 and Comparative Examples 9 to 14 were prepared as follows using commercially available standard compound reagents.

白金約10mgと、水酸化カリウム約200mg、酸化ホウ素約50mgとを混合し、30mLアルミナ坩堝に加えた。この坩堝を電気炉内に設置し、所定の温度で加熱した。このとき、加熱温度を実施例9~15では500℃、比較例9~14では600℃とした。また、それぞれの温度における加熱時間を1分、10分、30分、60分と変化させた。加熱が終了したのち、電気炉内において坩堝を200℃以下まで自然放冷したのち、炉内から坩堝を取り出した。 Approximately 10 mg of platinum, approximately 200 mg of potassium hydroxide, and approximately 50 mg of boron oxide were mixed and added to a 30 mL alumina crucible. This crucible was placed in an electric furnace and heated to a specified temperature. The heating temperature was 500°C in Examples 9 to 15 and 600°C in Comparative Examples 9 to 14. The heating time at each temperature was varied to 1 minute, 10 minutes, 30 minutes, and 60 minutes. After heating was completed, the crucible was allowed to cool naturally to below 200°C in the electric furnace, and then removed from the furnace.

各加熱産物の入った坩堝を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLイオン交換水を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引ろ過し、得られたろ液を250mLにメスアップした。さらに、この液を1M塩酸水溶液で10倍に希釈し、これを分析サンプルとした。水処理後の固体残渣を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLの0.01M塩酸水溶液を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引ろ過し、得られたろ液を250mLにメスアップした。この液を分析サンプルとした。処理後の固体残渣に対して、0.1M塩酸水溶液、1M塩酸水溶液による処理を同様に行い、分析サンプルを得た。 The crucibles containing each heated product were placed in a 200 mL beaker, 150 mL of ion-exchanged water was added, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. After that, the suspension in the beaker was suction filtered using 5C filter paper, and the obtained filtrate was made up to 250 mL. This liquid was then diluted 10 times with 1 M aqueous hydrochloric acid, and this was used as the analysis sample. The solid residue after the water treatment was placed in a 200 mL beaker, 150 mL of 0.01 M aqueous hydrochloric acid was added, and this was stirred for 30 minutes using a stirring blade. After that, the suspension in the beaker was suction filtered using 5C filter paper, and the obtained filtrate was made up to 250 mL. This liquid was used as the analysis sample. The solid residue after the treatment was similarly treated with 0.1 M aqueous hydrochloric acid and 1 M aqueous hydrochloric acid to obtain an analysis sample.

一連の操作で得られた分析サンプル中のPtの濃度を、ICP発光分光分析によって求めた。 The Pt concentration in the analytical samples obtained through this series of operations was determined by ICP atomic emission spectrometry.

表5に、本実施例および比較例で用いた反応媒体の組成を示した。 Table 5 shows the composition of the reaction medium used in this example and the comparative example.

Figure 2024058422000005
Figure 2024058422000005

<結果>
表6に、各加熱産物からの白金(Pt)の溶出量を、イオン交換水、0.01M塩酸水溶液、0.1M塩酸水溶液、1M塩酸水溶液に対するPt溶解率(%)として示した。各溶液に対するPtの溶解率は、上記「1.白金(Pt)の水溶化における、加熱産物調製時の加熱温度の検討」の式1により求めた。
<Results>
The amount of platinum (Pt) eluted from each heated product is shown as the Pt dissolution rate (%) in ion-exchanged water, 0.01 M hydrochloric acid aqueous solution, 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution, and 1 M hydrochloric acid aqueous solution in Table 6. The Pt dissolution rate in each solution was calculated using formula 1 in "1. Consideration of heating temperature during preparation of heated product in water-solubilization of platinum (Pt)" above.

Figure 2024058422000006
Figure 2024058422000006

実施例9~15より、加熱産物を得る前処理工程における加熱温度を400℃以上、600℃未満、加熱時間を1分間以上120分間にすることで、加熱温度600℃の条件時と同程度まで効率的に水溶性Ptを生成することができることが明らかとなった。また、投入したPt量(原料に含まれる白金族金属100重量%)のうちの15重量%以上が水に溶解してなる溶解液であった。つまり、本発明の一態様は、水溶性白金族化合物を抽出する際の原料の前処理方法として有効であることが明らかとなった。 From Examples 9 to 15, it became clear that by setting the heating temperature in the pretreatment process for obtaining the heated product to 400°C or higher and lower than 600°C, and the heating time to 1 minute or longer and 120 minutes or longer, water-soluble Pt can be produced as efficiently as when the heating temperature is 600°C. In addition, the solution was one in which 15% by weight or more of the amount of Pt added (100% by weight of platinum group metals contained in the raw material) was dissolved in water. In other words, it became clear that one aspect of the present invention is effective as a pretreatment method for raw materials when extracting water-soluble platinum group compounds.

4.実触媒中の白金族金属の水溶化の検討(実施例16)
白金族金属を含む原料として、実触媒(二輪車の排ガス浄化用触媒の廃触媒)を用い、白金族金属を含む原料(実触媒)中のパラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)の水溶化の検討を行った。
4. Study on water-solubilization of platinum group metals in actual catalysts (Example 16)
A real catalyst (a waste catalyst for purifying exhaust gas from motorcycles) was used as a raw material containing platinum group metals, and the water-solubilization of palladium (Pd) and rhodium (Rh) in the raw material containing platinum group metals (the real catalyst) was investigated.

<試料および方法>
パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)を含有する実触媒500.2mgと、水酸化カリウム約1000mg、酸化ホウ素約250mgとを混合し、30mLアルミナ坩堝に加えた。この坩堝を電気炉内に設置し、500℃で2時間加熱した。加熱が終了したのち、電気炉内において坩堝を200℃以下まで自然放冷したのち、炉内から坩堝を取り出した。このようにして実触媒を原料とする加熱産物を得た。
Materials and Methods
500.2 mg of the actual catalyst containing palladium (Pd) and rhodium (Rh), about 1000 mg of potassium hydroxide, and about 250 mg of boron oxide were mixed and added to a 30 mL alumina crucible. The crucible was placed in an electric furnace and heated at 500°C for 2 hours. After the heating was completed, the crucible was naturally cooled to 200°C or less in the electric furnace, and then the crucible was removed from the furnace. In this way, a heating product using the actual catalyst as a raw material was obtained.

上記加熱産物の入った坩堝を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLイオン交換水を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引ろ過し、得られたろ液を250mLにメスアップした。さらに、この液を1M塩酸水溶液で10倍に希釈し、これを分析サンプルとした。
イオン交換水処理後の固体残渣を200mLビーカー内に設置し、ここに150mLの1M塩酸水溶液を加えて、攪拌羽を用いて30分攪拌した。その後、5Cろ紙を用いて、ビーカー内の懸濁物を吸引ろ過し、得られたろ液を250mLにメスアップした。この液を分析サンプルとした。
The crucible containing the above-mentioned heated product was placed in a 200 mL beaker, 150 mL of ion-exchanged water was added thereto, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. After that, the suspension in the beaker was suction filtered using 5C filter paper, and the obtained filtrate was made up to 250 mL. Furthermore, this liquid was diluted 10 times with 1 M hydrochloric acid aqueous solution, and this was used as an analysis sample.
The solid residue after the ion-exchanged water treatment was placed in a 200 mL beaker, to which 150 mL of 1 M hydrochloric acid aqueous solution was added, and the mixture was stirred for 30 minutes using a stirring blade. After that, the suspension in the beaker was suction filtered using 5C filter paper, and the obtained filtrate was diluted to 250 mL. This liquid was used as the analysis sample.

一連の操作で得られた分析サンプル中のパラジウム、ロジウムの濃度を、ICP発光分光分析によって求めた。 The concentrations of palladium and rhodium in the analytical samples obtained through this series of operations were determined by ICP atomic emission spectrometry.

表7に、実施例16で用いた実触媒の組成を示した。 Table 7 shows the composition of the actual catalyst used in Example 16.

<結果>
表8に、加熱産物からのパラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)の溶出量を、イオン交換水、1M塩酸水溶液に対するPdまたはRh溶解率(%)として示した。各溶液に対するPdまたはRhの溶解率は、以下の式により求めた:
PdまたはRh溶解率(重量%)=
(溶液中のPdまたはRhの量/投入した実触媒の量)×100 (式3)。
<Results>
The amounts of palladium (Pd) and rhodium (Rh) eluted from the heated products are shown in Table 8 as the dissolution rates (%) of Pd and Rh in ion-exchanged water and 1M aqueous hydrochloric acid solution. The dissolution rates of Pd and Rh in each solution were calculated using the following formula:
Pd or Rh dissolution rate (wt%)=
(Amount of Pd or Rh in solution/Amount of actual catalyst added)×100 (Equation 3).

以上より、実触媒中のPdまたはRhについても、イオン交換水あるいは1M塩酸水溶液に溶解する状態に変換されていた。つまり、本発明の一態様は、水溶性白金族化合物を抽出する際の原料の前処理方法として、実触媒に対しても有効であることが明らかとなった。 From the above, it was found that the Pd or Rh in the actual catalyst was also converted to a state that was soluble in ion-exchanged water or 1M aqueous hydrochloric acid. In other words, it was revealed that one aspect of the present invention is also effective for actual catalysts as a pretreatment method for raw materials when extracting water-soluble platinum group compounds.

本発明は、白金族金属を含む原料(例えば、廃触媒等)からの白金族金属の回収に利用することができる。 The present invention can be used to recover platinum group metals from raw materials containing platinum group metals (e.g., spent catalysts, etc.).

Claims (13)

白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収方法であって、下記の(b)の工程を含むことを特徴とする、回収方法;
(b)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得る工程。
A method for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, the method comprising the following step (b):
(b) A step of heating the mixture containing the hydroxide and oxide of an alkali metal at a temperature of 400° C. or more and less than 600° C. to obtain a heating product.
上記混合物は、さらに、白金族金属を含む原料を含むものであることを特徴とする、請求項1に記載の回収方法。 The recovery method according to claim 1, characterized in that the mixture further contains a raw material containing a platinum group metal. 白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収方法であって、下記の(c)の工程を含むことを特徴とする、回収方法;
(c)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得る工程。
A method for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, the method comprising the following step (c):
(c) A step of heating a mixture containing the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400° C. or higher and lower than 600° C. to obtain a heated product, and dissolving the heated product in an aqueous solvent to obtain a solution in which a platinum group metal is dissolved.
請求項2に記載の(b)の工程で加熱産物を得ること、および、当該加熱産物を請求項3に記載の(c)の工程に供すること、を含むことを特徴とする、回収方法。 A recovery method comprising obtaining a heated product in step (b) of claim 2, and subjecting the heated product to step (c) of claim 3. 上記加熱の時間は、1分間以上、120分間以下であることを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の回収方法。 The recovery method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the heating time is 1 minute or more and 120 minutes or less. 上記混合物は、両性元素のオキソアニオンをさらに含むことを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の回収方法。 The recovery method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mixture further contains an oxoanion of an amphoteric element. 上記白金族金属は、Pd、Pt、Rh、Ir、Os、またはRuであることを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の回収方法。 The recovery method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the platinum group metal is Pd, Pt, Rh, Ir, Os, or Ru. 上記アルカリ金属は、Na、K、Li、Rb、またはCsであることを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の回収方法。 The recovery method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the alkali metal is Na, K, Li, Rb, or Cs. 上記酸化物は、Al、NaO、B、KO、SiO、LiO、RbO、CsO、およびPからなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の回収方法。 The recovery method according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that the oxide is at least one selected from the group consisting of Al2O3 , Na2O , B2O3 , K2O , SiO2 , Li2O , Rb2O , Cs2O , and P2O5 . 白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収システムであって、
(B)アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して、加熱産物を得るための加熱装置、を備えていることを特徴とする、回収システム。
A platinum group metal recovery system for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, comprising:
(B) A recovery system comprising a heating device for heating a mixture containing an alkali metal hydroxide and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C to obtain a heated product.
上記混合物は、さらに、白金族金属を含む原料を含むものであることを特徴とする、請求項10に記載の回収システム。 The recovery system according to claim 10, characterized in that the mixture further contains a raw material containing a platinum group metal. 白金族金属を含む原料から白金族金属を回収する、白金族金属の回収システムであって、
(C)上記原料と、アルカリ金属の水酸化物と、酸化物とを含む混合物を、400℃以上、600℃未満の温度で加熱して予め得られた加熱産物を、水性溶媒に溶解して、白金族金属が溶解された溶解液を得るための溶解装置、を備えていることを特徴とする、回収システム。
A platinum group metal recovery system for recovering platinum group metals from a raw material containing platinum group metals, comprising:
(C) A recovery system comprising a dissolving device for dissolving a heated product obtained in advance by heating a mixture containing the raw material, an alkali metal hydroxide, and an oxide at a temperature of 400°C or higher and lower than 600°C in an aqueous solvent to obtain a solution in which the platinum group metal is dissolved.
請求項11に記載の(B)の加熱装置、および、請求項12に記載の(C)の溶解装置を備えていることを特徴とする、回収システム。 A recovery system comprising the heating device (B) of claim 11 and the melting device (C) of claim 12.
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