JP3227656B2 - 白金合金から高純度の白金を電気分解によって抽出する方法 - Google Patents
白金合金から高純度の白金を電気分解によって抽出する方法Info
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- JP3227656B2 JP3227656B2 JP34328893A JP34328893A JP3227656B2 JP 3227656 B2 JP3227656 B2 JP 3227656B2 JP 34328893 A JP34328893 A JP 34328893A JP 34328893 A JP34328893 A JP 34328893A JP 3227656 B2 JP3227656 B2 JP 3227656B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/20—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of noble metals
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、白金とRh、Ir
および/またはPdとの合金の高濃度の塩化水素溶液か
ら、高純度の白金を、他の貴金属および卑金属不純物を
減損させつつ、電気分解によって抽出する方法に関す
る。
および/またはPdとの合金の高濃度の塩化水素溶液か
ら、高純度の白金を、他の貴金属および卑金属不純物を
減損させつつ、電気分解によって抽出する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】白金合金は、器具としての白金、熱伝対
素子、アンモニアを酸化する際の触媒、有機化学、自動
車の排気ガスの触媒、歯科技術をはじめとする多くの領
域で、多岐にわたる用途に工業的に使用されている。白
金合金は、その白金合金の化学的製法等の製法にもよる
が、ある特定の期間の経過後に、スクラップ白金合金と
して貴金属処理プラントに送られ、このプラントで化学
的に分離、精製される。白金のRh、Irおよび/また
はPdからの分離は、古典的には、白金を(NH4)2
〔PtCl6〕の形で沈殿させることによって行われて
きた。しかし、白金金属類は化学的に極めて似通った性
状を有しているので、この方法は、極めて労働集約的で
時間のかかる方法となる。白金のイリジウムからの分離
は特に複雑で、これは、両金属とも同じ安定な原子価
(IV)で存在し、NH4Clで沈殿させるとほぼ同一
性状の塩を形成するからである。IV価のイリジウムを
III価の酸化過程に転化した場合にのみ、大雑把な分
離が可能となる。その場合でも、その後白金をNH4C
lで沈殿させた際には、イリジウムの共沈が生じてしま
う。白金をロジウムならびにパラジウムから分離する際
にも、同様の現象が観察され、沈殿した(NH4)
2〔PtCl6〕は多量のRhあるいはPdを含有して
いる。したがって、さらに精製を行う際には、再度の沈
殿あるいは晶出の工程が必要となる。
素子、アンモニアを酸化する際の触媒、有機化学、自動
車の排気ガスの触媒、歯科技術をはじめとする多くの領
域で、多岐にわたる用途に工業的に使用されている。白
金合金は、その白金合金の化学的製法等の製法にもよる
が、ある特定の期間の経過後に、スクラップ白金合金と
して貴金属処理プラントに送られ、このプラントで化学
的に分離、精製される。白金のRh、Irおよび/また
はPdからの分離は、古典的には、白金を(NH4)2
〔PtCl6〕の形で沈殿させることによって行われて
きた。しかし、白金金属類は化学的に極めて似通った性
状を有しているので、この方法は、極めて労働集約的で
時間のかかる方法となる。白金のイリジウムからの分離
は特に複雑で、これは、両金属とも同じ安定な原子価
(IV)で存在し、NH4Clで沈殿させるとほぼ同一
性状の塩を形成するからである。IV価のイリジウムを
III価の酸化過程に転化した場合にのみ、大雑把な分
離が可能となる。その場合でも、その後白金をNH4C
lで沈殿させた際には、イリジウムの共沈が生じてしま
う。白金をロジウムならびにパラジウムから分離する際
にも、同様の現象が観察され、沈殿した(NH4)
2〔PtCl6〕は多量のRhあるいはPdを含有して
いる。したがって、さらに精製を行う際には、再度の沈
殿あるいは晶出の工程が必要となる。
【0003】DE−PS2726558には、イオン交
換によってイリジウムから白金を分離する方法が開示さ
れている。しかし、この方法で得られるのは、イリジウ
ムを含有する白金のみである。白金合金を沈殿させる抽
出方法についてはさらに多数の方法が知られているもの
の、これらの方法では、その後再度白金金属を沈殿させ
る工程が必要となる。また、これらの方法は、いずれも
精緻な装置ならびに技術を必要とするので、多大な費用
が必要となる。電気分解によって金を精錬する方法はか
ねてより公知であり(グメリン(Gmelin)Au、
シスト番号(Syst.No.)62、1949)、絶
えず発展してきた(EP0253783)。
換によってイリジウムから白金を分離する方法が開示さ
れている。しかし、この方法で得られるのは、イリジウ
ムを含有する白金のみである。白金合金を沈殿させる抽
出方法についてはさらに多数の方法が知られているもの
の、これらの方法では、その後再度白金金属を沈殿させ
る工程が必要となる。また、これらの方法は、いずれも
精緻な装置ならびに技術を必要とするので、多大な費用
が必要となる。電気分解によって金を精錬する方法はか
ねてより公知であり(グメリン(Gmelin)Au、
シスト番号(Syst.No.)62、1949)、絶
えず発展してきた(EP0253783)。
【0004】GB−PS157785ならびにドイツ国
特許公報594408には、電気分解によって白金を精
錬する方法が開示されており、これらの方法の一部で
は、化学的方法と電解法が組み合わされている。これら
の方法はいずれも多大な時間を要し、いかなる観点から
しても、技術的に許容できる形で再現することができな
い。US−PS4,382,845には、パラジウム
を、過剰量のパラジウムを含有する溶液から、電気分解
によって部分的に分離する方法が開示されている。しか
し、この方法では、白金とパラジウムが等量存在する閾
値までしか、パラジウムを沈殿させることができない。
この方法には、残った卑金属ならびに貴金属の沈殿につ
いては開示されていない。この公知の白金ならびにパラ
ジウムの沈殿方法でも、電解槽は陽イオン交換膜を有し
ているものの、記載された濃度比ならびに電圧範囲で
は、陽イオン交換膜が無くても白金ならびにパラジウム
を沈殿させることができるので、陽イオン交換膜を設け
る利点が明らかであるとはいえない。さらにこの方法
は、他の全ての公知の方法と同じく、最高濃度が100
g/l以下の場合にしか実施できないという欠点を有す
る。
特許公報594408には、電気分解によって白金を精
錬する方法が開示されており、これらの方法の一部で
は、化学的方法と電解法が組み合わされている。これら
の方法はいずれも多大な時間を要し、いかなる観点から
しても、技術的に許容できる形で再現することができな
い。US−PS4,382,845には、パラジウム
を、過剰量のパラジウムを含有する溶液から、電気分解
によって部分的に分離する方法が開示されている。しか
し、この方法では、白金とパラジウムが等量存在する閾
値までしか、パラジウムを沈殿させることができない。
この方法には、残った卑金属ならびに貴金属の沈殿につ
いては開示されていない。この公知の白金ならびにパラ
ジウムの沈殿方法でも、電解槽は陽イオン交換膜を有し
ているものの、記載された濃度比ならびに電圧範囲で
は、陽イオン交換膜が無くても白金ならびにパラジウム
を沈殿させることができるので、陽イオン交換膜を設け
る利点が明らかであるとはいえない。さらにこの方法
は、他の全ての公知の方法と同じく、最高濃度が100
g/l以下の場合にしか実施できないという欠点を有す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
高純度の白金を抽出するにあたって、他の合金成分や不
純物からの白金の分離を、99.95%の純度で、単純
な装置を用いて、短時間で、最低限の損失で、少ない人
件費で、高価な化学物質を添加することなく行うことの
できる方法を提供するという課題から出発するものであ
る。
高純度の白金を抽出するにあたって、他の合金成分や不
純物からの白金の分離を、99.95%の純度で、単純
な装置を用いて、短時間で、最低限の損失で、少ない人
件費で、高価な化学物質を添加することなく行うことの
できる方法を提供するという課題から出発するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】驚くべきことに、白金合
金を不純物として含有する白金金属の溶液から、他の貴
金属および卑金属不純物を同時に減損させつつ、電気分
解によって白金を抽出することによって、高純度の白金
を抽出できることを見いだした。したがって、本発明の
主題は、白金とRh、Irおよび/またはPdとの合金
の高濃度の塩化水素溶液から、高純度の白金を、他の貴
金属および卑金属不純物を減損させつつ、電気分解によ
って抽出する方法にある。本発明の方法は、精製過程
を、陽イオン交換膜によって仕切られた電解槽中で、電
圧は8V−16V及び電流密度は12.5−37.5A
/dm 2 で行うこと並びに沈殿した白金合金金属は回収
することに特徴がある。
金を不純物として含有する白金金属の溶液から、他の貴
金属および卑金属不純物を同時に減損させつつ、電気分
解によって白金を抽出することによって、高純度の白金
を抽出できることを見いだした。したがって、本発明の
主題は、白金とRh、Irおよび/またはPdとの合金
の高濃度の塩化水素溶液から、高純度の白金を、他の貴
金属および卑金属不純物を減損させつつ、電気分解によ
って抽出する方法にある。本発明の方法は、精製過程
を、陽イオン交換膜によって仕切られた電解槽中で、電
圧は8V−16V及び電流密度は12.5−37.5A
/dm 2 で行うこと並びに沈殿した白金合金金属は回収
することに特徴がある。
【0007】本発明では、白金の塩化水素溶液の白金合
金含量は50−700g/lとし、不純物の合計含量を
5000ppm以下とする。本発明の方法では、合金の
含量を500−700g/lとした合金溶液を使用する
のが好適である。本発明の方法で使用する高濃度の白金
合金溶液には、Auおよび/またはAg、Cu、Fe、
Co、Ni、Sb、As、Pb、Cd、Al、Mn、M
o、Si、Zn、Sn、Zr、W、Ti、およびCrの
元素が混入している。陽極液としては、白金合金の塩化
水素溶液、好ましくはヘキサクロロ白金酸を使用し、陰
極液としては、6−8Nの塩酸、好ましくは6Nの塩酸
を使用する。陽極は、白金金属から構成し、陰極は、白
金金属、チタン、あるいは黒鉛から構成する。スルホン
酸基に担持した陽イオン交換膜として、テフロン膜(ナ
フィオン(Nafion登録商標)膜)を使用するのが
好適である。本発明の方法は、電圧は11.5V−12
V及び電流密度は22.5−35A/dm 2 の範囲の定
電圧又は電圧制御状態で進行させるのが好適である。陰
極上には、白金金属含量の少ない卑金属および貴金属不
純物が沈殿する。陽極上には、驚くべきことに、合金成
分であるIr、Rhおよび/またはPdが、少量の白金
とともに沈殿することを見いだした。
金含量は50−700g/lとし、不純物の合計含量を
5000ppm以下とする。本発明の方法では、合金の
含量を500−700g/lとした合金溶液を使用する
のが好適である。本発明の方法で使用する高濃度の白金
合金溶液には、Auおよび/またはAg、Cu、Fe、
Co、Ni、Sb、As、Pb、Cd、Al、Mn、M
o、Si、Zn、Sn、Zr、W、Ti、およびCrの
元素が混入している。陽極液としては、白金合金の塩化
水素溶液、好ましくはヘキサクロロ白金酸を使用し、陰
極液としては、6−8Nの塩酸、好ましくは6Nの塩酸
を使用する。陽極は、白金金属から構成し、陰極は、白
金金属、チタン、あるいは黒鉛から構成する。スルホン
酸基に担持した陽イオン交換膜として、テフロン膜(ナ
フィオン(Nafion登録商標)膜)を使用するのが
好適である。本発明の方法は、電圧は11.5V−12
V及び電流密度は22.5−35A/dm 2 の範囲の定
電圧又は電圧制御状態で進行させるのが好適である。陰
極上には、白金金属含量の少ない卑金属および貴金属不
純物が沈殿する。陽極上には、驚くべきことに、合金成
分であるIr、Rhおよび/またはPdが、少量の白金
とともに沈殿することを見いだした。
【0008】このように、陽極上に合金成分が驚くべき
ことに沈殿するのは、本発明の方法で使用する白金合金
溶液の濃度が高く、電圧の範囲が高いためである。陰極
上の沈殿物は、陰極から機械的に除去し、別途回収す
る。Ir、Rhおよび/またはPdの精製は、溶液とし
てから、さらに電気分解を行うことによって行う。本発
明の方法で発生する塩素ガスは、公知の方法によって抽
出する。金属白金は、本発明の方法によって精製した白
金金属合金の溶液から、電気分解あるいは化学的手段に
よって抽出することができる。
ことに沈殿するのは、本発明の方法で使用する白金合金
溶液の濃度が高く、電圧の範囲が高いためである。陰極
上の沈殿物は、陰極から機械的に除去し、別途回収す
る。Ir、Rhおよび/またはPdの精製は、溶液とし
てから、さらに電気分解を行うことによって行う。本発
明の方法で発生する塩素ガスは、公知の方法によって抽
出する。金属白金は、本発明の方法によって精製した白
金金属合金の溶液から、電気分解あるいは化学的手段に
よって抽出することができる。
【0009】
【作 用】本発明の方法は、以下の利点を有している。 ・機械類ならびに安全技術に関する出費が少なくてす
む。 ・環境に対する負荷が小さい。 ・従来の方法と比べると、時間も経費の効率もはるかに
高い。
む。 ・環境に対する負荷が小さい。 ・従来の方法と比べると、時間も経費の効率もはるかに
高い。
【0010】
【実 施 例】以下では、いくつかの実施例に言及しつ
つ本発明を説明する。 実施例1 白金−イリジウム−1の電気分解による沈殿 白金金属含量が300g/lで、不純物の含量が(白金金属含量に対して) Au 20ppm Fe 136ppm Ni 534ppm Cu 960ppm Pb 24ppm Cd 12ppm Zn 16ppm である白金−イリジウム−1の塩化水素溶液を、陰極と
陽極とが陽イオン交換膜によって隔てられた電解槽中
で、電圧を12V、電流密度を27.5A/dm2とし
て電気分解する。20時間にわたって電気分解を行う
と、卑金属ならびに金が最終濃度が20ppm以下とな
るまで減損し、ロジウムが濃度が150ppmとなるま
で、イリジウムが濃度が0.5%となるまで減損する。
パラジウムの沈殿は、高度に酸性の溶媒中で、もっと少
ない濃度で生じる。さらに20時間にわたって電気分解
を行うと、イリジウム含量が200ppm以下となり、
ロジウム含量が20ppm以下となり、パラジウム含量
が100ppm以下となる。
つ本発明を説明する。 実施例1 白金−イリジウム−1の電気分解による沈殿 白金金属含量が300g/lで、不純物の含量が(白金金属含量に対して) Au 20ppm Fe 136ppm Ni 534ppm Cu 960ppm Pb 24ppm Cd 12ppm Zn 16ppm である白金−イリジウム−1の塩化水素溶液を、陰極と
陽極とが陽イオン交換膜によって隔てられた電解槽中
で、電圧を12V、電流密度を27.5A/dm2とし
て電気分解する。20時間にわたって電気分解を行う
と、卑金属ならびに金が最終濃度が20ppm以下とな
るまで減損し、ロジウムが濃度が150ppmとなるま
で、イリジウムが濃度が0.5%となるまで減損する。
パラジウムの沈殿は、高度に酸性の溶媒中で、もっと少
ない濃度で生じる。さらに20時間にわたって電気分解
を行うと、イリジウム含量が200ppm以下となり、
ロジウム含量が20ppm以下となり、パラジウム含量
が100ppm以下となる。
【0011】 実施例2 白金−ロジウム−5の電気分解による沈殿 白金金属含量が250g/lで、不純物の含量が(白金金属含量に対して) Ir 250ppm Pd 500ppm Au 150ppm Fe 210ppm Ni 453ppm Cu 760ppm Pb 55ppm Cd 22ppm Zn 40ppm である白金−ロジウム−5の塩化水素溶液を、陰極と陽
極とが陽イオン交換膜によって隔てられた電解槽中で、
電圧を15V、電流密度を32.5−35A/dm2と
して電気分解する。20時間にわたって電気分解を行う
と、卑金属不純物ならびに金が濃度が20ppm以下と
なるまで減損し、パラジウムが濃度が400ppmとな
るまで、ロジウムが濃度が1.2%となるまで減損す
る。さらに25時間にわたって電気分解を行うと、ロジ
ウムが200ppm以下の濃度となるまで減損し、パラ
ジウムが100ppm以下となるまで減損するのが観察
される。
極とが陽イオン交換膜によって隔てられた電解槽中で、
電圧を15V、電流密度を32.5−35A/dm2と
して電気分解する。20時間にわたって電気分解を行う
と、卑金属不純物ならびに金が濃度が20ppm以下と
なるまで減損し、パラジウムが濃度が400ppmとな
るまで、ロジウムが濃度が1.2%となるまで減損す
る。さらに25時間にわたって電気分解を行うと、ロジ
ウムが200ppm以下の濃度となるまで減損し、パラ
ジウムが100ppm以下となるまで減損するのが観察
される。
【0012】 実施例3 白金−パラジウム−5の電気分解による沈殿 金属含量が100g/lで、不純物の含量が(白金金属含量に対して) Ir 400ppm Rh 450ppm Au 80ppm Fe 160ppm Ni 500ppm Cu 810ppm Pb 76ppm Cd 15ppm Zn 43ppm である白金−パラジウム−5の塩化水素溶液を、陰極と
陽極とが陽イオン交換膜によって隔てられた電解槽中
で、電圧を11.5V、電流密度を22.5A/dm2
として電気分解する。10時間以内に、卑金属と金が含
量が20ppm以下となるまで減損し、イリジウムとロ
ジウムが100ppm以下の濃度となるまで減損し、パ
ラジウムが2.3%となるまで減損する。さらに15時
間にわたって電気分解を行うと、パラジウムが500p
pm以下の値となるまで減損する。
陽極とが陽イオン交換膜によって隔てられた電解槽中
で、電圧を11.5V、電流密度を22.5A/dm2
として電気分解する。10時間以内に、卑金属と金が含
量が20ppm以下となるまで減損し、イリジウムとロ
ジウムが100ppm以下の濃度となるまで減損し、パ
ラジウムが2.3%となるまで減損する。さらに15時
間にわたって電気分解を行うと、パラジウムが500p
pm以下の値となるまで減損する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウヴェ、ランダウ ドイツ連邦共和国、デェー14169 ベル リン、ビィーサルスキーヴェーグ 4ア ー (56)参考文献 特開 平2−38536(JP,A) 欧州特許出願公開253783(EP,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25C 1/00 - 7/08
Claims (15)
- 【請求項1】 白金とRh、Irおよび/またはPdと
の合金の高濃度の塩化水素溶液から、高純度の白金を、
他の貴金属および卑金属不純物を減損させつつ、電気分
解によって抽出する方法であって、 精製過程を、陽イオン交換膜によって仕切られた電解槽
中で、電圧は8V−16V及び電流密度は12.5−3
7.5A/dm 2 の範囲で、定電圧又は電圧制御状態で
行なうこと並びに沈殿した白金合金金属は回収すること
を特徴とする方法。 - 【請求項2】 白金合金の高濃度の塩化水素溶液の、白
金合金含量を50−700g/lとし、不純物の合計含
量を5000ppm以下とすることを特徴とする請求項
1に記載の方法。 - 【請求項3】 白金合金の高濃度の塩化水素溶液の白金
合金含量を500−700g/lとすることを特徴とす
る請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 白金合金の高濃度の溶液に、Auおよび
/またはAg、Cu、Fe、Co、Ni、Sb、As、
Pb、Cd、Al、Mn、Mo、Si、Zn、Sn、Z
r、W、Ti、Crの元素が混入していることを特徴と
する請求項1−3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項5】 陽極液として、白金金属合金の塩化水素
溶液を使用し、陰極液として、6−8Nの塩酸を使用す
ることを特徴とする請求項1−4のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項6】 陽極液として、ヘキサクロロ白金酸を使
用することを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 陰極液として、6Nの塩酸を使用するこ
とを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 【請求項8】 精製過程を、電圧は11.5−12V及
び電流密度は22.5−35A/dm 2 の範囲で、定電
圧又は電圧制御状態で進行させることを特徴とする請求
項1−7のいずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 電気分解の間に発生する塩素ガスを、公
知の方法によって抽出することを特徴とする請求項1−
8のいずれかに記載の方法。 - 【請求項10】 陽極として白金金属を使用し、陰極と
して白金金属、チタン、あるいは黒鉛を使用することを
特徴とする請求項1−9のいずれかに記載の方法。 - 【請求項11】 陽イオン交換膜としてテフロン膜を使
用することを特徴とする請求項1−10のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項12】 陽極上に、合金成分であるIr、Rh
および/またはPdが沈殿し、陰極上に、白金含量の少
ない卑金属および貴金属不純物が沈殿することを特徴と
する請求項1−11のいずれかに記載の方法。 - 【請求項13】 陰極から沈殿物を機械的に除去し、別
途回収することを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 【請求項14】 陽極から沈殿物を機械的に除去し、溶
液とし、さらなる電気分解によって精製することを特徴
とする請求項12に記載の方法。 - 【請求項15】 精製した白金金属合金の溶液から、金
属白金を、電気分解あるいは化学的手段によって、公知
の方法で抽出することを特徴とする請求項1−11のい
ずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4243697.4 | 1992-12-18 | ||
DE4243697A DE4243697C1 (de) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | Elektrolytisches Verfahren zur Gewinnung von Platin hoher Reinheit aus Platinlegierungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06280075A JPH06280075A (ja) | 1994-10-04 |
JP3227656B2 true JP3227656B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=6476275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34328893A Expired - Fee Related JP3227656B2 (ja) | 1992-12-18 | 1993-12-17 | 白金合金から高純度の白金を電気分解によって抽出する方法 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US5393388A (ja) |
EP (1) | EP0602426B1 (ja) |
JP (1) | JP3227656B2 (ja) |
AT (1) | ATE138980T1 (ja) |
CA (1) | CA2111792C (ja) |
DE (2) | DE4243697C1 (ja) |
FI (1) | FI100605B (ja) |
RU (1) | RU2093606C1 (ja) |
ZA (1) | ZA938995B (ja) |
Families Citing this family (9)
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---|---|---|---|---|
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DE60142831D1 (de) * | 2000-05-22 | 2010-09-30 | Nippon Mining Co | Verfahren zur herstellung von metall mit höherem reinheitsgrad |
US7255798B2 (en) * | 2004-03-26 | 2007-08-14 | Ion Power, Inc. | Recycling of used perfluorosulfonic acid membranes |
GB0408805D0 (en) * | 2004-04-08 | 2004-05-26 | Accentus Plc | Precious metal recovery |
DE102006056017B4 (de) * | 2006-11-23 | 2016-02-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Rückgewinnung von Edelmetallen |
KR101349305B1 (ko) * | 2013-05-24 | 2014-01-13 | 한국지질자원연구원 | 유로형 셀을 이용한 희유 금속의 전해 채취 장치, 및 그 방법 |
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