JP4865156B2 - 高純度白金及びパラジウムの回収方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白金含有スクラップから効率良く、純度の高い高純度白金及びパラジウムを回収する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の大きな進展に伴い、回路設計や各種の電気・電子素子形成のために様々な薄膜が形成されているが、その中で記録媒体用磁性薄膜（例えばCo-Cr-Pt-Ta-B-Cu-(Pd)等）又は半導体材料用として、白金やパラジウム又はこれらを含有する合金スパッタリングターゲットを使用して特定の薄膜を形成することも行われている。
これらの薄膜は、白金やパラジウム又はこれらを含有する合金製のターゲットをアルゴンガス等の不活性雰囲気下でスパッタリングすることにより形成される。
【０００３】
このターゲットが製作される段階で切削屑等の多量の端材が生じる。これらは全てスクラップとなる。
ターゲットへの製作工程では、溶解鋳造後にインゴットの鍛造・圧延等の塑性加工又は切削等の機械加工さらにはバッキングプレーへの接合工程により、ターゲットに接触する部分の汚染が起きる。特に機械加工の切削工具や周辺の加工具を構成する材料からの重金属等の汚染が著しい。
白金やパラジウムは高価な材料なので、これを回収して再使用する必要があるが、上記のような汚染が入った材料はそのままでは使用できないという問題がある。
【０００４】
一般に、このような不純物は、記録媒体やハードディスクや半導体デバイス素子の性能を低下させる原因となるとともに、スパッタリング中にスプラッシュ、異常放電、パーティクル等を発生させ、薄膜の性質を低下させる虞がある。
以上から、白金やパラジウムを効率良く回収する要求があるが、必ずしもこの要求に満足できる方法が得られていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】
以上から、本発明はスパッタリング用白金及び白金含有ターゲットの製造工程等に発生する端材、切削屑、平研屑等のスクラップに混入するコバルト、クロム、銅、鉄、ニッケル、シリコン等を効率良く除去し、白金及び白金含有ターゲットに再使用できる高純度白金、パラジウムを低コストで回収する方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
１．白金含有スクラップを酸で溶解し残渣を除去した後、白金を溶解した酸と塩化アンモニア溶液を反応させて塩化白金酸アンモニウムとして沈殿回収し、さらにこれを焙焼して白金スポンジを得ることを特徴とする高純度白金の回収方法
２．白金含有スクラップを王水で溶解することを特徴とする上記１記載の高純度白金の回収方法
３．白金を溶解した王水を塩化アンモニア溶液に添加することを特徴とする上記２記載の高純度白金の回収方法
４．白金含有スクラップを酸で溶解し、タンタル酸化物、ボロン酸化物等の不純物を残渣として除去することを特徴とする上記１〜３のそれぞれに記載の高純度白金の回収方法
５．白金含有スクラップを酸で溶解し残渣を除去した後、溶液に苛性アルカリを添加しｐＨを３〜６に調整して、コバルト、銅等を水酸化物として沈殿させ除去することを特徴とする上記１〜４のそれぞれに記載の高純度白金の回収方法
６．コバルト、銅等を水酸化物として沈殿させ除去した後、溶媒抽出によりパラジウムを抽出することを特徴とする上記５記載の高純度白金の回収方法
７．パラジウム抽出後、該抽出されたパラジウムをアンモニアで逆抽出し、パラジウム含有液を還元剤で還元してパラジウムスポンジを得ることを特徴とする上記６記載の高純度白金の回収方法
に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、白金（及びパラジウムを付加的に）を含有し、さらに不純物元素としてコバルト、クロム、銅、鉄、ニッケル、シリコン等を含有するスクラップを、まず酸で溶解する。溶解用の酸は特に王水が望ましい。
他の酸で溶解することも可能であるが、例えば塩酸で溶解した場合には溶解が不完全であり、また水素が発生し水素爆発の可能性がある。
王水を用いると溶解が十分達成され、また溶解時に窒素酸化物と水素が同時に発生するので、水素が希釈され爆発の危険性がないという利点がある。王水を使用した場合、初期においては白金がなかなか溶解しないが、次第に白金が良く溶けるようになる。
【０００８】
白金含有スクラップの酸による溶解後、残渣であるタンタル酸化物（Ｔａ_２Ｏ_５）、ボロン酸化物（Ｂ_２Ｏ_３）等の不純物を除去する。
この残渣を除去した後、白金を含有する溶液に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ等の）苛性アルカリを添加しｐＨを３〜６に調整して中和し、コバルト、銅等を水酸化物として沈殿させ、これを濾過除去する。
溶液にパラジウムが含有している場合には、コバルト、銅等の水酸化物を沈殿除去した後、溶媒抽出によりパラジウムを抽出する。パラジウム抽出後、該抽出されたパラジウムをアンモニアで逆抽出し、パラジウム含有液を還元剤、例えばヒドラジン等で還元して高純度パラジウムスポンジを回収することができる。
【０００９】
次に、白金を溶解した酸と塩化アンモニア溶液を反応させて塩化白金酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＰｔＣｌ_６）結晶を沈殿させる。この場合、白金を溶解した王水を塩化アンモニア溶液に添加することが望ましい。通常、白金を溶解した王水に塩化アンモニア溶液を添加しようとするのが常識であるが、このような手法をとると塩化白金酸アンモニウムが再溶解し、析出し難くなり、液に白金が残存し、白金の収率が落ちる現象が見られる。
したがって、白金の収率を上げるために、白金を溶解した王水を塩化アンモニア溶液に添加することは重要な意味をもつ。
次に、このようにして得た塩化白金酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＰｔＣｌ_６）結晶を６００〜１０００°Ｃで焙焼して高純度白金スポンジを得る。
以上の工程により、非常に簡単な方法で高純度の白金が効率良く回収できる。
【００１０】
【実施例】
次に、実施例に基づいて説明する。なお、これらは本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００１１】
（実施例１）
本実施例においては、スパッタリング用白金ターゲットの製造工程に発生した端材、切削屑、平研屑等の白金（Ｐｔ）含有スクラップ１００ｇを使用した。このスクラップの不純物の分析値を表１に示す。
このスクラップに王水を添加し８０°Ｃに加熱した。残渣を除去後、４５０ｍｌの白金含有溶液にＮａＯＨ溶液を添加しｐＨ４．５に調整した。これによって、Ｃｏ、Ｃｕ等の不純物が水酸化物となって沈殿した。この中には未溶解物も残存していた。
次に、これを濾過し、塩化アンモニウム溶液（４０ｇ／Ｌ）の液６１０ｍｌに、前記水酸化物を除去した溶液を添加し、塩化白金酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＰｔＣｌ_６）結晶を得た。
さらに、前記塩化白金酸アンモニウムを８００°Ｃで焙焼することにより白金スポンジ１４ｇを得た。
【００１２】
このときの不純物の分析結果を同様に表１に示す。
原材料がタンタルターゲットの製造工程に発生する端材、切削屑、平研屑からくる多くのコバルト、クロム、銅、鉄、ニッケル、シリコン等が含有されていたにもかかわらず、これらの殆どが除去され、表１に示すように、高純度白金が得られた。
これによって、目的とする薄膜の電気的特性及び化学的特性を改善するだけでなく、スパッタリング中のスプラッシュ、異常放電、パーティクル等の発生が減少するという著しい特長を有した。
なお、上記においては、スパッタリング用白金及び白金含有ターゲットのスクラップを用いた説明をしたが、同様な不純物を有する他のスクラップにおいても同様に適用できるものである。
【００１３】
【表１】

【００１４】
（実施例２）
実施例１と同様に、記録媒体用スパッタリング用白金含有ターゲットの製造工程に発生した端材、切削屑、平研屑等の純度２Ｎ〜４Ｎのスクラップ１００ｇを使用した。このスクラップの不純物の分析値を表２に示す。
このスクラップに王水を添加し８０°Ｃに加熱した。残渣を除去後、４５０ｍｌの白金含有溶液にＮａＯＨ溶液を添加しｐＨ４．５に調整した。これによって、Ｃｏ、Ｃｕ等の不純物が水酸化物となって沈殿した。この中には未溶解物も残存していた。
次に、これを濾過した後、濾液を溶媒抽出剤（大八化学製：ＳＦ１−６）でＰｄを抽出した。さらにこれをアンモニアで逆抽出し、ヒドラジンで還元して０．９ｇのパラジウムスポンジを得た。
パラジウム溶媒抽出後の残液を使用し、塩化アンモニウム溶液（４０ｇ／Ｌ）の液６１０ｍｌに添加し、塩化白金酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＰｔＣｌ_６）結晶を得た。さらに、前記塩化白金酸アンモニウムを８００°Ｃで焙焼することに白金スポンジ１４ｇを得た。このときの白金スポンジに含有する不純物は実施例とほぼ同様であった。
【００１５】
【表２】

【００１６】
【発明の効果】
スパッタリング用白金及び白金含有ターゲットの製造工程に発生する端材、切削屑、平研屑等のスクラップに混入するコバルト、クロム、銅、鉄、ニッケル、シリコン等を比較的簡単な工程で除去し、白金、パラジウム及びこれらを含有するターゲットに再使用できる高純度白金、パラジウムを低コストで回収することができるという優れた効果を有する。
また、これによって得られた高純度白金及び白金含有ターゲットは、薄膜の電気特性又は化学的特性を改善するだけでなく、不純物元素に起因するスパッタリング中のスプラッシュ、異常放電、パーティクル等の発生が減少するという著しい特長を有する。

Claims (5)

1. 白金含有スクラップを王水で溶解し残渣を除去した後、白金を溶解した王水を塩化アンモニウム溶液に添加し、塩化アンモニア溶液と反応させて塩化白金酸アンモニウムとして沈殿回収し、さらにこれを焙焼して白金スポンジを得ることを特徴とする高純度白金の回収方法。
2. 白金含有スクラップを王水で溶解し、溶け残った不純物を残渣として除去することを特徴とする請求項１記載の高純度白金の回収方法。
3. 白金含有スクラップを王水で溶解し残渣を除去した後、溶液に苛性アルカリを添加しｐＨを３〜６に調整して、沈殿した水酸化物を除去することを特徴とする請求項１又は２記載の高純度白金の回収方法。
4. 沈殿した水酸化物を除去した後、溶媒抽出によりパラジウムを抽出することを特徴とする請求項３記載の高純度白金の回収方法。
5. パラジウム抽出後、該抽出されたパラジウムをアンモニアで逆抽出し、パラジウム含有液を還元剤で還元してパラジウムスポンジを得ることを特徴とする請求項４記載の高純度白金の回収方法。