JP5007983B2 - 白金族金属の分離試薬及びそれを用いた白金族金属の分離回収方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、溶媒抽出法による白金族金属の分離において、ロジウムはその有効な分離試薬が存在しないことから、他金属を分離した後の抽残液より回収されてきた(特許文献4〜6)。しかし、白金族金属の中で最も高価なロジウムをプロセスの最後まで残留させることは経済的にも効率が悪い。
本発明者らは、白金族金属の中のパラジウムの抽出剤として、従来のDHSに代えて、チオグリコールアミド、3,3′−チオジプロピオンアミド、又は3,6−ジチアオクタンジアミドなどの硫黄含有ジアミド化合物を用いることにより、従来から用いられてきたDHSを用いる場合と比較して、パラジウムを短時間で抽出し、且つ他の白金族金属及びベースメタルとの分離が可能であり、高効率にパラジウムの分離回収を行うことができることを見いだしているが(特許文献8)、該抽出剤では、ロジウムを選択的に抽出することはできない。
(1)下記の一般式で示されるアミド含有三級アミン化合物を有効成分とすることを特徴とする白金族金属分離試薬。
(2)ロジウム、白金及びパラジウムを含有する酸性の水相と、請求項1に記載の白金族金属分離試薬を含有する有機相を接触させることにより、ロジウム、白金及びパラジウムを前記有機相に抽出することを特徴とする白金族金属の分離方法。
(3)請求項2に記載の有機相に抽出したロジウム、白金及びパラジウムを、高濃度塩酸溶液により逆抽出して、ロジウムを含む水溶液を得ることを特徴とするロジウムの回収方法。
(4)請求項2に記載の有機相に抽出したロジウム、白金及びパラジウムを、高濃度硝酸溶液により逆抽出して、ロジウム、白金、及びパラジウムを含む水溶液を得ることを特徴とするロジウム、白金、及びパラジウムの回収方法。
(5)すくなくともロジウム、白金及びパラジウムを含有する被処理溶液から白金族金属を分離回収する方法において、
すくなくともロジウム、白金及びパラジウムを含有する酸性の被処理液と、請求項1に記載の白金族金属分離試薬を含有する有機相とを接触させて、前記酸性の被処理溶液からロジウム、白金及びパラジウムを分離する工程(第1工程)、
得られたロジウム、白金及びパラジウムを含有する前記有機相に、高濃度塩酸溶液を接触させてロジウムを回収する工程(第2工程)、
ロジウム分離後の前記有機相に、高濃度硝酸溶液を接触させて白金及びパラジウムを回収する工程(第3工程)、
得られた白金及びパラジウムを含有する水溶液に、チオジグリコールアミド分離試薬を含有する有機相を接触させてパラジウムを分離し、白金を水溶液に残す工程(第4工程)、及び
得られたパラジウムを含有する前記有機相に、チオ尿素を含む塩酸溶液又はアンモニア溶液を接触させてパラジウムを回収する工程(第5工程)
を含むことを特徴とするロジウム、白金及びパラジウムの分離回収方法。
なお、上記一般式で示されるアミド含有3級アミンは、Helvetica Chimica Acta vol.63,p2264−2270(1980年)(以下「非特許文献1」という)に記載されたものと同様の方法で合成することができる。
図1及び図2は、それぞれ、前述の従来型分離回収プロセス及び本発明の方法による分離回収プロセスの概要を示すものである。
次いで、この金属抽出後のロジウム、白金、及びパラジウムを含有する有機相と、高濃度塩酸溶液と接触させることで、逆抽出により、ロジウムのみを最初に選択的に分離することが可能となる。
続いて、ロジウム分離後の有機相を、高濃度硝酸溶液と接触させることで、逆抽出により、白金及びパラジウムの分離回収を行うことができる。
また、前記ロジウム、白金、及びパラジウムを含有する有機相と、高濃度硝酸溶液とを接触させた場合には、逆抽出により、白金、パラジウム及びロジウムの分離回収を行うことができる。
なお、前記高濃度塩酸溶液及び高濃度硝酸溶液の「高濃度」とは、前記酸性の被処理溶液における酸濃度に比べて、高い濃度であることを意味している。
被対象処理液に、白金族金属以外の金属が含まれている場合には、ロジウム、白金、及びパラジウムからなる白金族金属及びその他の金属を含有する塩酸性溶液を中和して、この溶液中に共存する白金族金属以外の金属を沈殿物として分離除去する。
この不純物中和除去工程は、pHを2.8〜3.3とするものであり、より好ましくは抜気などにより過剰の酸化剤を除去した後pHを調整することにより行われる。
以上の前処理により得られる溶液は、ロジウム、白金、及びパラジウムなどの白金族金属を含有するが、該白金族金属を含む塩酸溶液は、次の工程で、これと接触させる前記抽出溶液中の上記一般式(I)で示されるアミド含有3級アミン化合物のモル濃度に対して、1/2以下のモル濃度の白金族金属が含まれるように調製される。
(第1工程)
前記ロジウム、白金、及びパラジウムからなる白金族金属を含有する塩酸溶液からなる水相と、前記アミド含有3級アミン化合物からなる白金族金属分離試薬を含有する抽出溶液の有機相とを接触させ、水相中のロジウム、白金、及びパラジウムを有機相へ抽出することにより、ロジウム、白金、及びパラジウムを分離する。
次に、前記の操作により得られたロジウム、白金、及びパラジウムを含有する前記白金族分離試薬溶液(抽出溶液)の有機相と、高濃度塩酸溶液とを接触させて、ロジウムを回収する。該工程では、前記有機相と、高濃度塩酸溶液と接触させることにより、前記有機相に分離された白金族金属のうち、ロジウムのみが逆抽出され、水溶液として回収することができる。該高濃度塩酸溶液としては、前記第1工程の塩酸溶液に比べて、充分に高い濃度の塩酸溶液であることが望ましい。
前記の操作で得られたロジウム分離後の分離試薬を含有する有機相に、高濃度硝酸溶液を接触させて白金及びパラジウムを回収する。該工程では、有機相中に残された白金及びパラジウムは、その有機相と、高濃度硝酸溶液とを接触させることで逆抽出され、白金及びパラジウムを含有する水溶液として回収することができる。該高濃度硝酸溶液においても、前記第1工程の塩酸溶液に比べて、充分に高い濃度の硝酸溶液であることが望ましい。
前記の操作により得られる白金及びパラジウムを含有する硝酸溶液に、チオジグリコールアミド分離試薬(特許文献8に記載のパラジウム抽出剤)を含有する有機相と接触させ、パラジウムを分離し、白金を水溶液にのこす。該工程では、前記第3工程で分離されたパラジウムと白金が、耐酸化性に優れたチオジグリコールアミドを含有する有機溶媒と接触させることで、パラジウムのみを選択的に有機相に抽出して分離することができ、残った白金は硝酸溶液中から回収できる。
前記の操作により得られたパラジウムを含有する有機相と、チオ尿素を含む塩酸溶液又はアンモニア溶液を接触させて、パラジウムを回収する。該工程では、前工程で得られた分離試薬を含有する有機相に含有されているパラジウムを、チオ尿素含有塩酸溶液又はアンモニア溶液と接触させることにより逆抽出し、パラジウムを含有する水溶液として回収することができる。
(実施例1:分離試薬の合成)
分離試薬(A):N−n−ヘキシル−ビス(N−メチル−N−n−オクチル−エチルアミド)アミン(上記一般式(I)中、R1=R2=R4R5NC(O)R6、R3=n−C6H13、R4=CH3、R5=n−C8H17、R6=CH2であるアミド含有三級アミン)を、前記非特許文献1を参考にして、下記の方法で合成した。
IR (neat,νcm-1) : 1658 (C=O).
Elementary analysis: Found: C=59.51%; H=10.00%; N=6.25%.
Calculated for C11H22NOCl: C=60.12%; H=10.10% ;N=6.37%.
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,σppm):
0.88(3H,CH2CH3);1.2 to 1.4(10H,CH3(CH2)5;1.5 to 1.7(2H,NCH2CH2)
2.96 and 3.07(3H,NCH3);3.25 to 3.40(2H,NCH2);4.09 (2H,ClCH2CO)
IR (neat,νcm-1) : 1648 (C=O).
Elementary analysis:Found: C=70.55%; H=11.99%; N=8.72%.
Calcurated for C28H57N3O2・1/2H2O: C=70.54%; H=12.26% ;N=8.81%.
1H-NMR(400MHZ,CDCl3,σppm):
0.87(9H,3CH2CH3);1.2 to 1.4(26H,10CH2CH2 and 3CH3CH2);1.4 to 1.6 (6H,NCH2CH2 and 2CONCH2CH2);2.67(2H,NCH2C2H5);2.89 and 3.03(6H,2NCH3);3.32(4H,2CONCH2);3.49(4H,2NCH2CO).
実施例1で得られた分離試薬(A)を用いて、以下のようにして、ロジウム、白金及びパラジウムを分離した。
上記試薬(A)をクロロホルムにより希釈して、0.5mol/Lとした。
この有機溶媒に、白金、パラジウム及びロジウムをそれぞれ100mg/L含む等体積の塩酸溶液を加え、30分間激しく振とうすることで、有機相に金属の抽出を行った。抽出率は振とう前後の水相の金属濃度をICP発光分光器で測定して求めた。白金、パラジウム及びロジウムの抽出率の塩酸濃度依存性を図3に示す。
パラジウム及び白金はほぼ全量抽出されていた。また、ロジウムに関しても1〜2mol/L塩酸からの抽出において80%以上の高抽出率が得られた。この抽出率は、湿式製錬分野で多くみられる塩素系酸溶液からのロジウム抽出の中でも極めて高い。
パラジウム及び白金の逆抽出率はいずれも小さくほとんど剥離されていない。一方、ロジウムでは約90%の高い逆抽出率が得られた。
パラジウムの逆抽出率は約80%で高い値となった。また、白金はパラジウムより小さいが40%程度の逆抽出率を示した。
3級アミンの一種であるトリ−n−オクチルアミン(TOA)((n−C8H17)3N)及びアミド基を2個有するN,N′−ジメチル−N,N′−ジフェニル−マロンアミド(MA)({C6H5(CH3)NC(O)}2CH2)と、上記試薬(A)とのロジウム抽出率の比較を行った。いずれの抽出剤もクロロホルムにより希釈して、0.5mol/Lとした。抽出実験及び抽出率測定は上記実施例2と同様に行った。ロジウム抽出率の他の抽出剤との比較結果を図4に示す。
試薬(A)がロジウムを効率よく抽出する塩酸濃度3mol/L以下においても、TOA及びMAではロジウムをほとんど抽出しておらず、いずれもロジウム抽出率は5%未満である。
以上の結果より、3級アミンでアミド基を含有していない化合物又はアミド基を含有するが3級アミンでない化合物は、ロジウムを抽出することが困難であり、ロジウムの抽出剤はアミド基を含有した3級アミンであることが必要であることがわかる。
Claims (5)
- ロジウム、白金及びパラジウムを含有する酸性の水相と、請求項1に記載の白金族金属分離試薬を含有する有機相を接触させることにより、ロジウム、白金及びパラジウムを前記有機相に抽出することを特徴とする白金族金属の分離方法。
- 請求項2に記載の有機相に抽出したロジウム、白金及びパラジウムを、高濃度塩酸溶液により逆抽出して、ロジウムを含む水溶液を得ることを特徴とするロジウムの回収方法。
- 請求項2に記載の有機相に抽出したロジウム、白金及びパラジウムを、高濃度硝酸溶液により逆抽出して、ロジウム、白金、及びパラジウムを含む水溶液を得ることを特徴とするロジウム、白金、及びパラジウムの回収方法。
- すくなくともロジウム、白金及びパラジウムを含有する被処理溶液から白金族金属を分離回収する方法において、
すくなくともロジウム、白金及びパラジウムを含有する酸性の被処理液と、請求項1に記載の白金族金属分離試薬を含有する有機相とを接触させて、前記酸性の被処理溶液からロジウム、白金及びパラジウムを分離する工程(第1工程)、
得られたロジウム、白金及びパラジウムを含有する前記有機相に、高濃度塩酸溶液を接触させてロジウムを回収する工程(第2工程)、
ロジウム分離後の前記有機相に、高濃度硝酸溶液を接触させて白金及びパラジウムを回収する工程(第3工程)、
得られた白金及びパラジウムを含有する水溶液に、チオジグリコールアミド分離試薬を含有する有機相と接触させてパラジウムを分離し、白金を水溶液に残す工程(第4工程)、及び
得られたパラジウムを含有する前記有機相に、チオ尿素を含む塩酸溶液又はアンモニア溶液を接触させてパラジウムを回収する工程(第5工程)
を含むことを特徴とするロジウム、白金及びパラジウムの分離回収方法。
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