JP5737742B2 - 金属化合物の還元方法 - Google Patents

金属化合物の還元方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5737742B2
JP5737742B2 JP2010266990A JP2010266990A JP5737742B2 JP 5737742 B2 JP5737742 B2 JP 5737742B2 JP 2010266990 A JP2010266990 A JP 2010266990A JP 2010266990 A JP2010266990 A JP 2010266990A JP 5737742 B2 JP5737742 B2 JP 5737742B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mpa
copper
glycerin
reaction
cuo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010266990A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012117099A (ja
Inventor
尚之 新見
尚之 新見
Original Assignee
リマテック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by リマテック株式会社 filed Critical リマテック株式会社
Priority to JP2010266990A priority Critical patent/JP5737742B2/ja
Publication of JP2012117099A publication Critical patent/JP2012117099A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5737742B2 publication Critical patent/JP5737742B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

本発明は、金属化合物の還元方法に関する。
従来、金属化合物を還元するには、焙焼法や溶融法や湿式法などがあり、そのなかでも焙焼法や溶融法は、反応温度が高く、エネルギー投入量が極めて多く必要で、経済性が悪い欠点がある。
これに対して、湿式法では、ヒドラジンを用いた還元法(例えば、特許文献1参照)や、ポリオールによる還元法(例えば、特許文献2参照)が提案されている。
特許第2638271号公報 特公平4−24402号公報
上述した従来の方法で、前者のヒドラジンを用いた方法の場合は、反応性が低くしかもヒドラジンが高価であるばかりか人体に有害であるという欠点があり、また、後者のポリオールを用いた方法の場合には、図1(b)に示すように、開放系の反応装置で行うために、反応によって発生する水素ガスが大気に放出されるために、可燃性で危険であるばかりか、液中での水素の濃度が上がらず、還元反応が促進されず時間が長く、且つ、反応温度を高く必要になるという問題があった。
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、安全で少ないエネルギーにより効率よく金属化合物を還元できるようにするところにある。
本発明の第1の特徴構成は、酸化銅(CuO)をグリセリン(C (OH) )と接触させながら、密閉系空間において150℃〜180℃、1.3MPa〜1.9MPaの反応条件で還元反応させて金属銅を得るところにある。
本発明の第1の特徴構成によれば、密閉系空間において150℃〜180℃、1.3MPa〜1.9MPaの反応条件で反応をさせることにより、グリセリン(C (OH) の熱分解により水素ラジカルが発生し、その水素ラジカルにより酸化銅(CuO)は還元される。しかも、図1(a)に示すように、発生する水素ラジカルは、密閉系空間において分圧が高く外方に逃げることなく溶液中での高い存在率により、他の方法よりも同じ温度でも反応性が高く、短時間で酸化銅(CuO)の還元反応が促進される。
従って、発生する水素ラジカルが外方に放出されること無く安全で、しかも、焙焼や溶融法に比べて少ないエネルギーにより効率よく酸化銅(CuO)を還元できるようになった。
本発明の第2の特徴構成は、酸化銅(CuO)をグリセリン(C (OH) )及び水酸化カリウム(KOH)と接触させながら、密閉系空間において80℃〜150℃、1.1MPa〜4.2MPaの反応条件で還元反応させて金属銅を得るところにある。
本発明の第2の特徴構成によれば、触媒として水酸化カリウム(KOH)の添加により還元反応がさらに促進される。
本発明の第3の特徴構成は、酸化銅(CuO)を廃グリセリン及び水酸化カリウム(KOH)と接触させながら、密閉系空間において80℃〜180℃、1.5MPa〜1.9MPaの反応条件で還元反応させて金属銅を得るところにある。
本発明の第3の特徴構成によれば、グリセリンに代えて廃グリセリンを使用することにより、廃棄物を利用した再資源化を、安価で経済的に行うことができる。
本発明の第4の特徴構成は、水酸化銅(Cu(OH) )を廃グリセリン及び水酸化カリウム(KOH)と接触させながら、密閉系空間において120℃〜180℃、1.2MPa〜3MPaの反応条件で還元反応させて金属銅を得るところにある。
(a)本発明と,(b)従来法との比較を示した概念図である。 酸化銅とグリセリンの組み合わせにより得られた反応物のX線回折図である。 酸化銅と一価アルコールの組み合わせにより得られた反応物のX線回折図である。 水酸化銅とグリセリンの組み合わせにより得られた反応物のX線回折図である。
産業廃棄物中に含まれる金属化合物を有価物である金属に還元して再資源化するために、金属化合物にアルコールを接触させ、密閉系空間において高温高圧下で反応させて、その反応で発生する水素ラジカルにより金属化合物を還元させて金属を得る。
次に、金属化合物として酸化銅(CuO),水酸化銅(Cu(OH)2)、水酸化銅(Cu(OH)2)と水酸化ニッケル(Ni(OH)2)との混合物を原料例として、夫々について還元させる処理を各別に示す。
処理原料の前記金属化合物が酸化銅(CuO)の場合を例にし、接触させるアルコールに多価アルコールとしてのグリセリンを使用する。
表1に示すように、酸化銅とグリセリンの組み合わせで、密閉空間における処理温度、処理圧力、処理時間を夫々変えて反応させた結果を示す(表1の実験例1〜9)。
また、酸化銅に接触させる物として、グリセリンに触媒としてアルカリ(水酸化カリウム(KOH))を添加した例を表1の実験例10〜14に示す。
更に、生成物の結晶構造についてX線回折分析を行った結果を図2に示す。つまり、図2より、生成物が金属銅であることがわかる。
Figure 0005737742
尚、表中の結果の列の○は還元反応が行われたことを示し、×は還元反応が行われなかったことを示す。
結果として、グリセリンを使用した場合の反応では、酸化銅(CuO):グリセリン(C35(OH)3)=1:5で、30分〜60分、150℃〜180℃、1.3MPa〜1.9MPaの反応条件で還元反応が行われ金属銅が生成した。
また、グリセリンに触媒としてアルカリ(KOH)を添加した場合は、還元反応が更に促進されて、酸化銅(CuO):グリセリン(C35(OH)3):アルカリ(KOH)=1:5:1.4で、60分、80℃〜150℃、1.1MPa〜4.2MPaの反応条件で還元反応が行われ金属銅が生成した。
処理原料の前記金属化合物が酸化銅(CuO)の場合を例にし、接触させるアルコールに多価アルコールとしてエチレングリコールを使用する。
表2に示すように、酸化銅とエチレングリコールの組み合わせ(1:5)で、密閉空間における処理温度(120℃〜180℃)、処理圧力を夫々変えて60分間反応させた結果を示す(表2の実験例1〜3)。
Figure 0005737742
その結果は、実験例3以外は還元反応が起こらなかった。
処理原料の前記金属化合物が酸化銅(CuO)の場合を例にし、接触させるアルコールに多価アルコールとして廃グリセリンを使用する。
表3に示すように、酸化銅(CuO):廃グリセリン=5:25で60分、180℃、1.4MPaの反応条件で金属銅が生成した。尚、廃グリセリンにアルカリ(KOH)を添加することで、反応は促進し、80℃〜180℃、1.1〜1.9MPaの条件で金属銅が生成する。
Figure 0005737742
処理原料の前記金属化合物が酸化銅(CuO)の場合を例にし、接触させるアルコールに一価アルコールとしてメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)を使用する。
表4に示すように、酸化銅(CuO)に対して一価のアルコールは反応しにくいが、アルカリ(KOH)を添加してより高温(180℃)で高圧(10MPa)の反応条件にすることで還元反応が起こり金属銅を生成する。生成物の結晶構造についてX線回折分析を行った結果を図3に示す。つまり図3より、生成物が金属銅であることが分かる。この時の酸化銅(CuO):メタノール(CH3OH):アルカリ(KOH)=10:18:14である。
Figure 0005737742
次に、金属化合物が水酸化銅(Cu(OH)2)の場合を例にし、接触させるアルコールにグリセリン又は廃グリセリンを使用し、夫々にアルカリ(KOH)を添加した実験例3,4、7〜10を表5に示した。
更に、生成物の結晶構造についてX線回折分析を行った結果を図4に示す。つまり、図
4より、生成物が金属銅であることが分かる。
Figure 0005737742
結果としては、グリセリンにより180℃、2MPaの反応条件により60分で金属銅が生成し、更にアルカリ(KOH)を添加することで、150℃に下げても2.8Mpaで還元反応が起こる。
また、廃グリセリンの利用においては、180℃、2.2MPaで還元され、アルカリ(KOH)の添加により120℃〜180℃、1.2〜3MPaの反応条件で還元反応が起こる。
尚、実験例11,12のように、水分を含んでいるといずれも還元反応が起こりにくい。
金属化合物が水酸化銅(Cu(OH)2)で、アルコールに一価のアルコール(アルコキシド)を使用して夫々にアルカリ(KOH)を添加した。その結果を、表6に示した。
Figure 0005737742
結果としては、180℃、2.0〜2.2MPaの反応により,60分間でいずれも還元反応が行われなかった。
金属化合物が水酸化銅(Cu(OH)2)と水酸化ニッケル(Ni(OH)2)との混合物の場合、アルコールにグリセリンを使用すると共に、アルカリ(KOH)を添加した。
表7に示すように、120℃〜180℃、1.2〜2.5MPaで反応させて、120℃、1.2MPaの条件で金属銅は生成するがニッケルは生成せず,180℃、2.5MPaで反応させた場合は、金属銅とニッケルが生成する。
Figure 0005737742
次に前記実施例1〜実施例7の温度条件による結果を、表8、表9に簡単に示した。
尚、表中の○は、還元反応が起こったことを示し、×は還元反応が起こらなかったことを示す。
Figure 0005737742
Figure 0005737742
〔比較例〕
本発明と従来技術との違いを示すために、表10の実験結果を示す。
Figure 0005737742
表10によると、常圧での環境下では、197.3℃〜250℃の温度で90分〜1020分の長時間により還元が行われる物で、本発明の還元方法よりも高温、長時間の処理が必要であることが分かる。
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
〈1〉 金属化合物としては、銅、鉄、ニッケル、コバルト等の遷移金属化合物が、本発明の還元反応により有価物としての金属になる。
〈2〉 金属化合物と接触させるアルコールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、テトラエチレングリコール、グリセリン等のポリオール(多価アルコール)の他に、メチルアルコール、エチルアルコール等の一価のアルコールが使用できる。
〈3〉 本発明の反応をさせる金属化合物とアルコールは、反応前に脱水処理して含水率を低下させたほうが反応効率が良い。
〈4〉 本発明の反応においては、触媒として水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属化合物を添加することにより、還元反応性の低い一価のアルコールであっても還元反応が促進される。

Claims (4)

  1. 酸化銅(CuO)をグリセリン(C (OH) )と接触させながら、密閉系空間において150℃〜180℃、1.3MPa〜1.9MPaの反応条件で還元反応させて金属銅を得る金属化合物の還元方法。
  2. 酸化銅(CuO)をグリセリン(C (OH) )及び水酸化カリウム(KOH)と接触させながら、密閉系空間において80℃〜150℃、1.1MPa〜4.2MPaの反応条件で還元反応させて金属銅を得る金属化合物の還元方法。
  3. 酸化銅(CuO)を廃グリセリン及び水酸化カリウム(KOH)と接触させながら、密閉系空間において80℃〜180℃、1.5MPa〜1.9MPaの反応条件で還元反応させて金属銅を得る金属化合物の還元方法。
  4. 水酸化銅(Cu(OH) )を廃グリセリン及び水酸化カリウム(KOH)と接触させながら、密閉系空間において120℃〜180℃、1.2MPa〜3MPaの反応条件で還元反応させて金属銅を得る金属化合物の還元方法。
JP2010266990A 2010-11-30 2010-11-30 金属化合物の還元方法 Active JP5737742B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010266990A JP5737742B2 (ja) 2010-11-30 2010-11-30 金属化合物の還元方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010266990A JP5737742B2 (ja) 2010-11-30 2010-11-30 金属化合物の還元方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012117099A JP2012117099A (ja) 2012-06-21
JP5737742B2 true JP5737742B2 (ja) 2015-06-17

Family

ID=46500287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010266990A Active JP5737742B2 (ja) 2010-11-30 2010-11-30 金属化合物の還元方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5737742B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5909125B2 (ja) * 2011-08-09 2016-04-26 大阪瓦斯株式会社 ソルボサーマル反応を利用した金属粒子の製造方法
KR101907760B1 (ko) * 2013-11-22 2018-10-12 도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤 항균성을 갖는 경화성 수지 조성물

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3663434B2 (ja) * 2001-05-24 2005-06-22 独立行政法人産業技術総合研究所 鉛を含むガラス廃棄物からの鉛の分離方法
US6833019B1 (en) * 2003-01-31 2004-12-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Microwave assisted continuous synthesis of nanocrystalline powders and coatings using the polyol process
JP2005298918A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Rikogaku Shinkokai 規則化したFe−Pt合金微粒子の一段合成方法
JP2009167478A (ja) * 2008-01-17 2009-07-30 Ainobekkusu Kk エーテル型非イオン界面活性剤を用いた金属コロイド含有水溶液の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012117099A (ja) 2012-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA201700330A2 (ru) Энергетическая система ciht
RU2009120107A (ru) Способ получения 1,2-пропандиола гидрогенолизом глицерина
JP5737742B2 (ja) 金属化合物の還元方法
JP2012056834A (ja) 金属窒化物の製造方法
MY155540A (en) Process for regenerating a catalyst
CN103145189B (zh) 一种高铁酸钾的制备方法
CN109574805B (zh) 一种含有叔丁基过氧化氢的叔丁醇的后处理方法
Jiang et al. One-step water splitting and NaHCO3 reduction into hydrogen storage material of formate with Fe as the reductant under hydrothermal conditions
WO2012081896A3 (ko) 니켈 함유 원료로부터 니켈을 회수하는 방법
JP2014181174A (ja) ホウ水素化金属の製造方法
JP2018104578A (ja) フッ素原子含有ポリマーの分解方法、及びフッ素原子含有ポリマーの分解装置
CN107540514A (zh) 一种六氟乙烷的制备方法
KR101420117B1 (ko) 염산 용액을 이용한 망간단괴로부터 희토류 금속의 침출방법
CN106748724A (zh) 一种以丙二酸酯为原料制备格尔伯特酸的方法
JP5950160B2 (ja) 酸化リチウムの製造方法
CN110155944B (zh) 一种水解制氢气和过氧化氢的方法
JP4834811B2 (ja) 蟻酸の製造方法
CN108822059B (zh) 一种含烯烃杂质的环氧氯丙烷的提纯方法
JP2017088498A (ja) テトラメトキシシランの製造方法
KR101807343B1 (ko) 기체 스트림을 처리하기 위한 방법 및 장치
JP6330064B1 (ja) ヨウ化水素酸の製造方法及びヨウ化金属水溶液の製造方法
JP2010285320A (ja) グリセリン改質装置および改質方法
JP5839337B1 (ja) 水素化ホウ素ナトリウムの製造方法及び製造装置
JP2015160770A (ja) 複合アルカリ金属水素化物、複合アルカリ金属水素化物の製造方法、複合アルカリ金属アミド化合物の製造方法、水素の製造方法及びアンモニア−水素変換方法
JPH11253795A (ja) Pcb分解方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150106

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150304

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150326

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150416

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5737742

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350