JP5780230B2 - ガリウムの回収方法 - Google Patents
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Description
1.ガリウムの回収方法
1−1.ガリウム水溶液(ガリウム含有溶液)の生成
1−2.金属ガリウムの回収
2.精製処理
2−1.第1の精製工程(水酸化ガリウム生成工程)
2−2.第2の精製工程(水酸化ガリウム再溶解工程)
本実施の形態に係るガリウムの回収方法は、銅とガリウムの合金材料からガリウムを簡便に回収することを可能にする方法である。
本実施の形態に係るガリウムの回収方法では、使用済みターゲット材等の銅とガリウムの合金材料を陽極とした電気分解を行う。この電気分解により、合金材料中の銅とガリウムが電解液中に溶解するとともに、溶解した銅のみが陰極に析出するようになる。
上述のようにして得られたガリウム水溶液は、ガリウム含有原料として、そのまま新たなガリウム含有製品の製造に用いてもよいが、そのガリウム水溶液から金属ガリウムを回収することもできる。
上述したように、本実施の形態に係るガリウムの回収方法では、使用済みターゲット材等の銅とガリウムの合金材料を陽極とした電気分解を行う。これにより、その陽極から電解液中に銅とガリウムを溶解させ、電解液中に溶解した銅のみを陰極に析出させて分離除去するとともに、銅を分離除去したガリウムを含む電解液であるガリウム水溶液を得る。
第1の精製工程では、銅とガリウムの合金材料を陽極として電解することで得られたガリウム水溶液に対して、水酸化アルカリを添加し、水酸化ガリウムの沈殿を生成させる。
次に、第2の精製工程では、第1の精製工程で分離回収して得られた水酸化ガリウムの沈殿物をアルカリ水溶液に添加して再溶解させる。
(ガリウム水溶液生成工程)
銅66%、ガリウム34%を含有する銅とガリウムの合金をチタン製の網状の籠の中に挿入して陽極とし、ステンレス製の板を陰極として用意した。硫酸濃度150g/Lの電解液22Lを容量30Lの箱状の容器に張り込み、用意した陽極と陰極を漬け込んだ。なお、電解液である硫酸水溶液のpHは、1.0以下に保持されるようにした。
この実施例1では、得られたガリウム水溶液の精製操作を行った。すなわち、得られたガリウム水溶液に水酸化ナトリウムを添加してpHを3.15に調整し、水酸化ガリウムの沈殿物を生成させた。
続いて、得られた水酸化ガリウムを、pHが12.5になるように調整しながら水酸化ナトリウム水溶液中に投入して溶解させた。つまり、水酸化ガリウムの沈殿物を再溶解させた。
次に、得られたガリウム溶解液22Lを容量30Lの箱状の容器に張り込み、酸素発生DSE(ペルメレック電極株式会社製)を陽極とし、ステンレス板を陰極として、3〜5Vの電圧を印加して金属ガリウムを陰極に析出させて回収した。
次に、水酸化ガリウム生成工程におけるpH調整について検討した。
次に、水酸化ガリウム再溶解工程におけるpH調整について検討した。
Claims (8)
- 銅とガリウムを含む合金材料を陽極とし、酸性の電解液中で電気分解を行うことにより、該電解液中に銅とガリウムを溶解させ、該電解液中に溶解した銅を陰極に析出させて分離除去し、ガリウム水溶液を得るガリウムの回収方法。
- 上記酸性の電解液のpHは1.0以下であることを特徴とする請求項1に記載のガリウムの回収方法。
- 上記銅とガリウムを含む合金材料は、使用済みターゲット材であることを特徴とする請求項2に記載のガリウムの回収方法。
- 上記ガリウム水溶液を電解液として、金属ガリウムを電解採取することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のガリウムの回収方法。
- 得られた上記ガリウム水溶液に水酸化アルカリを添加し、水酸化ガリウムの沈殿物を生成させる第1の精製工程と、
上記水酸化ガリウムの沈殿物をアルカリ水溶液に再溶解させてガリウム水溶液を得る第2の精製工程と
を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のガリウムの回収方法。 - 上記第1の精製工程では、上記水酸化アルカリの添加によりpHを2.0以上4.0以下に調整することを特徴とする請求項5に記載のガリウムの回収方法。
- 上記第2の精製工程では、上記アルカリ水溶液のpHを10.5以上13.5以下とすることを特徴とする請求項5又は6に記載のガリウムの回収方法。
- 上記第2のガリウム精製工程にて得られたガリウム水溶液を電解液として、金属ガリウムを電解採取することを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項に記載のガリウムの回収方法。
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