JP5929294B2 - Tantalum recovery method - Google Patents

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Description

本発明は、タンタル回収方法に関する。   The present invention relates to a tantalum recovery method.

近年、限りある資源の有効利用が着目されており、様々な資源を回収し再利用する方法が求められている。特にレアメタルと呼ばれる金属については、産出場所が限られることや、精製することが難しいことなどから、安定供給が難しく、回収し再利用する方法が熱望されている。   In recent years, attention has been paid to effective use of limited resources, and a method for collecting and reusing various resources is required. In particular, rare metals are rarely produced, and it is difficult to purify them, so that stable supply is difficult, and a method of collecting and reusing them is eagerly desired.

ところで、レアメタルの中でも、その用途が広く、耐食性、耐熱性に優れる金属として、タンタルがある。特に、タンタル酸化皮膜は、整流特性を有しているため、コンデンサとして広く利用されている。このコンデンサは、携帯電話やスマートフォン、ノートパソコンなどの様々な電子機器に使用されており、近年の電子機器の増加により、ますます需要が伸びることが予想される。また、携帯電話やスマートフォン等の携帯通信端末のノイズ除去用の表面弾性波フィルタとしてタンタル酸リチウム単結晶ウェハが使用されており、携帯通信端末市場の拡大に伴い爆発的に需要が増大している。   By the way, among rare metals, tantalum is a metal that has a wide range of uses and is excellent in corrosion resistance and heat resistance. In particular, tantalum oxide films are widely used as capacitors because they have rectifying characteristics. This capacitor is used in various electronic devices such as mobile phones, smartphones, and notebook computers, and it is expected that the demand will increase further due to the recent increase in electronic devices. In addition, lithium tantalate single crystal wafers are used as surface acoustic wave filters for removing noise in mobile communication terminals such as mobile phones and smartphones, and the demand is explosively increasing as the mobile communication terminal market expands. .

このような状況の中で、タンタルなどの金属を含む含油スラッジの中からタンタルを回収する方法が知られている。例えば、特許文献1には、含油スラッジから油分を高温(150〜300℃)で乾燥蒸発し、水又は有機溶媒中への懸濁又は溶解、齢化によってスラリー化し、高濃度(約50質量パーセント以上)のフッ化水素酸を用いてスラリーを溶解することで、各種製品の効率的な製造に適したタンタル原料を得るタンタル回収方法が記載されている。   Under such circumstances, a method for recovering tantalum from oil-containing sludge containing a metal such as tantalum is known. For example, Patent Document 1 discloses that an oil component is dried and evaporated from oil-containing sludge at a high temperature (150 to 300 ° C.), suspended or dissolved in water or an organic solvent, slurried by aging, and concentrated (about 50 mass percent A tantalum recovery method for obtaining a tantalum raw material suitable for efficient production of various products by dissolving the slurry using hydrofluoric acid as described above is described.

特開2002−346596号公報JP 2002-346596 A

しかしながら、こうしたタンタル回収方法では、その回収工程の中で、油分を含むスラッジを乾燥蒸発する工程において高温条件下に保たれるため発火等の危険性がある。また、高濃度のフッ化水素酸を用いるため、毒性の高い高濃度の薬品を用いることの危険性や、廃液の環境負荷が高いという課題がある。また、こうしたタンタル回収方法では、回収までに長時間必要となるという課題もある。   However, in such a tantalum recovery method, there is a risk of ignition or the like because it is kept under high temperature conditions in the step of drying and evaporating sludge containing oil in the recovery step. In addition, since a high concentration of hydrofluoric acid is used, there are problems of using a high concentration of highly toxic chemicals and a high environmental load of waste liquid. In addition, such a tantalum recovery method has a problem that it takes a long time to recover.

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、含油スラッジから、危険性や環境負荷の低い条件下で、短時間かつ高収率でタンタルの回収が可能なタンタル回収方法を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and provides a tantalum recovery method capable of recovering tantalum from oil-containing sludge in a short time and in a high yield under conditions of low risk and environmental load. The main purpose.

本発明者らは、上述した主目的を達成するために、タンタル酸リチウム、鉄及び油を含むスラッジから水熱処理により油分を除去した後に、有機酸で洗浄することで鉄分の一部を除去して脱鉄スラッジを得た。この脱鉄スラッジから水熱処理によりタンタルを含む溶液を溶出させ、この溶液にアルカリ溶液を添加することで、溶液中のタンタルを含む塩を析出させてタンタルを回収した。こうすることにより、高温条件下の乾燥工程や環境負荷の高い有機溶媒を用いることなく、含油スラッジから高純度のタンタルを高収率で回収できることを見いだし、本発明を完成するに至った。   In order to achieve the above-mentioned main object, the present inventors removed a part of iron by washing with sludge containing lithium tantalate, iron and oil by hydrothermal treatment and then washing with organic acid. As a result, deiron sludge was obtained. A solution containing tantalum was eluted from the deiron sludge by hydrothermal treatment, and an alkali solution was added to the solution to precipitate a salt containing tantalum in the solution to collect tantalum. By doing so, it was found that high-purity tantalum can be recovered from the oil-containing sludge in a high yield without using a drying step under high temperature conditions or an organic solvent with a high environmental load, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明のタンタル回収方法は、
タンタル酸リチウム、鉄及び油を含むスラッジからタンタルを回収するタンタル回収方法において、
水熱処理によりタンタル、鉄及び油を含むスラッジから油分の一部を除去する油分除去工程と、
前記油分除去工程を経た前記スラッジを有機酸で洗浄し、鉄分の一部を除去する脱鉄工程と、
フッ化水素酸存在下の水熱処理により、前記脱鉄工程を経た前記スラッジからタンタルを含む溶液を溶出する溶出工程と、
前記溶出工程で得られた前記溶液にアルカリ溶液を添加し、タンタルを含む塩を析出させて回収する回収工程と、
を含むものである。
That is, the tantalum recovery method of the present invention is
In a tantalum recovery method for recovering tantalum from sludge containing lithium tantalate, iron and oil,
An oil removal step of removing a part of the oil from the sludge containing tantalum, iron and oil by hydrothermal treatment;
Washing the sludge that has undergone the oil removal step with an organic acid, and removing iron from the iron removal step;
An elution step of eluting a solution containing tantalum from the sludge that has undergone the iron removal step by hydrothermal treatment in the presence of hydrofluoric acid ,
A recovery step of adding an alkaline solution to the solution obtained in the elution step to precipitate and recover a salt containing tantalum;
Is included.

本発明のタンタル回収方法において、前記油分除去工程の前に、前記スラッジから油分の一部を除去する油分一次除去工程と、を含むものであってもよい。こうすれば、油分除去工程の前に含油スラッジに含まれる油分の多くを除去することができる。   The tantalum recovery method of the present invention may include an oil primary removal step of removing a part of the oil from the sludge before the oil removal step. In this way, most of the oil contained in the oil-containing sludge can be removed before the oil removal step.

本発明のタンタル回収方法において、脱鉄工程で用いられる有機酸としては、例えば、スルホン酸やカルボン酸等を使用してもよく、カルボン酸が好ましい。カルボン酸はスルホン酸と比較して環境負荷が低いため、タンタル回収の際の環境負荷を低減することができるためである。また、カルボン酸としては、例えば、酢酸、乳酸、シュウ酸、クエン酸等を使用することができるが、クエン酸が好ましい。クエン酸は、工業的に安価で大量生産が可能であり、人体への毒性が少ないためである。   In the tantalum recovery method of the present invention, as the organic acid used in the iron removal step, for example, sulfonic acid or carboxylic acid may be used, and carboxylic acid is preferable. This is because carboxylic acid has a lower environmental load than sulfonic acid, and therefore can reduce the environmental load during tantalum recovery. As the carboxylic acid, for example, acetic acid, lactic acid, oxalic acid, citric acid and the like can be used, and citric acid is preferable. This is because citric acid is industrially inexpensive and can be mass-produced, and has little toxicity to the human body.

本発明のタンタル回収方法において、前記脱鉄工程は、前記油分除去工程を経た前記スラッジを前記有機酸に代えて、1%(w/v)以上5%(w/v)以下のフッ化水素酸水溶液で洗浄し、鉄分の一部を除去する工程であってもよい。こうすれば、高濃度のフッ化水素酸水溶液を使用する場合と比較して、安全性が高く、且つ、環境負荷を低減してタンタルを回収することができる。このとき、フッ化水素酸水溶液の濃度は、3%(w/v)であることがより好ましい。 In the tantalum recovery method of the present invention, the iron removal step is performed by replacing the sludge that has undergone the oil removal step with the organic acid, and hydrogen fluoride of 1% (w / v) to 5% (w / v) It may be a step of removing a part of iron by washing with an acid aqueous solution. In this case, tantalum can be recovered with high safety and reduced environmental burden as compared with the case of using a high concentration hydrofluoric acid aqueous solution. At this time, the concentration of the hydrofluoric acid aqueous solution is more preferably 3% (w / v).

本発明のタンタル回収方法において、溶出工程で用いられるアルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。アンモニア水溶液と比較して、工業的に安価で大量生産が可能なためである。   In the tantalum recovery method of the present invention, the alkali solution used in the elution step is preferably an aqueous sodium hydroxide solution. This is because it is industrially inexpensive and can be mass-produced as compared with an aqueous ammonia solution.

本発明のタンタル回収方法において、前記油分除去工程は、前記水熱処理に代えて、過酸化水素水存在下の水熱処理により、タンタル、鉄及び油を含むスラッジから油分の一部を除去する工程であってもよい。こうすれば、過酸化水素水を添加しない場合と比較して、より低い温度で水熱処理を行うことができ、エネルギー効率に資する。
In the tantalum recovery method of the present invention, the oil removal step is a step of removing a part of oil from sludge containing tantalum, iron and oil by hydrothermal treatment in the presence of hydrogen peroxide water instead of the hydrothermal treatment. may I Oh. In this way, hydrothermal treatment can be performed at a lower temperature than when no hydrogen peroxide solution is added, which contributes to energy efficiency.

本発明のタンタル回収方法において、前記回収工程は、前記溶出工程で得られた前記溶液にアルカリ溶液を添加した後にカチオン系高分子凝集剤を添加し、タンタルを析出させて回収するものであってもよい。このとき、カチオン系高分子凝集剤としては、例えば、ポリメタアクリル酸エステルが好ましい。ポリメタアクリル酸エステルを添加することにより、沈殿物が凝集し、回収工程で必要な工程時間を短縮することが可能なためである。   In the tantalum recovery method of the present invention, the recovery step includes adding an alkaline solution to the solution obtained in the elution step, and then adding a cationic polymer flocculant to precipitate and collect tantalum. Also good. At this time, as the cationic polymer flocculant, for example, polymethacrylate is preferable. This is because by adding the polymethacrylic acid ester, the precipitate aggregates, and the process time required for the recovery process can be shortened.

本発明のタンタル回収方法によれば、危険性の高い高温での乾燥蒸発や、高濃度のフッ酸による溶解処理を行うことなく、高濃度のタンタルを高収率で、且つ、安全で環境負荷を低減してタンタルを回収することができる。このようなタンタルの回収が可能となったのは、油分除去工程で水熱処理を行うことにより含油スラッジから油分を十分に除去することが可能になり、溶出工程で水熱処理を行うことにより含油スラッジに油分が残留した状態であっても溶出することが可能となったためであると発明者らは考えている。   According to the tantalum recovery method of the present invention, high-concentration tantalum can be produced in a high yield, safe, and environmentally friendly without performing high-risk high-temperature dry evaporation or dissolution treatment with high-concentration hydrofluoric acid. Tantalum can be recovered by reducing Such tantalum recovery is possible because the oil content can be sufficiently removed from the oil-containing sludge by performing the hydrothermal treatment in the oil removal step, and the oil-containing sludge by performing the hydrothermal treatment in the elution step. The inventors think that this is because it is possible to elute even when oil remains in the oil.

次に、本発明の実施の形態の一例であるタンタルを含む含油スラッジからタンタルを回収するタンタル回収方法について簡単に説明する。本発明のタンタル回収方法は、主として、タンタルを含有する含油スラッジを水熱処理する油分除去工程と、前記油分除去工程で水熱処理を行った含油スラッジを有機酸で洗浄する脱鉄工程と、前記脱鉄工程で得られた固形物を水熱処理する溶出工程と、前記溶出工程で得られた溶解液にアルカリ溶液を添加する回収工程と、を含む。   Next, a tantalum recovery method for recovering tantalum from oil-containing sludge containing tantalum, which is an example of an embodiment of the present invention, will be briefly described. The tantalum recovery method of the present invention mainly comprises an oil removal step of hydrothermally treating oil-containing sludge containing tantalum, a deironing step of washing the oil-containing sludge subjected to hydrothermal treatment in the oil removal step with an organic acid, An elution step of hydrothermally treating the solid material obtained in the iron step, and a recovery step of adding an alkaline solution to the solution obtained in the elution step.

(1)油分除去工程
油分除去工程では、タンタル酸リチウム(以下、「LT」と言う。)を含有する含油原料を濾紙が置かれた金網の上に静置した。このとき、金網の上に静置する時間としては、含油原料が25kgに対して、3日以上14日以下が好ましく、5日以上10日以下がより好ましい。3日未満では、油分を十分に除去することができないため好ましくなく、14日で十分に油分が除去されるため、14日よりも長期間静置する必要は無い。こうすることで、減量中の油分の多くは、金網の下方に滴下される。
(1) Oil content removal process In the oil content removal process, the oil-containing raw material containing lithium tantalate (hereinafter referred to as "LT") was allowed to stand on a wire mesh on which filter paper was placed. At this time, the time for standing on the wire mesh is preferably 3 days or more and 14 days or less, and more preferably 5 days or more and 10 days or less with respect to 25 kg of the oil-containing raw material. Less than 3 days is not preferable because the oil cannot be sufficiently removed, and the oil is sufficiently removed in 14 days. Therefore, it is not necessary to leave it for a longer period than 14 days. By doing so, much of the oil being reduced is dripped below the wire mesh.

次に、濾紙の上に残った固体を水熱処理し、固形物を得た。このとき、水熱処理を行う温度としては、100℃以上250℃以下が好ましく、130℃以上220℃以下がより好ましい。また、水熱処理を行う時間としては、30分以上10時間以下が好ましく、1時間以上6時間以下がより好ましい。   Next, the solid remaining on the filter paper was hydrothermally treated to obtain a solid. At this time, the temperature for performing the hydrothermal treatment is preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and more preferably 130 ° C. or higher and 220 ° C. or lower. Moreover, as time to perform a hydrothermal treatment, 30 minutes or more and 10 hours or less are preferable, and 1 hour or more and 6 hours or less are more preferable.

(2)脱鉄工程
約50℃で温めた有機酸を含む水溶液中に油分除去工程で得られた固形物を投入して攪拌した後、濾別することで、濾紙上に固体を得た。この固体をpHが6.0〜7.0の範囲内になるまで繰り返し水洗し、乾燥することで乾燥固形物を得た。
(2) Deironing step The solid obtained in the oil removal step was put into an aqueous solution containing an organic acid warmed at about 50 ° C and stirred, and then filtered to obtain a solid on the filter paper. This solid was repeatedly washed with water until the pH was in the range of 6.0 to 7.0 and dried to obtain a dry solid.

ここで使用する有機酸としては、例えば、スルホン酸やカルボン酸等を使用してもよく、カルボン酸が好ましい。カルボン酸はスルホン酸と比較して環境負荷が低いため、タンタル回収の際の環境負荷を低減することができるため好ましい。また、カルボン酸としては、例えば、酢酸、乳酸、シュウ酸、クエン酸等を使用することができるが、クエン酸が好ましい。クエン酸は、工業的に安価で大量生産が可能であり、人体への毒性が少ないためである。   As the organic acid used here, for example, sulfonic acid or carboxylic acid may be used, and carboxylic acid is preferable. Since carboxylic acid has a lower environmental load than sulfonic acid, it is preferable because the environmental load during tantalum recovery can be reduced. As the carboxylic acid, for example, acetic acid, lactic acid, oxalic acid, citric acid and the like can be used, and citric acid is preferable. This is because citric acid is industrially inexpensive and can be mass-produced, and has little toxicity to the human body.

また、有機酸に代えて、塩酸や硫酸、硝酸等の酸を用いてもよく、好ましくは、塩酸や硝酸を用いてもよい。塩酸及び硝酸は硫黄分(硫黄元素)を含まないため、タンタル水酸化物を回収した際にタンタル水酸化物が再溶解する可能性を低減することができるため、好ましい。   In addition, an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or nitric acid may be used instead of the organic acid, and preferably hydrochloric acid or nitric acid may be used. Hydrochloric acid and nitric acid are preferable because they do not contain sulfur (elemental sulfur), and therefore the possibility of redissolving tantalum hydroxide when the tantalum hydroxide is recovered can be reduced.

また、有機酸としてクエン酸を用いた場合には、温度としては、30℃以上80℃以下が好ましく、40℃以上70℃以下がより好ましい。また、クエン酸の量としては、温水6リットルに対して20g以上250g以下が好ましく、40g以上200g以下がより好ましい。   Further, when citric acid is used as the organic acid, the temperature is preferably 30 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and more preferably 40 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. In addition, the amount of citric acid is preferably 20 g or more and 250 g or less, more preferably 40 g or more and 200 g or less with respect to 6 liters of warm water.

(3)溶出工程
脱鉄工程で得た乾燥固形物300gに対して3リットルの3%(w/v)フッ化水素酸水溶液を加えて水熱処理し、固体と濾液とに濾別した。この固体をpHが6.0〜7.0の範囲内になるまで繰り返し水洗し、洗浄液と濾液とを混合溶液として回収した。発明者らは、この水熱反応中に乾燥固形物中に含まれるLTとフッ化水素酸とが次式(2)で示す反応により、溶液(濾液及び洗浄液)中に溶出したと考えている。
(3) Elution process 3 liters of 3% (w / v) hydrofluoric acid aqueous solution was added to 300 g of the dry solid obtained in the iron removal process, hydrothermally treated, and separated into a solid and a filtrate. This solid was repeatedly washed with water until the pH was in the range of 6.0 to 7.0, and the washing solution and the filtrate were collected as a mixed solution. The inventors believe that during this hydrothermal reaction, LT and hydrofluoric acid contained in the dry solid were eluted into the solution (filtrate and washing solution) by the reaction represented by the following formula (2). .

Figure 0005929294
Figure 0005929294

このとき、乾燥固形物とフッ化水素酸水溶液との割合は、例えば、3リットルの3%(w/v)フッ化水素酸水溶液に対して、乾燥固形物の重量は100g以上600g以下が好ましく、200g以上400g以下がより好ましい。乾燥固形物の重量が100g未満の場合であっても、LTを溶出することができるが、フッ化水素酸水溶液に対して溶出できるLTの重量が少なくなる可能性があり、効率的では無い。一方、乾燥固形物の重量が600gより多い場合であっても、LTを溶出することができるが、乾燥固形物中のLTを十分に溶出することができない可能性があるため、LTの回収効率が低くなる。また、水熱処理を行う温度としては、100℃以上250℃以下が好ましく、130℃以上220℃以下がより好ましい。また、水熱処理を行う時間としては、30分以上10時間以下が好ましく、1時間以上6時間以下がより好ましい。   At this time, the ratio of the dry solid to the hydrofluoric acid aqueous solution is preferably 100 g or more and 600 g or less, for example, with respect to 3 liters of 3% (w / v) hydrofluoric acid aqueous solution. 200 g or more and 400 g or less is more preferable. Even if the weight of the dry solid is less than 100 g, LT can be eluted, but the weight of LT that can be eluted with respect to the hydrofluoric acid aqueous solution may be reduced, which is not efficient. On the other hand, even if the weight of the dry solid is more than 600 g, LT can be eluted, but LT in the dry solid may not be sufficiently eluted. Becomes lower. Moreover, as temperature which performs a hydrothermal treatment, 100 degreeC or more and 250 degrees C or less are preferable, and 130 degreeC or more and 220 degrees C or less are more preferable. Moreover, as time to perform a hydrothermal treatment, 30 minutes or more and 10 hours or less are preferable, and 1 hour or more and 6 hours or less are more preferable.

このときのフッ化水素酸水溶液の濃度としては、3%(w/v)に限定されるものではなく、0.5%(w/v)以上7%(w/v)以下が好ましく、1%(w/v)以上5%(w/v)以下が好ましい。フッ化水素酸の濃度が高くなると、環境負荷が高くなるためである。   The concentration of the hydrofluoric acid aqueous solution at this time is not limited to 3% (w / v), but preferably 0.5% (w / v) to 7% (w / v). % (W / v) or more and 5% (w / v) or less is preferable. This is because the environmental load increases as the concentration of hydrofluoric acid increases.

(4)回収工程
溶出工程で得た混合溶液にpHが9.0になるまでアルカリを加え、静置することで、白色沈殿物を得た。上澄を捨て、白色沈殿物を分散させ静置するという操作を、上澄のpHが約7.0になるまで繰り返し、白色沈殿物を濾別、乾燥してタンタルを含む白色固形物を回収した。発明者らは、この白色固形物の主成分がタンタル水酸化物であると考えており、このときの反応については定かでは無いが、次式(2)で示す反応であると考えている。
(4) Recovery step An alkali was added to the mixed solution obtained in the elution step until the pH reached 9.0, and the mixture was allowed to stand to obtain a white precipitate. The operation of discarding the supernatant, dispersing the white precipitate and allowing to stand is repeated until the pH of the supernatant is about 7.0, and the white precipitate is filtered and dried to recover a white solid containing tantalum. did. The inventors consider that the main component of the white solid is tantalum hydroxide, and the reaction at this time is not clear, but is considered to be a reaction represented by the following formula (2).

Figure 0005929294
Figure 0005929294

また、ここで用いるアルカリとしては、例えば、25%(w/w)水酸化ナトリウム水溶液であってもよく、25%(w/w)アンモニア水溶液であってもよい。また、水酸化ナトリウム水溶液の濃度は25%(w/w)に限定されるものではなく、3%(w/w)以上40%(w/w)以下であってもよく、5%(w/w)以上40%(w/w)以下であってもよい。また、このときの混合溶液のpHは、9.0に限定されるものではなく、7.5以上11以下であってもよく、8.0以上11以下であってもよい。   The alkali used here may be, for example, a 25% (w / w) aqueous sodium hydroxide solution or a 25% (w / w) aqueous ammonia solution. The concentration of the aqueous sodium hydroxide solution is not limited to 25% (w / w), and may be 3% (w / w) or more and 40% (w / w) or less, and 5% (w / W) or more and 40% (w / w) or less. Further, the pH of the mixed solution at this time is not limited to 9.0, and may be 7.5 or more and 11 or less, or may be 8.0 or more and 11 or less.

次に、本発明のタンタル回収方法の一例を、(1)油分除去工程、(2)脱鉄工程、(3)溶出工程、(4)回収工程の4つの工程に分けて説明する。   Next, an example of the tantalum recovery method of the present invention will be described by dividing it into four steps: (1) oil removal step, (2) deironing step, (3) elution step, and (4) recovery step.

(1)油分除去工程
まず、原料として、LTの加工くずを含有するスラッジ100kgを用いた。このスラッジには、油(研削油)が1400リットル、SiC砥粒が2000kg、LTが500〜800kg、ワイヤくず(鉄)が100kgの割合でそれぞれ含まれている。このスラッジのうち25kgを上面に濾紙が置かれた金網の上に置き、1週間静置した。こうすることで、油分の大半を金網の下方に滴下し、スラッジ中の油分の多くを除去することができる。スラッジの上に残った油分がなくなるまで十分に静置した後のスラッジのうち400gを分取し、5リットルの攪拌機構付き水熱処理容器(オーエムラボテック社製、OML−5)に入れ、3リットルの水を加えて密閉し、150℃の温度で2時間水熱処理を行った。この水熱処理において、150℃の時の内部圧力は、0.46MPaであった。水熱処理の後、容器内の温度が90℃になるまで自然冷却した後、常温まで強制冷却を行い容器内の固形物と液体とを回収した。ここで回収した液体を濾過し、濾紙の上に残ったLTを含む固形物を油分除去スラッジとして回収した。このとき、油分除去スラッジに含まれる油分の割合(以下、「油分量」と言う。)を測定したところ、3.6%(w/w)であった。
(1) Oil content removing step First, 100 kg of sludge containing LT processing waste was used as a raw material. This sludge contains 1400 liters of oil (grinding oil), 2000 kg of SiC abrasive grains, 500 to 800 kg of LT, and 100 kg of wire scrap (iron). 25 kg of this sludge was placed on a wire net having a filter paper on the upper surface and allowed to stand for one week. By so doing, most of the oil can be dropped below the wire mesh and much of the oil in the sludge can be removed. 400 g of the sludge after standing still enough until there is no oil remaining on the sludge is taken and placed in a 5 liter hydrothermal vessel with a stirring mechanism (OML-5, OML Labtech Co., Ltd.), 3 liters Was added and sealed, and hydrothermal treatment was performed at a temperature of 150 ° C. for 2 hours. In this hydrothermal treatment, the internal pressure at 150 ° C. was 0.46 MPa. After hydrothermal treatment, the container was naturally cooled until the temperature in the container reached 90 ° C., and then forcedly cooled to room temperature to recover the solid and liquid in the container. The liquid collected here was filtered, and the solid matter containing LT remaining on the filter paper was collected as oil-removed sludge. At this time, the ratio of oil contained in the oil removal sludge (hereinafter referred to as “oil content”) was measured and found to be 3.6% (w / w).

ここで、油分量の測定方法について、詳しく説明する。油分量を測定する際には、あらかじめ重量(W)を測定した磁製のるつぼに対象試料を適量入れ、対象試料が入った状態のるつぼを秤量し、全体の重量(W)を得た。次に、対象試料が入った状態のるつぼを電気炉内に置き、700℃で1時間焼成した。次に、電気炉からるつぼを取り出し、デジケーター内で室温まで冷却した後、るつぼの重量を測定し、焼成後の重量(W)を得た。最後に、これらの重量を次式(1)に当てはめ、油分量(W)を算出した。なお、以下においても、油分量は同様に測定した。 Here, the method for measuring the oil content will be described in detail. When measuring the amount of oil, put an appropriate amount of the target sample in a magnetic crucible whose weight (W 0 ) has been measured in advance, weigh the crucible with the target sample in it, and obtain the total weight (W 1 ) It was. Next, the crucible containing the target sample was placed in an electric furnace and baked at 700 ° C. for 1 hour. Next, after removing the crucible from the electric furnace and cooling it to room temperature in the desiccator, the weight of the crucible was measured to obtain the weight after firing (W 2 ). Finally, these weights were applied to the following formula (1) to calculate the oil content (W). In the following, the oil content was measured in the same manner.

Figure 0005929294
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(2)脱鉄工程
油分除去工程で得られた油分除去スラッジを約50℃に加熱した温水6リットル中に入れ、撹拌しながらクエン酸100gを加え、6時間保持した。こうすることにより、油分除去スラッジ中に含まれる鉄分とクエン酸とが反応し、クエン酸鉄として脱鉄される。6時間経過した後、LTを含む固体成分を濾別し、pHが6.0〜7.0の範囲内になるまで繰り返し水洗し、乾燥することで、16.6kgの脱鉄乾燥固形物を得た。このとき、脱鉄乾燥固形物に含まれる油分量を測定したところ、3.6%(w/w)であった。
(2) Deironing step The oil removal sludge obtained in the oil removal step was placed in 6 liters of warm water heated to about 50 ° C., 100 g of citric acid was added with stirring, and the mixture was held for 6 hours. By doing so, iron contained in the oil-removed sludge reacts with citric acid, and iron is removed as iron citrate. After 6 hours, the solid component containing LT was filtered off, washed repeatedly with water until the pH was in the range of 6.0 to 7.0, and dried to obtain 16.6 kg of deiron-dried solid. Obtained. At this time, when the amount of oil contained in the deiron-dried solid was measured, it was 3.6% (w / w).

(3)溶出工程
脱鉄工程で得られた脱鉄乾燥固形物を500g秤量し、5リットルの攪拌機構付き水熱処理容器(オーエムラボテック社製、OML−5)に入れ、3リットルの3%(w/v)フッ化水素酸水溶液を加えて密閉し、150℃の温度で6時間水熱処理を行った。この水熱処理において、処理中の最高圧力は、0.48MPaであった。水熱処理の後、容器内の温度が90℃まで自然冷却した後、常温まで強制冷却を行った後に、LTが溶解した濾液と固形物とに濾別した。この固形物をpHが6.0〜7.0の範囲内になるまで繰り返し水洗し、水洗した洗浄液と濾液とを混合したLTを含む混合溶液を得た。このとき、脱鉄乾燥固形物中に含まれるSiCはフッ化水素酸と反応しないため、主に固形物中に残留する一方、LTはフッ化水素酸とが反応し、溶液中に溶解したと発明者らは考えている。
(3) Elution step 500 g of the deiron-free dried solid obtained in the iron removal step is weighed and placed in a 5 liter hydrothermal vessel with a stirring mechanism (OML-5, manufactured by OM Lab Tech Co., Ltd.). w / v) Hydrofluoric acid aqueous solution was added and sealed, and hydrothermal treatment was performed at a temperature of 150 ° C. for 6 hours. In this hydrothermal treatment, the maximum pressure during the treatment was 0.48 MPa. After the hydrothermal treatment, the temperature in the container was naturally cooled to 90 ° C., then forcedly cooled to room temperature, and then filtered into a filtrate and a solid material in which LT was dissolved. This solid was repeatedly washed with water until the pH was in the range of 6.0 to 7.0, and a mixed solution containing LT in which the washed water and the filtrate were mixed was obtained. At this time, since SiC contained in the deiron-dried solid does not react with hydrofluoric acid, it remains mainly in the solid, whereas LT reacted with hydrofluoric acid and dissolved in the solution. The inventors are thinking.

(4)回収工程
溶出工程で得られた混合溶液(6リットル)に水(6リットル)を加え、攪拌しながらpHが9.0になるまで25%(w/v)水酸化ナトリウム水溶液を添加した。このとき、pH7.0付近から白色沈殿物が析出した。溶液のpHが9.0になった状態で攪拌を止め、静置して白色沈殿物を十分に沈降させ、上澄を除去した。続いて、25%(w/v)水酸化ナトリウム水溶液に変えて水6リットルで洗浄し、沈殿物を沈降させ、上澄を除去するという操作を、上澄のpHが7.0になるまで繰り返した後、白色沈殿物を濾別し、乾燥してタンタルを含む白色固形物を回収した。
(4) Recovery step Water (6 liters) is added to the mixed solution (6 liters) obtained in the elution step, and 25% (w / v) sodium hydroxide aqueous solution is added while stirring until the pH reaches 9.0. did. At this time, a white precipitate was precipitated from around pH 7.0. Stirring was stopped when the pH of the solution was 9.0, and the solution was allowed to stand to sufficiently settle the white precipitate, and the supernatant was removed. Subsequently, an operation of changing to a 25% (w / v) aqueous sodium hydroxide solution and washing with 6 liters of water, allowing the precipitate to settle, and removing the supernatant is performed until the pH of the supernatant reaches 7.0. After repeating, the white precipitate was filtered off and dried to recover a white solid containing tantalum.

(5)成分分析
脱鉄工程で得られた脱鉄乾燥固形物、溶出工程で得られた洗浄後の固形物及び回収工程で得られた白色固形物のそれぞれについて、蛍光X線分析装置(リガク社製、品番:ZSX−101s)を用いて元素分析を行った。このとき得られた結果を、以下の表1に示す。
(5) Component analysis Fluorescent X-ray analyzer (Rigaku) for each of the deiron dry solid obtained in the iron removal step, the washed solid obtained in the elution step and the white solid obtained in the recovery step. Elemental analysis was performed using a product number: ZSX-101s. The results obtained at this time are shown in Table 1 below.

Figure 0005929294
Figure 0005929294

表1中の脱鉄乾燥固形物の測定結果より、脱鉄乾燥固形物中には0.4%の鉄元素が含まれていることは明らかである。スラッジの中にはワイヤくず(鉄)が含まれていたことから、脱鉄工程で十分に除去できたと言える。また、表1中のタンタルの測定結果より、脱鉄乾燥固形物中には30.9%であったタンタルの割合が、固形物中では2.23%に減少していることは明らかである。このことから、水熱処理による溶出工程で、28.67%のタンタルを溶出できたと言える。更に、表1中の白色固形物の測定結果により、白色固形物中にタンタルが90.3%含まれており、白色固形物中に高純度でタンタルが含まれていることは明らかである。このことから、このタンタル回収方法によって、危険性の高い高温による乾燥工程や環境負荷の高い高濃度のフッ化水素酸を用いること無く、含油スラッジから高純度のタンタルを回収することができたと言える。   From the measurement results of the deiron-dried solid in Table 1, it is clear that 0.4% iron element is contained in the de-iron dry solid. Since sludge contained wire scrap (iron), it can be said that it was sufficiently removed by the iron removal process. Moreover, from the measurement result of tantalum in Table 1, it is clear that the proportion of tantalum, which was 30.9% in the deiron-dried solid, is reduced to 2.23% in the solid. . From this, it can be said that 28.67% of tantalum could be eluted in the elution step by hydrothermal treatment. Furthermore, from the measurement result of the white solid in Table 1, it is clear that 90.3% of tantalum is contained in the white solid and tantalum is contained in the white solid with high purity. From this, it can be said that this tantalum recovery method was able to recover high-purity tantalum from oil-containing sludge without using a high-risk high-temperature drying step and high-concentration hydrofluoric acid with a high environmental load. .

続いて、本発明のタンタル回収方法の他の一例を、(1)油分除去工程、(2)脱鉄工程、(3)溶出工程、(4)回収工程の4つの工程に分けて説明する。   Subsequently, another example of the tantalum recovery method of the present invention will be described by dividing it into four steps: (1) oil removal step, (2) deironing step, (3) elution step, and (4) recovery step.

(1)油分除去工程
実施例1の水熱処理の際に加えた3リットルの水を3リットルの3%(w/v)過酸化水素水に変えたこと以外は、実施例1の油分除去工程と同様にして、油分除去スラッジを得た。このとき、水熱処理において、150℃の時の内部圧力は、4MPaであった。また、油分除去スラッジに含まれる油分量を測定したところ、1.7%(w/w)であった。
(1) Oil removal step The oil removal step of Example 1 except that 3 liters of water added during the hydrothermal treatment of Example 1 was changed to 3 liters of 3% (w / v) hydrogen peroxide solution. In the same manner as described above, an oil removing sludge was obtained. At this time, in the hydrothermal treatment, the internal pressure at 150 ° C. was 4 MPa. The amount of oil contained in the oil removal sludge was measured and found to be 1.7% (w / w).

(2)脱鉄工程
実施例1の脱鉄工程と同様にして、16.2kgの脱鉄した脱鉄乾燥固形物を得た。このとき、脱鉄乾燥固形物に含まれる油分量を測定したところ、1.7%(w/w)であった。
(2) Deironing step In the same manner as in the deironing step of Example 1, 16.2 kg of deironed and dried iron free solid was obtained. At this time, when the amount of oil contained in the deiron-dried solid was measured, it was 1.7% (w / w).

(3)溶出工程
実施例1の溶出工程と同様にして、固形物とLTを含む混合溶液を回収した。なお、水熱処理中の最高圧力は、0.47MPaであった。
(3) Elution process It carried out similarly to the elution process of Example 1, and collect | recovered the mixed solution containing a solid substance and LT. The maximum pressure during hydrothermal treatment was 0.47 MPa.

(4)回収工程
実施例1の回収工程と同様にして、白色固形物を得た。
(4) Recovery step In the same manner as in the recovery step of Example 1, a white solid was obtained.

(5)成分分析
次に、実施例1と同様にして、脱鉄工程で得られた脱鉄乾燥固形物、溶出工程で得られた固形物及び回収工程で得られた白色固形物のそれぞれについて、成分分析を行った。このとき得られた結果を、以下の表2に示す。
(5) Component analysis Next, in the same manner as in Example 1, each of the deiron-dried solid obtained in the deiron process, the solid obtained in the elution process, and the white solid obtained in the recovery process. Component analysis was performed. The results obtained at this time are shown in Table 2 below.

Figure 0005929294
Figure 0005929294

表2中の脱鉄乾燥固形物の測定結果より、脱鉄乾燥固形物中には0.48%の鉄元素が含まれていることは明らかである。スラッジの中にはワイヤくず(鉄)が含まれていたことから、脱鉄工程で十分に除去できたと言える。また、表2中のタンタルの測定結果より、脱鉄乾燥固形物中には30.6%であったタンタルの割合が、固形物中では2.43%に減少していることは明らかである。このことから、水熱処理による溶出工程で、28.17%のタンタルを溶出できたと言える。更に、表2中の白色固形物の測定結果により、白色固形物中にタンタルが93.2%含まれており、白色固形物中に高純度でタンタルが含まれていることは明らかである。このことから、このタンタル回収方法によって、危険性の高い高温による乾燥工程や環境負荷の高い高濃度のフッ化水素酸を用いること無く、含油スラッジから高純度のタンタルを回収することができたと言える。   From the measurement results of the deiron-dried solid in Table 2, it is clear that 0.48% iron element is contained in the de-iron dry solid. Since sludge contained wire scrap (iron), it can be said that it was sufficiently removed by the iron removal process. Moreover, from the measurement result of tantalum in Table 2, it is clear that the ratio of tantalum, which was 30.6% in the deiron-dried solid, is reduced to 2.43% in the solid. . From this, it can be said that 28.17% of tantalum could be eluted in the elution step by hydrothermal treatment. Furthermore, from the measurement result of the white solid in Table 2, it is clear that 93.2% of tantalum is contained in the white solid and tantalum is contained in the white solid with high purity. From this, it can be said that this tantalum recovery method was able to recover high-purity tantalum from oil-containing sludge without using a high-risk high-temperature drying step and high-concentration hydrofluoric acid with a high environmental load. .

続いて、本発明のタンタル回収方法の他の一例を、(1)油分除去工程、(2)脱鉄工程、(3)溶出工程、(4)回収工程の4つの工程に分けて説明する。   Subsequently, another example of the tantalum recovery method of the present invention will be described by dividing it into four steps: (1) oil removal step, (2) deironing step, (3) elution step, and (4) recovery step.

(1)油分除去工程
実施例1と同様に、スラッジ100kgから25kgを上面に濾紙が置かれた金網の上に置き、1週間静置した。こうすることで、油分の大半を金網の下方に滴下し、スラッジ中の油分の多くを除去することができる。スラッジの上に残った油分がなくなるまで十分に静置した後のスラッジのうち400gを分取し、5リットルの攪拌機構付き水熱処理容器(オーエムラボテック社製、OML−5)に入れ、3リットルの3%(w/v)過酸化水素水を加えて密閉し、150℃の温度で2時間水熱処理を行った。このとき、室温から100℃までは容器上部のバルブを解放して内部圧力が上昇しないようにし、100℃からはバルブを閉じ密閉状態とした。また、150℃の内部圧力は、0.42MPaの圧力であった。水熱処理の後、容器内の温度が90℃になるまで自然冷却した後、常温まで強制冷却を行い容器内の固形物と液体とを回収した。ここで回収した液体を濾過し、濾紙の上に残ったLTを含む固形物を油分除去スラッジとして回収した。このとき、油分除去スラッジに含まれる油分量を測定したところ、1.42%(w/w)であった。
(1) Oil content removal process In the same manner as in Example 1, 100 kg to 25 kg of sludge was placed on a wire net having filter paper placed on the upper surface, and allowed to stand for one week. By so doing, most of the oil can be dropped below the wire mesh and much of the oil in the sludge can be removed. 400 g of the sludge after standing still enough until there is no oil remaining on the sludge is taken and placed in a 5 liter hydrothermal vessel with a stirring mechanism (OML-5, OML Labtech Co., Ltd.), 3 liters 3% (w / v) of hydrogen peroxide was added and sealed, followed by hydrothermal treatment at 150 ° C. for 2 hours. At this time, the valve at the top of the container was released from room temperature to 100 ° C. so that the internal pressure did not increase, and the valve was closed and sealed from 100 ° C. The internal pressure at 150 ° C. was 0.42 MPa. After hydrothermal treatment, the container was naturally cooled until the temperature in the container reached 90 ° C., and then forcedly cooled to room temperature to recover the solid and liquid in the container. The liquid collected here was filtered, and the solid matter containing LT remaining on the filter paper was collected as oil-removed sludge. At this time, when the amount of oil contained in the oil removal sludge was measured, it was 1.42% (w / w).

(2)脱鉄工程
実施例1の脱鉄工程と同様にして、16.4kgの脱鉄した脱鉄乾燥固形物を得た。このとき、脱鉄乾燥固形物に含まれる油分量を測定したところ、1.42%(w/w)であった。
(2) Deironing step In the same manner as in the deironing step of Example 1, 16.4 kg of deironed and dried iron free solid was obtained. At this time, when the amount of oil contained in the deiron-dried solid was measured, it was 1.42% (w / w).

(3)溶出工程
実施例1の溶出工程と同様にして、固形物とLTを含む混合溶液を回収した。なお、水熱処理中の最高圧力は、0.46MPaであった。
(3) Elution process It carried out similarly to the elution process of Example 1, and collect | recovered the mixed solution containing a solid substance and LT. The maximum pressure during hydrothermal treatment was 0.46 MPa.

(4)回収工程
実施例1の回収工程と同様にして、白色固形物を得た。
(4) Recovery step In the same manner as in the recovery step of Example 1, a white solid was obtained.

(5)成分分析
次に、実施例1と同様にして、脱鉄工程で得られた脱鉄乾燥固形物、溶出工程で得られた固形物及び回収工程で得られた白色固形物のそれぞれについて、成分分析を行った。このとき得られた結果を、以下の表3に示す。
(5) Component analysis Next, in the same manner as in Example 1, each of the deiron-dried solid obtained in the deiron process, the solid obtained in the elution process, and the white solid obtained in the recovery process. Component analysis was performed. The results obtained at this time are shown in Table 3 below.

Figure 0005929294
Figure 0005929294

表3中の脱鉄乾燥固形物の測定結果より、脱鉄乾燥固形物中に0.45%の鉄元素が含まれていることは明らかである。スラッジの中にはワイヤくず(鉄)が含まれていたことから、鉄を脱鉄工程で十分に除去できたと言える。また、表3中のタンタルの測定結果より、脱鉄乾燥固形物中には25.4%であったタンタルの割合が、固形物中では2.07%に減少していることは明らかである。このことから、水熱処理による溶出工程で、23.47%のタンタルを溶出できたと言える。更に、表3中の白色固形物の測定結果により、白色固形物中にタンタルが96.1%含まれており、白色固形物中に高純度でタンタルが含まれていることは明らかである。このことから、このタンタル回収方法によって、危険性の高い高温による乾燥工程や環境負荷の高い高濃度のフッ化水素酸を用いること無く、含油スラッジから高純度のタンタルを回収することができたと言える。   From the measurement results of the deiron-dried solid in Table 3, it is clear that 0.45% iron element is contained in the de-iron dry solid. Since sludge contained wire scrap (iron), it can be said that iron was sufficiently removed by the deironing process. Moreover, from the measurement result of tantalum in Table 3, it is clear that the proportion of tantalum, which was 25.4% in the deiron-dried dry solid, is reduced to 2.07% in the solid. . From this, it can be said that 23.47% of tantalum could be eluted in the elution step by hydrothermal treatment. Furthermore, from the measurement result of the white solid in Table 3, it is clear that 96.1% of tantalum is contained in the white solid, and tantalum is contained in the white solid with high purity. From this, it can be said that this tantalum recovery method was able to recover high-purity tantalum from oil-containing sludge without using a high-risk high-temperature drying step and high-concentration hydrofluoric acid with a high environmental load. .

比較例1Comparative Example 1

続いて、本発明のタンタル回収方法と比較するための比較例を、(1)前処理工程、(2)焼成工程、(3)溶出工程、(4)回収工程の4つの工程に分けて説明する。   Subsequently, a comparative example for comparison with the tantalum recovery method of the present invention is divided into four steps: (1) pretreatment step, (2) firing step, (3) elution step, and (4) recovery step. To do.

(1)前処理工程
まず、実施例1と同様に、スラッジ100kgから、25kgを上面に濾紙が置かれた金網の上に置き、1週間静置した。こうすることで、油分の大半を金網の下方に滴下し、スラッジ中の油分の多くを除去することができる。スラッジの上に残った油分がなくなるまで十分に静置した後のスラッジのうちの4kgを分取し、50℃に加熱した温水60リットル中に投入して攪拌し、界面活性剤(例えば、アルキルアミンオキシド)を適量加えて更に24時間攪拌し、濾別して中間体を得た。
(1) Pretreatment step First, in the same manner as in Example 1, 25 kg of sludge was placed on a wire net having a filter paper placed on the upper surface and allowed to stand for one week. By so doing, most of the oil can be dropped below the wire mesh and much of the oil in the sludge can be removed. 4 kg of the sludge that has been allowed to stand until there is no oil remaining on the sludge is taken, poured into 60 liters of warm water heated to 50 ° C., stirred, and a surfactant (eg, alkyl A suitable amount of amine oxide) was added, and the mixture was further stirred for 24 hours and filtered to obtain an intermediate.

次に、中間体を50℃に加熱した温水60リットル中に投入し、攪拌しながら濃硫酸300gを添加して更に8時間攪拌した。8時間攪拌後、濾過、水洗を繰り返し、油分除去スラッジを得た。この油分除去スラッジの乾燥重量を測定したところ、2.2kgであった。また、油分除去スラッジに含まれる油分量を測定したところ、3.45%(w/w)であった。   Next, the intermediate was put into 60 liters of warm water heated to 50 ° C., 300 g of concentrated sulfuric acid was added with stirring, and the mixture was further stirred for 8 hours. After stirring for 8 hours, filtration and washing with water were repeated to obtain an oil removing sludge. The dry weight of the oil-removed sludge was measured and found to be 2.2 kg. The amount of oil contained in the oil removal sludge was measured and found to be 3.45% (w / w).

(2)焼成工程
油分除去スラッジをアルミナ製の棚板に載せ、焼成炉に投入して700℃で1時間焼成し、脱鉄乾燥固形物を得た。この脱鉄乾燥固形物の重量を測定したところ、2kgであった。また、脱鉄乾燥固形物に含まれる油分量を測定したところ、0.97%(w/w)であった。
(2) Firing step The oil-removed sludge was placed on an alumina shelf, placed in a firing furnace, and fired at 700 ° C for 1 hour to obtain a deiron-dried solid. The weight of the deiron-dried solid was measured and found to be 2 kg. Moreover, it was 0.97% (w / w) when the amount of oil contained in a deiron removal dry solid was measured.

(3)溶出工程
焼成工程で得られた脱鉄乾燥固形物を300g秤量し、3リットルの55%フッ化水素酸に入れ、5日間攪拌した。5日間の攪拌後、LTが溶解した濾液と固形物とに濾別した。次に、この固形物をpHが6.0〜7.0の範囲内になるまで繰り返し水洗し、水洗した洗浄液と濾液とを混合したLTを含む混合溶液を得た。
(3) Elution step 300 g of the deiron-dried solid obtained in the firing step was weighed, placed in 3 liters of 55% hydrofluoric acid, and stirred for 5 days. After stirring for 5 days, the filtrate was separated into a filtrate in which LT was dissolved and a solid substance. Next, this solid was repeatedly washed with water until the pH was in the range of 6.0 to 7.0, and a mixed solution containing LT in which the washed water and the filtrate were mixed was obtained.

(4)回収工程
実施例1の回収工程と同様にして、白色固形物を得た。
(4) Recovery step In the same manner as in the recovery step of Example 1, a white solid was obtained.

(5)成分分析
次に、実施例1と同様にして、焼成工程で得られた脱鉄乾燥固形物、溶出工程で得られた固形物及び回収工程で得られた白色固形物のそれぞれについて、成分分析を行った。このとき得られた結果を、以下の表4に示す。
(5) Component analysis Next, in the same manner as in Example 1, each of the deiron-dried solid obtained in the firing step, the solid obtained in the elution step, and the white solid obtained in the recovery step, Component analysis was performed. The results obtained at this time are shown in Table 4 below.

Figure 0005929294
Figure 0005929294

表4中の脱鉄乾燥固形物の測定結果より、脱鉄乾燥固形物中に0.23%の鉄元素が含まれていることは明らかである。スラッジの中にはワイヤくず(鉄)が含まれていたことから、鉄を前処理工程で十分に除去できたと言える。また、表4中のタンタルの測定結果より、脱鉄乾燥固形物中には23.2%であったタンタルの割合が、固形物中では6.43%に減少していることは明らかである。このことから、高濃度(55%)のフッ化水素酸を用いた溶出工程で、16.77%のタンタルを溶出できたと言える。しかしながら、表4中の白色固形物の測定結果により、白色固形物中にはタンタルが4.1%しか含まれておらず、白色固形物中にタンタルがほとんど含まれていないことは明らかである。このことから、比較例1のタンタル回収方法では、タンタルを高純度で回収することができないと言える。   From the measurement results of the deiron-dried solid in Table 4, it is clear that 0.23% iron element is contained in the de-iron dry solid. Since sludge contained wire scrap (iron), it can be said that iron was sufficiently removed in the pretreatment process. Moreover, from the measurement result of tantalum in Table 4, it is clear that the ratio of tantalum, which was 23.2% in the deiron-dried dry solid, is reduced to 6.43% in the solid. . From this, it can be said that 16.77% of tantalum could be eluted in the elution process using high concentration (55%) hydrofluoric acid. However, the measurement result of the white solid in Table 4 clearly shows that the white solid contains only 4.1% of tantalum and the white solid contains almost no tantalum. . From this, it can be said that the tantalum recovery method of Comparative Example 1 cannot recover tantalum with high purity.

比較例2Comparative Example 2

続いて、本発明のタンタル回収方法と比較するための他の比較例を、(1)前処理工程、(2)焼成工程、(3)溶出工程、(4)回収工程の4つの工程に分けて説明する。   Subsequently, another comparative example for comparison with the tantalum recovery method of the present invention is divided into four steps: (1) pretreatment step, (2) firing step, (3) elution step, and (4) recovery step. I will explain.

(1)前処理工程
比較例1と同様にして、油分除去スラッジを得た。この油分除去スラッジに含まれる油分量を測定したところ、3.45%(w/w)であった。
(1) Pretreatment step In the same manner as in Comparative Example 1, an oil removing sludge was obtained. The amount of oil contained in the oil removal sludge was measured and found to be 3.45% (w / w).

(2)焼成工程
比較例1と同様にして、脱鉄乾燥固形物を得た。この脱鉄乾燥固形物に含まれる油分量を測定したところ、0.97%(w/w)であった。
(2) Firing step In the same manner as in Comparative Example 1, a deiron-dried solid was obtained. The amount of oil contained in this deiron-dried solid was measured and found to be 0.97% (w / w).

(3)溶出工程
3リットルの55%フッ化水素酸を3リットルの3%フッ化水素酸に変えたこと以外は、比較例1と同様にして、固形物を得た。
(3) Elution step A solid was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that 3 liters of 55% hydrofluoric acid was changed to 3 liters of 3% hydrofluoric acid.

(4)回収工程
水酸化ナトリウム水溶液を添加するとすぐに白色沈殿が生じたこと以外は、実施例1と同様にして白色固形物を得た。
(4) Recovery step A white solid was obtained in the same manner as in Example 1 except that a white precipitate was formed as soon as the aqueous sodium hydroxide solution was added.

(4)成分分析
次に、実施例1と同様にして、前処理工程で得られた脱鉄乾燥固形物、溶出工程で得られた固形物及び回収工程で得られた白色固形物のそれぞれについて、成分分析を行った。このとき得られた結果を、以下の表5に示す。
(4) Component analysis Next, in the same manner as in Example 1, each of the deiron-dried solid obtained in the pretreatment step, the solid obtained in the elution step, and the white solid obtained in the recovery step. Component analysis was performed. The results obtained at this time are shown in Table 5 below.

Figure 0005929294
Figure 0005929294

表5中の脱鉄乾燥固形物の測定結果より、脱鉄乾燥固形物中に鉄元素が0.23%しか含まれていないことは明らかである。スラッジの中にはワイヤくず(鉄)が含まれていたことから、鉄を前処理工程で十分に除去できたと言える。また、表5中のタンタルの測定結果より、脱鉄乾燥固形物中には23.2%であったタンタルの割合が、固形物中でも20.7%であり、溶出工程において十分にタンタルが溶出できていないことは明らかである。更に、表5中の白色固形物の測定結果により、白色固形物中にはタンタルが63.3%しか含まれておらず、白色固形物中に含まれるタンタルが少ないことは明らかである。このことから、比較例2のタンタル回収方法では、タンタルを高純度で回収することができないと言える。   From the measurement results of the deiron-dried solid in Table 5, it is clear that the iron-free dry solid contains only 0.23% of iron element. Since sludge contained wire scrap (iron), it can be said that iron was sufficiently removed in the pretreatment process. Moreover, from the measurement result of tantalum in Table 5, the ratio of tantalum that was 23.2% in the deiron-dried solid was 20.7% in the solid, and tantalum was sufficiently eluted in the elution process. It is clear that it was not done. Furthermore, from the measurement result of the white solid in Table 5, it is clear that only 63.3% of tantalum is contained in the white solid, and the tantalum contained in the white solid is small. From this, it can be said that the tantalum recovery method of Comparative Example 2 cannot recover tantalum with high purity.

比較例3Comparative Example 3

続いて、本発明のタンタル回収方法と比較するための他の比較例について説明する。比較例3のタンタル回収方法は、焼成工程を行わなかったこと以外は、比較例1と同様にして、前処理工程によって脱鉄乾燥固形物を、溶出工程によって固形物を、回収工程によって白色固形物を、それぞれ得た。このとき、固形物132に含まれる油分量を測定したところ、7.8%(w/w)であった。また、それぞれについて、実施例1と同様の方法で成分分析を行い、このとき得られた結果を、以下の表6に示す。   Subsequently, another comparative example for comparison with the tantalum recovery method of the present invention will be described. The tantalum recovery method of Comparative Example 3 was the same as Comparative Example 1 except that the firing step was not performed. Each thing was obtained. At this time, when the amount of oil contained in the solid 132 was measured, it was 7.8% (w / w). Moreover, about each, component analysis was performed by the method similar to Example 1, and the result obtained at this time is shown in the following Table 6.

Figure 0005929294
Figure 0005929294

表6中の脱鉄乾燥固形物の測定結果より、脱鉄乾燥固形物中に鉄元素が0.25%含まれていることは明らかである。スラッジの中にはワイヤくず(鉄)が含まれていたことから、鉄を前処理工程で十分に除去できたと言える。また、表6中のタンタルの測定結果より、脱鉄乾燥固形物中には27%であったタンタルの割合が、固形物中でも24.4%であり、溶出工程において十分にタンタルが溶出できていないことは明らかである。更に、表6中の白色固形物の測定結果により、白色固形物中にはタンタルが2.5%しか含まれておらず、白色固形物中に含まれるタンタルが少ないことは明らかである。このことから、比較例3のタンタル回収方法では、タンタルを高純度で回収することができないと言える。   From the measurement results of the deiron-dried solid in Table 6, it is clear that 0.25% iron element is contained in the de-iron dry solid. Since sludge contained wire scrap (iron), it can be said that iron was sufficiently removed in the pretreatment process. Moreover, from the measurement result of tantalum in Table 6, the ratio of tantalum which was 27% in the deiron-dried solid was 24.4% in the solid, and tantalum was sufficiently eluted in the elution step. Clearly not. Furthermore, from the measurement result of the white solid in Table 6, it is clear that the white solid contains only 2.5% of tantalum and the tantalum contained in the white solid is small. From this, it can be said that the tantalum recovery method of Comparative Example 3 cannot recover tantalum with high purity.

次に、実施例1〜3及び比較例1〜3のそれぞれについて、タンタルの溶出率、回収されたタンタルの純度、タンタルを回収するために必要な工程時間のそれぞれを算出し、それぞれの油分量とともに、以下の表7に示す。なお、タンタルの溶出率(WTa)は、脱鉄乾燥固形物中のタンタルの質量パーセントをWa、固形物中のタンタルの質量パーセントをWbとして、それぞれ次式(2)に当てはめて算出した。また、タンタルの純度は、白色固形物中におけるタンタルの質量パーセントを用い、工程時間は、各工程時間の時間を合計して算出した。 Next, for each of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the elution rate of tantalum, the purity of recovered tantalum, and the process time required to recover tantalum were calculated, and the respective oil content In addition, the results are shown in Table 7 below. The tantalum elution rate (W Ta ) was calculated by applying the following equation (2), where Wa is the mass percent of tantalum in the deiron-dried solid and Wa is the mass percent of tantalum in the solid. Further, the purity of tantalum was calculated by using the mass percentage of tantalum in the white solid, and the process time was calculated by adding the times for each process time.

Figure 0005929294
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Figure 0005929294
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実施例1〜3の結果と比較例1〜3の結果とを比較すると、本実施例のタンタル回収方法を用いることで、90%以上の高純度のタンタルを90%以上の高収率で、しかも、比較例1〜3と比較して半分以下の工程時間で回収することができる。このとき、危険性の高い高温による乾燥工程や環境負荷の高い高濃度のフッ化水素酸も用いていない。   Comparing the results of Examples 1 to 3 and the results of Comparative Examples 1 to 3, by using the tantalum recovery method of this example, high-purity tantalum of 90% or more is obtained in a high yield of 90% or more. And it can collect | recover in half or less process time compared with Comparative Examples 1-3. At this time, neither a high-risk high-temperature drying process nor high-concentration hydrofluoric acid with high environmental load is used.

また、実施例1と実施例2及び実施例3とを比較すると、実施例1と比較して、実施例2及び実施例3では油分量が減少し、回収したタンタルの純度が上がっていることは明らかである。このことから、油分除去工程で過酸化水素水を添加することで、水の場合と比較して、より油分を除去することができたと言える。また、油分量が少なくなることでタンタルの純度が上がっていることから、溶解処理工程の前に油分量を少なくすることで、より純度の高いタンタルを回収することができると発明者らは考えている。   Moreover, when Example 1 is compared with Example 2 and Example 3, compared with Example 1, the amount of oil in Example 2 and Example 3 is reduced, and the purity of the recovered tantalum is increased. Is clear. From this, it can be said that by adding hydrogen peroxide water in the oil removing step, the oil could be removed more than in the case of water. Further, since the purity of tantalum is increased by reducing the amount of oil, the inventors consider that tantalum having higher purity can be recovered by reducing the amount of oil before the dissolution treatment step. ing.

更に、実施例1〜3と比較例3とを比較すると、比較例3と比較して実施例1〜3では油分量が少ないことは明らかである。このことから、水熱処理を用いた油分除去工程により、比較例1及び比較例2で行った焼成工程を行うことなく、十分油分量を低下させることができたと言える。比較例1及び比較例2の焼成工程では、油分を含む固形物を高温で焼成することにより発火等の危険性を有するが、油分除去工程を行うことにより、焼成工程を行うよりも、より安全に油分を除去することができるといえる。   Furthermore, when Examples 1 to 3 and Comparative Example 3 are compared, it is clear that Examples 1 to 3 have less oil than Comparative Example 3. From this, it can be said that the oil content can be sufficiently reduced by the oil removal process using hydrothermal treatment without performing the firing process performed in Comparative Example 1 and Comparative Example 2. In the firing process of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, there is a risk of ignition etc. by firing a solid containing oil at a high temperature, but it is safer than performing the firing process by performing the oil removing process. It can be said that oil can be removed.

更にまた、比較例1と比較例2とを比較すると、比較例1では72.2%のタンタルを回収することができたことに対し、比較例2では、10.8%しかタンタルを回収することができなかった。このことから、従来のタンタル回収方法では、高濃度のフッ化水素酸を使用しなければ、高い回収率でタンタルを回収することができないと言える。一方、この結果と実施例1〜3の結果とを比較すると、実施例1〜3では、いずれも比較例1〜3と比べて高い回収率でタンタルを回収できたことは明らかである。このことから、高濃度のフッ化水素酸という危険性及び環境負荷の高い薬品を使用することなく、高い回収率でタンタル酸を回収できたと言える。   Furthermore, when Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were compared, Comparative Example 1 was able to recover 72.2% of tantalum, whereas Comparative Example 2 was recovering only 10.8% of tantalum. I couldn't. From this, it can be said that the conventional tantalum recovery method cannot recover tantalum at a high recovery rate unless high concentration hydrofluoric acid is used. On the other hand, comparing this result with the results of Examples 1 to 3, it is clear that in Examples 1 to 3, tantalum could be recovered at a higher recovery rate than in Comparative Examples 1 to 3. From this, it can be said that tantalum acid could be recovered at a high recovery rate without using chemicals with high risk of hydrofluoric acid and high environmental load.

上述した実施の形態で示すように、レアメタルの回収分野、特に、タンタルの回収方法として利用することができる。   As shown in the above-described embodiment, the present invention can be used as a rare metal recovery field, particularly as a tantalum recovery method.

Claims (8)

タンタル酸リチウム、鉄及び油を含むスラッジからタンタルを回収するタンタル回収方法において、
水熱処理によりタンタル、鉄及び油を含むスラッジから油分の一部を除去する油分除去工程と、
前記油分除去工程を経た前記スラッジを有機酸で洗浄し、鉄分の一部を除去する脱鉄工程と、
フッ化水素酸存在下の水熱処理により、前記脱鉄工程を経た前記スラッジからタンタルを含む溶液を溶出する溶出工程と、
前記溶出工程で得られた前記溶液にアルカリ溶液を添加し、タンタルを含む塩を析出させて回収する回収工程と、
を含む、
タンタル回収方法。
In a tantalum recovery method for recovering tantalum from sludge containing lithium tantalate, iron and oil,
An oil removal step of removing a part of the oil from the sludge containing tantalum, iron and oil by hydrothermal treatment;
Washing the sludge that has undergone the oil removal step with an organic acid, and removing iron from the iron removal step;
An elution step of eluting a solution containing tantalum from the sludge that has undergone the iron removal step by hydrothermal treatment in the presence of hydrofluoric acid ,
A recovery step of adding an alkaline solution to the solution obtained in the elution step to precipitate and recover a salt containing tantalum;
including,
Tantalum recovery method.
前記有機酸は、カルボン酸である、
請求項1に記載のタンタル回収方法。
The organic acid is a carboxylic acid,
The tantalum recovery method according to claim 1 .
前記カルボン酸は、クエン酸である、
請求項2に記載のタンタル回収方法。
The carboxylic acid is citric acid.
The tantalum recovery method according to claim 2 .
前記脱鉄工程は、前記油分除去工程を経た前記スラッジを、前記有機酸に代えて、1%(w/v)以上5%(w/v)以下のフッ化水素酸水溶液で洗浄し、鉄分の一部を除去する工程である、
請求項1に記載のタンタル回収方法。
In the iron removal step, the sludge that has undergone the oil removal step is washed with an aqueous hydrofluoric acid solution of 1% (w / v) or more and 5% (w / v) or less , instead of the organic acid, Is a step of removing a part of
The tantalum recovery method according to claim 1 .
前記アルカリ溶液は、水酸化ナトリウム水溶液である、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のタンタル回収方法。
The alkaline solution is an aqueous sodium hydroxide solution.
The tantalum recovery method according to any one of claims 1 to 4 .
前記油分除去工程は、前記水熱処理に代えて、過酸化水素水存在下の水熱処理により、タンタル、鉄及び油を含むスラッジから油分の一部を除去する工程である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載のタンタル回収方法。
The oil removal step is a step of removing a part of oil from sludge containing tantalum, iron and oil by hydrothermal treatment in the presence of hydrogen peroxide water instead of the hydrothermal treatment.
The tantalum recovery method according to any one of claims 1 to 5 .
前記回収工程は、前記溶出工程で得られた前記溶液にアルカリ溶液を添加した後にカチオン系高分子凝集剤を添加し、タンタルを析出させて回収する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載のタンタル回収方法。
In the recovery step, after adding an alkaline solution to the solution obtained in the elution step, a cationic polymer flocculant is added, and tantalum is precipitated and recovered.
The tantalum recovery method according to any one of claims 1 to 6 .
前記カチオン系高分子凝集剤は、ポリメタクリル酸エステルである、
請求項7に記載のタンタル回収方法。
The cationic polymer flocculant is polymethacrylate.
The tantalum recovery method according to claim 7 .
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