JP6164640B2 - 塩化揮発法による金の回収方法及び回収システム - Google Patents
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Description
(1)固体炭素共存下で金を塩化揮発に供した場合、金の少なくとも一部が気相中に放出されることなく固体炭素に選択的に捕捉される。温度を制御することによって、金の大部分を固体炭素に捕捉させることができ、金を濃縮して分離回収することができる。
(2)固体炭素共存下で鉄等の金以外の金属を塩化揮発に供しても、そのほとんどは固体炭素に捕捉されることなく気相中に放出される。すなわち、原料中に金以外の金属が含まれていたとしても、金を選択的に分離回収することができる。
(3)熱力学平衡計算上、炭素の存在の有無は金の塩化揮発に対して影響を及ぼさないという結果が得られたにもかかわらず、複数の金属が含まれる原料においては、固体炭素を存在させることで金の揮発温度を低下させることが可能である。
第1の本発明は、金と金以外の金属と固体炭素とを含む混合物を加熱して塩素雰囲気下で塩化揮発処理に供する第1工程、及び、第1工程の後で、固体炭素に捕捉された金を回収する第2工程を備える、金の回収方法である。
「金以外の金属」とは、金以外の金属元素を含むものであればよく、純金属、合金或いは金属化合物等が挙げられる。
「混合物を加熱して塩素雰囲気下で塩化揮発処理に供する」とは、所定の到達温度にて塩素雰囲気下で混合物の塩化揮発処理を行うことを意味する。すなわち、到達温度に達するまでの昇温過程においては必ずしも塩素雰囲気とする必要はない。
「塩化揮発処理」とは、混合物に含まれる金属を塩化物として揮発させる処理を意味する。
「固体炭素に捕捉された金を回収する」とは、例えば、混合物から固体炭素を分離回収した後で固体炭素を燃焼・灰化させて除去することで金を回収する形態、固体炭素を酸洗する形態の他、混合物から固体炭素を分離回収せずに、第1工程を経た混合物そのものを燃焼・灰化させたり、酸洗する形態等も含まれる。尚、本発明者らの知見によれば、第1工程を経て固体炭素に捕捉された金は酸洗によっても流出し難い。一方、固体炭素に金以外の金属が捕捉された場合、当該金以外の金属は酸洗によって容易に流出する。すなわち、金と金以外の金属を比較すると、金のほうが固体炭素への溶解度が高いと考えられる。このことを利用して、第1工程を経て固体炭素に金と金以外の金属とが捕捉された場合は、固体炭素中の金以外の金属を酸洗で選択的に流出させ、固体炭素中に金を選択的に濃縮させることができる。
固体炭素に捕捉された「金」とは、混合物由来の金であり、その形態としては、純金、金の合金、塩化金、金と金以外の金属との複合塩化物等が挙げられる。
「加熱手段における塩化揮発処理によって固体炭素に捕捉された金を回収する手段」とは、加熱手段における塩化揮発処理後、加熱手段内から固体炭素を回収し、固体炭素を燃焼・灰化させて金を回収する形態、固体炭素を酸洗する形態の他、加熱手段内から混合物を回収し、混合物に対して燃焼・灰化処理を行う形態、混合物を酸洗する形態等も含む。
図1に一実施形態に係る本発明の金の回収方法S10を示す。図1に示すように、方法S10は、金と金以外の金属を含む原料に固体炭素を混合して混合物とする混合工程S0、混合物を加熱して塩素雰囲気下で塩化揮発処理に供する第1工程S1、及び、第1工程S1の後で、固体炭素に捕捉された金を回収する第2工程S2を備えている。
工程S0は、金と金以外の金属を含む原料に固体炭素を混合して混合物とする工程である。
尚、混合物とするにあたって、固体炭素の形態(粒径等)は特に限定されるものではない。例えば、粉砕後の上記原料と同程度の粒径を有するものとすることが可能である。
或いは、一の原料に対して、後述の工程S1、S2を繰り返し行うことが有り得るが、この場合、各工程の合間に固体炭素を混合物中に補足添加したり、或いは、工程S2の後に依然として原料中に残存する金を回収するため、新たに固体炭素を混合して再び工程S1に供することも可能である。
工程S1は、混合物を加熱し塩素雰囲気下で塩化揮発処理に供する工程である。すなわち、工程S1は、所定の到達温度で混合物の塩化揮発処理を行う工程であり、昇温過程においては必ずしも塩素雰囲気とする必要はない。むしろ、後述するように、昇温過程においては不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。
工程S1により混合物中の金及び金以外の金属が塩化揮発に供されるが、例えば温度や雰囲気等を制御することで、金を選択的に固体炭素に補足させることが可能である。金が選択的に固体炭素に補足される理由としては、金と金以外の金属とを比較した場合、金のほうが固体炭素との親和性(炭素における溶解度)が高く、固体炭素に取り込まれやすいためと考えられる。
ただし、工程S1において金が気相中に放出された場合は、系内下流側に所定温度(例えば600℃以上1000℃以下)に加熱された固体炭素を設置して金を選択的にトラップすることが可能である。
工程S2は、工程S1の後で、固体炭素に捕捉された金を回収する工程である。固体炭素に捕捉された金を回収する形態としては、例えば、混合物から固体炭素を回収したうえで、固体炭素を焼却・灰化させることで金を回収する形態、固体炭素に対して酸洗処理等を施すことによって金以外の捕捉金属を除去し、固体炭素に捕捉された金のみを回収する形態等、種々の形態が挙げられる。例えば、固体炭素に捕捉された金は酸洗によっても流出し難い一方、金以外の金属は酸洗によって容易に流出するため、炭素に捕捉された金以外の成分を酸洗によって除去し、その後炭素を灰化させることで、高濃度の金を回収できる。尚、プロセスを簡易とする観点からは、工程S1にて使用した加熱手段をそのまま利用して固体炭素を焼却・灰化させることが好ましい。
或いは、上記工程S1において、金は固体炭素に捕捉される一方で、金以外の金属は大部分が気相中に塩化揮発されるため、工程S1後の混合物には、金が濃縮されていることとなる。すなわち、工程S1後、混合物から固体炭素を回収することなく、混合物全体に対して焼却・灰化処理や酸洗処理等を施すことで、金を濃縮回収することも可能である。
図2に一実施形態に係る本発明の金の回収システム10を示す。図2に示すように、システム10は、塩素供給源1、加熱手段2及び回収手段3を備えている。
また、本実施例では、固体炭素として、フェノールフタレインを窒素雰囲気で500℃に加熱して得られるものを使用した。
Claims (6)
- 金と金以外の金属と固体炭素とを含む混合物を加熱して塩素雰囲気下で塩化揮発処理に供する第1工程、及び
前記第1工程の後で、前記固体炭素に捕捉された金を回収する第2工程
を備え、
前記第1工程における前記混合物の到達温度が600℃以上800℃以下であり、
前記第1工程において、不活性ガス雰囲気にて前記混合物を前記到達温度にまで昇温させたのち、前記混合物の温度を保持しながら雰囲気を塩素雰囲気に切り替える、
金の回収方法。 - 前記固体炭素がアモルファスである、請求項1に記載の方法。
- 金と金以外の金属とを含む原料に固体炭素を混合することによって前記混合物を得る混合工程をさらに備える、請求項1又は2に記載の方法。
- 塩素供給源、加熱手段及び回収手段を備え、
前記塩素供給源は前記加熱手段と接続されており、
前記加熱手段は、金と金以外の金属と固体炭素とを含む混合物を加熱して塩素雰囲気下で塩化揮発処理に供する手段であり、
前記回収手段は、前記加熱手段における塩化揮発処理によって、前記固体炭素に捕捉された金を回収する手段であり、
前記加熱手段における到達温度が600℃以上800℃以下であり、
さらに不活性ガス供給源を備え、前記塩素供給源と該不活性ガス供給源とが、前記加熱手段に切り替え可能に接続されており、
前記不活性ガス供給源から前記加熱手段へと不活性ガスを供給し、不活性ガス雰囲気にて前記加熱手段によって前記混合物を前記到達温度にまで昇温させたのち、前記塩素供給源と前記不活性ガス供給源とを切り替え、前記混合物の温度を保持しながら前記塩素供給源から前記加熱手段へと塩素を供給して、前記加熱手段における雰囲気を塩素雰囲気に切り替える、
金の回収システム。 - 前記固体炭素がアモルファスである、請求項4に記載のシステム。
- 金と金以外の金属とを含む原料に固体炭素を混合して前記混合物とする混合手段をさらに備える、請求項4又は5に記載のシステム。
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