JP6948698B2 - Palladium / Platinum Extractor, Palladium / Platinum Separation Method - Google Patents

Palladium / Platinum Extractor, Palladium / Platinum Separation Method Download PDF

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Description

本発明は、パラジウム・白金抽出剤、および、パラジウム・白金の分離方法に関する。 The present invention relates to a palladium / platinum extractant and a method for separating palladium / platinum.

パラジウム、白金、ロジウムの3種白金族金属の多くは自動車排ガス触媒に使用されている。排ガス規制並びに規制強化が世界的に広がり、これらの金属の需要が高まったため、これらの金属資源の安定確保は難しくなっている。また、その需要の高まりに伴って使用済み自動車排ガス触媒も増加の一途を辿っている。これらの金属は高価であり、資源として貴重な金属であることから、使用後には回収してリユースすることが行われている。白金族金属を一定量供給するためには、使用済み製品から白金族金属を高効率で分離することが重要となる。 Most of the three platinum group metals, palladium, platinum and rhodium, are used in automobile exhaust gas catalysts. Emission regulations and tightening of regulations have spread worldwide, and the demand for these metals has increased, making it difficult to secure stable resources for these metals. In addition, the number of used automobile exhaust gas catalysts is steadily increasing along with the increase in demand. Since these metals are expensive and valuable as resources, they are recovered and reused after use. In order to supply a certain amount of platinum group metal, it is important to separate the platinum group metal from the used product with high efficiency.

白金族金属の分離工程おける精製には、電解析出法、イオン交換法、沈殿法が提案されているが、選択性、経済性及び操作性の点から、溶媒抽出法が広く採用されている。この用途に使用する様々な抽出剤が開発され利用されている。 Electrolytic precipitation methods, ion exchange methods, and precipitation methods have been proposed for purification in the separation step of platinum group metals, but the solvent extraction method is widely adopted from the viewpoint of selectivity, economy, and operability. .. Various extractants used for this purpose have been developed and used.

現在、パラジウムおよび白金の抽出剤として用いられているものがジアルキルスルフィド(DAS)やトリブチルホスフェイト(TBP)であり(例えば、特許文献1、2)、前者はアンモニア水溶液により、後者は水による逆抽出できることが特徴である。 Currently, dialkyl sulfide (DAS) and tributyl phosphate (TBP) are used as extracts of palladium and platinum (for example, Patent Documents 1 and 2), the former is an aqueous ammonia solution, and the latter is a reverse with water. The feature is that it can be extracted.

特開平10−130744Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-130744 特開2005−146326JP-A-2005-146326

実工程において溶媒抽出法により白金族金属を分離精製する場合、一次・二次資源に混在する白金族金属を含有する成分は塩酸/塩素ガスあるいは王水を用いて浸出した酸性水溶液とされ、これに対して抽出処理がなされる。この条件下で、DASを使用した場合には、パラジウム、白金、ロジウム、ベースメタルを含む酸性水溶液からパラジウムを選択的に抽出するものの、DASと酸性水溶液とが長時間接触するため、DASのスルフィド部位が酸化を受け、パラジウムの抽出能力が低下してしまい、再利用性に乏しい。さらに、DASはパラジウムの抽出速度が遅いという問題もある。 When the platinum group metal is separated and purified by the solvent extraction method in the actual process, the component containing the platinum group metal mixed in the primary and secondary resources is an acidic aqueous solution leached using hydrochloric acid / chlorine gas or aqua regia. Is extracted. Under these conditions, when DAS is used, palladium is selectively extracted from an acidic aqueous solution containing palladium, platinum, rhodium, and a base metal, but since the DAS and the acidic aqueous solution are in contact for a long time, the sulfide of DAS The site is oxidized and the extraction capacity of palladium is reduced, resulting in poor reusability. Further, DAS has a problem that the extraction rate of palladium is slow.

一方で、TBPの場合は、高濃度の塩酸にてプロトン化したTBPが白金のクロロ錯体とイオン対を形成して抽出するが、白金に対する選択性が低いという問題がある。 On the other hand, in the case of TBP, TBP protonated with high-concentration hydrochloric acid forms an ion pair with a chloro complex of platinum for extraction, but there is a problem that selectivity for platinum is low.

以上、本発明は、(1)白金族金属、レアアースおよびベースメタル等が混在する溶液から選択的に白金族金属のみを抽出することが可能であり、(2)短時間で白金族金属を抽出することが可能であり、(3)酸性溶液に対して安定性が高い、パラジウム・白金抽出剤を提供することを課題とする。 As described above, the present invention can (1) selectively extract only a platinum group metal from a solution in which a platinum group metal, a rare earth, a base metal, etc. are mixed, and (2) extract the platinum group metal in a short time. (3) It is an object of the present invention to provide a palladium / platinum extractant having high stability against an acidic solution.

本発明者らは、鋭意検討の結果、酸性溶液との接触によりカチオン性の有機化合物となる新規のチオジフェノール化合物を合成し、以下の発明を完成させた。
本発明の第1の実施形態は、下記一般式(I)で示されるアミノ基を含有するチオジフェノール化合物を有効成分とするパラジウム・白金抽出剤である。
As a result of diligent studies, the present inventors have synthesized a novel thiodiphenol compound which becomes a cationic organic compound by contact with an acidic solution, and completed the following invention.
The first embodiment of the present invention is a palladium / platinum extractant containing a thiodiphenol compound containing an amino group represented by the following general formula (I) as an active ingredient.

Figure 0006948698
(式中、RおよびRは互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ分岐していてもよい炭素数1〜12の炭化水素基である。)
Figure 0006948698
(In the formula, R 1 and R 2 are hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms which may be the same or different from each other and may be branched respectively.)

本発明の第2の実施形態は、第1の実施形態のパラジウム・白金抽出剤を含有する有機相を準備する工程、パラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液と前記有機相とを接触させることにより、パラジウムおよび/または白金を前記有機相に抽出する工程を備えた、パラジウム・白金の分離方法である。 A second embodiment of the present invention is a step of preparing an organic phase containing the palladium / platinum extractant of the first embodiment, by contacting the organic phase with an acidic aqueous solution containing palladium and / or platinum. , Palladium and / or platinum is a method for separating palladium and platinum, which comprises a step of extracting palladium and / or platinum into the organic phase.

第2の実施形態において、前記パラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液が、少なくともパラジウムおよび/または白金を含む多種の金属が混在する廃棄物を酸処理により水溶液化した酸浸出液であることが好ましい。
また、前記少なくともパラジウムおよび/または白金を含む多種の金属が、パラジウムおよび白金以外に、ロジウム、レアアース、レアメタル、ベースメタルから選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
In the second embodiment, it is preferable that the acidic aqueous solution containing palladium and / or platinum is an acid leachate obtained by acid-treating a waste containing at least various metals containing palladium and / or platinum into an aqueous solution.
Further, it is preferable that the various metals containing at least palladium and / or platinum contain at least one selected from rhodium, rare earths, rare metals, and base metals in addition to palladium and platinum.

第1の形態のパラジウム・白金抽出剤は、(1)パラジウムおよび/または白金以外に、レアメタル、ベースメタル等の種々の金属が混在する溶液から選択的にパラジウムおよび/または白金のみを抽出することが可能であり、(2)酸性溶液と長時間接触しても酸化されず、(3)短時間でパラジウムおよび/または白金を抽出することが可能である。 The palladium / platinum extractant of the first embodiment selectively extracts only palladium and / or platinum from a solution in which various metals such as rare metals and base metals are mixed in addition to (1) palladium and / or platinum. (2) It is not oxidized even if it comes into contact with an acidic solution for a long time, and (3) Palladium and / or platinum can be extracted in a short time.

抽出時間に対するパラジウムおよび白金の抽出率を示すグラフである。It is a graph which shows the extraction rate of palladium and platinum with respect to the extraction time. 塩酸濃度に対するパラジウムおよび白金の抽出率を示すグラフである。It is a graph which shows the extraction rate of palladium and platinum with respect to the hydrochloric acid concentration. 酸接触前後の、式(II)の抽出剤のIRスペクトルである。It is an IR spectrum of the extractant of formula (II) before and after acid contact. 自動車排ガス触媒を酸浸出した溶液から、式(II)の抽出剤を用いて抽出した際の選択性を示す図である。It is a figure which shows the selectivity when the automobile exhaust gas catalyst is extracted from the acid leached solution by using the extractant of the formula (II).

<パラジウム・白金抽出剤>
本発明の第一の形態であるパラジウム・白金抽出剤は、下記一般式(I)で示されるアミノ基を含有するチオジフェノールを有効成分とする。
<Palladium / platinum extractant>
The palladium / platinum extractant according to the first embodiment of the present invention contains thiodiphenol containing an amino group represented by the following general formula (I) as an active ingredient.

Figure 0006948698
式中、RおよびRは互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ分岐していてもよい炭素数1〜12の炭化水素基を表す。
なお、本明細書において、「パラジウム・白金」とは、パラジウムのみ、白金のみ、または、パラジウムおよび白金の両方のいずれかを意味する。よって、パラジウム・白金抽出剤とは、パラジウムのみを抽出対象とするもの、白金のみを抽出対象とするもの、および、パラジウムおよび白金の両方を抽出対象とするもののいずれをも含む意味である。
Figure 0006948698
In the formula, R 1 and R 2 may be the same or different from each other, and each represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may be branched.
In addition, in this specification, "palladium-platinum" means either palladium only, platinum only, or both palladium and platinum. Therefore, the palladium / platinum extractant means to include any of those that extract only palladium, those that extract only platinum, and those that extract both palladium and platinum.

本発明者らは、本発明のパラジウム・白金抽出剤は、酸性溶液と接触することでプロトン化反応を伴い、容易にカチオン性化合物となり、塩酸浴中においてアニオン性クロロ錯体として存在しているパラジウムおよび/または白金とイオン対を形成することで抽出現象が発現すると考えている。 The present inventors easily become a cationic compound by contacting the palladium / platinum extractant of the present invention with an acidic solution and undergo a protonation reaction, and the palladium exists as an anionic chloro complex in a hydrochloric acid bath. It is believed that the extraction phenomenon occurs by forming an ion pair with and / or platinum.

一般式(I)において、RおよびRは、互いに同一であっても異なっていてもよいが、合成のしやすさの点から、同一であることが好ましい。RおよびRは、それぞれ分岐していてもよい炭素数1〜12の炭化水素基であり、好ましくは分岐していてもよい炭素数1〜6の炭化水素基であり、より好ましくは分岐していてもよい炭素数1〜3の炭化水素基であり、さらに好ましくは炭素数1〜3の直鎖式炭化水素基である。 In the general formula (I), R 1 and R 2 may be the same or different from each other, but are preferably the same from the viewpoint of ease of synthesis. R 1 and R 2 are hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms which may be branched, respectively, preferably hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms which may be branched, and more preferably branched. It is a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms which may be used, and more preferably a linear hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms.

(ジアルキルアミノ基含有チオジフェノール化合物の合成方法)
一般式(I)のジアルキルアミノ基含有チオジフェノール化合物は、例えば以下の方法により合成できる。2,2´−チオビス(4−ターシャルブチルフェノール)を出発物質とし、これとジアルキルアミンとを反応させることにより合成できる。反応は、所定の溶媒中で、室温にて行うことができる。反応後は、所定の精製工程を経て、式(I)の化合物を得ることができる。
(Method for synthesizing dialkylamino group-containing thiodiphenol compound)
The dialkylamino group-containing thiodiphenol compound of the general formula (I) can be synthesized, for example, by the following method. It can be synthesized by using 2,2'-thiobis (4-talshalbutylphenol) as a starting material and reacting it with a dialkylamine. The reaction can be carried out in a predetermined solvent at room temperature. After the reaction, the compound of the formula (I) can be obtained through a predetermined purification step.

<パラジウム・白金の分離方法>
本発明の第二の形態である、パラジウム・白金の分離方法は、上記した第一の形態のパラジウム・白金抽出剤を含有する有機相を準備する工程、パラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液と前記有機相とを接触させることにより、パラジウムおよび/または白金を前記有機相に抽出する工程、を備えている。本発明のパラジウム・白金の分離方法を実施する場合において、通常、一般式(I)で表されるチオジフェノール化合物は溶媒に溶解され有機相とされる。該有機相に、パラジウムおよび/または白金が溶解した酸性水溶液を接触させることにより、パラジウムおよび/または白金が有機相に移行し、パラジウムおよび/または白金が分離される。
<Palladium / platinum separation method>
The method for separating palladium / platinum, which is the second embodiment of the present invention, is a step of preparing an organic phase containing the palladium / platinum extractant of the first embodiment described above, and an acidic aqueous solution containing palladium and / or platinum. It comprises a step of extracting palladium and / or platinum into the organic phase by contacting it with the organic phase. When the method for separating palladium and platinum of the present invention is carried out, the thiodiphenol compound represented by the general formula (I) is usually dissolved in a solvent to form an organic phase. By contacting the organic phase with an acidic aqueous solution in which palladium and / or platinum is dissolved, palladium and / or platinum is transferred to the organic phase, and palladium and / or platinum is separated.

(パラジウム・白金抽出剤を含有する有機相)
パラジウム・白金抽出剤を含有する有機相に使用する溶媒は、非水溶性の溶媒であり、2種以上の溶媒を組み合わせて使用してもよい。非水溶性の溶媒としては、一般式(I)で表されるチオジフェノール化合物を溶解することができれば特に制限はなく、石油、ケロシン等の鉱油;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化溶媒等が挙げられる。
(Organic phase containing palladium / platinum extractant)
The solvent used for the organic phase containing the palladium / platinum extractant is a water-insoluble solvent, and two or more kinds of solvents may be used in combination. The water-insoluble solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the thiodiphenol compound represented by the general formula (I), and mineral oils such as petroleum and kerosine; and aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane and octane. Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; halogenated solvents such as carbon tetrachloride, methylene chloride, chloroform and ethylene chloride can be mentioned.

有機相における、一般式(I)で表されるチオジフェノール化合物の濃度は該チオジフェノール化合物の溶解度によって上限が限定される以外は特に制限はないが、あまりに濃度が低いとパラジウム・白金抽出効果が得られないため、通常1×10−4〜1Mの範囲で使用される。 The concentration of the thiodiphenol compound represented by the general formula (I) in the organic phase is not particularly limited except that the upper limit is limited by the solubility of the thiodiphenol compound, but if the concentration is too low, palladium / platinum extraction is performed. Since no effect is obtained, it is usually used in the range of 1 × 10 -4 to 1M.

(パラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液)
パラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液における、酸とは塩酸を意味する。酸の濃度は、0.01〜8Mと広い範囲で選択的抽出可能であるが、抽出率を高くする観点から、0.01〜2Mが好ましく、0.01〜1Mがより好ましく、0.05〜0.5Mがさらに好ましく、0.05〜0.15Mが特に好ましい。
(Acid aqueous solution containing palladium and / or platinum)
In an acidic aqueous solution containing palladium and / or platinum, the acid means hydrochloric acid. The concentration of the acid can be selectively extracted in a wide range of 0.01 to 8M, but from the viewpoint of increasing the extraction rate, 0.01 to 2M is preferable, 0.01 to 1M is more preferable, and 0.05. ~ 0.5M is more preferable, and 0.05 to 0.15M is particularly preferable.

パラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液中におけるパラジウム、白金の濃度は特に制限はなく、それぞれ通常は1〜1000ppm程度である。 The concentrations of palladium and platinum in an acidic aqueous solution containing palladium and / or platinum are not particularly limited, and are usually about 1 to 1000 ppm, respectively.

本発明の分離方法において、前記パラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液は、少なくともパラジウムおよび/または白金を含む多種の金属が混在する廃棄物を酸処理により水溶液化した酸浸出液であることが好ましく、このような酸浸出液を対象とすることにより、本発明のパラジウム・白金抽出剤の優れた認識性、選択制、効率性、迅速性をより発揮させることが可能となる。少なくともパラジウムおよび/または白金を含む多種の金属が混在する廃棄物としては、例えば、自動車排ガス触媒を挙げることができる。 In the separation method of the present invention, the acidic aqueous solution containing palladium and / or platinum is preferably an acid leachate obtained by acid-treating a waste containing at least various metals containing palladium and / or platinum. By targeting such an acid leachate, it becomes possible to further exhibit the excellent recognition, selection system, efficiency, and speed of the palladium / platinum extractant of the present invention. Examples of wastes containing various metals including at least palladium and / or platinum include automobile exhaust gas catalysts.

酸浸出液に含まれるパラジウムおよび白金以外の金属としては、特に限定されないが、本発明のパラジウム・白金抽出剤の選択性を発揮させる点から、パラジウムおよび白金以外の白金族元素であるロジウム、バリウム等のレアメタル、ランタン、セリウム等のレアアース、アルミニウム等のベースメタルから選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。 The metal other than palladium and platinum contained in the acid leachate is not particularly limited, but from the viewpoint of exhibiting the selectivity of the palladium / platinum extractant of the present invention, rhodium, barium and the like which are platinum group elements other than palladium and platinum, etc. It is preferable to contain at least one selected from rare metals such as lanthanum, rare earth such as cerium, and base metals such as aluminum.

これにより、希少性が高く有用なパラジウムおよび/または白金をリサイクル利用することができる。また、パラジウムおよび/または白金を分離した後の酸浸出液に含まれるパラジウムおよび/または白金の量を大きく低減させることができるため、パラジウムおよび/または白金を除去する操作としても利用できる。よって、本発明は、廃棄物を酸処理により水溶液化した酸浸出液からパラジウムおよび/または白金以外の有用金属を単離する際の、前処理としても利用できる。 As a result, rare and useful palladium and / or platinum can be recycled. Further, since the amount of palladium and / or platinum contained in the acid leachate after separating palladium and / or platinum can be significantly reduced, it can also be used as an operation for removing palladium and / or platinum. Therefore, the present invention can also be used as a pretreatment when isolating useful metals other than palladium and / or platinum from an acid leachate obtained by converting waste into an aqueous solution by acid treatment.

(抽出条件)
抽出温度は使用する溶媒の沸点以下であれば特に制限はなく、通常、室温付近で行われる。抽出操作はパラジウム・白金抽出剤を含有する有機相とパラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液とを振とう、撹拌などにより互いに接触させることにより行われる。振とうは通常毎分100〜500回程度行えばよい。
また、本発明のパラジウム・白金抽出剤は短時間でパラジウムおよび/または白金を抽出することが可能であり、振とう時間は、パラジウムでは5分間、白金では10分間という短時間で、抽出率上限まで抽出することができる。また、抽出剤や酸性水溶液の条件によって、適宜、振とう時間を調整することができる。振とう時間の範囲を例示するとすれば、下限が好ましくは1分以上、より好ましくは3分以上、上限は好ましくは30分以下、より好ましくは15分以下である。
(Extraction condition)
The extraction temperature is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the boiling point of the solvent used, and is usually carried out near room temperature. The extraction operation is performed by shaking an organic phase containing a palladium / platinum extractant and an acidic aqueous solution containing palladium and / or platinum and bringing them into contact with each other by stirring or the like. Shaking is usually performed about 100 to 500 times per minute.
Further, the palladium / platinum extractant of the present invention can extract palladium and / or platinum in a short time, and the shaking time is as short as 5 minutes for palladium and 10 minutes for platinum, which is the upper limit of the extraction rate. Can be extracted. Further, the shaking time can be appropriately adjusted depending on the conditions of the extractant and the acidic aqueous solution. To exemplify the range of shaking time, the lower limit is preferably 1 minute or more, more preferably 3 minutes or more, and the upper limit is preferably 30 minutes or less, more preferably 15 minutes or less.

<ジアルキルアミノ基含有チオジフェノールの合成> <Synthesis of dialkylamino group-containing thiodiphenol>

Figure 0006948698
Figure 0006948698

200mL容の二口フラスコに2,2´−チオビス(4−ターシャルブチルフェノール)(2.1g、6.06mmol)をテトラヒドロフラン(THF)(100mL)に溶解させた溶液に37%ホルムアルデヒド(2.5g)、ジエチルアミン(2.2g、30.3mmol)、酢酸(10mL)を加え室温で24h攪拌した。溶媒を留去した後に得られる黄色油状物にクロロホルム(100mL)を加えて溶解した。この溶液を300mL容の分液ロートに移して水(100mL)、10%炭酸カリウム水溶液、再び、水(100mL)で洗浄した。有機相を無水の硫酸ナトリウムで脱水した後、溶媒を留去することで黄色油状物が得られた。この油状物にヘキサンを加えることでの目的物の白色固体が析出し、ろ取により固体を回収した。この固体をメタノールに溶解して再結晶を行うことで白色結晶(収量2.8g、収率95%)を得た。 37% formaldehyde (2.5 g) in a solution of 2,2'-thiobis (4-talshalbutylphenol) (2.1 g, 6.06 mmol) in tetrahydrofuran (THF) (100 mL) in a 200 mL two-necked flask. ), Diethylamine (2.2 g, 30.3 mmol) and acetic acid (10 mL) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Chloroform (100 mL) was added to the yellow oil obtained after distilling off the solvent to dissolve it. The solution was transferred to a 300 mL separatory funnel and washed with water (100 mL), 10% aqueous potassium carbonate solution and water (100 mL) again. The organic phase was dehydrated with anhydrous sodium sulfate, and then the solvent was distilled off to obtain a yellow oil. By adding hexane to this oil, a white solid of the target product was precipitated, and the solid was recovered by filtration. This solid was dissolved in methanol and recrystallized to obtain white crystals (yield 2.8 g, yield 95%).

得られた目的物の分析結果は以下のとおりであった。
FT-IR (ATR) ν/cm-1: 2963, 2820, 2596, 1480, 1456, 1255. 1H NMR (300 MHz, CDCl3, TMS) δ 7.00 (s, 2H, ArH), 6.91 (s, 2H, ArH), 3.78 (s, 4H, Ar-CH 2-N), 2.63 (q, 12H, -N-CH 2-), 1.24 (s, 18H, tert-Bu), 1.12 (t, 12H, - CH2-CH 3). 13C NMR (75 MHz, CDCl3, TMS) δ 154, 142, 128, 124, 121, 120, 59, 43, 31, 34, 16. Calcd. for C30H48N2O2S・CH3OH = C31H52N2O3S: C, 69.88; H, 9.84; N, 5.26. Found: C, 61.81; H, 7.51; N, 5.56.
The analysis results of the obtained target product were as follows.
FT-IR (ATR) ν / cm -1 : 2963, 2820, 2596, 1480, 1456, 1255. 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 , TMS) δ 7.00 (s, 2H, ArH), 6.91 (s, 2H, Ar H ), 3.78 (s, 4H, Ar-C H 2- N), 2.63 (q, 12H, -NC H 2- ), 1.24 (s, 18H, tert-Bu), 1.12 (t, 12H) , --CH 2 -C H 3 ). 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3 , TMS) δ 154, 142, 128, 124, 121, 120, 59, 43, 31, 34, 16. Calcd. For C 30 H 48 N 2 O 2 S · CH 3 OH = C 31 H 52 N 2 O 3 S: C, 69.88; H, 9.84; N, 5.26. Found: C, 61.81; H, 7.51; N, 5.56.

<パラジウムおよび白金の抽出時間依存性>
本実施例では、式(II)で示されるジアルキルアミノ基含有チオジフェノール抽出剤を用い、各振とう時間を変化させ、パラジウム(II)および白金(IV)の抽出実験を行った。有機相として、式(II)の抽出剤をクロロホルムに溶解して1mMとした溶液を10mL準備し、この有機相に、0.1M塩酸を用いて1mMの濃度に調製したパラジウムおよび白金の単独酸性溶液を等体積加え、激しく振とうする(300rpm)ことで、有機相へパラジウムおよび白金の抽出を行った。振とう時間は5〜180分とした。各時間における抽出率は振とう前後の水相の金属濃度をICP発光分析装置にて求め、その得られた結果をもとに抽出率(E%)を式(1)と(2)にて求めた。
<Extraction time dependence of palladium and platinum>
In this example, a dialkylamino group-containing thiodiphenol extractant represented by the formula (II) was used, and each shaking time was changed to carry out an extraction experiment of palladium (II) and platinum (IV). As the organic phase, 10 mL of a solution prepared by dissolving the extractant of the formula (II) in chloroform to make 1 mM was prepared, and the organic phase was prepared with 0.1 M hydrochloric acid to a concentration of 1 mM, and the single acidity of palladium and platinum was adjusted. Palladium and platinum were extracted into the organic phase by adding equal volumes of the solution and shaking vigorously (300 rpm). The shaking time was 5 to 180 minutes. For the extraction rate at each time, the metal concentration of the aqueous phase before and after shaking was determined by an ICP emission spectrometer, and the extraction rate (E%) was calculated by equations (1) and (2) based on the obtained results. I asked.

E%=[M]org/[M]aq,init×100 (1)
[M]org=([M]aq,init−[M]aq) (2)
ただし、[M]org:抽出後の有機相中の金属濃度(ppm)、[M]aq,init:抽出前の水相中の金属濃度(ppm)、[M]aq:抽出後の水相中の金属濃度(ppm)
E% = [M] org / [M] aq, init x 100 (1)
[M] org = ([M] aq, init − [M] aq ) (2)
However, [M] org : metal concentration in the organic phase after extraction (ppm), [M] aq, init : metal concentration in the aqueous phase before extraction (ppm), [M] aq : aqueous phase after extraction. Metal concentration in (ppm)

振とう時間を変えた際の抽出率の変化を図1に示す。縦軸が抽出率で横軸が振とう時間である。図1に示すように、パラジウム(II)の抽出実験(◇)では、5分間の振とうで、抽出率98%とほぼ全量を抽出できることを示した。振とう時間5分後以降からは、抽出率は変化せず、抽出率が飽和したことが明らかとなった。一方、白金(IV)の抽出(□)でも同様の現象が観測されており、振とう時間が5分では抽出率が77%、10分では81%であった。振とう時間10分以降では、抽出率は変化せずに一定となった。以上のことから、式(II)の抽出剤はパラジウム(II)と白金(IV)を抽出できる能力を有し、特にパラジウム(II)を高効率で抽出できると結論づけることができる。 FIG. 1 shows the change in the extraction rate when the shaking time is changed. The vertical axis is the extraction rate and the horizontal axis is the shaking time. As shown in FIG. 1, in the palladium (II) extraction experiment (◇), it was shown that almost the entire amount could be extracted with an extraction rate of 98% by shaking for 5 minutes. After 5 minutes of shaking time, the extraction rate did not change, and it became clear that the extraction rate was saturated. On the other hand, the same phenomenon was observed in the extraction (□) of platinum (IV), and the extraction rate was 77% when the shaking time was 5 minutes and 81% when the shaking time was 10 minutes. After the shaking time of 10 minutes, the extraction rate did not change and became constant. From the above, it can be concluded that the extractant of the formula (II) has the ability to extract palladium (II) and platinum (IV), and in particular, can extract palladium (II) with high efficiency.

<ジアルキルアミノ基含有チオジフェノール抽出剤による塩酸濃度の異なるパラジウムまたは白金の単独酸性水溶液からの抽出実験>
本実施例では、式(II)で示されるジアルキルアミノ基含有チオジフェノール抽出剤を用い、塩酸濃度の異なるパラジウムまたは白金の各単独酸性水溶液からの抽出実験を行った。式(II)の抽出剤はクロロホルム溶媒に希釈して1mMの有機相とした。この有機相10mLに、0.1M〜8.0M塩酸を用いて1mMの濃度に調製したパラジウムまたは白金の各単独酸性水溶液を等体積加え、10分間、激しく振とう(300rpm)することで、有機相へパラジウムまたは白金の抽出を行った。その後、水相中のパラジウムまたは白金濃度をICP発光分析装置にて分析し、その得られた結果をもとに抽出率(E%)を上記の式(1)と(2)にて算出した。
酸性水溶液(水相)の塩酸濃度を変えた際の抽出率の変化を図2に示す。縦軸が抽出率で横軸が塩酸濃度である。
図2に示すとおり、塩酸濃度が上昇するとともに、パラジウム(◇)と白金(□)の抽出率は低下していることがわかる。両金属の抽出挙動は同様な結果となり、0.1M塩酸濃度が最も効率よく、パラジウムと白金を抽出できると結論づけることができる。
<Extraction experiment of palladium or platinum with different hydrochloric acid concentration from a single acidic aqueous solution using a dialkylamino group-containing thiodiphenol extractant>
In this example, an extraction experiment of palladium or platinum having different hydrochloric acid concentrations from each single acidic aqueous solution was carried out using a dialkylamino group-containing thiodiphenol extractant represented by the formula (II). The extractant of formula (II) was diluted with a chloroform solvent to prepare a 1 mM organic phase. To 10 mL of this organic phase, add equal volumes of each single acidic aqueous solution of palladium or platinum prepared to a concentration of 1 mM using 0.1 M to 8.0 M hydrochloric acid, and shake vigorously (300 rpm) for 10 minutes to make it organic. Palladium or platinum was extracted into the phase. Then, the concentration of palladium or platinum in the aqueous phase was analyzed by an ICP emission spectrometer, and the extraction rate (E%) was calculated by the above formulas (1) and (2) based on the obtained results. ..
FIG. 2 shows the change in the extraction rate when the hydrochloric acid concentration of the acidic aqueous solution (aqueous phase) is changed. The vertical axis is the extraction rate and the horizontal axis is the hydrochloric acid concentration.
As shown in FIG. 2, it can be seen that the extraction rates of palladium (◇) and platinum (□) decrease as the hydrochloric acid concentration increases. The extraction behavior of both metals gives similar results, and it can be concluded that the 0.1 M hydrochloric acid concentration is the most efficient and can extract palladium and platinum.

<酸に対する安定性>
本実施例では、式(II)の抽出剤の酸性水溶液に対する安定性を検討した。式(II)の抽出剤をクロロホルム溶媒に希釈して1mMの有機相とした。これら有機相10mLに、12N塩酸を等体積加え、サンプル管に入れ1週間攪拌した。その後、分液して有機相を水で洗浄した後、脱水・濃縮を行い、減圧乾燥した。得られた固体を赤外吸収スペクトル解析装置にて分析し、その結果を図3に示した。縦軸が透過率で横軸が振動数である。
図3に示すように、酸との接触をさせていないスペクトルと12N塩酸との接触後のスペクトルはほとんど変化が見られない。この結果から、式(II)の抽出剤は酸性溶液に対して安定性が高いと結論づけられる。
<Stability against acid>
In this example, the stability of the extractant of formula (II) to an acidic aqueous solution was examined. The extractant of formula (II) was diluted with a chloroform solvent to obtain a 1 mM organic phase. An equal volume of 12N hydrochloric acid was added to 10 mL of these organic phases, placed in a sample tube, and stirred for 1 week. Then, the liquid was separated, the organic phase was washed with water, dehydrated and concentrated, and dried under reduced pressure. The obtained solid was analyzed by an infrared absorption spectrum analyzer, and the results are shown in FIG. The vertical axis is the transmittance and the horizontal axis is the frequency.
As shown in FIG. 3, there is almost no change in the spectrum without contact with the acid and the spectrum after contact with 12N hydrochloric acid. From this result, it can be concluded that the extractant of formula (II) is highly stable against acidic solutions.

<自動車排ガス触媒を酸浸出した溶液からのパラジウムおよび白金の抽出>
工場より排出された少なくともパラジウムおよび白金を含む多種の金属が混在する廃棄物を酸処理により水溶液化した酸浸出液を蒸留水にて20倍に希釈した水溶液(Pd(II): 92.8 ppm, Pt(IV): 3.87 ppm, Rh(III): 3.12 ppm, La(III): 28.5 pm, Ce(III): 269.6 ppm, Ba(II): 15.5 ppm, Al(III): 501.5 ppm)10mL(pH1.0)を水相とし、式(II)の抽出剤をクロロホルム溶媒に希釈して10mL(10mM)の有機相とし、該有機相と水相とを、10分間激しく振とう(300rpm)し、その後、水相中の各金属の濃度をICP発光分析装置にて分析し、その得られた結果をもとに抽出率(E%)を上記の式(1)と(2)にて求めた。
<Extraction of palladium and platinum from acid-leached solution of automobile exhaust gas catalyst>
An aqueous solution (Pd (II): 92.8 ppm, Pt (Pd (II): 92.8 ppm, Pt), which is a 20-fold diluted acid leachate obtained by acid-treating waste containing various metals including at least palladium and platinum discharged from the factory and diluting it with distilled water. IV): 3.87 ppm, Rh (III): 3.12 ppm, La (III): 28.5 pm, Ce (III): 269.6 ppm, Ba (II): 15.5 ppm, Al (III): 501.5 ppm) 10 mL (pH 1. 0) was used as an aqueous phase, and the extractant of the formula (II) was diluted with a chloroform solvent to prepare a 10 mL (10 mM) organic phase, and the organic phase and the aqueous phase were vigorously shaken (300 rpm) for 10 minutes, and then vigorously shaken (300 rpm). The concentration of each metal in the aqueous phase was analyzed by an ICP luminescence analyzer, and the extraction rate (E%) was determined by the above formulas (1) and (2) based on the obtained results.

各金属の抽出量を示したのが図4である。縦軸が抽出量で横軸が各金属イオンである(図の奥が抽出前の水相中の各金属濃度であり、図の手前が有機相に移動した各金属濃度である。)
図4に示すように、パラジウムのほぼ全量を抽出できており、抽出量は92.2mgL−1であった。また、白金では1.4mgL−1と約半分程度の濃度を水相から抽出できていることがわかった。他の金属のアルミニウムもわずかではあるが抽出されており、3.9mgL−1であった。この結果から、式(II)の抽出剤により、多種の金属を含む自動車排ガス触媒の酸浸出溶液から、パラジウムはほぼ全量抽出でき、白金は約半分程度を抽出できると、結論付けることができる。
FIG. 4 shows the extraction amount of each metal. The vertical axis is the amount of extraction and the horizontal axis is each metal ion (the back of the figure is the concentration of each metal in the aqueous phase before extraction, and the front of the figure is the concentration of each metal moved to the organic phase).
As shown in FIG. 4, almost the entire amount of palladium could be extracted, and the extracted amount was 92.2 mgL- 1 . It was also found that platinum was able to extract a concentration of 1.4 mgL-1, which is about half, from the aqueous phase. Aluminum, another metal, was also extracted, albeit slightly, to 3.9 mgL- 1 . From this result, it can be concluded that the extractant of the formula (II) can extract almost all of palladium and about half of platinum from the acid leaching solution of the automobile exhaust gas catalyst containing various metals.

Claims (4)

下記一般式(I)で示されるチオジフェノール化合物を有効成分とするパラジウム・白金抽出剤。
Figure 0006948698
(式中、RおよびRは互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ分岐していてもよい炭素数1〜の炭化水素基である。)
A palladium / platinum extractant containing a thiodiphenol compound represented by the following general formula (I) as an active ingredient.
Figure 0006948698
(In the formula, R 1 and R 2 are hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms which may be the same or different from each other and may be branched respectively.)
請求項1に記載のパラジウム・白金抽出剤を含有する有機相を準備する工程、パラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液と前記有機相とを接触させることにより、パラジウムおよび/または白金を前記有機相に抽出する工程を備えた、パラジウム・白金の分離方法。 The step of preparing an organic phase containing the palladium / platinum extractant according to claim 1, in which palladium and / or platinum is brought into the organic phase by contacting the organic phase with an acidic aqueous solution containing palladium and / or platinum. A method for separating palladium and platinum, which comprises a step of extracting into. 前記パラジウムおよび/または白金を含む酸性水溶液が、少なくともパラジウムおよび/または白金を含む自動車触媒を酸処理により水溶液化した酸浸出液である、請求項2に記載のパラジウム・白金の分離方法。 The method for separating palladium and platinum according to claim 2, wherein the acidic aqueous solution containing palladium and / or platinum is an acid leachate obtained by acid-treating an automobile catalyst containing at least palladium and / or platinum. 前記酸浸出液が、パラジウムおよび白金以外に、ロジウム、レアアース、レアメタル、ベースメタルから選ばれる少なくとも1種を含む、請求項3に記載のパラジウム・白金の分離方法。 The method for separating palladium and platinum according to claim 3, wherein the acid leachate contains at least one selected from rhodium, rare earth, rare metal, and base metal in addition to palladium and platinum.
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