JP7337209B2 - Iridium recovery method - Google Patents
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Description
本発明は、イリジウムの回収方法に係る。 The present invention relates to a method for recovering iridium.
銅乾式製錬では銅精鉱を熔解し、転炉、精製炉で99%以上の粗銅とした後に電解精製工程において例えば純度99.99%以上の電気銅を生産する。銅以外の有価物は電解精製時にスライムとして沈殿する。 In copper pyrometallurgical refining, copper concentrate is melted, converted into blister copper of 99% or more in a converter and a refining furnace, and then refined copper having a purity of 99.99% or more is produced in an electrolytic refining process. Valuables other than copper precipitate as slime during electrolytic refining.
このスライムには貴金族類、希少金属、銅精鉱に含まれているセレンやテルルも同時に濃縮される。銅製錬副産物としてこれらの元素は個別に分離・回収される。 In this slime, precious metals, rare metals, and selenium and tellurium contained in copper concentrate are also concentrated at the same time. These elements are separately separated and recovered as copper smelting by-products.
このスライムの処理には湿式製錬法が適用される場合が多い。例えば特許文献1においてはスライムを塩酸-過酸化水素により銀を回収し、溶解した金は溶媒抽出により回収した後に、その他の有価物を二酸化硫黄で順次還元回収する方法が開示されている。特許文献2には同様の方法で金銀を回収した後、二酸化硫黄で有価物を還元して沈殿せしめ、セレンのみを蒸留して除去して貴金属類を濃縮する方法が開示されている。 Hydrometallurgical methods are often applied to treat this slime. For example, Patent Document 1 discloses a method in which silver is recovered from slime by hydrochloric acid-hydrogen peroxide, dissolved gold is recovered by solvent extraction, and then other valuable substances are successively reduced and recovered with sulfur dioxide. Patent Document 2 discloses a method of recovering gold and silver by a similar method, then reducing and precipitating valuables with sulfur dioxide, distilling and removing only selenium, and concentrating precious metals.
貴金属を回収した後の溶液には希少金属イオン、テルル、セレンが含まれておりさらにこれら有価物を回収することが必要である。回収方法としては還元剤により生じた沈殿を回収する方法、溶液ごと銅精鉱に混合しドライヤーで乾燥させて製錬炉に繰り返す方法が知られている。 The solution after recovering precious metals contains rare metal ions, tellurium, and selenium, and it is necessary to recover these valuables. Known recovery methods include a method of recovering precipitates produced by a reducing agent, and a method of mixing the whole solution with copper concentrate, drying it with a dryer, and repeating it in a smelting furnace.
とりわけ特許文献1に示されている、二酸化硫黄により生じた沈殿を回収する方法は、コストや製造規模の面で利点が多い。加えて各元素が順次沈殿することから分離精製にも効果がある。 In particular, the method of recovering precipitates caused by sulfur dioxide, which is disclosed in Patent Document 1, has many advantages in terms of cost and production scale. In addition, since each element precipitates sequentially, it is also effective for separation and purification.
二酸化硫黄を用いて有価物を回収する方法では、溶解後に順次有価物を還元して回収することができる。初めに白金、パラジウムが沈殿する。次にセレンが還元を受ける。イリジウム、ルテニウム、ロジウムは酸化還元電位が比較的低いため還元を受け難く、最後まで溶液に残留する。なかでもイリジウムについては、特許文献3に記載されているように、溶媒抽出により分離、濃縮後に焼成して回収する方法が広く知られる。 In the method of recovering valuables using sulfur dioxide, valuables can be recovered by sequentially reducing them after dissolution. Platinum and palladium precipitate first. Selenium then undergoes reduction. Iridium, ruthenium, and rhodium have relatively low oxidation-reduction potentials, so they are difficult to be reduced and remain in the solution until the end. Among them, for iridium, as described in Patent Document 3, a method of separating by solvent extraction, concentrating, and then calcining and recovering is widely known.
銅電解澱物溶解液中のイリジウム濃度は1~70mg/L程度である。イリジウムは高価な金属であるがこの程度の低濃度では溶媒抽出による製錬はコストに見合わない。他の金属との分離効率やストリップの効率も高くない。 The iridium concentration in the copper electrolytic precipitate solution is about 1 to 70 mg/L. Iridium is an expensive metal, but at concentrations this low, smelting by solvent extraction is not cost-effective. Separation efficiency from other metals and strip efficiency are not high either.
また、イリジウムの回収において、亜鉛等の卑金属でセメンテーションする方法は強酸条件下では爆発性の水素が短時間に集中的に発生する問題がある。また他のセメンテーションを受ける元素も混在するので効率が低い。さらに銅精錬由来のイリジウム含有液にはヒ素も含まれており卑金属を添加するとヒ素も沈殿する。さらに発生期の水素により有毒ガスが発生する恐れも皆無ではない。 In the recovery of iridium, the method of cementation with a base metal such as zinc has the problem that explosive hydrogen is generated intensively in a short period of time under strong acid conditions. In addition, since other elements undergoing cementation are mixed, the efficiency is low. Furthermore, the iridium-containing liquid derived from copper refining also contains arsenic, and arsenic also precipitates when a base metal is added. Furthermore, there is a possibility that nascent hydrogen may generate toxic gas.
イリジウムはその水酸化物がアルカリ領域で沈殿することが知られている。しかしながら、イリジウム含有液が強酸性である場合、強酸を中和するためにアルカリ試薬の添加量が増大し、コストが大きくなる。また、ナトリウムイオンやアルカリ土類金属イオンは酸性条件下でも水に難溶性の硫酸塩を沈殿するが、過量のアルカリで中和した時にはこの難溶性硫酸塩が製造設備の配管内に沈着して閉塞を起こすことが予想される。 Iridium is known for its hydroxide to precipitate in the alkaline region. However, if the iridium-containing liquid is strongly acidic, the amount of alkaline reagent added to neutralize the strong acid increases, resulting in increased costs. In addition, sodium ions and alkaline earth metal ions precipitate sparingly soluble sulfates in water even under acidic conditions, but when neutralized with an excessive amount of alkali, the sparingly soluble sulfates deposit in the pipes of manufacturing equipment. Obstruction is expected.
また、従来、安価に効率よく低濃度のイリジウムを沈殿回収する方法は知られていない。特に他元素が共存する条件では選択性も要求されるが、イリジウムを選択的に分離、濃縮する方法は知られていない。 In addition, conventionally, a method for inexpensively and efficiently precipitating and recovering low-concentration iridium has not been known. In particular, selectivity is required under conditions where other elements coexist, but there is no known method for selectively separating and concentrating iridium.
本発明はこのような従来の事情を鑑み、イリジウムを含む塩酸酸性液からイリジウムを効率的に沈殿回収する方法を提供する。特に銅製錬における電解精製工程で発生する電解澱物を酸化溶解して得られた塩酸酸性液は、本発明のイリジウムを含む塩酸酸性液として好対象である。 In view of such conventional circumstances, the present invention provides a method for efficiently precipitating and recovering iridium from a hydrochloric acid acid solution containing iridium. In particular, the hydrochloric acid acid solution obtained by oxidizing and dissolving the electrolytic sediment generated in the electrolytic refining process in copper smelting is suitable as the iridium-containing hydrochloric acid solution of the present invention.
上記課題は以下に特定される発明によって解決することができる。
(1)イリジウムを含む塩酸酸性液を40℃以上に加温し、チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液を、前記塩酸酸性液におけるイリジウムに対し、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して100質量倍以上になるよう前記塩酸酸性液に添加する、イリジウムの回収方法。
(2)前記チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液を、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して10g/L以上になるように前記イリジウムを含む塩酸酸性液に、添加する、(1)に記載のイリジウムの回収方法。
(3)前記イリジウムを含む塩酸酸性液が、セレン及びテルルのうちの少なくとも一種を含む場合、前記イリジウムを含む塩酸酸性液に、予め二酸化硫黄または二酸化硫黄の水溶液を添加してセレン及びテルルの合計濃度を100mg/L以下に調整する工程と、
前記チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液を、前記セレン及びテルルの合計濃度を調整した前記イリジウムを含む塩酸酸性液に添加する、(1)または(2)に記載のイリジウムの回収方法。
(4)前記イリジウムを含む塩酸酸性液を60℃以上に加温する、(1)~(3)のいずれかに記載のイリジウムの回収方法。
(5)前記イリジウムを含む塩酸酸性液がヒ素を含む、(1)~(4)のいずれかに記載のイリジウムの回収方法。
The above problems can be solved by the inventions specified below.
(1) A hydrochloric acid solution containing iridium is heated to 40° C. or higher, and a sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions is converted to sodium thiosulfate pentahydrate based on iridium in the hydrochloric acid solution. A method for recovering iridium, wherein the iridium is added to the acid solution of hydrochloric acid so as to be 100 times by mass or more.
(2) adding the sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution to the acidic hydrochloric acid solution containing iridium so that the amount of sodium thiosulfate pentahydrate is 10 g/L or more; 3. The method for recovering iridium according to .
(3) When the iridium-containing hydrochloric acid solution contains at least one of selenium and tellurium, sulfur dioxide or an aqueous solution of sulfur dioxide is added in advance to the iridium-containing hydrochloric acid solution to obtain the total amount of selenium and tellurium. adjusting the concentration to 100 mg/L or less;
The method for recovering iridium according to (1) or (2), wherein the thiosulfate sodium salt or thiosulfate ion-containing solution is added to the iridium-containing hydrochloric acid solution adjusted to the total concentration of selenium and tellurium.
(4) The method for recovering iridium according to any one of (1) to (3), wherein the iridium-containing hydrochloric acid solution is heated to 60° C. or higher.
(5) The method for recovering iridium according to any one of (1) to (4), wherein the iridium-containing hydrochloric acid solution contains arsenic.
本発明の実施形態によれば、イリジウムを含む塩酸酸性液からイリジウムを効率的に沈殿回収する方法を提供することができる。 According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a method for efficiently precipitating and recovering iridium from an iridium-containing hydrochloric acid solution.
以下、本発明のイリジウムの回収方法の実施形態について説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。 Hereinafter, embodiments of the iridium recovery method of the present invention will be described. , is subject to various alterations, modifications and improvements.
<イリジウムの回収方法>
本発明の実施形態に係るイリジウムの回収方法は、イリジウムを含む塩酸酸性液を40℃以上に加温し、チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液を、塩酸酸性液におけるイリジウムに対し、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して100質量倍以上になるよう塩酸酸性液に添加する工程を含む。
<Method for collecting iridium>
In the method for recovering iridium according to the embodiment of the present invention, an iridium-containing hydrochloric acid solution is heated to 40° C. or higher, and a thiosulfate sodium salt or a thiosulfate ion-containing solution is added to the iridium in the hydrochloric acid solution. It includes a step of adding to the hydrochloric acid acid solution so that the amount becomes 100 times or more by mass in terms of sodium pentahydrate.
本発明の実施形態に係るイリジウムの回収方法において、処理対象となるイリジウムを含む塩酸酸性液は、どのような処理を経て得られたものであってもよいが、特に、銅製錬における電解精製工程で発生する電解澱物を酸化溶解して得られた塩酸酸性液は、本発明のイリジウムを含む塩酸酸性液として好対象である。また、非鉄金属製錬、とりわけ銅製錬の電解精製工程で生じる電解澱物は白金族元素がその他希少元素と共に濃縮される。希少元素は単独で製錬されることはなく、他金属の副産物として回収されるか廃触媒等のリサイクル原料から分離される。したがって、本発明の実施形態に係るイリジウムの回収方法は、廃棄物からのリサイクルにも適用することができる。すなわち、当該廃棄物の処理工程で生じた、イリジウムを含む塩酸酸性液を対象とすることができる。 In the iridium recovery method according to the embodiment of the present invention, the hydrochloric acid solution containing iridium to be treated may be obtained through any treatment, but in particular, the electrolytic refining process in copper smelting The hydrochloric acid acid solution obtained by oxidizing and dissolving the electrolytic sediment generated in the step is suitable as the iridium-containing hydrochloric acid solution of the present invention. In addition, platinum group elements are concentrated together with other rare elements in the electrolytic sediment produced in the electrorefining process of non-ferrous metal smelting, especially copper smelting. Rare elements are not smelted by themselves, but are recovered as by-products of other metals or separated from recycled raw materials such as spent catalysts. Therefore, the iridium recovery method according to the embodiment of the present invention can also be applied to recycling from waste. That is, the object can be an iridium-containing hydrochloric acid solution generated in the waste treatment process.
化学便覧によると、イリジウム回収方法において公知である難水溶性のヘキサクロロイリジウム(IV)カリウムの溶解度は12.4g/L、ヘキサクロロイリジウム(IV)アンモニウムの溶解度は10.8g/Lであり、いずれもイリジウム濃度で4g/Lである。他のイリジウム含有物に対してもこの濃度より低いイリジウムを沈殿物として回収するのは過量の試薬を要する。このことから、本発明の実施形態に係るイリジウムの回収方法は、塩酸酸性液中のイリジウム濃度は特に限定されないが、イリジウム濃度が4g/L以下である塩酸酸性液を取り扱う場合に適している。 According to Kagaku Binran, the solubility of poorly water-soluble potassium hexachloroiridium (IV) is 12.4 g/L, and the solubility of ammonium hexachloroiridium (IV) is 10.8 g/L, both of which are known in the iridium recovery method. The iridium concentration is 4 g/L. For other iridium-containing materials, too much reagent is required to recover iridium below this concentration as a precipitate. Therefore, the iridium recovery method according to the embodiment of the present invention is suitable for handling a hydrochloric acid acid solution having an iridium concentration of 4 g/L or less, although the iridium concentration in the hydrochloric acid solution is not particularly limited.
本発明の実施形態に係るイリジウムの回収方法において、処理対象となるイリジウムを含む塩酸酸性液は、所定の工程を経て得られた塩酸酸性液である場合、イリジウム(Ir)以外に種々の金属元素を含んでいる。 In the iridium recovery method according to the embodiment of the present invention, when the hydrochloric acid solution containing iridium to be treated is a hydrochloric acid solution obtained through a predetermined process, various metal elements other than iridium (Ir) contains.
イリジウムを含む塩酸酸性液は、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)等を含んでもよい。これらは、後述のチオ硫酸イオンと反応しないことから、特段の処理が不要である。また、イリジウムを含む塩酸酸性液において、ヒ素(As)は、チオ硫酸イオンと比較的反応し難いものであるから、含んでもよい。 The hydrochloric acid solution containing iridium may contain, for example, alkali metals, alkaline earth metals, antimony (Sb), bismuth (Bi), and the like. Since these do not react with thiosulfate ions, which will be described later, no special treatment is required. Arsenic (As) is relatively difficult to react with thiosulfate ions in the hydrochloric acid solution containing iridium, and thus may be contained.
セレン(Se)、テルル(Te)、銅(Cu)等は、イリジウムを含む塩酸酸性液に含まれていてもよいが、チオ硫酸イオンで還元されるため、詳しくは後述するが、選択的にIrを回収する必要がある場合は、事前にこれら金属の濃度を下げておく必要がある。 Selenium (Se), tellurium (Te), copper (Cu), and the like may be contained in the hydrochloric acid acid solution containing iridium, but they are reduced by thiosulfate ions. If Ir needs to be recovered, the concentration of these metals must be reduced in advance.
鉄(Fe)は、2価であればチオ硫酸イオンと反応しないため、イリジウムを含む塩酸酸性液に含まれていてもよい。一方、3価であれば、チオ硫酸イオンと反応してしまうため、含まれていてもよいが、選択的にIrを回収する必要がある場合は、事前に2価に還元しておく必要がある。 Since iron (Fe) does not react with thiosulfate ions if it is divalent, it may be contained in the hydrochloric acid solution containing iridium. On the other hand, if it is trivalent, it reacts with thiosulfate ions, so it may be contained, but if it is necessary to selectively recover Ir, it is necessary to reduce it to divalent in advance. be.
一例として、銅製錬の銅電解精製工程由来の電解澱物からの、イリジウムを含む塩酸酸性液の作製方法を示す。まず、銅製錬の銅電解精製工程由来の電解澱物から硫酸により銅を溶解して除く。次に、濃塩酸と過酸化水素水を添加して溶解し、固液分離して浸出貴液(PLS)を得る。塩化物浴である浸出貴液(PLS)には白金族元素、希少金属元素、カルコゲン元素、ヒ素、アンチモン等が分配する。 As an example, a method for producing an iridium-containing hydrochloric acid acid solution from an electrolytic sediment derived from a copper electrorefining process in copper smelting will be described. First, copper is dissolved and removed with sulfuric acid from the electrolytic sediment derived from the copper electrorefining process of copper smelting. Next, concentrated hydrochloric acid and hydrogen peroxide water are added and dissolved, followed by solid-liquid separation to obtain a pregnant solution (PLS). Platinum group elements, rare metal elements, chalcogen elements, arsenic, antimony, etc. are distributed in the pregnant leach liquor (PLS), which is a chloride bath.
浸出貴液(PLS)を一度冷却し、鉛やアンチモンといった卑金属類の塩化物を沈殿分離する。その後に溶媒抽出により金を有機相に分離する。金の抽出剤はジブチルカルビトール(DBC)が広く使用されている。抽出液には、二酸化硫黄を吹き込むことで、貴金属とセレン、テルルを還元除去し、続いて固液分離することで、イリジウムを含む塩酸酸性液を作製することができる。 Precious leach liquor (PLS) is cooled once to precipitate and separate chlorides of base metals such as lead and antimony. The gold is then separated into the organic phase by solvent extraction. A widely used extractant for gold is dibutyl carbitol (DBC). Sulfur dioxide is blown into the extract to reduce and remove noble metals, selenium, and tellurium, followed by solid-liquid separation to produce a hydrochloric acid solution containing iridium.
本発明の実施形態に係るイリジウムの回収方法では、イリジウムを含む塩酸酸性液を40℃以上に加温して、チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液を添加する。イリジウムは塩酸酸性液中に塩化物錯イオンとして残留しているため、当該塩酸酸性液からイリジウムを効率的に沈殿させるために、塩酸酸性液を40℃以上に加温してチオ硫酸イオンを添加して沈殿させる。 In the method for recovering iridium according to the embodiment of the present invention, a hydrochloric acid solution containing iridium is heated to 40° C. or higher, and a sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions is added. Since iridium remains in the hydrochloric acid solution as a chloride complex ion, in order to efficiently precipitate iridium from the hydrochloric acid solution, the hydrochloric acid solution is heated to 40°C or higher and thiosulfate ions are added. to precipitate.
代表的なチオ硫酸イオン源としては、市販のチオ硫酸ナトリウム5水和物が挙げられる。チオ硫酸ナトリウム塩の固体で添加してもよいし、チオ硫酸イオン含有溶液で添加してもよい。チオ硫酸イオン源は、これら以外にも、亜硫酸と元素硫黄をアルカリ溶液中で加熱すれば得ることができるが、コストや取り扱い易さの面から、特に固体塩が有利である。特に、チオ硫酸ナトリウム5水和物は毒性も低く、チオ硫酸イオン源として最も好適である。 Representative sources of thiosulfate ions include commercially available sodium thiosulfate pentahydrate. It may be added as a solid sodium thiosulfate salt or as a solution containing thiosulfate ions. The thiosulfate ion source can also be obtained by heating sulfurous acid and elemental sulfur in an alkaline solution, but solid salts are particularly advantageous in terms of cost and ease of handling. In particular, sodium thiosulfate pentahydrate has low toxicity and is most suitable as a thiosulfate ion source.
イリジウムは塩酸酸性液中では塩化物錯体となっている。銅の殿物処理工程では二酸化硫黄で還元処理されているのでイリジウムの価数は3価以下であると想定される。チオ硫酸イオンは硫黄-硫黄結合が単結合であるとされており、硫黄元素上に負電荷が局在している。硫黄は軟らかい元素であり、上述のように、価数が3価以下のイリジウムも軟らかいイオンであるため、互いに親和性が高い。 Iridium forms a chloride complex in the acid solution of hydrochloric acid. In the copper precipitate treatment step, the iridium is assumed to have a valence of 3 or less because it is reduced with sulfur dioxide. A thiosulfate ion is considered to have a single sulfur-sulfur bond, and a negative charge is localized on the sulfur element. Sulfur is a soft element, and as described above, iridium with a valence of 3 or less is also a soft ion, so they have a high affinity with each other.
塩酸酸性液は、40℃以上に加温し、チオ硫酸イオンを添加して沈殿させる。塩酸酸性液を40℃以上に加温した状態でチオ硫酸イオンを添加すると、沈殿反応が進み、イリジウムを効率的に沈殿させることができる。塩酸酸性液の加温温度が40℃未満であると、沈殿反応の速度が鈍化するおそれがある。塩酸酸性液の加温温度は、好ましくは50℃以上であり、より好ましくは60℃以上であり、更により好ましくは70℃以上である。塩酸酸性液の加温温度の上限は特に限定されないが、100℃以下であってもよい。 The hydrochloric acid solution is heated to 40° C. or higher, and thiosulfate ions are added for precipitation. When thiosulfate ions are added to the hydrochloric acid solution heated to 40° C. or higher, the precipitation reaction proceeds and iridium can be precipitated efficiently. If the heating temperature of the hydrochloric acid solution is lower than 40°C, the speed of the precipitation reaction may slow down. The heating temperature of the hydrochloric acid solution is preferably 50° C. or higher, more preferably 60° C. or higher, and even more preferably 70° C. or higher. The upper limit of the heating temperature of the hydrochloric acid solution is not particularly limited, but may be 100° C. or lower.
チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液は、塩酸酸性液におけるイリジウムに対し、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して100質量倍以上になるよう塩酸酸性液に添加する。当該質量比は塩酸酸性液の酸濃度によって好ましい数値が変わるが、このように、イリジウム量に対してチオ硫酸イオンを過剰に添加しないと、有効に機能するチオ硫酸イオン濃度を下回り、沈殿反応が良好に進まないおそれがある。チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液は、塩酸酸性液におけるイリジウムに対し、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して500質量倍以上になるよう塩酸酸性液に添加するのがより好ましく、700質量倍以上になるよう塩酸酸性液に添加するのが更により好ましい。チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液の添加量の上限は、特に限定されないが、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して1000質量倍以下であってもよい。 The sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution is added to the acidic hydrochloric acid solution so that the amount of iridium in the acidic hydrochloric acid solution is 100 times or more by mass in terms of sodium thiosulfate pentahydrate. The preferred value of the mass ratio varies depending on the acid concentration of the hydrochloric acid solution, but if the thiosulfate ion is not added excessively relative to the amount of iridium, the thiosulfate ion concentration will be lower than the effective concentration, and the precipitation reaction will not occur. It may not go well. The sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution is more preferably added to the hydrochloric acid acid solution so that the amount of iridium in the hydrochloric acid solution is 500 times or more by mass in terms of sodium thiosulfate pentahydrate. It is even more preferable to add it to the hydrochloric acid solution so that it becomes more than twice the mass. The upper limit of the amount of sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution to be added is not particularly limited, but may be 1000 times or less by mass in terms of sodium thiosulfate pentahydrate.
チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液は、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して10g/L以上になるように、イリジウムを含む塩酸酸性液に添加することが好ましい。チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液を、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して10g/L以上になるように添加することで、チオ硫酸イオンがより有効に機能し、沈殿反応がより良好に進む。チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液は、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して15g/L以上になるように、イリジウムを含む塩酸酸性液に添加することがより好ましく、20g/L以上になるように、イリジウムを含む塩酸酸性液に添加することがより好ましい。また、チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液は、多すぎると酸分解時に生じる硫黄が混入するおそれがあるため、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して30g/L以下になるように、イリジウムを含む塩酸酸性液に添加することが好ましい。 The sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution is preferably added to the iridium-containing hydrochloric acid solution so that the amount is 10 g/L or more in terms of sodium thiosulfate pentahydrate. By adding a sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions in an amount of 10 g/L or more in terms of sodium thiosulfate pentahydrate, the thiosulfate ions function more effectively and the precipitation reaction becomes more efficient. proceed well. The sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution is added to the hydrochloric acid solution containing iridium in an amount of 15 g/L or more in terms of sodium thiosulfate pentahydrate, more preferably 20 g/L or more. It is more preferable to add to the hydrochloric acid solution containing iridium so that In addition, if the amount of sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution is too large, sulfur generated during acid decomposition may be mixed. It is preferably added to a hydrochloric acid solution containing iridium.
チオ硫酸イオンは酸性条件下では硫黄と亜硫酸イオンに分解する傾向がある。さらには酸化性物質があればこれと反応するし、銅等の一部の遷移金属イオンは硫化物を作って沈殿する。そのため、予め二酸化硫黄によりその他の夾雑元素を沈殿させておくことが好ましい。その他の夾雑元素とは、例えばセレン及びテルルである。このような観点から、イリジウムを含む塩酸酸性液が、セレン及びテルルのうちの少なくとも一種を含む場合、イリジウムを含む塩酸酸性液に、予め二酸化硫黄または二酸化硫黄の水溶液を添加して、セレン及びテルルの合計濃度を100mg/L以下に調整しておくことが好ましい。そして、チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液を、セレン及びテルルの合計濃度を調整したイリジウムを含む塩酸酸性液に添加することが好ましい。当該セレン及びテルルの合計濃度を予め50mg/L以下に調整しておくことがより好ましく、10mg/L以下に調整しておくことが更により好ましい。 Thiosulfate ions tend to decompose into sulfur and sulfite ions under acidic conditions. Furthermore, if there is an oxidizing substance, it reacts with it, and some transition metal ions such as copper form sulfide and precipitate. Therefore, it is preferable to precipitate other contaminant elements with sulfur dioxide in advance. Other contaminants are, for example, selenium and tellurium. From this point of view, when the iridium-containing hydrochloric acid acid liquid contains at least one of selenium and tellurium, sulfur dioxide or an aqueous solution of sulfur dioxide is added in advance to the iridium-containing hydrochloric acid acid liquid to obtain selenium and tellurium. is preferably adjusted to 100 mg/L or less. Then, it is preferable to add the thiosulfate sodium salt or the thiosulfate ion-containing solution to the hydrochloric acid solution containing iridium with the total concentration of selenium and tellurium adjusted. It is more preferable to previously adjust the total concentration of selenium and tellurium to 50 mg/L or less, and even more preferably to 10 mg/L or less.
沈殿したイリジウム含有物は、固液分離後に公知の方法でイリジウムとその他夾雑物を分離する。例えば、酸化溶解後にイリジウムを溶媒抽出で分離回収する方法が挙げられる。この酸化溶解液では、イリジウムは十分濃縮されており、公知の溶媒抽出での回収が可能である。 The precipitated iridium-containing material is separated into iridium and other contaminants by a known method after solid-liquid separation. For example, there is a method of separating and recovering iridium by solvent extraction after oxidation and dissolution. In this oxidized solution, the iridium is sufficiently concentrated to allow recovery by known solvent extractions.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
(実験例1)
銅製錬の銅電解精製工程由来の電解澱物から硫酸により銅を溶解して除いた。濃塩酸と60%過酸化水素水を添加して溶解し、固液分離して浸出貴液(PLS)を得た。PLSを6℃まで冷却して卑金属分を沈殿除去した。酸濃度を2N以上に調整しDBC(ジブチルカルビトール)とPLSを混合して金を抽出した。金抽出後のPLSを70℃に加温し、二酸化硫黄を吹き込んで貴金属とセレン、テルルを還元除去した。これを固液分離し、イリジウムを含む塩酸酸性液を得た。
(Experimental example 1)
Copper was dissolved and removed with sulfuric acid from the electrolytic sediment derived from the copper electrorefining process of copper smelting. Concentrated hydrochloric acid and 60% hydrogen peroxide solution were added to dissolve the solution, followed by solid-liquid separation to obtain a pregnant solution (PLS). The PLS was cooled to 6° C. to precipitate and remove base metals. Gold was extracted by adjusting the acid concentration to 2N or more and mixing DBC (dibutyl carbitol) and PLS. The PLS after the gold extraction was heated to 70° C., and sulfur dioxide was blown into the PLS to reduce and remove the noble metals, selenium, and tellurium. This was subjected to solid-liquid separation to obtain a hydrochloric acid acid solution containing iridium.
イリジウムを含む塩酸酸性液のイリジウム濃度は26mg/Lであった。イリジウム含有液はその他の元素としてヒ素を1.5g/L、セレンを6mg/L、テルルを18mg/L含有していた。当該イリジウムを含む塩酸酸性液を200mL分取し、60℃もしくは80℃に加熱して、表1に示す量(g)のチオ硫酸ナトリウム5水和物を添加して撹拌した。撹拌しつつ、30分で一度サンプリングを行った。撹拌開始から2時間後に反応を停止し、生じた沈殿を固液分離した。分離後(ろ過後)の溶液のイリジウム濃度を定量した。
試薬はすべて和光純薬工業社製の特級グレードとした。溶液中の元素濃度は、溶液2mlを分取して50mlに規正後、ICP-OES(セイコー社製SPS3100)により濃度を定量した。評価結果を表1に示す。
The iridium concentration of the hydrochloric acid solution containing iridium was 26 mg/L. The iridium-containing liquid contained 1.5 g/L of arsenic, 6 mg/L of selenium, and 18 mg/L of tellurium as other elements. 200 mL of the iridium-containing hydrochloric acid solution was taken, heated to 60° C. or 80° C., and the amount (g) of sodium thiosulfate pentahydrate shown in Table 1 was added and stirred. Sampling was done once every 30 minutes while stirring. After 2 hours from the start of stirring, the reaction was stopped and the resulting precipitate was subjected to solid-liquid separation. The iridium concentration of the solution after separation (after filtration) was quantified.
All reagents were special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. The element concentration in the solution was measured by ICP-OES (SPS3100 manufactured by Seiko) after adjusting the concentration to 50 ml by taking 2 ml of the solution. Table 1 shows the evaluation results.
表1の結果からチオ硫酸ナトリウムを添加して還元すると液中のイリジウムの濃度が大きく低下することが分かる。添加量は2g以上であるのでチオ硫酸ナトリウム5水和物として10g/L以上添加すると高い効果が得られることが分かる。またイリジウムを含む塩酸酸性液の液温は60℃以上で非常に良好であり、80℃ではさらに効果が高い。 It can be seen from the results in Table 1 that the addition of sodium thiosulfate for reduction greatly reduces the concentration of iridium in the liquid. Since the amount added is 2 g or more, it can be seen that a high effect can be obtained when 10 g/L or more of sodium thiosulfate pentahydrate is added. Also, the liquid temperature of the hydrochloric acid solution containing iridium is very good at 60°C or higher, and the effect is even higher at 80°C.
またチオ硫酸ナトリウムの添加量が増えるとヒ素も沈殿して液中の濃度が低下する傾向があるため、添加量はチオ硫酸ナトリウム5水和物として30g/L以下が好ましい。 Further, when the amount of sodium thiosulfate added increases, arsenic tends to precipitate and the concentration in the liquid tends to decrease, so the amount added is preferably 30 g/L or less as sodium thiosulfate pentahydrate.
(実験例2)
実験例1と同じイリジウムを含む塩酸酸性液を200ml分取した。これを表2に示す温度に加熱した。次に、銅粉を1g添加して、セレンとテルルをセメンテーションにより除いた。次に、チオ硫酸ナトリウム5水和物を4g添加して反応を開始し、反応開始から30分、60分でサンプルを分取し反応を停止した。比較として二酸化硫黄と空気の混合気(二酸化硫黄15%)で80~85℃で還元した時の経時変化も示す。
以後の操作は実験例1に準じる。イリジウムの濃度の経時変化を表2に示す。
(Experimental example 2)
200 ml of the same iridium-containing hydrochloric acid solution as in Experimental Example 1 was taken. It was heated to the temperature shown in Table 2. Next, 1 g of copper powder was added, and selenium and tellurium were removed by cementation. Next, 4 g of sodium thiosulfate pentahydrate was added to initiate the reaction, and 30 minutes and 60 minutes after the initiation of the reaction, samples were collected to terminate the reaction. For comparison, the time course of reduction with a mixture of sulfur dioxide and air (15% sulfur dioxide) at 80 to 85° C. is also shown.
Subsequent operations are in accordance with Experimental Example 1. Table 2 shows changes in the concentration of iridium over time.
表2の結果からイリジウムを含む塩酸酸性液の加温温度が40℃で効果は見られ、60℃以上でイリジウムの濃度がはっきり減少した。温度効果は70℃以上で顕著になることが分かる。いずれの温度においても比較の二酸化硫黄よりは明確に効果が示された。但し二酸化硫黄による還元では蒸発量が多く最終液量は150mLまで濃縮したため、時間の経過と共に見かけ濃度の増加が生じた。 From the results in Table 2, the effect was observed when the iridium-containing hydrochloric acid solution was heated to a temperature of 40°C, and the concentration of iridium was clearly reduced at a temperature of 60°C or higher. It can be seen that the temperature effect becomes significant at 70° C. or higher. At any temperature, the effect was more clearly shown than that of comparative sulfur dioxide. However, in the reduction with sulfur dioxide, the amount of evaporation was large and the final liquid volume was concentrated to 150 mL, so the apparent concentration increased with the passage of time.
(実験例3)
上記実験例1のNo.1~4のチオ硫酸ナトリウムの添加量を「g/L」の単位に換算し、これとイリジウムの沈殿率との関係をグラフにプロットした。また、当該グラフにおいて、別途、チオ硫酸ナトリウムを2g/Lの添加量として、実験例1と同様にイリジウムの沈殿率を測定し、同じグラフにプロットした。これらの結果が図1のチオ硫酸ナトリウム添加量(g)-Ir沈殿率(%)のグラフである。
当該グラフから明らかなように、チオ硫酸ナトリウムの添加量が10g/Lを起点として、それ以上の添加量では、Ir沈殿率の上昇率が大きく向上した。
(Experimental example 3)
No. 1 in Experimental Example 1 above. The amount of sodium thiosulfate added in 1 to 4 was converted to the unit of "g/L", and the relationship between this and the precipitation rate of iridium was plotted on a graph. In addition, in the graph, the iridium precipitation rate was measured in the same manner as in Experimental Example 1 with sodium thiosulfate added in an amount of 2 g/L, and plotted in the same graph. These results are shown in the graph of sodium thiosulfate addition amount (g)-Ir precipitation rate (%) in FIG.
As is clear from the graph, the rate of increase in the Ir precipitation rate was greatly improved when the added amount of sodium thiosulfate was 10 g/L or more.
Claims (5)
前記チオ硫酸ナトリウム塩もしくはチオ硫酸イオン含有溶液を、前記セレン及びテルルの合計濃度を調整した前記イリジウムを含む塩酸酸性液に添加する、請求項1または2に記載のイリジウムの回収方法。 When the iridium-containing hydrochloric acid solution contains at least one of selenium and tellurium, sulfur dioxide or an aqueous solution of sulfur dioxide is added in advance to the iridium-containing hydrochloric acid solution so that the total concentration of selenium and tellurium is 100 mg. /L or less;
3. The method for recovering iridium according to claim 1, wherein the sodium thiosulfate salt or the solution containing thiosulfate ions is added to the hydrochloric acid solution containing the iridium in which the total concentration of selenium and tellurium is adjusted.
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