JP7368802B2 - 重金属分離方法および金属回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、重金属分離方法および金属回収方法に関する。

金属の回収では、産業から発生する中間産物、廃棄物を原料として用いている。原料には複数の金属種が含まれており、産業での再利用のため、単一の所定の金属に分離し、回収されることが望まれている。

特許文献１には、銅廃棄物を溶解させて、１価銅イオン溶液を含有する溶液を製造する方法が記載されている。その際に、２価銅イオン溶液から１価銅イオンの生成に関し、アンモニア錯イオンを使用することにより、アンモニアアルカリ性溶液中だと１価の銅イオンが［Ｃｕ（ＮＨ_３）_２］^＋の錯イオンを形成することが記載されている。また、１価銅イオン溶液は、電気分解により金属銅を回収するための電解溶液として有用であることも記載されている（特許文献１の［０００４］、［００１０］）。

特許文献２には、ヒ素を含む水に、マグネシウムあるいはマグネシウム合金を主成分とする吸着材を浸漬してヒ素を吸着せしめ、脱水濾過してヒ素を分離除去する方法が記載されている（特許文献２の［請求項１］）。

特開２００３－２５３４８３号公報 特開２００５－１３９７６号公報

複数の金属種を含む原料には、非鉄金属で、銅、亜鉛、貴金属等の産業上の需要の大きい金属と、ヒ素、アンチモン、他などの重金属が含まれる。このような原料を特許文献１のようにアルカリに溶解して電解処理を行うと、所望する所定金属以外も同伴されて電解析出してしまい、純度が低下する恐れがある。

そこで、アルカリへの溶解後において、重金属などを分離する方法が求められる。具体的には、電解処理に用いる電解液から所定の金属イオン以外を除去または非活性化すればよい。すなわち、本発明の目的は、複数の金属種を含む原料から、所定の金属Ｍとその他の重金属とを分離する簡便な方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決する手法を鋭意検討した結果、以下の内容を知見した。
複数の金属種を含む原料を溶解して得たアルカリ溶液または、原料がアルカリ性溶液である原料溶液において、所定の金属種に応じて、金属錯体を形成することにより、重金属との分離が可能となることを見出した。この知見に基づいて、以下の構成を想到した。

本発明の第１の態様は、
金属Ｍの錯体と、前記金属Ｍとは異なる重金属と、が溶解されたアルカリ性溶液と、マグネシウム化合物とを接触させ、前記金属Ｍの錯体を含有する前記アルカリ性溶液から前記重金属を分離するマグネシウム化合物接触工程を有する、重金属分離方法である。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の発明において、
前記マグネシウム化合物接触工程前の前記アルカリ性溶液とアパタイトとを接触させ、前記金属Ｍの錯体を含有する前記アルカリ性溶液から前記重金属を分離するアパタイト接触工程を有する。

本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の発明において、
前記アパタイト接触工程において分離される前記重金属は鉛を含み、前記マグネシウム化合物接触工程において分離される前記重金属はヒ素を含む。

本発明の第４の態様は、第２または第３の態様に記載の発明において、
前記アパタイト接触工程の前に、前記重金属を含有する銅含有物中の銅を、２価銅のアンミン錯体を含有するアルカリ性溶液中に浸出させる際に、銅と２価銅のアンミン錯体とを１価銅のアンミン錯体へと変化させ且つ該１価銅のアンミン錯体と前記重金属とを含む前記アルカリ性溶液を得る浸出工程を有する。

本発明の第５の態様は、第１～第４のいずれかの態様に記載の発明において、
前記重金属は、鉛、ヒ素およびアンチモンのうち少なくともいずれかを含む。

本発明の第６の態様は、第１～第５のいずれかの態様に記載の重金属分離方法を経て得た浄液から前記金属Ｍを電解析出させて電解金属を得る、金属回収方法である。

本発明によれば、金属Ｍと重金属とを比べたときに重金属に対して高い選択性を有する分離手法およびその関連技術を提供することが可能となる。

図１は、本実施形態の金属回収方法の概要のフローチャートを示す図である。 図２は、本実施形態のアパタイト接触工程にて用いた吸着剤１～４のＸＲＤ測定の結果を示す図である。 図３は、銅浸出液であるところのアルカリ性溶液に対して小片および粉分のＭｇＣｌ_２を添加してマグネシウム化合物接触工程を行った後のアルカリ性溶液中のＡｓの濃度（縦軸）と、添加後の撹拌時間（横軸）との関係を、ＭｇＣｌ_２の添加量ごとに示す図である。

以下、本実施形態について説明する。本明細書における「～」は所定の数値以上かつ所定の数値以下を指す。

また、本明細書における「金属Ｍ」「重金属」は、イオンまたは錯体等のように溶液中に溶解している状態のものを含む。本明細書において、「金属Ｍの錯体と重金属とが溶解されたアルカリ性溶液」という表現は、金属Ｍの錯体が該アルカリ性溶液に溶解し且つ重金属がイオン化して該アルカリ性溶液に溶解している状態を指す。

また、本明細書における「アンモニア」は、アンモニウムイオンも含み、アンモニウムイオンと結合してなる化合物も含む。

また、本実施形態において試験例を記載するが、これはあくまで一例であり、本発明は該試験例に限定されない。

図１は、本実施形態の金属回収方法の概要のフローチャートを示す図である。主には、原料からの浸出工程から、アパタイト接触工程、マグネシウム化合物接触工程、電解析出工程である。

（浸出工程）
浸出工程では、複数の金属種を含む固体原料をアルカリにて溶解する。原料が液体である場合には、アルカリ等を添加して液調製を行えばよい。固体原料は、非鉄製錬の工程から発生する中間産物として、粗銅、残さ等があり、産業廃棄物として、廃銅、廃電子部品等がある。

本工程では、重金属を含有する銅含有物中の銅をアルカリ性溶液中に浸出させる際に、銅および２価銅を１価銅へと変化させる。詳しく言うと、銅含有物中の銅と、２価銅のアンミン錯体とを、１価銅のアンミン錯体へと変化させる。それと共に、この１価銅のアンミン錯体と重金属とが溶解されたアルカリ性溶液を得る。

本工程に供するアルカリ性溶液には２価銅とアンモニアとを存在させる。この状態のアルカリ性溶液中では２価銅はアンミン錯体となっている。この２価銅のアンミン錯体がアルカリ性溶液中に存在することにより、銅含有物中の銅は、以下の反応式に従い、浸出時に１価銅アンミン錯体となる（特許文献１の［００１８］）。
詳しく言うと、以下の浸出反応が生じる。
Ｃｕ→［Ｃｕ（ＮＨ_３）_２］^＋＋ｅ^－
以下の反応により、この浸出反応が促進される。
［Ｃｕ（ＮＨ_３）_４］^２＋＋ｅ^－→［Ｃｕ（ＮＨ_３）_２］^＋
その結果、本工程での反応は以下のようにまとめられる。
Ｃｕ＋［Ｃｕ（ＮＨ_３）_４］^２＋＝２［Ｃｕ（ＮＨ_３）_２］^＋

このアルカリ性溶液における銅濃度には限定は無いが、例えば６０～１２０ｇ／Ｌが挙げられる。なお、本工程にて明記の無い内容は、特許文献１に記載の内容を適宜採用して構わない。

なお、以降の各工程にて銅含有物として挙げる粗銅粉には重金属が含有されており、該重金属もアルカリ性溶液に浸出する。重金属としては、鉛（Ｐｂ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、錫（Ｓｎ）が該当する。他の重金属としては、ビスマス（Ｂｉ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）も挙げられる。

本工程を反映させた試験例は以下のとおりである。
非鉄製錬工程の中間産物である粗銅を用い、該粗銅の浸出試験を行った。
５ＭのＮＨ_３、４ＭのＮＨ_４Ｃｌ、１ＭのＣｕＯからなる浸出液２０ｍＬをスクリュー管に入れ、粗銅粉（ヒ素、アンチモン、鉛を含む）０．３ｇを添加し、室温（２４．５～２６．０℃）にてスターラーで４日間撹拌し、浸出工程後にアルカリ性溶液を得た。アルカリ性溶液中では、銅が溶解していることから銅錯体が形成されている。その後、固液分離を行い、液側の組成分析をＩＣＰで行い、元粗銅粉（ヒ素、アンチモン、鉛を含む）の事前に測定した組成値を１００として、浸出率（％）を求めた。結果、銅１００％、ヒ素５５％、ニッケル９３％、鉛４％、アンチモン７％、スズ１％であった。このように、複数の金属種を含む粗銅粉（ヒ素、アンチモン、鉛を含む）から各金属を浸出できることが分かった。

（アパタイト接触工程）
本工程では、浸出工程後に得られたアルカリ性溶液とアパタイトとを接触させ、金属Ｍの錯体を含有するアルカリ性溶液から重金属を分離する。

本明細書における「アパタイト」とは、リン酸塩を含有する物質のことを指し、重金属に対する吸着効果を備えるものを指す。そのため、本明細書においては、アパタイトのことを吸着剤ともいう。

また、アパタイトには、ヒドロキシアパタイトも含まれる。ヒドロキシアパタイトは、生体系カルシウム化合物の一種でありＣａ_１０（ＰＯ_４）_６（ＯＨ）_２粉末（ＨＡＰ粉末）とも呼ばれる。

ここで、浸出工程で得たアルカリ性溶液を用いて、アパタイトによる金属Ｍの吸着効果について以下に例示する。

［吸着剤の作製］
（１）以下の４種類の吸着剤を作製すべく、以下の作業を行った。
吸着剤１：リン酸カルシウム（ヒドロキシアパタイト：和光純薬株式会社製）３０ｇ
吸着剤２：リン酸カルシウム２７ｇ＋酸化マグネシウム（ＭｇＯ）３ｇ
吸着剤３：リン酸カルシウム２７ｇ＋酸化鉄（Ｆｅ_３Ｏ_４）３ｇ
吸着剤４：リン酸カルシウム２７ｇ＋アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）３ｇ
なお、ヒドロキシアパタイトはアルカリ性溶液中では安定するため、ヒドロキシアパタイトであるのが好適である。
（２）各材料を秤量し、水を加えて混合し、ペースト化した。
（３）ペーストを、９０℃で３時間予備乾燥させた後、４５０℃で１０時間焼成し、その後室温まで徐冷した。
（４）焼成後の塊を乳鉢で砕き、篩別を行い、１～４．５ｍｍの粒群を各吸着剤として採用した。なお、１ｍｍ以下の粒群に対し、ＸＲＤ測定を行った。

図２は、本実施形態のアパタイト接触工程にて用いた吸着剤１～４のＸＲＤ測定の結果を示す図である。

図２に示すように、水酸化リン酸カルシウムのアパタイトが示すピークと、吸着剤１～４が示すピークとが一致した。つまり、吸着剤１～４がアパタイトであることが確認された。

［浸出試験］
アパタイト接触工程の有意性を調べるのに際し、浸出試験を行った。
（１）５ＭのＮＨ_３、４ＭのＮＨ_４Ｃｌ、１ＭのＣｕＯからなる溶液約１００ｍＬに対し、粗銅粉（ヒ素、アンチモン、鉛を含む）１２ｇを添加し、室温（１８～１９℃）にてボールミル架台で２５時間撹拌した。
（２）１３１番ろ紙にてろ過を行った。なお、ろ液の酸化防止のためにＡｒガスを吹き付けながら、大気雰囲気下でろ過を行った。

以上の作業により、銅浸出液であるところのアルカリ性溶液を得た。このアルカリ性溶液に対し、以下のようにアパタイト接触工程を行った。

（３）吸着剤１～４の各々０．５ｇと、振とうして均一化したアルカリ性溶液１０ｍＬとをスクリュー管にセットし、蓋をして、室温（１９℃）にて１時間撹拌した。なお、参照用試験１として、吸着剤１～４の代わりに径１ｍｍの銅粒０．５ｇを添加する試験を行った（表中の項目名Ｃｕ）。また、同じく参照用試験２として、吸着剤１～４を添加せずアルカリ性溶液のみとする試験を行った（表中の項目名Ｒｅｆ）。

（４）（３）の後のアルカリ性溶液をプラスチックシリンジで吸い上げ、０．２μｍのマイレクス（登録商標）フィルターにてろ過を行った。各々の試験におけるろ液は別のスクリュー管に密封した。そして、該ろ液に対し、ＩＣＰ分析を行った。

［浸出試験］の（４）にて得られたろ液に対するＩＣＰ分析の結果を示すのが以下の表１である。

吸着剤１～４により、重金属のうちＡｓ、Ｓｂ、Ｐｂをアルカリ性溶液から分離させることができた。このように、アパタイトと接触することで、ヒ素は半減した。ＭｇＯ含有のアパタイトも、４種の吸着剤内で比較すると、吸着効果が高い。

（マグネシウム化合物接触工程）
本発明者らは、上記の知見に基づき、アパタイトにおける有用性とは別に、マグネシウム化合物の添加により重金属を分離した例を以下に示す。

本発明者は、金属Ｍの錯体と、該金属Ｍとは異なる重金属と、が溶解されたアルカリ性溶液と、マグネシウム化合物とを接触させ、金属Ｍの錯体を含有するアルカリ性溶液から重金属を分離するという、本実施形態に係るマグネシウム化合物接触工程を創出した。

具体的には、アパタイト接触工程において重金属として少なくとも鉛を分離し、マグネシウム化合物接触工程において重金属として少なくともヒ素を分離する、という手法を想到した。

本明細書におけるマグネシウム化合物には特に限定は無い。例えば、銅浸出液であるところのアルカリ性溶液とマグネシウム化合物とが接触したときに、重金属の分離に寄与する水酸化マグネシウムを形成可能なものであれば特に限定は無い。本明細書においては、例えば、酸化マグネシウムおよび塩化マグネシウムのうち少なくともいずれかのことをマグネシウム化合物と呼ぶ。

［Ｍｇ、Ｃａ比較試験］
本工程を反映させた試験例としては以下のとおりである。
（１）５ＭのＮＨ_３、４ＭのＮＨ_４Ｃｌ、１ＭのＣｕＯからなる溶液約１００ｍＬに対し、粗銅粉（ヒ素、アンチモン、鉛を含む）１２ｇを添加し、室温にてボールミル架台で２５時間撹拌した。その後、２０ｍＬのスクリュー管２本の各々に対し、撹拌後に得られたアルカリ性溶液約５ｍＬを採取した。
（２）スクリュー管２本の各々に対し、０．５Ｍ相当量のＭｇＣｌ_２粉末、ＣａＣｌ_２粉末（参照用）を添加した。
（３）スターラーにて内容物を約１日間撹拌した後、マイレクス（登録商標）フィルター（０．２μｍ）にてろ過を行った。
（４）ろ液に濃硫酸を加え、溶液を調製してＩＣＰ分析を行った。
このＩＣＰ分析の結果を示すのが以下の表２である。

この試験例において、以下のことがわかった。
・ＭｇＣｌ_２粉末、ＣａＣｌ_２粉末共に、アルカリ性溶液にはほぼ全量溶解した。
・表２に示すように、ＭｇＣｌ_２粉末を添加した場合、Ａｓを９９％分離できた。
・表２に示すように、ＭｇＣｌ_２粉末を添加した場合、Ａｓに比べてＰｂの分離度合いが低いが、これは、先の（アパタイト接触工程）にて組合せてさらに低減が可能である。

［マグネシウム化合物比較試験］
表２から得た知見に基づき、重金属の分離に有用なマグネシウムのうち、具体的にどのマグネシウム化合物が有用なのかを調べる試験を行った。その試験例は以下のとおりである。

（１）５ＭのＮＨ_３、４ＭのＮＨ_４Ｃｌ、１ＭのＣｕＯからなるアルカリ性溶液約１００ｍＬに対し、粗銅粉（ヒ素、アンチモン、鉛を含む）１０ｇを添加し、室温（２４．５～２６．０℃）にてボールミル架台で２４時間撹拌した。
（２）１３１番ろ紙にてろ過を行った。なお、ろ液の酸化防止のためにＡｒガスを吹き付けながら、大気雰囲気下でろ過を行った。

以上の作業により、銅浸出液であるところのアルカリ性溶液（後述の表３中の浸出液ａ（基本浴））を得た。このアルカリ性溶液に対し、以下のようにマグネシウム化合物接触工程を行った。

（３）１ｍｍを超え且つ４ｍｍ未満の粒径となるよう篩別したＭｇＯを１．０１ｇ用意した（０．５Ｍ相当）。また、小片のＭｇＣｌ_２を０．９５ｇ用意した（０．５Ｍ相当）。

（４）０．５Ｍ相当の上記ＭｇＯと、振とうして均一化したアルカリ性溶液２０ｍＬとを、５０ｍＬのスクリュー管にセットし、蓋をして、室温（２４．５～２５．６℃）にてボールミル架台で２４時間撹拌した。こうして得られたアルカリ性溶液は、後述の表３中の試験液ａ－１（ＭｇＯ）である。
同様に、０．５Ｍ相当の上記ＭｇＣｌ_２と、振とうして均一化したアルカリ性溶液２０ｍＬとを、５０ｍＬのスクリュー管にセットし、蓋をして、室温（２４．５～２５．６℃）にてボールミル架台で２４時間撹拌した。こうして得られたアルカリ性溶液は、後述の表３中の試験液ａ－２（ＭｇＣｌ_２）である。

（５）（４）の後の各々のアルカリ性溶液をプラスチックシリンジで吸い上げ、０．２μｍのマイレクス（登録商標）フィルターにてろ過を行った。各々の試験におけるろ液は別のスクリュー管に密封した。そして、該ろ液に対し、ＩＣＰ分析を行った。
このＩＣＰ分析の結果を示すのが以下の表３である。

表３により、ＭｇＯ、ＭｇＣｌ_２共に、銅浸出液であるところのアルカリ性溶液に添加することで、Ａｓの分離を１ｍｇ／Ｌ以下の顕著な低濃度までに行えることがわかった。
また、アパタイトの添加なし（添加量０ｇ）にヒ素を顕著に分離できることも分かった。

（電解析出工程）
上記の各工程により得た液は、銅錯体が溶解状態であることから、ろ過等によっても液中に残存する。ろ過後のアルカリ性溶液は、電解液の原液となり、必要に応じて、電解処理に必要な濃度調整、電極表面の平滑化のための各種添加剤を加えて電解液（電解給液）となる。電解処理に用いる装置、条件は、通常のものを用いればよく、適宜設定すればよい。このように電解析出の処理をすることで９９．９９％以上の純度の電解銅が回収可能である。
以下にその例を示す。本例は、浸出から始め、電解析出までを通しで行った。

なお、概念的に言うと、本工程では、この重金属分離方法を経て得た溶液から金属Ｍを電解析出させて電解金属を得る。重金属が分離されていることから、この溶液のことを浄液ともいう。重金属分離方法と本工程とを合わせて金属回収方法ともいう。

本工程を反映させた試験例としては以下のとおりである。
（１、浸出工程）５ＭのＮＨ_３、４ＭのＮＨ_４Ｃｌ、１ＭのＣｕＯからなるアルカリ性溶液約２５０ｍＬに対し、粗銅粉（ヒ素、アンチモン、鉛を含む）３０ｇを添加し、室温（２４．０±０．５℃）にてボールミル架台で２３．５時間撹拌した。
（２、浸出－ろ過）撹拌後、窒素置換したグローブボックス内に移して静置した。撹拌終了から３０分後にオムニポア（登録商標）メンブレンフィルター（０．２μｍ）を用い、２５分間吸引ろ過した。ろ液は別の２５０ｍＬのメディウム瓶に入れた。ろ液の一部をスクリュー管に密封した。

以上の作業により、銅浸出液であるところのアルカリ性溶液（後述の表４中の“浸出液”）を得た。このアルカリ性溶液に対し、以下のようにアパタイト接触工程を行った。

（３、アパタイト接触工程）１ｍｍを超え且つ４ｍｍ未満の粒径となるよう篩別したアパタイト２０．２４ｇを、メディウム瓶内のアルカリ性溶液約２３０ｍＬに添加した。なお、このアパタイトとしては、（アパタイト接触工程）にて述べた吸着剤１すなわちＭｇＯ等が混合されていないものを使用した。そして、スクリュー管に蓋をしてグローブボックスから外に出し、室温（２４．０±１．０℃）にてボールミル架台で２３．５時間撹拌した。
（４、ろ過）撹拌後、窒素置換したグローブボックス内に再び移して静置した。撹拌終了から３０分後にオムニポア（登録商標）メンブレンフィルター（０．２μｍ）を用い、３時間４０分間吸引ろ過した。ろ液は別の２５０ｍＬのメディウム瓶に入れた。ろ液の一部をスクリュー管に密封した。

以上の作業により、銅浸出液であるところのアルカリ性溶液に対してアパタイト接触工程を行った。これにより得られたアルカリ性溶液を後述の表４中では“アパタイト処理液（図１中の浄液（１））”という。このアパタイト処理液に対し、以下のようにマグネシウム化合物接触工程を行った。

（５、マグネシウム化合物接触工程）１０ｍｍ未満の小片および粉分１２．７８ｇ（０．６Ｍ相当）のＭｇＣｌ_２（和光特級）（すなわち固体のマグネシウム化合物）を、メディウム瓶内のアパタイト処理液約２１７ｍＬに添加した。そして、スクリュー管に蓋をしてグローブボックスから外に出し、室温（２４．０±１．０℃）にてボールミル架台で２３．５時間撹拌した。
（６）撹拌後、窒素置換したグローブボックス内に再び移して静置した。撹拌終了から３０分後にオムニポア（登録商標）メンブレンフィルター（０．２μｍ）を用い、１時間２３分間吸引ろ過した。ろ液は別の２５０ｍＬのメディウム瓶に入れた。残渣は、アンモニア洗浄液と純水とで、液量合計１０ｍＬ程度になる程度に軽く洗浄した。ろ液および残渣の一部をスクリュー管に密封した。

なお、上記残渣を洗浄したとき、残渣には、アルカリ性溶液由来すなわち銅アンミン錯体由来の青色の着色はごく僅かであった。その結果、重金属を含有する残渣には、銅がほぼ吸着していないことが定性的に確認できた。

以上の作業により、銅浸出液であるところのアルカリ性溶液に対してアパタイト接触工程に引き続きマグネシウム化合物接触工程を行った。これにより得られたアルカリ性溶液を後述の表４中では“Ｍｇ化合物処理液（図１中の浄液（２）すなわち電解給液）”という。このＭｇ化合物処理液に対し、以下のように電解析出工程を行った。なお、電解析出工程の具体的な内容は、公知の手法を採用して構わず、例えば特許文献１に記載の手法を採用しても構わない。そのため、以下には概略のみを記載する。

（７）作用極としてＰｔ板、対極としてＰｔ板、参照極としてＡｇ－ＡｇＣｌ電極を使用した。イオン交換膜を隔て、アノード室には、５ＭのＮＨ_３、４ＭのＮＨ_４Ｃｌからなる２００ｍＬのアルカリ性溶液を配置した。カソード室には、Ｍｇ化合物処理液を配置し、試験を行った。電解析出工程後、作用極に析出した電解銅および電解尾液に対してＩＣＰ分析を行った。また、浸出液、アパタイト処理液、およびＭｇ化合物処理液に対してもＩＣＰ分析を行った。更に、マグネシウム化合物接触工程（６）後の残渣（すなわちＭｇＣｌ_２由来の化合物に重金属が吸着したもの）に対してもＩＣＰ分析を行った。
これらのＩＣＰ分析の結果を示すのが以下の表４～表６である。

表４において、浸出液とアパタイト処理液との対比が示すように、アパタイト接触工程により、Ｐｂを１ｍｇ／Ｌ以下にまで減少させることができた。Ｓｂをほぼ検出限界以下にまで減少させることができた。なお、Ａｓも、７割ほど分離することができた。

表４において、アパタイト処理液とＭｇ化合物処理液との対比が示すように、マグネシウム化合物接触工程により、Ａｓを１ｍｇ／Ｌ以下にまで減少させることができた。

なお、表５に示すように、マグネシウム化合物接触工程（６）後の残渣にはＳｂが存在する。これは、アパタイト接触工程のみならず、マグネシウム化合物接触工程においても、アルカリ性溶液中のＳｂが残渣に移行したことを示す。

表６に示すように、陰極に析出した電解銅においては、重金属であるＡｓ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉは１ｐｐｍｗ未満であった。これは、本実施形態により、十分高純度な銅回収が可能であることを意味する。

図３は、銅浸出液であるところのアルカリ性溶液に対して小片および粉分のＭｇＣｌ_２を添加してマグネシウム化合物接触工程を行った後のアルカリ性溶液中のＡｓの濃度（縦軸）と、添加後の撹拌時間（横軸）との関係を、ＭｇＣｌ_２の添加量ごとに示す図である。

図３が示すように、小片および粉分のＭｇＣｌ_２を添加する場合、０．２Ｍ以上に相当する量を添加するのが好ましい。なお、この値は、図３に係る試験での重金属Ａｓの初期濃度が約４ｍＭであったことを鑑みると、ＭｇＣｌ_２の添加量の好適量は、重金属Ａｓに対する化学量論比で２５倍超え、より好適には３０倍以上、更に好適には４０倍以上である。範囲としては例えば２５倍超え且つ１００倍以下が挙げられる。

以上、本実施形態によれば、金属Ｍと重金属とを比べたときに重金属に対して高い選択性を有する分離手法およびその関連技術を提供することが可能となる。

（変形例）
本実施形態においては重金属を含有する銅含有物を例示した。この銅含有物としては例えば特許文献１に記載された電子基板等の廃電子部品が挙げられるが、限定は無い。また、銅含有物以外であっても構わず、錯体化可能な金属Ｍであれば限定は無い。

本実施形態においては金属Ｍの錯体が１価銅錯体である場合について述べた。そして、アルカリ性溶液としてアンモニア水溶液を例示した。つまり、１価銅がアンミン錯体を形成する場合について例示した。但し、本発明はそれに限定されない。例えば、本実施形態では電解析出工程にかけられる電解液から重金属を分離することを挙げた。結局のところ、所定の金属Ｍを電解液に残存させつつ、重金属は該電解液から分離する（好適には全てまたはほとんど除外する）という電解液の浄液技術に対し、本発明を好適に適用可能である。

本実施形態においては浸出工程を行う場合を例示した。その一方、金属Ｍの錯体と該金属Ｍとは異なる重金属とが溶解されたアルカリ性溶液が手元にあれば、浸出工程を行う必要はない。

このアルカリ性溶液は、金属Ｍの錯体（例：銅のアンミン錯体）が存在できれば特に限定は無い。具体的には、ｐＨが７～１４（好適には８～１１、更に好適には９～１０）であれば特に限定は無い。

本実施形態においてはアパタイト接触工程とマグネシウム化合物接触工程とを共に行う場合について述べた。その一方、これまでに挙げた試験例が示すように、各工程により、金属Ｍと重金属とを比べたときに重金属に対して高い選択性を有する分離手法が実現できる。そのため、各工程は単独で本発明の課題を解決し得る。つまり、アパタイト接触工程およびマグネシウム化合物接触工程のうち少なくともいずれかを実施すれば、本発明の課題を解決し得る。但し、両工程を行うのが好ましいことは、これまでに述べた試験例が示すとおりである。

両工程を行う場合、アパタイト接触工程とマグネシウム化合物接触工程との順番についてであるが、本実施形態にて説明したこの順番で行うことにより、Ｍｇを溶液または残渣に大量に存在させずに済むため、好ましい。その一方、例えば重金属にＰｂが含まれない場合、本実施形態で述べたような、アパタイト接触工程にてＰｂを分離し、その後にマグネシウム化合物接触工程にてＡｓを分離する、という順番の重要度が小さくなる。結局、重金属として設定される元素次第で、両工程の順番を変更させてもよいし、本実施形態にて説明した順番のままとしてもよい。

Claims (4)

1. 少なくとも鉛とヒ素とを含む重金属を含有する銅含有物中の銅を、２価銅のアンミン錯体を含有するアルカリ性溶液中に浸出させる際に、前記銅と前記２価銅のアンミン錯体とを１価銅のアンミン錯体へと変化させ且つ該１価銅のアンミン錯体と前記重金属とを含む、ｐＨが８～１１のアルカリ性溶液を得る浸出工程と、
   前記浸出工程後に得られるアルカリ性溶液と、酸化マグネシウムおよび塩化マグネシウムの少なくともいずれかである固体のマグネシウム化合物とを接触させ、前記アルカリ性溶液から、ヒ素を含む前記重金属を分離するマグネシウム化合物接触工程と、
   を有し、
   前記マグネシウム化合物は酸化マグネシウムである、重金属分離方法。
2. 少なくとも鉛とヒ素とを含む重金属を含有する銅含有物中の銅を、２価銅のアンミン錯体を含有するアルカリ性溶液中に浸出させる際に、前記銅と前記２価銅のアンミン錯体とを１価銅のアンミン錯体へと変化させ且つ該１価銅のアンミン錯体と前記重金属とを含む、ｐＨが８～１１のアルカリ性溶液を得る浸出工程と、
   前記浸出工程後に得られるアルカリ性溶液と、酸化マグネシウムおよび塩化マグネシウムの少なくともいずれかである固体のマグネシウム化合物とを接触させ、前記アルカリ性溶液から、ヒ素を含む前記重金属を分離するマグネシウム化合物接触工程と、
   を有し、
   前記マグネシウム化合物は少なくとも塩化マグネシウムを含み、
   塩化マグネシウムの添加量は、前記浸出工程で得られる前記アルカリ性溶液中のヒ素に対する化学量論比で２５倍超え且つ１００倍以下とする、重金属分離方法。
3. 少なくとも鉛とヒ素とを含む重金属を含有する銅含有物中の銅を、２価銅のアンミン錯体を含有するアルカリ性溶液中に浸出させる際に、前記銅と前記２価銅のアンミン錯体とを１価銅のアンミン錯体へと変化させ且つ該１価銅のアンミン錯体と前記重金属とを含む、ｐＨが８～１１のアルカリ性溶液を得る浸出工程と、
   前記浸出工程後に得られるアルカリ性溶液と、酸化マグネシウムおよび塩化マグネシウムの少なくともいずれかである固体のマグネシウム化合物とを接触させ、前記アルカリ性溶液から、ヒ素を含む前記重金属を分離するマグネシウム化合物接触工程と、
   を有し、
   前記浸出工程の後且つ前記マグネシウム化合物接触工程の前に、前記アルカリ性溶液と、リン酸カルシウムを含有するアパタイトとを接触させ、前記アルカリ性溶液から、鉛を含む前記重金属を分離するアパタイト接触工程を更に有する、重金属分離方法。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の重金属分離方法を経て得た浄液から銅を電解析出させて、９９．９９％以上の純度の電解銅を得る、金属回収方法。

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