JPH05239567A - 貴金属の回収法 - Google Patents

貴金属の回収法

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JPH05239567A
JPH05239567A JP4329900A JP32990092A JPH05239567A JP H05239567 A JPH05239567 A JP H05239567A JP 4329900 A JP4329900 A JP 4329900A JP 32990092 A JP32990092 A JP 32990092A JP H05239567 A JPH05239567 A JP H05239567A
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acid
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ハインツ・ラントシヤイト
Alexander Klausener
アレクサンダー・クラウゼナー
Heinz Ulrich Blank
ハインツ・ウルリヒ・ブランク
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 アルキルナイトライトを用いた酸化反応によ
り生じ、貴金属特にパラジウムの化合物を含む溶液を還
元剤で処理し、その処理の間に亜硝酸と反応することが
できる第1又は第2アミノ基を含む、又は形成すること
ができる助剤を加えることにより、貴金属特にパラジウ
ムを金属の形態又はその塩の形態で、上記の溶液から回
収することができる。還元金属はそのままで得ることが
でき、又はその後水/酸混合物中で酸化剤と反応させて
この酸の塩を得ることもできる。 【効果】 触媒活性の低下していない貴金属を高収率で
回収することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、貴金属特にパラジウムの化合物
を含む溶液から、これらの化合物の還元により貴金属特
にパラジウムを回収する方法に関する。貴金属はそのま
まで、又はその後水/酸混合物中で酸化剤と反応させて
この酸の塩として得ることができる。
【0002】貴金属の化合物は、有機化学反応の均一系
触媒として用いられることが多い。この方法で触媒され
る反応は一般に酸化反応である。
【0003】従って欧州特許第55 108号から、白
金属の化合物の存在下でアルキルナイトライトを用い、
オレフィンをアセタールに変換することができることは
周知である。Wacker酸化の変法であるこの反応で
は、2価のパラジウムの塩の使用が好ましい。
【0004】この方法の場合、仕上げ後に例えば蒸留残
留物として貴金属を含む残留物が得られ、触媒として再
利用できる量は限られた量である。触媒として再生使用
する場合、触媒活性はすでに最初の繰り返しの間に大き
く低下することが多く、通常第2の繰り返しの間に工業
的過程に利益のない値に落ちる。従って有用な金属を金
属の形態で、又は可能ならそれも又すでに触媒活性を示
す塩の形態で回収するという課題がある。
【0005】引用した欧州特許第55 108号は、古
触媒溶液の再利用及びその仕上げの問題に言及していな
い。しかしそこに記載の方法を再現すると、上記の触媒
活性の減少の故に仕上げが必要であることが見いだされ
た。
【0006】英国特許第2,205,765号は、例え
ば30バール下220℃で4時間などの苛酷な条件下で
水素を用いて反応バッチ全体を還元することによりパラ
ジウムを回収し、金属パラジウムを形成し、それを濾過
して再利用することができることにつき記載している。
高圧及び高温、ならびに特殊な装置の設備は、大きな支
出となる。さらに反応混合物中にまだ存在する反応生成
物がこのような条件、特に還元に耐えることが確かでな
ければならないので、このような方法は一般に適用でき
ない。仕上げの終了後に得られる貴金属残留物の、室温
又は最高70℃におけるナトリウムボロハイドライド又
は蟻酸ナトリムウを用いた還元が、引用した英国特許第
2,205,765号中で引用されている日本特許第5
3/20,009号(1978)に記載されている。し
かしこの方法により金属の形態で得られる貴金属の粒径
は広い範囲に分布し、濾過により貴金属を得ると金属の
極微粒子の逃散のためにかなりの損失が生ずる。従って
そのような方法は、貴金属の損失のためにやはり大きな
支出経費を意味する。同様に英国特許第2,205,7
65号中で言及されている日本特許第60/59,97
4号(1985)に記載の、還元のためのアルカリ金属
炭酸塩又は重炭酸塩の添加による回収法は、上記の英国
出願が高い技術的支出を伴う上記の他の経路を最終的に
提出しているのであるから、明らかに満足できるもので
はない。
【0007】アルキルナイトライトを用いた酸化反応か
ら生じた貴金属化合物を含む溶液を高い回収率で簡単に
仕上げることができる方法を見いだすという目的が依然
としてある。
【0008】ここで、亜硝酸と反応することができる第
1又は第2アミノ基を含む、又は形成することができる
助剤の存在下で還元を行うと、適した粒径で、従って優
れた濾過性の故に高い回収率で還元貴金属を得ることが
できることを見いだした。
【0009】従って本発明は、アルキルナイトライトを
用いた酸化反応から生じた貴金属の化合物を含む溶液又
は混合物から、それを還元剤で処理することにより金属
の形態又はその塩の形態で貴金属を回収する方法におい
て、亜硝酸と反応することができる第1又は第2アミノ
基を含む、又は反応条件下で形成することができる助剤
を、溶液又は混合物の0.001−0.5倍、好ましく
は0.01−0.4倍、特に好ましくは0.05−0.
3倍の重量で還元剤を用いた処理に加え、処理を0−1
00℃、好ましくは20−90℃、特に好ましくは40
−80℃の温度で行い、金属の形態で得るために還元金
属を還元反応混合物から分離し、その後金属を金属の形
態で再利用することができるか、あるいは塩の形態で得
るために分離した金属を水/酸混合物中20−100
℃、好ましくは30−100℃、特に好ましくは40−
100℃の温度で酸化剤と反応させることができること
を特徴とする方法に関する。
【0010】本発明の方法は、非常に優れた濾過性を有
する貴金属粒子を与え、それは実際に完全に貴金属を分
離して回収することができることを意味する。このよう
にして回収したパラジウムは金属の形態で使用すると完
全な活性を示すが、本発明を発展させ、水−酸混合物を
用いた酸化により簡単な形態の触媒活性の高い貴金属化
合物に変換することもできる。均一系触媒としての貴金
属化合物の利用、貴金属の回収及び触媒活性貴金属化合
物の再生のこの操作は、所望なだけ多数回繰り返すこと
ができる。
【0011】本発明の方法を行うことができる貴金属
は、銀、金及び白金属ルテニウム、ロジウム、パラジウ
ム、オスミウム、イリジウム及び白金、好ましくは上記
の白金属、特に好ましくは軽白金属ルテニウム、ロジウ
ム及びパラジウム、特に好ましくはパラジウムである。
【0012】そのような貴金属の化合物を含む溶液又は
混合物は、アルキルナイトライトを用いた均一系触媒酸
化反応で得られる反応混合物、あるいはそのような反応
混合物の仕上げの間に例えば蒸留残留物の形態で残る溶
液又は混合物である。そのような仕上げ残留物の使用が
好ましい。
【0013】本発明の方法の特徴は、中でも上記の溶液
又は混合物の処理に還元剤と共に助剤を加えることであ
る。適した助剤は、亜硝酸と反応することができる第1
又は第2アミノ基を含む、又は形成することができる助
剤である。そのような助剤の例は、アンモニア、炭化水
素基の炭素数が1−20、好ましくは1−12の第1又
は第2脂肪族アミン、及び炭化水素基の炭素数が6−1
0の第1及び第2芳香族アミンならびにそれらの塩、例
えばハライド、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩及びC1−C12
−アルキルカルボキシレート;N原子上が非置換である
か又はN原子上が1個のC1−C4−アルキルにより置換
された有機又は無機酸の酸アミド、例えばウレア、アミ
ドスルホン酸、スルファミド、ホルムアミド、アセトア
ミド、プロピオンアミド、N−メチル及びN,N−ジメ
チルウレア、N−メチル及びN−エチルアセトアミド、
ベンズアミド及び他の類似アミド;ウレアの誘導体、例
えばセミカルバジド及びグアニジン、ならびにいずれの
場合もN原子上で1個のC1−C4−アルキルにより置換
されたそれらの誘導体、及びそれらの塩;シアナミド、
ジシアナミド、アミノグアニジン及びビグアニド;炭素
数が1−12の脂肪族系のアミノ酸、例えばグリシン、
アラニン、バリン及びロイシン、ならびにさらにβ−及
びγ−アミノ酸及びα−アミノ酸と異性体である他のア
ミノ酸である。
【0014】好ましい助剤は、アンモニア、第1又は第
2脂肪族アミン、第1又は第2芳香族アミン、それらの
塩及び有機ならびに無機酸のアミドである。
【0015】特に好ましい助剤は、塩化アンモニウム、
メチルアンモニウムクロリド、ウレア及びアミドスルホ
ン酸である。
【0016】上記の助剤、特に好ましい助剤は、安価で
あり取り扱いが容易であることにおいて顕著である。
【0017】還元を行うために、水又は水と水−混和性
有機溶媒の混合物を溶液又は混合物、好ましくは蒸留残
留物に、溶液又は混合物、あるいは蒸留残留物の重量の
1−100倍、好ましくは5−50倍、特に好ましくは
10−20倍の量で加える。水−混和性有機溶媒も使用
する場合、全混合物中のその量は、溶液又は混合物ある
いは蒸留残留物の重量の1−10倍、好ましくは2−5
倍、特に好ましくは2.5−3.5倍である。適した水
−混和性有機溶媒は、アルコール類、例えばメタノー
ル、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブ
タノール、sec−ブタノール、エチレングリコール、
グリセロール、エーテル類、例えばテトラヒドロフラン
及びジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホル
ムアミド及び対応するアセトアミド、ジメチルスルホキ
シド及び熟練者に周知であり還元において不活性な他の
水−混和性溶媒である。好ましい有機溶媒は、メタノー
ル、エタノール、エチレングリコール、テトラヒドロフ
ラン及びジオキサンであり、メタノール及びエタノール
が特に好ましい。
【0018】本発明の方法は、貴金属塩に関して熟練者
に周知のすべての還元剤を用いて行うことができる。水
素、一酸化炭素及び複合水素化物を好ましい還元剤とし
て挙げることができる。特に好ましい還元剤は、ボロネ
ート及びアラネートなどの複合水素化物であり、元素の
周期表の第I及び第II族のボロネート(金属のボロハ
イドライド)が特に好ましい。これらの中で、ナトリウ
ムボロハイドライド、カリウムボロハイドライド、リチ
ウムボロハイドライド及び亜鉛ボロハイドライドを特別
に好ましい還元剤として挙げることができる。これらの
中でナトリウムボロハイドライドは、一般的利用性、低
価格及び有利な仕上げの理由で選抜することができる。
還元剤は、存在する金属の当量の0.5−10倍、好ま
しくは1−8倍、特に好ましくは2−6倍の当量で使用
する。
【0019】還元の間の温度は、0−100℃、好まし
くは20−90℃、特に好ましくは40−80℃の範囲
である。圧力は還元に有意な影響を及ぼさないので、常
圧下又は減圧あるいは高圧下で行うことができる。例え
ば水素又は一酸化炭素などの気体還元剤を用いる場合、
高圧が適している。この場合圧力は、例えば2−20バ
ールである。複合水素化物を使用するのが好ましい場
合、簡単のために常圧下で反応を行う。
【0020】還元により沈澱した貴金属は、基本的に周
知の方法で吸引濾過又は遠心により単離する。得られた
貴金属は、周知の方法で洗浄し、乾燥することができ
る。
【0021】このようにして回収した貴金属は、例えば
水素化の場合のように金属の形態の貴金属が必要な場合
すでに触媒として使用することができる。
【0022】しかし本発明を発展させた変法において、
還元によって得た貴金属の水−酸混合物中における酸化
によりその貴金属の塩の形態で回収することもでき、さ
らに処理することなく例えば上記の方法のひとつにおい
て均一系触媒として使用することができる。
【0023】そのような水−酸混合物において、水は分
離した金属の重量の1−10倍、好ましくは2−8倍、
特に好ましくは4−6倍の重量で使用する。酸は、分離
した金属の当量の1−10倍、好ましくは2−5倍の当
量で使用する。可能な酸は、無機及び有機酸の両方であ
る。無機酸は、例えば塩酸、臭素酸、ヨウ素酸、硫酸及
び硝酸であり、有機酸は、例えばC1−C6−カルボン
酸、及び任意に置換ベンゼン−又はトルエンスルホン酸
である。酢酸又は上記の無機酸のひとつ、特に塩酸の使
用が好ましい。
【0024】可能な酸化剤は、本発明の方法の条件下で
適した高い酸化力を有するすべての酸化剤である。アル
カリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニウムの塩素酸
塩又は硝酸塩、硝酸及び過酸化水素を好ましい酸化剤と
して挙げることができる。取り扱いの容易さから過酸化
水素が好ましい。
【0025】貴金属の塩は均一系触媒の場合、錯塩の形
態で使用されることが多いことは周知である。本発明の
有利な変法において、錯体化に所望の種類のアルカリ金
属、アルカリ土類金属又はアンモニウム塩も用いると、
酸化を行うと同時にそのような錯塩を形成することがで
きる。これらの塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属
又はアンモニウムハライドが好ましく、アルカリ金属又
はアンモニウムハライドが特に好ましく、塩化ナトリウ
ム又は塩化リチウムが特別に好ましい。加えるこれらの
錯体化塩は、錯体化に十分な量で使用し、簡単な計算に
より決定することができる。酸化は20−100℃、好
ましくは30−100℃、特に好ましくは40−100
℃の温度で行う。酸化も同様に圧力に依存せず、簡単の
ために常圧下で行う。
【0026】酸化を行った後、その塩の形態の貴金属を
通常の方法で、例えば溶液の濃縮及び結晶化により得る
ことができる。本発明の方法によって得られる触媒活性
な形態の貴金属化合物の例は、PdCl2、Li2[Pd
Cl4]又はNa2[PdCl4]である。
【0027】本発明の方法及び塩の形態の貴金属の均一
系触媒における再利用性を、欧州特許第55 108号
により周知のアセタールの製造の例により例証する。こ
の方法の場合アセタールは、白金属化合物の存在下でオ
レフィンとアルキルナイトライトから製造する。一般に
製造したアセタールは、反応を行った後蒸留により取り
出す。ここで残る蒸留残留物をその後本発明に従って反
応させ、貴金属を回収する。従って以下の実施例は本発
明の方法を例示するものであり、この特定の具体化に本
発明を制限するものではない。
【0028】
【実施例】実施例1 メタノールを反応媒体とし、1.0gの塩化パラジウム
を触媒として用い、欧州特許第55,108号により周
知の方法で1.5モルのメチルアクリレートを亜硝酸メ
チルにより酸化した。反応が終了し、溶媒を分離した
後、反応生成物3,3−ジメトキシプロピオン酸メチル
を蒸留により単離した(沸点76℃/22ミリバー
ル)。残った蒸留残留物(3.8g)に50mlの水、
10mlのエタノール及び0.5gのアミドスルホン酸
を加え、混合物を60℃に加熱した。10mlの1N水
酸化ナトリウム溶液中の0.5gのナトリウムボロハイ
ドライドの溶液を10分かけて滴下した。混合物をさら
に約1時間後反応させ、析出した沈澱を吸引濾過し、水
及びメタノールで洗浄した。濾液(100.3g)の分
析によりパラジウム含有量が2mg/kg溶液であるこ
とが示された。フィルター上の残留物に5mlの水、
2.0gの37%濃度塩酸及び0.5gの塩化リチウム
を加え、混合物を60℃に加熱した。4mlの30%濃
度過酸化水素溶液をこの温度で滴下し、混合物をさらに
30分間後反応させた。透明の黄茶色溶液を減圧下で濃
縮し、1.5gの触媒活性物質を得た。
【0029】実施例2 メタノールを反応媒体とし、実施例1で回収した触媒活
性物質を用い、欧州特許第55,108号により周知の
方法で1.5モルのメチルアクリレートを亜硝酸メチル
により酸化した。実施例1と同様に蒸留により仕上げを
行った後、3,3−ジメトキシプロピオン酸メチルを8
7%の収率で得た。実施例1に記載の要領でパラジウム
−含有蒸留残留物の仕上げを行った。1.5gの触媒活
性物質を得た。
【0030】実施例3 実施例2を繰り返し、実施例2で回収した触媒活性物質
を用いて酸化を行った。実施例1に記載の要領で蒸留に
より仕上げを行った後、この場合も3,3−ジメトキシ
プロピオン酸メチルを87%の収率で得た。実施例1に
記載の要領でパラジウム−含有蒸留残留物の仕上げを行
った。1.5gの触媒活性物質を得た。 比較実施例1 (1回使用触媒) メタノールを反応媒体とし、実施例1で得た蒸留残留物
を触媒として用いて欧州特許第55,108号により周
知の方法で1.5モルのメチルアクリレートを亜硝酸メ
チルにより酸化した。実施例1と同様に蒸留により仕上
げを行った後、3,3−ジメトキシプロピオン酸メチル
を75%の収率で得た。
【0031】比較実施例2(2回使用触媒) メタノールを反応媒体とし、比較実施例1で得た蒸留残
留物を触媒として用いて欧州特許第55,108号によ
り周知の方法で1.5モルのメチルアクリレートを亜硝
酸メチルにより酸化した。実施例1と同様に蒸留により
仕上げを行った後、3,3−ジメトキシプロピオン酸メ
チルを35%の収率で得た。
【0032】実施例4 実施例1を繰り返し、0.5gのアミドスルホン酸の代
りに0.28gの塩化アンモニウムを蒸留残留物に加え
た。
【0033】濾液(108.1g)の分析によりパラジ
ウム含有量がわずか3mg/kg溶液であることが示さ
れた。
【0034】フィルター上の残留物を実施例1と同様に
仕上げた。1.5gの触媒活性物質が得られた。
【0035】実施例5−9 実施例1を繰り返し、0.5gのアミドスルホン酸の代
りに表1に示す量の添加剤を蒸留残留物に加えた。
【0036】この場合に得られたフィルター上の残留物
は、実施例1に記載した通り問題なく触媒活性物質に変
換することができた。
【0037】
【表1】 本発明の主たる特徴及び態様は以下の通りである。
【0038】1.アルキルナイトライトを用いた酸化反
応から生じた貴金属の化合物を含む溶液又は混合物か
ら、それを還元剤で処理することにより金属の形態又は
その塩の形態で貴金属を回収する方法において、亜硝酸
と反応することができる第1又は第2アミノ基を含む、
又は反応条件下で形成することができる助剤を、溶液又
は混合物の0.001−0.5倍、好ましくは0.01
−0.4倍、特に好ましくは0.05−0.3倍の重量
で還元剤を用いた処理に加え、処理を0−100℃、好
ましくは20−90℃、特に好ましくは40−80℃の
温度で行い、金属の形態で得るために還元金属を還元反
応混合物から分離し、その後金属を金属の形態で再利用
することができるか、あるいは塩の形態で得るために分
離した金属を水/酸混合物中20−100℃、好ましく
は30−100℃、特に好ましくは40−100℃の温
度で酸化剤と反応させることができることを特徴とする
方法。 2.第1項に記載の方法において、貴金属が白金属のひ
とつ、好ましくは軽白金属のひとつ、特に好ましくはパ
ラジウムであることを特徴とする方法。
【0039】3.第1項に記載の方法において、助剤が
アンモニア又はアンモニウム塩、第1又は第2脂肪族ア
ミン又はその塩、第1又は第2芳香族アミン又はその
塩、あるいは無機又は有機酸のアミド、好ましくは塩化
アンモニウム、メチルアンモニウムクロリド、ウレア又
はアミドスルホン酸であることを特徴とする方法。
【0040】4.第1項に記載の方法において、金属化
合物の溶液又は混合物が蒸留残留物であることを特徴と
する方法。
【0041】5.第1項に記載の方法において、水又は
水と水−混和性有機溶媒の混合物を、溶液又は混合物、
好ましくは蒸留残留物に、溶液又は混合物あるいは蒸留
残留物の重量の1−100倍、好ましくは5−50倍、
特に好ましくは10−20倍の重量で加え、混合物の場
合混合物中の有機溶媒の重量は溶液又は混合物あるいは
蒸留残留物の1−10倍、好ましくは2−5倍、特に好
ましくは2.5−3.5倍であることを特徴とする方
法。
【0042】6.第1項に記載の方法において、還元剤
が水素、一酸化炭素又は複合水素化物、好ましくは元素
の周期表の第I又はII族の金属のボロハイドライド、
特に好ましくはナトリウムボロハイドライド、カリウム
ボロハイドライド、リチウムボロハイドライド又は亜鉛
ボロハイドライド、特別に好ましくはナトリウムボロハ
イドライドであり、存在する金属の当量の0.5−10
倍、好ましくは1−8倍、特に好ましくは2−6倍の当
量で使用することを特徴とする方法。
【0043】7.第1項に記載の方法において、水−酸
混合物中で水を、分離する金属の重量の1−10倍、好
ましくは2−8倍、特に好ましくは4−6倍の重量で用
い、酸を、分離する金属の当量の1−10倍、特に好ま
しくは2−5倍の当量で用いることを特徴とする方法。
【0044】8.第1項に記載の方法において、塩酸、
臭素酸、ヨウ素酸、C1−C6−カルボン酸、ベンゼンス
ルホン酸、トルエンスルホン酸、硫酸又は硝酸、好まし
くは酢酸又は上記の無機酸のひとつ、特に好ましくは塩
酸を酸として用いることを特徴とする方法。
【0045】9.第1項に記載の方法において、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属又はアンモニウムの塩素酸塩
又は硝酸塩、硝酸あるいは過酸化水素、好ましくは過酸
化水素を酸化剤として用いることを特徴とする方法。
【0046】10.第1項に記載の方法において、錯塩
の形態で金属を得るために、アルカリ金属、アルカリ土
類金属又はアンモニウム塩、好ましくはアルカリ金属、
アルカリ土類金属又はアンモニウムハライド、特に好ま
しくはアルカリ金属又はアンモニウムハライド、特別に
好ましくは塩化ナトリウム又は塩化リチウムを錯体化に
十分な量で加えることを特徴とする方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインツ・ウルリヒ・ブランク ドイツ連邦共和国デー5068オーデンター ル・アムゴイスフエルデ35

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルキルナイトライトを用いた酸化反応
    から生じた貴金属の化合物を含む溶液又は混合物から、
    それを還元剤で処理することにより金属の形態又はその
    塩の形態で貴金属を回収する方法において、亜硝酸と反
    応することができる第1又は第2アミノ基を含む、又は
    反応条件下で形成することができる助剤を、溶液又は混
    合物の0.001−0.5倍、好ましくは0.01−
    0.4倍、特に好ましくは0.05−0.3倍の重量で
    還元剤を用いた処理に加え、処理を0−100℃、好ま
    しくは20−90℃、特に好ましくは40−80℃の温
    度で行い、金属の形態で得るために還元金属を還元反応
    混合物から分離し、その後金属を金属の形態で再利用す
    ることができるか、あるいは塩の形態で得るために分離
    した金属を水/酸混合物中20−100℃、好ましくは
    30−100℃、特に好ましくは40−100℃の温度
    で酸化剤と反応させることができることを特徴とする方
    法。
JP4329900A 1991-11-19 1992-11-17 貴金属の回収法 Pending JPH05239567A (ja)

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DE4137965A DE4137965A1 (de) 1991-11-19 1991-11-19 Verfahren zur rueckgewinnung von edelmetallen
DE4137965.9 1991-11-19

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EP0546324B1 (de) 1995-04-19
EP0546324A1 (de) 1993-06-16
DE59201972D1 (de) 1995-05-24
ATE121316T1 (de) 1995-05-15
DE4137965A1 (de) 1993-05-27

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