JPH06280074A

JPH06280074A - 不純物の混入した白金合金から高純度の白金を電気分解によって抽出する方法

Info

Publication number: JPH06280074A
Application number: JP5343290A
Authority: JP
Inventors: Sigrid Herrmann; シグリッド、ヘルマン; Uwe Landau; ウヴェ、ランダウ
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1994-10-04
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: FI935661A0; DE4243699C1; RU2093607C1; CA2111793A1; FI100607B; JP3286823B2; FI935661A; DE59302052D1; CA2111793C; EP0609507B1; US5393389A; ZA938994B; ATE136066T1; EP0609507A1

Abstract

(57)【要約】【目的】不純物の混入した白金の塩酸への高濃度の溶
液から、電気分解によって高純度の白金を抽出する方法
を提供する。【構成】精錬過程を、陽イオン交換膜によって仕切ら
れた電解槽中で、電圧を２．５Ｖ−８Ｖの範囲で定電圧
とするか、この範囲で制御した条件下で、電流密度を
０．３−１２．５Ａ／ｄｍ²として進行させ、そして沈
殿した白金合金金属を回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不純物の混入した白金
の塩酸への高濃度の溶液から、電気分解によって高純度
の白金を抽出する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の器具、熱伝対素子、触媒などに使
用された白金には、それがどのような方法で製造された
かにもよるが、ある特定の期間が経過すると、卑金属な
らびに貴金属が混入するようになる。したがって、不純
物の合計含量が５０００ｐｐｍ以下であるスクラップの
白金が定期的に生成されることになる。こうしたスクラ
ップの白金をさらに使用する場合には、精錬を行って、
器具として用いる白金であれば純度９９．９５％の白金
とし、熱伝対素子に用いるのであれば純度９９．９９％
の白金としておく必要がある。また、使途によっては、
特定の不純物を特定量含有させなくてはならないことも
ある。不純物の混入した白金の精錬は、白金を塩化白金
アンモニウムとして複数回沈殿させることによって行う
ことができる。Ｐｔ→Ｈ₂［ＰｔＣｌ₆］→（ＮＨ₄）₂［ＰｔＣ
ｌ₆］→Ｐｔ

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法に
は、極めて労働集約的で時間がかかり、白金ソースの損
失が大きいという欠点がある。また、この方法に従事す
る者は、塩化白金アンモニウムを原因とするアレルギー
に羅患する危険性が高い。こうした欠点は、ＷＰ１４７
６８８のイオン交換法を使用することによって改善する
ことができる。この方法によれば、最高で１０００ｐｐ
ｍ以下の範囲まで混入した卑金属ならびに貴金属を低減
することができ、この場合、さらなる精錬工程として、
塩化白金アンモニウムの沈殿が１回ないし複数回必要と
なる。この過程は、溶剤による抽出と塩化白金アンモニ
ウムとしての沈殿とを組み合わせることで、短縮が可能
である。しかし、いずれの方法も、精緻な装置と細心の
制御技術を要するという欠点を有している。

【０００４】電気分解によって金を精錬する方法はかね
てより公知であり（グメリン（Ｇｍｅｌｉｎ）Ａｕ、シ
スト番号（Ｓｙｓｔ．Ｎｏ．）６２、１９４９）、絶え
ず発展してきた（ＥＰ０２５３７８３）。ＧＢ−ＰＳ１
５７７８５ならびにドイツ国特許公報５９４４０８に
は、電気分解によって白金を精錬する方法が開示されて
おり、これらの方法の一部では、化学的方法と電解法が
組み合わされている（ＵＳ−ＰＳ３，８９１，７４
１）。これらの方法はいずれも多大な時間を要し、いか
なる観点からしても、技術的に許容できる形で再現する
ことができない。ＵＳ−ＰＳ５，３８２，８４５には、
パラジウムを、過剰量のパラジウムを含有する溶液か
ら、電気分解によって部分的に分離する方法が開示され
ている。しかし、この方法では、白金とパラジウムが等
量存在する閾値までしか、パラジウムを沈殿させること
ができない。この文献は、残った卑金属ならびに貴金属
の分離については言及していない。

【０００５】白金ならびにパラジウムの分離に際して
は、電解槽に陽イオン交換膜が設けられているものの、
記載された濃度比ならびに電圧範囲では、陽イオン交換
膜が無くても白金ならびにパラジウムを分離することが
できるので、陽イオン交換膜を設ける利点が明らかであ
るとはいえない。さらにこの方法は、他の全ての公知の
方法と同じく、最高濃度が１００ｇ／ｌ以下の場合にし
か実施できないという欠点を有する。

【０００６】したがって本発明は、高純度の白金を抽出
するにあたって、不純物の混入した白金からの貴金属な
らびに卑金属の分離を、最低限の損失で、少ない人件費
で、短時間に、精巧な装置を要することなく行うことの
できる方法を提供するという課題から出発するものであ
る。驚くべきことに、電気分解を行うことによって、卑
金属ならびに貴金属の混入した白金金属の溶液から、高
純度の白金を抽出できることを見いだした。

【０００７】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明の主
題は、不純物の混入した白金の塩酸への高濃度の溶液か
ら、電気分解によって高純度の白金を抽出する方法にあ
る。本発明の方法は、精錬過程を、陽イオン交換膜によ
って仕切られた電解槽中で、電圧を２．５Ｖ−８Ｖの範
囲で定電圧とするか、この範囲で制御した条件下で、電
流密度を０．３−１２．５Ａ／ｄｍ²として進行させ、
そして沈殿した白金合金金属を回収することに特徴があ
る。

【０００８】本発明では、白金金属溶液は、不純物混入
白金の含量を５０−７００ｇ／ｌとし、不純物の合計含
量を５０００ｐｐｍ以下とする。本発明の方法では、不
純物混入白金の含量を５００−７００ｇ／ｌとした白金
金属溶液を使用するのが好適である。本発明の方法で使
用する白金金属の高濃度の溶液には、Ｒｈおよび／また
はＰｄ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｓｂ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｚ
ｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｃｒの元素が混入してい
る。陽極液としては、白金金属の塩酸溶液、好ましくは
ヘキサクロロ白金酸を使用し、陰極液としては、６−８
Ｎの塩酸、好ましくは６Ｎの塩酸を使用する。陽極は、
白金金属から構成し、陰極は、白金金属、チタン、ある
いは黒鉛から構成する。スルホン酸基を担持した陽イオ
ン交換膜として、テフロン膜（ナフィオン（Ｎａｆｉｏ
ｎ登録商標）膜）が好適である。本発明の方法は、電圧
を４．５Ｖ−５Ｖの範囲の定電圧とするか、この範囲に
制御した条件下で、電流密度を９−１０Ａ／ｄｍ²とし
て進行させるのが好適である。不純物混入白金の含量が
３００ｇ／ｌ以上で、不純物の合計含量が５０００ｐｐ
ｍ以下の白金金属溶液であれば、１回の処理工程で、９
９．９５％の白金純度を得ることができる。陽極ならび
に陽極液を交換することによって、白金純度９９．９９
％までの精錬を行うことができる。

【０００９】したがって、本発明の方法は、必要とされ
る白金の純度に応じていくつかの工程に分けて実施する
ことができる。本発明の方法では、陽極室で、白金金属
含量が３００ｇ／ｌのヘキサクロロ白金酸を使用し、陰
極室で６Ｎの塩酸を使用することによって、まず、Ｉ
ｒ、Ｒｈ、および卑金属の一部ならびに金を分離する。
本発明の電気分解の過程では、塩素が発生し、陰極室に
水が移動する結果、酸の濃度が低下するが、陰極室から
希塩酸を抽出し、陽極室に水を加えることによって、陽
極液ならびに陰極液の容積を維持する。錯結合イオンが
解離し、陽イオン交換膜を通って移動し、陰極上に沈殿
する。この沈殿物は、分離した貴金属ならびに卑金属不
純物だけでなく、少量の白金も含有している。この沈殿
物は、陰極から機械的に除去し、別途回収する。

【００１０】本発明の方法で発生する塩素ガスは、公知
の方法によって抽出する。陽極室ならびに陰極室の容量
がそれぞれ３ｌの装置を用いると、本発明の方法によっ
て、１ｋｇの白金を４８時間以内に精錬することができ
る。２０時間以内で、不純物を以下のように減損させる
ことができる。Ｃｕ（ｐｐｍ）１０００→２０Ｆｅ（ｐｐｍ）１３６→１６Ｒｈ（ｐｐｍ）６００→１４６Ｉｒ（ｐｐｍ）９８０→５００金属白金は、本発明の方法によって精錬した白金金属の
溶液から、公知の電気分解法あるいは化学的方法によっ
て回収することができる。

【００１１】

【作用】本発明の方法は、以下の利点を有してい
る。・機械類ならびに安全技術に関する要件が少ない。・生態系に対する負荷が小さい。・従来の方法と比べると、時間、経費の効率がはるかに
高い。

【００１２】

【実施例】以下では、いくつかの実施例に言及しつ
つ本発明をさらに詳細に説明する。実施例１以下の不純物を含有し（濃度は白金に対する濃度）、Ｉｒ１０２０ｐｐｍＲｈ６３０ｐｐｍＰｄ４４０ｐｐｍＡｕ１２０ｐｐｍＣｕ２５０ｐｐｍＦｅ２８０ｐｐｍＮｉ２３０ｐｐｍＳｂ１００ｐｐｍＰｂ８０ｐｐｍＡｌ８０ｐｐｍ白金含量が２５０ｇ／ｌである白金の塩酸への溶液（ｐ
Ｈ値≦１）を、陰極室と陽極室とが陽イオン交換膜によ
って仕切られた電解槽中で、電圧を４．５Ｖ、電流密度
を９Ａ／ｄｍ²として電気分解する。１５時間にわたっ
て電気分解を行うと、卑金属が最終濃度が２０ｐｐｍ以
下の値となるまで減損する。イリジウム、ロジウム、な
らびに金の含量は５０％低減し、パラジウムの含量は２
０％低減する。さらに１５時間にわたって電気分解を行
うと、貴金属混入物を以下の値まで減損させることがで
きる。Ｉｒ＜２００ｐｐｍＲｈ＜５０ｐｐｍＰｄ＜２００ｐｐｍＡｕ＜２０ｐｐｍ

【００１３】実施例２実施例１で予め精錬した溶液を、白金含量が１２０ｇ／
ｌ（ｐＨ値、０．１）となるまで希釈し、陽イオン交換
膜を備えた別の電解槽に移し、電圧を５Ｖ、電流密度を
１０Ａ／ｄｍ²として電気分解する。１０時間にわたり
電気分解を行ってから分析を行うと、卑金属混入物なら
びに金が濃度が１０ｐｐｍ以下となるまで減損し、白金
金属類が以下の値となるまで減損している。Ｉｒ＜２０ｐｐｍＲｈ＜５ｐｐｍＰｄ＜１０ｐｐｍ

【００１４】実施例３実施例１にしたがって精錬した溶液を電解槽にそのまま
残し、陰極液を新鮮な６Ｎの塩酸に入れかえる。陽極液
を、白金含量が１２０ｇ／ｌとなるまで希釈する。１２
時間にわたって電気分解を行うと、実施例２に示したレ
ベルの純度が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不純物の混入した白金の塩酸への高濃度
の溶液から、電気分解によって高純度の白金を抽出する
方法であって、精錬過程を、陽イオン交換膜によって仕切られた電解槽
中で、電圧を２．５Ｖ−８Ｖの範囲で定電圧とするか、
この範囲で制御した条件下で、電流密度を０．３−１
２．５Ａ／ｄｍ²として進行させ、そして沈殿した白金
合金金属を回収することを特徴とする方法。
【請求項２】白金金属の高濃度溶液の、不純物混入白
金の含量を５０−７００ｇ／ｌとし、不純物の合計含量
を５０００ｐｐｍ以下とすることを特徴とする請求項１
に記載の方法。
【請求項３】白金金属の高濃度溶液の不純物混入白金
の含量を５００−７００ｇ／ｌとすることを特徴とする
請求項２に記載の方法。
【請求項４】白金金属の高濃度溶液に、Ｒｈおよび／
またはＰｄ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｓ
ｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、およびＣｒの元素が
混入していることを特徴とする請求項１−３のいずれか
に記載の方法。
【請求項５】陽極液として、白金金属の塩酸溶液を使
用し、陰極液として、６−８Ｎの塩酸を使用することを
特徴とする請求項１−４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】陽極液として、ヘキサクロロ白金酸を使
用することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】陰極液として６Ｎの塩酸を使用すること
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】精錬過程を、電圧を４．５−５Ｖの定電
圧とするか、この範囲で制御した条件下で、電流密度を
９−１０Ａ／ｄｍ²として進行させることを特徴とする
請求項１−７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】電気分解の間に発生する塩素ガスを、公
知の方法によって抽出することを特徴とする請求項１−
８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】陽極として白金金属を使用し、陰極と
して白金金属、チタン、あるいは黒鉛を使用することを
特徴とする請求項１−９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】陽イオン交換膜としてテフロン膜を使
用することを特徴とする請求項１−１０のいずれかに記
載の方法。
【請求項１２】陰極上に、分離された貴金属および卑
金属不純物が沈殿することを特徴とする請求項１−１１
のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】陰極から沈殿物を機械的に除去し、別
途回収することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】精錬過程を、必要とされる白金の純度
に応じていくつかの工程に分けて実施することを特徴と
する請求項１２および１３に記載の方法。
【請求項１５】精錬した白金金属の溶液から、金属白
金を、公知の電気分解法あるいは化学的方法によって回
収することを特徴とする請求項１−１１のいずれかに記
載の方法。