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(In Japanese)前処理方法、白金族金属の抽出方法、および白金族金属の抽出システム meetings

Patent code P200017075
File No. (FU835)
Posted date Jul 29, 2020
Application number P2019-237037
Publication number P2020-105632A
Date of filing Dec 26, 2019
Date of publication of application Jul 9, 2020
Priority data
  • P2018-245981 (Dec 27, 2018) JP
Inventor
  • (In Japanese)岡田 敬志
  • (In Japanese)谷口 義弥
  • (In Japanese)福澤 伸
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人福井大学
Title (In Japanese)前処理方法、白金族金属の抽出方法、および白金族金属の抽出システム meetings
Abstract (In Japanese)
【課題】
 廃触媒およびスクラップ中の白金族金属を、水性溶媒により効率的に抽出する方法を提供する。
【解決手段】
 本発明の前処理方法は、白金族金属を含む原料と、アルカリ金属の炭酸塩または水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して、加熱産物を得る工程、および/または、上記原料と、アルカリ金属の炭酸塩または水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して得られた加熱産物を水性溶媒に溶解して、溶解液を得る工程、を含む。
【選択図】
 なし
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

白金族金属は、優れた触媒性能を有することから、自動車排ガス浄化触媒および燃料自動車の触媒等、様々な用途に用いられている。このように、白金族金属は産業上不可欠な元素である一方で、その希少性から白金族金属の生産量はベースメタルと比べて非常に少ない。例えば、白金族金属の中でも比較的生産量が多いPtおよびPdについても、それぞれの生産量は200トン程度である。さらに、白金族金属の一次供給源は南アフリカおよびロシア等に限定されている。そのため、白金族金属を用いた新規材料の開発によって白金族金属の需要が増大すると、白金族金属の供給不足が発生することになる。すなわち、現在白金族金属の供給リスクは高い状態にあるといえる。

このような資源の偏在性による供給リスクに対応するため、日本国内で発生する廃触媒等の廃製品から白金族金属を抽出回収することは非常に重要である。また、天然の鉱石の採掘・製錬は、大きな環境負荷を伴うものである。そのため、天然の鉱石よりも白金族金属濃度の高い廃製品から、効率的に白金族金属を抽出することができれば、環境負荷の低減にもつながる。ただし、白金族金属は化学的に極めて安定であるため、従来の乾式法では、廃製品から白金族金属を分離濃縮したのち、その濃縮物を高濃度の酸で溶解する必要がある。このため、白金族金属の抽出のためのエネルギー消費量が大きく、薬剤コストおよび廃液処理コストも高い。したがって、より効率的な白金族金属の回収方法を開発することが急務となっている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、白金族金属を含む原料の前処理方法、白金族金属の抽出方法、および白金族金属の抽出システムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
白金族金属を含む原料から白金族金属を抽出する際の上記原料の前処理方法であって、下記の(a)または(b)の工程を含むことを特徴とする前処理方法:
(a)上記原料と、アルカリ金属の炭酸塩または水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して、加熱産物を得る工程、
(b)アルカリ金属の炭酸塩または水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して、加熱産物を得る工程。

【請求項2】
 
白金族金属を含む原料から白金族金属を抽出する際の上記原料の前処理方法であって、下記の(c)または(d)の工程を含むことを特徴とする前処理方法:
(c)上記原料と、アルカリ金属の炭酸塩または水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して得られた加熱産物を水性溶媒に溶解して、溶解液を得る工程、
(d)アルカリ金属の炭酸塩または水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して得られた加熱産物を水性溶媒に溶解して、原料処理液を得た後、さらに上記原料を原料処理液に溶解して、溶解液を得る工程。

【請求項3】
 
請求項1に記載の(a)の工程および請求項2に記載の(c)の工程の組合せ、または、請求項1に記載の(b)の工程および請求項2に記載の(d)の工程の組合せ、を含むことを特徴とする、前処理方法。

【請求項4】
 
上記加熱は、600~1100℃の温度にて行われることを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の前処理方法。

【請求項5】
 
上記混合物は、両性元素のオキソアニオンをさらに含むことを特徴とする、請求項1~4の何れか1項に記載の前処理方法。

【請求項6】
 
上記白金族金属は、Pd、Pt、Rh、Ir、Os、またはRuであることを特徴とする、請求項1~5の何れか1項に記載の前処理方法。

【請求項7】
 
上記アルカリ金属は、Na、K、Li、Rb、またはCsであることを特徴とする、請求項1~6の何れか1項に記載の前処理方法。

【請求項8】
 
上記酸化物は、Na2O、B2O3、K2O、SiO2、Li2O、Rb2O、Cs2O、およびP2O5からなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする、請求項1~7の何れか1項に記載の前処理方法。

【請求項9】
 
上記加熱産物を得る工程で、上記混合物の組成を調整することにより、
上記溶解液を得る工程での、上記白金族金属の上記水性溶媒への溶解性を調整することを特徴とする、請求項3に記載の前処理方法。

【請求項10】
 
上記加熱産物を得る工程で、上記混合物の加熱が行われる雰囲気中の酸素分圧を調整することにより、
上記溶解液を得る工程での、上記白金族金属の上記水性溶媒への溶解性を調整することを特徴とする、請求項3に記載の前処理方法。

【請求項11】
 
請求項2または3に記載の前処理方法にて得られた上記溶解液から、有機溶媒中に上記白金族金属を抽出する工程を含むことを特徴とする、白金族金属の抽出方法。

【請求項12】
 
(A)白金族金属を含む原料と、アルカリ金属の炭酸塩もしくは水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して、加熱産物を得るための加熱槽、または、
(B)アルカリ金属の炭酸塩もしくは水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して、加熱産物を得るための加熱槽、を備えていることを特徴とする、白金族金属の抽出システム。

【請求項13】
 
(C)白金族金属を含む原料と、アルカリ金属の炭酸塩もしくは水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して得られた加熱産物を水性溶媒に溶解して、溶解液を得るための溶解槽、または、
(D)アルカリ金属の炭酸塩もしくは水酸化物と、酸化物との混合物を加熱して得られた加熱産物を水性溶媒に溶解して、原料処理液を得た後、さらに白金族金属を含む原料を原料処理液に溶解して、溶解液を得るための溶解槽、を備えていることを特徴とする、白金族金属の抽出システム。

【請求項14】
 
請求項12に記載の(A)の加熱槽および請求項13に記載の(C)の溶解槽の組合せ、または、請求項12に記載の(B)の加熱槽および請求項13に記載の(D)の溶解槽の組合せ、を備えていることを特徴とする、白金族金属の抽出システム。

【請求項15】
 
上記溶解液から、有機溶媒中に上記白金族金属を抽出する抽出槽を、さらに備えていることを特徴とする、請求項13または14に記載の白金族金属の抽出システム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Published
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