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JP2024031673A - Ruthenium and iridium recovery method - Google Patents

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JP2024031673A
JP2024031673A JP2022135365A JP2022135365A JP2024031673A JP 2024031673 A JP2024031673 A JP 2024031673A JP 2022135365 A JP2022135365 A JP 2022135365A JP 2022135365 A JP2022135365 A JP 2022135365A JP 2024031673 A JP2024031673 A JP 2024031673A
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Abstract

To provide a method of recovering by efficiently separating ruthenium and iridium from an acidic solution containing ruthenium and iridium.SOLUTION: A method of recovering ruthenium and iridium includes: a ruthenium recovery process of subjecting to solid-liquid separation after precipitating ruthenium by adjusting a temperature of an acidic solution containing ruthenium and iridium, and one or more elements of copper, arsenic, and antimony to 60°C or lower, and adding metallic iron; a sulfurization process of precipitating one or more elements of copper, arsenic and antimony by adjusting a temperature of a filtrate obtained by subjecting to solid-liquid separation after precipitating ruthenium to 70°C or lower, and adding any one of hydrogen sulfide, sodium hydrogensulfide, and sodium sulfide as a sulfurizing agent; and an iridium recovery process of precipitating iridium by adjusting a temperature of a filtrate obtained by subjecting to solid-liquid separation after precipitating one or more elements of copper, arsenic, and antimony to 40°C or higher, and adding a sodium thiosulfate salt or a thiosulfate ion-containing solution.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はルテニウム及びイリジウムの回収方法に関する。 The present invention relates to a method for recovering ruthenium and 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殿物として沈殿する。 In copper pyrometallurgy, copper concentrate is melted and converted into blister copper with a purity of 99% or more in a converter or refining furnace, and then electrolytic copper with a purity of 99.99% or more is produced in an electrolytic refining process. Valuables other than copper precipitate as precipitates during electrolytic refining.

この殿物には貴金族類、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。 Precious metals, rare metals, and selenium and tellurium contained in copper concentrate are also concentrated in this deposit. These elements are separately separated and recovered as copper smelting by-products.

この殿物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においては殿物から塩酸-過酸化水素により銀を回収し、溶解した金を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、除去して貴金属類を濃縮する方法が開示されている。 A hydrometallurgical method is often applied to treat this precipitate. For example, Patent Document 1 discloses a method in which silver is recovered from a precipitate using hydrochloric acid-hydrogen peroxide, dissolved gold is recovered by solvent extraction, and other valuables are successively reduced and recovered using sulfur dioxide. Patent Document 2 discloses a method in which gold and silver are recovered in a similar manner, then valuable materials are reduced and precipitated with sulfur dioxide, and only selenium is distilled and removed to concentrate 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。有価物の回収方法としては、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 the precious metals contains rare metal ions, tellurium, and selenium, and it is necessary to further recover these valuables. As methods for recovering valuable materials, there are known methods such as recovering a precipitate caused by a reducing agent, and mixing the entire 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 shown in Patent Document 1 for recovering the precipitate caused by sulfur dioxide has many advantages in terms of cost and production scale. In addition, since each element is precipitated in sequence, it is 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。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ている。また、特許文献4には、イリジウムを含む有機溶媒にマグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉄、錫及び鉛から選ばれた卑金属及び鉱酸を添加し、貴金属を還元させて沈殿させる方法が開示されている。 In the method of recovering valuable substances using sulfur dioxide, the valuable substances can be sequentially reduced and recovered after dissolution. First, platinum and palladium precipitate. Next, selenium undergoes reduction. Iridium and ruthenium have relatively low redox potentials, so they are difficult to undergo reduction and remain in the solution until the end. Regarding iridium, as described in Patent Document 3, a widely known method is to recover iridium by separating it by solvent extraction, concentrating it, and then baking it. Further, Patent Document 4 discloses a method in which a base metal selected from magnesium, aluminum, zinc, iron, tin, and lead and a mineral acid are added to an organic solvent containing iridium to reduce and precipitate the noble metal. .

特開2001-316735号公報Japanese Patent Application Publication No. 2001-316735 特開2016-160479号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-160479 特開2004-332041号公報Japanese Patent Application Publication No. 2004-332041 特開2002-115015号公報Japanese Patent Application Publication No. 2002-115015

例えば、銅電解殿物を溶解した酸性液中のイリジウム濃度は1~100mg/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。また、他の金属との分離効率やストリップの効率も高くない。 For example, the iridium concentration in the acidic solution in which the copper electrolytic precipitate is dissolved is about 1 to 100 mg/L. Iridium is an expensive metal, but at such low concentrations, smelting by solvent extraction is not cost-effective. Furthermore, the efficiency of separation from other metals and the efficiency of stripping are not high.

一方、ルテニウムを蒸留回収するにはNaBrO3等の強力な酸化剤を使用する。酸化剤のコストも高く、殿物溶解液のような、ルテニウム濃度が50~200mg/L程度の希薄でかつ不純物の多い溶液からルテニウムを回収するには不向きな方法である。また四酸化ルテニウムは毒性が強く、蒸留で回収するには安全性の面で問題がある。 On the other hand, to recover ruthenium by distillation, a strong oxidizing agent such as NaBrO 3 is used. The cost of the oxidizing agent is high, and this method is not suitable for recovering ruthenium from a dilute solution with a ruthenium concentration of about 50 to 200 mg/L and many impurities, such as a precipitate solution. Furthermore, ruthenium tetroxide is highly toxic and there are safety issues in recovering it by distillation.

亜鉛等の卑金属でセメンテーションする方法はイリジウムとルテニウムいずれにも有効な方法である。しかしながら、卑金属によるセメンテーションではイリジウム及びルテニウムの分別回収は困難である。 Cementation with base metals such as zinc is effective for both iridium and ruthenium. However, it is difficult to separate and recover iridium and ruthenium using base metal cementation.

さらに卑金属によるセメンテーションでは、回収率を上げるために多量の金属を使用することになる。強酸条件下では水素が短時間に集中的に発生して吹きこぼれる、もしくは静電気等により発生した水素が爆発する問題がある。また、他にセメンテーションを受ける元素も混在するため反応効率が低い。 Furthermore, cementation using base metals requires the use of a large amount of metal to increase the recovery rate. Under strong acid conditions, there is a problem that hydrogen is generated intensively in a short period of time and boils over, or hydrogen generated due to static electricity, etc., explodes. In addition, the reaction efficiency is low because other elements that undergo cementation are also present.

イリジウムやルテニウムはその水酸化物が沈殿することが知られている。しかしながら、この両元素はアルカリ域では同時に沈殿してしまい、分別回収はできない。さらに一般的な問題として強酸を中和するのであれば、アルカリ試薬のコストが大きい。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。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。 It is known that the hydroxides of iridium and ruthenium precipitate. However, both elements precipitate at the same time in an alkaline region and cannot be recovered separately. Furthermore, as a general problem, if strong acids are to be neutralized, the cost of alkaline reagents is high. Furthermore, sodium ions and alkaline earth metal ions precipitate sulfates that are sparingly soluble in water even under acidic conditions. When neutralized with an excessive amount of alkali, it is expected that this poorly soluble sulfate will deposit in the piping of the manufacturing equipment and cause blockage.

ルテニウム及びイリジウムのいずれも他の金属の混入を抑えて回収することが望ましい。特に銅電解殿物を原料とする際は銅の混入が懸念される。酸化浸出で除くことが困難な量が含まれると別途銅を除く処理が必要になる。また、強酸性溶液から安価に効率よく低濃度のイリジウムとルテニウムを分別-沈殿回収する方法は知られていない。 It is desirable to recover both ruthenium and iridium while suppressing contamination with other metals. Particularly when copper electrolytic precipitates are used as a raw material, there is a concern about copper contamination. If copper is contained in an amount that is difficult to remove by oxidative leaching, separate treatment to remove copper will be required. Furthermore, there is no known method for efficiently and inexpensively separating and precipitating low-concentration iridium and ruthenium from a strongly acidic solution.

本発明はこのような従来の事情を鑑み、ルテニウム及びイリジウムを含む酸性液からルテニウム及びイリジウムを効率的に分別して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殿物を酸化溶解して得られた酸性液は、本発明のルテニウム及びイリジウムを含む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 separating and recovering ruthenium and iridium from an acidic liquid containing ruthenium and iridium. In particular, an acidic liquid obtained by oxidizing and dissolving electrolytic precipitates generated in the electrolytic refining process in copper smelting is suitable as the acidic liquid containing ruthenium and iridium 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。
すなわち本発明は以下の発明を包含する。
[1]ルテニウム及びイリジウムと、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素と、を含む酸性液を60℃以下に調整し、(1)金属鉄を0.5~4.0g/Lになるように添加、または、(2)金属鉄を銀/塩化銀を参照電極とした酸化還元電位が150mV以下に達するまで添加してルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うルテニウム回収工程と、
前記ルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うことで得られた濾液を70℃以下に調整し、硫化剤として硫化水素、水硫化ソーダ及び硫化ソーダのうちいずれか一種以上を添加して、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させる硫化工程と、
前記銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させた後に固液分離を行い、得られた濾液を40℃以上に調整し、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添加してイリジウムを沈殿させるイリジウム回収工程と、
を含む、ルテニウム及びイリジウムの回収方法。
[2]ルテニウム及びイリジウムと、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素と、を含む酸性液を40℃以上に調整し、(1)金属鉄として銅被覆鉄粉を、鉄成分が0.5~4.0g/Lになるように添加、または、(2)金属鉄として銅被覆鉄粉を、銀/塩化銀を参照電極とした酸化還元電位が150mV以下に達するまで添加してルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うルテニウム回収工程と、
前記ルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うことで得られた濾液を70℃以下に調整し、硫化剤として硫化水素、水硫化ソーダ及び硫化ソーダのうちいずれか一種以上を添加して、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させる硫化工程と、
前記銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させた後に固液分離を行い、得られた濾液を40℃以上に調整し、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添加してイリジウムを沈殿させるイリジウム回収工程と、
を含む、ルテニウム及びイリジウムの回収方法。
[3]前記ルテニウム回収工程において、前記ルテニウム及びイリジウムと、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素と、を含む酸性液は、前記酸性液に二酸化硫黄または硫化水素を吹き込んで、或いは、アルデヒド類の還元剤を添加して、白金、金、パラジウム及びセレンを沈殿させて白金、金、パラジウム及びセレンの各元素濃度を10mg/L以下に調整した後の酸性液である、[1]または[2]に記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。
[4]前記ルテニウム回収工程において、前記金属鉄を前記酸性液中のルテニウムの5~25質量倍添加する、[1]~[3]のいずれかに記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。
[5]前記硫化工程において、前記硫化剤として硫化水素、水硫化ソーダ及び硫化ソーダのうちいずれか一種以上を含有硫黄濃度に換算した時に銅濃度の5~20質量倍添加する、[1]~[4]のいずれかに記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。
[6]前記ルテニウム回収工程において、前記ルテニウム及びイリジウムと、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素と、を含む酸性液は、金属電解殿物を溶解後の酸性液である、[1]~[5]のいずれかに記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。
[7]前記ルテニウム回収工程における前記酸性液中のイリジウム濃度が100mg/L以下であり、前記イリジウム回収工程では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5g/L以上になるように添加する、[1]~[6]のいずれかに記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。
The above problem can be solved by the invention specified below.
That is, the present invention includes the following inventions.
[1] Adjust the acidic liquid containing ruthenium and iridium and one or more elements of copper, arsenic, and antimony to 60°C or lower, and (1) adjust the metallic iron to 0.5 to 4.0 g/L. or (2) a ruthenium recovery step in which metal iron is added until the redox potential reaches 150 mV or less using silver/silver chloride as a reference electrode to precipitate ruthenium, and then solid-liquid separation is performed;
The filtrate obtained by solid-liquid separation after precipitating the ruthenium is adjusted to 70°C or lower, and one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, and soda sulfide is added as a sulfurizing agent to prepare copper, a sulfiding step to precipitate one or more elements among arsenic and antimony;
After precipitating one or more elements among the copper, arsenic, and antimony, solid-liquid separation is performed, the resulting filtrate is adjusted to 40°C or higher, and sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions is added. an iridium recovery step of precipitating iridium;
A method for recovering ruthenium and iridium, including
[2] An acidic solution containing ruthenium and iridium and one or more elements among copper, arsenic, and antimony is adjusted to a temperature of 40°C or higher, and (1) copper-coated iron powder is used as metallic iron, and the iron content is 0. .5 to 4.0 g/L, or (2) Add copper-coated iron powder as metal iron until the redox potential reaches 150 mV or less using silver/silver chloride as a reference electrode. a ruthenium recovery step in which solid-liquid separation is performed after precipitating the ruthenium;
The filtrate obtained by solid-liquid separation after precipitating the ruthenium is adjusted to 70°C or lower, and one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, and soda sulfide is added as a sulfurizing agent to prepare copper, a sulfiding step to precipitate one or more elements among arsenic and antimony;
After precipitating one or more elements among the copper, arsenic, and antimony, solid-liquid separation is performed, the resulting filtrate is adjusted to 40°C or higher, and sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions is added. an iridium recovery step of precipitating iridium;
A method for recovering ruthenium and iridium, including
[3] In the ruthenium recovery step, the acidic liquid containing the ruthenium and iridium and one or more elements of copper, arsenic, and antimony is prepared by blowing sulfur dioxide or hydrogen sulfide into the acidic liquid, or It is an acidic liquid after adding a reducing agent of aldehydes to precipitate platinum, gold, palladium, and selenium to adjust the concentration of each element of platinum, gold, palladium, and selenium to 10 mg/L or less, [1] Or the method for recovering ruthenium and iridium according to [2].
[4] The method for recovering ruthenium and iridium according to any one of [1] to [3], wherein in the ruthenium recovery step, the metal iron is added in an amount of 5 to 25 times the mass of ruthenium in the acidic liquid.
[5] In the sulfurizing step, one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, and soda sulfide is added as the sulfurizing agent by 5 to 20 times the copper concentration when converted to the sulfur concentration, [1] The method for recovering ruthenium and iridium according to any one of [4].
[6] In the ruthenium recovery step, the acidic liquid containing ruthenium and iridium and one or more elements of copper, arsenic, and antimony is an acidic liquid after dissolving metal electrolytic precipitates, [1 ] to [5]. The method for recovering ruthenium and iridium according to any one of [5].
[7] The iridium concentration in the acidic liquid in the ruthenium recovery step is 100 mg/L or less, and in the iridium recovery step, the sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution is converted to sodium thiosulfate pentahydrate. The method for recovering ruthenium and iridium according to any one of [1] to [6], wherein the ruthenium and iridium are added at a concentration of 5 g/L or more.

本発明によれば、ルテニウム及びイリジウムを含む酸性液からルテニウム及びイリジウムを効率的に分別して回収する方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for efficiently separating and recovering ruthenium and iridium from an acidic liquid containing ruthenium and iridium.

本発明の一実施形態を概略的に示すフロー図である。1 is a flow diagram schematically illustrating an embodiment of the present invention. FIG.

次に本発明を実施するための形態を詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described in detail. It is understood that the present invention is not limited to the following embodiments, and that design changes, improvements, etc. may be made as appropriate based on the common knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Should.

図1に、本発明の一実施形態を概略的に示すフロー図を示す。図1のフロー図は各工程について具体例を挙げており、本発明が当該フロー図のみに限定されるものではない。本発明の実施形態に係るルテニウム及びイリジウムの回収方法は、一側面において、ルテニウム及びイリジウムと、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素と、を含む酸性液を60℃以下に調整し、(1)金属鉄を0.5~4.0g/Lになるように添加、または、(2)金属鉄を銀/塩化銀を参照電極とした酸化還元電位が150mV以下に達するまで添加してルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うルテニウム回収工程と、ルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うことで得られた濾液を70℃以下に調整し、硫化剤として硫化水素、水硫化ソーダ及び硫化ソーダのうちいずれか一種以上を添加して、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させる硫化工程と、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させた後に固液分離を行い、得られた濾液を40℃以上に調整し、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添加してイリジウムを沈殿させるイリジウム回収工程と、を含む。 FIG. 1 shows a flow diagram schematically illustrating one embodiment of the invention. The flowchart in FIG. 1 gives specific examples for each step, and the present invention is not limited to the flowchart. In one aspect, the method for recovering ruthenium and iridium according to an embodiment of the present invention includes adjusting an acidic liquid containing ruthenium and iridium and one or more elements among copper, arsenic, and antimony to a temperature of 60° C. or lower, (1) Add metallic iron at a concentration of 0.5 to 4.0 g/L, or (2) Add metallic iron until the redox potential reaches 150 mV or less using silver/silver chloride as a reference electrode. A ruthenium recovery process in which solid-liquid separation is performed after precipitating ruthenium, and a filtrate obtained by performing solid-liquid separation after precipitating ruthenium is adjusted to a temperature below 70°C, and hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide and sulfur are used as sulfurizing agents. A sulfiding process in which one or more of copper, arsenic, and antimony is precipitated by adding one or more of soda, and a solid-liquid process after precipitating one or more of copper, arsenic, and antimony. The method includes an iridium recovery step of performing separation, adjusting the temperature of the obtained filtrate to 40° C. or higher, and adding a sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions to precipitate iridium.

本発明の実施形態に係るルテニウム及びイリジウムの回収方法において、処理対象となるルテニウム及びイリジウムを含む酸性液は、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殿物を酸化溶解して得られた酸性液は、本発明のイリジウムを含む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殿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ルテニウム及び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、ルテニウム及びイリジウムを含む酸性液を対象とすることができる。 In the ruthenium and iridium recovery method according to the embodiment of the present invention, the acidic liquid containing ruthenium and iridium to be treated may be obtained through any kind of treatment, but in particular, it may be obtained through any treatment. An acidic liquid obtained by oxidizing and dissolving electrolytic precipitates generated in the electrolytic refining process is suitable as the iridium-containing acidic liquid of the present invention. Furthermore, in electrolytic precipitates produced in the electrolytic refining process of nonferrous metal smelting, especially copper smelting, platinum group elements are concentrated together with other rare elements. Rare elements are not smelted alone, but are recovered as by-products of other metals or separated from recycled raw materials such as spent catalysts. Therefore, the method for recovering ruthenium and iridium according to the embodiment of the present invention can also be applied to recycling from waste. That is, the acidic liquid containing ruthenium and iridium generated in the waste treatment process can be targeted.

本発明の実施形態に係るルテニウム及びイリジウムの回収方法において、処理対象となるルテニウム及びイリジウムを含む酸性液は、所定の工程を経て得られた塩酸酸性液である場合、ルテニウム(Ru)及びイリジウム(Ir)以外に種々の金属元素を含んでいる。 In the ruthenium and iridium recovery method according to the embodiment of the present invention, when the acidic liquid containing ruthenium and iridium to be treated is a hydrochloric acid acidic liquid obtained through a predetermined process, ruthenium (Ru) and iridium ( Contains various metal elements in addition to Ir).

ルテニウムを金属鉄で置換する時、セレン(Se)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、金(Au)、銀(Ag)等は、ルテニウムより優先的に置換される。詳しくは後述するが、事前にこれら元素の濃度を下げておく必要がある。 When replacing ruthenium with metallic iron, selenium (Se), platinum (Pt), palladium (Pd), gold (Au), silver (Ag), etc. are preferentially replaced with ruthenium. As will be described in detail later, it is necessary to reduce the concentration of these elements in advance.

一例として、銅製錬の銅電解精製工程由来の電解殿物からの、ルテニウム及び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殿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PLS(浸出貴液)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 a hydrochloric acid acidic solution containing ruthenium and iridium from an electrolytic precipitate derived from a copper electrolytic refining process of copper smelting is shown. First, copper is dissolved and removed using sulfuric acid from the electrolytic precipitate derived from the copper electrolytic refining process of copper smelting. Next, concentrated hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution are added and dissolved, and solid-liquid separation is performed to obtain PLS (leaching liquid). Platinum group elements, rare metal elements, chalcogen elements, arsenic, antimony, etc. are distributed in the leaching solution (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、白金やパラジウム等の貴金属とセレン、テルルを還元除去し、続いて固液分離することで、ルテニウム及びイリジウムを含む塩酸酸性液を作製することができる。 The leach liquid (PLS) is once cooled and chlorides of base metals such as lead and antimony are separated by precipitation. The gold is then separated into an organic phase by solvent extraction. Dibutylcarbitol (DBC) is widely used as a gold extractant. By blowing sulfur dioxide into the extract, precious metals such as platinum and palladium, selenium, and tellurium are reduced and removed, followed by solid-liquid separation to create a hydrochloric acid acidic solution containing ruthenium and iridium. .

本発明の実施形態に係るルテニウム及びイリジウムの回収方法では、ルテニウム及びイリジウムを含む酸性液に対して、二酸化硫黄または硫化水素を吹き込んで、或いは、アルデヒド類の還元剤を添加して、白金、金、パラジウム及びセレンといった夾雑元素濃度を10mg/L以下に調整することが好ましい。当該アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、メチルグリオキサール等が挙げられる。なお、処理対象の酸性液が、当該白金、金、パラジウム及びセレンといった夾雑元素濃度が10mg/L以下である場合は、当該還元剤を吹き込むまたは添加する処理は不要である。 In the method for recovering ruthenium and iridium according to an embodiment of the present invention, sulfur dioxide or hydrogen sulfide is blown into an acidic liquid containing ruthenium and iridium, or an aldehyde reducing agent is added to recover platinum and gold. It is preferable to adjust the concentration of impurity elements such as , palladium and selenium to 10 mg/L or less. Examples of the aldehydes include formaldehyde, methylglyoxal, and the like. Note that if the acidic liquid to be treated has a concentration of contaminant elements such as platinum, gold, palladium, and selenium of 10 mg/L or less, there is no need to blow or add the reducing agent.

上述の処理によって酸性液中に残る有価物としては、ルテニウム、イリジウム、アンチモン、銅等が挙げられる。このうちルテニウムとイリジウムは付加価値が特に高いため回収することが好ましい。還元後液には、ヒ素も0.5~3g/L含まれているが、ヒ素は金属との分離は比較的容易で有価物回収時には幾らかの混入は許容される。ルテニウム及びイリジウムも元素別に回収することが好ましい。 Examples of valuable substances remaining in the acidic liquid after the above-mentioned treatment include ruthenium, iridium, antimony, copper, and the like. Among these, ruthenium and iridium are preferably recovered because they have particularly high added value. The reduced solution also contains 0.5 to 3 g/L of arsenic, but it is relatively easy to separate arsenic from metals, and some amount of arsenic is allowed to be mixed in when valuables are recovered. It is also preferable to recover ruthenium and iridium by element.

還元後液からルテニウムを回収するには、金属によるセメンテーションが効果的である。ただし、酸性液にヒ素が含まれることから、アルシンの発生を抑制するため酸化還元電位が銀/塩化銀を参照電極にして-380mV以上の金属である必要がある。ルテニウムのセメンテーション条件に合致する金属は、鉄、ニッケル、鉛、銅等が挙げられる。 Cementation with metal is effective for recovering ruthenium from the reduced solution. However, since the acidic solution contains arsenic, the metal needs to have an oxidation-reduction potential of -380 mV or more using silver/silver chloride as a reference electrode in order to suppress the generation of arsine. Examples of metals that meet the cementation conditions for ruthenium include iron, nickel, lead, and copper.

ルテニウムのセメンテーションに使用する金属の中で、次の金属は個別に問題がある。すなわち、銅はヒ素もヒ化銅として相当量沈殿させてしまい、鉛はルテニウムと未反応の鉛が酸溶解せず混入してしまい、ニッケルは高コストになる。しかしながら、金属鉄は反応時に水素が瞬間的に多量発生する問題はあるものの、酸性液の温度を60℃以下、好ましくは30~60℃に調整し、金属鉄を酸性液中で0.5~4.0g/Lとなるように添加すれば大きな問題にはならない。さらには金属鉄を添加すると銅やヒ素より先にルテニウムがセメンテーションを受けるため分別回収が可能になる。 Among the metals used for ruthenium cementation, the following metals have individual problems. That is, with copper, a considerable amount of arsenic is precipitated as copper arsenide, with lead, ruthenium and unreacted lead are mixed without being dissolved in acid, and with nickel, the cost becomes high. However, although metallic iron has the problem of instantaneously generating a large amount of hydrogen during the reaction, the temperature of the acidic liquid is adjusted to 60°C or less, preferably 30 to 60°C, and metallic iron is If it is added at a concentration of 4.0 g/L, there will be no major problem. Furthermore, when metallic iron is added, ruthenium undergoes cementation before copper and arsenic, making separate recovery possible.

また、ルテニウム回収工程において、金属鉄を酸性液中のルテニウムの5~25質量倍添加することが好ましい。金属鉄の添加量が酸性液中のルテニウムの5質量倍未満であると、金属鉄によるルテニウムのセメンテーションが不十分となるおそれがある。また、金属鉄の添加量が酸性液中のルテニウムの25質量倍超であると、コストの面で不利となり、また不純物が混入するおそれがある。 Further, in the ruthenium recovery step, it is preferable to add metallic iron 5 to 25 times the mass of ruthenium in the acidic solution. If the amount of metallic iron added is less than 5 times the mass of ruthenium in the acidic liquid, cementation of ruthenium by metallic iron may become insufficient. Furthermore, if the amount of metallic iron added is more than 25 times the mass of ruthenium in the acidic liquid, it will be disadvantageous in terms of cost and there is a risk that impurities will be mixed in.

添加する金属鉄としては、鉄粉が、反応性が良く好適である。金属鉄の品位は特に制限はない。後述するが添加する金属鉄は還元性を有するものであればよく、表面の一部が銅で被覆された鉄粉(銅被覆鉄粉)であっても機能する。この場合、金属鉄として銅被覆鉄粉を、鉄成分が0.5~4.0g/Lになるように添加する。溶出した銅はルテニウム回収後に硫化物として沈殿除去されるので混入しても大きな問題にはならない。また、銅被覆鉄粉を用いる場合は、酸性液の温度を40℃以上に調整した上で、銅被覆鉄粉を、鉄成分が0.5~4.0g/Lになるように添加する。 As the metal iron to be added, iron powder is suitable because of its good reactivity. There are no particular restrictions on the quality of metal iron. As will be described later, the metal iron to be added may be any metal that has reducing properties, and even iron powder whose surface is partially coated with copper (copper-coated iron powder) will function. In this case, copper-coated iron powder is added as metal iron so that the iron content is 0.5 to 4.0 g/L. The eluted copper is precipitated and removed as sulfide after the ruthenium is recovered, so even if it gets mixed in, it does not pose a big problem. Further, when using copper-coated iron powder, the temperature of the acidic liquid is adjusted to 40° C. or higher, and then the copper-coated iron powder is added so that the iron content is 0.5 to 4.0 g/L.

金属鉄は酸性溶液に接触すると水素が発生する。水素は爆発性があるという問題がある。さらに金属鉄として鉄粉を使用するならば、表面積が大きいため短時間に大量に水素が発生して溶液が吹きこぼれる問題もある。そのため、特に鉄粉を使用する時、一度に投入せずに複数回に分けて投入してもよい。 Metallic iron generates hydrogen when it comes into contact with an acidic solution. The problem with hydrogen is that it is explosive. Furthermore, if iron powder is used as the metal iron, there is the problem that because of its large surface area, a large amount of hydrogen is generated in a short period of time, causing the solution to boil over. Therefore, especially when iron powder is used, it may not be added at once but may be added in multiple batches.

ルテニウムのセメンテーションにおいて酸化還元電位(参照電極:銀/塩化銀)を指標とするのであれば酸性液の酸化還元電位が150mV以下に達するまで金属鉄を添加してもよい。この電位以下では大きくルテニウム濃度が低下する。 If the redox potential (reference electrode: silver/silver chloride) is used as an index in the cementation of ruthenium, metallic iron may be added until the redox potential of the acidic solution reaches 150 mV or less. Below this potential, the ruthenium concentration decreases significantly.

水素発生による吹きこぼれや爆発の危険を避ける方法として、表面の一部が銅で被覆された鉄粉(銅被覆鉄粉)を使用することも可能である。原理的には金属鉄と酸性溶液の接触が制限されて水素発生は抑制される。徐々に銅が溶解した後、表面に現れる鉄とルテニウムとが反応する。銅品位が高すぎると接触効率が悪くなるおそれがあるため、銅被覆鉄粉の銅の含有量は、好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。 As a way to avoid the risk of boiling over or explosion due to hydrogen generation, it is also possible to use iron powder whose surface is partially coated with copper (copper-coated iron powder). In principle, contact between metallic iron and acidic solution is restricted and hydrogen generation is suppressed. After the copper gradually dissolves, the iron that appears on the surface reacts with the ruthenium. If the copper grade is too high, the contact efficiency may deteriorate, so the copper content of the copper-coated iron powder is preferably 70% by mass or less, more preferably 40% by mass or less.

ルテニウムを沈殿した後に固液分離で得られたルテニウム含有物は、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、酸化溶解後に臭素酸ナトリウムを添加して四酸化ルテニウムを蒸留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も可能である。 The ruthenium-containing material obtained by solid-liquid separation after precipitation of ruthenium is separated from iridium and other impurities by a known method. For example, there is a method in which sodium bromate is added after oxidative dissolution and ruthenium tetroxide is separated and recovered by distillation. Iridium is sufficiently concentrated in this oxidized solution and can be recovered by known solvent extraction.

ルテニウムをセメンテーション分離(固液分離)した後の濾液である酸性液に硫化剤を添加する。硫化剤は硫化水素、水硫化ソーダ、硫化ソーダが好適であり、これらのいずれか一種以上を使用してもよい。チオ硫酸ナトリウムも硫化剤として知られるがイリジウムの一部が沈殿して逸損する可能性があるので不適である。硫化剤により銅、ヒ素、アンチモン、鉛が沈殿する。 A sulfiding agent is added to the acidic liquid that is the filtrate after ruthenium is separated by cementation (solid-liquid separation). Suitable sulfurizing agents include hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, and sodium sulfide, and one or more of these may be used. Sodium thiosulfate is also known as a sulfiding agent, but it is unsuitable because it may cause some of the iridium to precipitate and be lost. Sulfiding agents precipitate copper, arsenic, antimony, and lead.

当該硫化剤による硫化の際の酸性液の液温は70℃以下に調整する。酸性液の液温が70℃より高いと沈殿した硫化銅が再溶解してしまうおそれがある。加えて溶液から硫化物を形成する還元性の硫黄が硫化水素として揮散してしまい反応効率が低下するおそれがある。 The temperature of the acidic liquid during sulfurization using the sulfurizing agent is adjusted to 70° C. or lower. If the temperature of the acidic liquid is higher than 70°C, there is a risk that the precipitated copper sulfide will be redissolved. In addition, reducing sulfur that forms sulfides from the solution may volatilize as hydrogen sulfide, which may reduce reaction efficiency.

硫化剤は、含有硫黄濃度に換算した時に銅濃度の5~20質量倍添加することが好ましい。さらに好ましくは5~12質量倍添加する。硫化剤の添加量が当該銅濃度の5質量倍未満であると硫化で除くべき元素が過量に残留するおそれがある。硫化剤の添加量が当該銅濃度の20質量倍超であると、次工程のイリジウム回収において沈殿物の生成量が極めて少なくなり固液分離が困難になるおそれがある。また試薬コストも上昇するおそれがある。 The sulfurizing agent is preferably added in an amount of 5 to 20 times the copper concentration when converted to the sulfur content. More preferably, it is added 5 to 12 times by mass. If the amount of the sulfiding agent added is less than 5 times the mass of the copper concentration, there is a risk that an excessive amount of the element to be removed by sulfidation may remain. If the amount of the sulfiding agent added is more than 20 times the copper concentration by mass, the amount of precipitate produced in the next step of iridium recovery may be extremely small, making solid-liquid separation difficult. Furthermore, reagent costs may also increase.

硫化工程で分離した硫化沈殿物は銅や鉛といった有価物を含むため、製錬炉に繰り返して有価物原料として利用することができる。 Since the sulfurized precipitate separated in the sulfurization process contains valuable materials such as copper and lead, it can be repeatedly sent to the smelting furnace and used as a raw material for valuable materials.

硫化工程で銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させた後に固液分離を行い、得られた濾液を40℃以上、好ましくは60℃以上に調整し、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添加してイリジウムを沈殿させる。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、チオ硫酸ナトリウム5水和物に換算して5g/L以上になるよう添加してイリジウムを沈殿させる。イリジウムは先の硫化工程の硫化剤ではほとんど沈殿を生じない。それに対してチオ硫酸イオンは配位能力を有しているため、一度イリジウムイオンに配位した後に還元することでイリジウムの沈殿に効果を示すと考えられる。 After precipitating one or more elements among copper, arsenic, and antimony in the sulfurization step, solid-liquid separation is performed, and the resulting filtrate is adjusted to a temperature of 40°C or higher, preferably 60°C or higher, and sodium thiosulfate or thiosulfate is added to the filtrate. A solution containing sulfate ions is added to precipitate iridium. The sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution is added in an amount of 5 g/L or more in terms of sodium thiosulfate pentahydrate to precipitate iridium. Iridium hardly precipitates with the sulfurizing agent used in the previous sulfurizing step. On the other hand, since thiosulfate ions have coordination ability, it is thought that reducing them after coordinating with iridium ions is effective in precipitating iridium.

代表的なチオ硫酸ナトリウム塩としては、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、コストや取り扱い安さの面から、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、最も好適である。 Representative sodium thiosulfate salts include commercially available sodium thiosulfate pentahydrate. It may be added as a solid sodium thiosulfate salt or as a solution containing thiosulfate ions. Thiosulfate ions 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.

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によりヒ素、硫黄、イリジウムを含む沈殿が生じる。ルテニウム回収工程における酸性液中のイリジウム濃度は100mg/L以下と希薄であるときは、イリジウムのみを沈殿すると回収量が少なすぎて固液分離で問題を生じる。適量の不純物を含むことは問題にならない。 Addition of sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions produces a precipitate containing arsenic, sulfur, and iridium. When the iridium concentration in the acidic solution in the ruthenium recovery step is as low as 100 mg/L or less, if only iridium is precipitated, the amount recovered is too small, causing problems in solid-liquid separation. Containing a suitable amount of impurities is not a problem.

ルテニウム回収工程における酸性液中のイリジウム濃度が高いときは、KClまたはNH4Clで沈殿させて回収するほうが効率的であるが、イリジウム濃度が100mg/L以下と希薄であるときは、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により沈殿させて回収することが好ましい。また、このとき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5g/L以上になるように添加してもよく、5~20g/L以上になるように添加してもよい。 When the iridium concentration in the acidic solution in the ruthenium recovery process is high, it is more efficient to recover it by precipitation with KCl or NH 4 Cl, but when the iridium concentration is dilute at 100 mg/L or less, sodium thiosulfate is used. It is preferable to precipitate and recover by adding a salt or a solution containing thiosulfate ions. In addition, at this time, sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions may be added in an amount of 5 g/L or more in terms of sodium thiosulfate pentahydrate, or 5 to 20 g/L or more. May be added to.

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。沈殿として回収された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。 After solid-liquid separation of the precipitated iridium-containing material, iridium and other impurities are separated by a known method. For example, there is a method in which iridium is separated and recovered by solvent extraction after oxidative dissolution. The iridium recovered as a precipitate is sufficiently concentrated and can be recovered by known solvent extraction.

以下、本発明及びその利点をより良く理解するための実施例を例示するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, examples will be illustrated to better understand the present invention and its advantages, but the present invention is not limited to the examples.

(実験例1)
銅製錬の銅電解精製工程由来の電解殿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PLS(浸出貴液)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1mol/L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。
(Experiment example 1)
Copper was dissolved and removed using sulfuric acid from electrolytic precipitates derived from the copper electrolytic refining process of copper smelting. Concentrated hydrochloric acid and 60% hydrogen peroxide solution were added and dissolved, and solid-liquid separation was performed to obtain PLS (leaching liquid). The PLS was cooled to 6° C. to precipitate and remove base metals. The acid concentration was adjusted to 1 mol/L or more, and DBC (dibutyl carbitol) and PLS were mixed to extract gold. After gold extraction, the PLS was heated to 70° C., and sulfur dioxide was blown into the PLS to reduce and remove noble metals, selenium, and tellurium. This was subjected to solid-liquid separation to obtain a hydrochloric acid acidic solution containing iridium.

次に、二酸化硫黄還元後液を200mL分取し、60℃に加熱した。二酸化硫黄還元後液のイリジウム濃度は25mg/L、ルテニウム濃度は77mg/Lであった。二酸化硫黄還元後液はその他の元素としてヒ素を1.32g/L、銅を0.49g/L、アンチモンを230mg/L含有していた。表1に示す量の鉄粉(P80=150~200μm)を添加して攪拌した。
所定時間後に反応を停止し、沈殿を固液分離した。ろ過後、溶液のORP(酸化還元電位)を計測し各種元素濃度を定量した。
試薬はすべて和光純薬工業社製の特級グレードを使用した。溶液中の元素濃度の定量は溶液2mLを分取して50mLに規正後、ICP-OES(セイコーインスツルメンツ株式会社製SPS3100)により濃度を定量した。沈殿物の溶解液は100mLに規正してその濃度を決定した。結果を表1に示す。表1の「ND」は当該元素が検出されなかったことを示す。
Next, 200 mL of the sulfur dioxide reduced solution was collected and heated to 60°C. The iridium concentration of the solution after sulfur dioxide reduction was 25 mg/L, and the ruthenium concentration was 77 mg/L. The sulfur dioxide reduced solution contained 1.32 g/L of arsenic, 0.49 g/L of copper, and 230 mg/L of antimony as other elements. Iron powder (P80=150-200 μm) in the amount shown in Table 1 was added and stirred.
After a predetermined time, the reaction was stopped, and the precipitate was separated into solid and liquid. After filtration, the ORP (oxidation-reduction potential) of the solution was measured to determine the concentration of various elements.
All reagents used were special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. The element concentration in the solution was determined by taking 2 mL of the solution, adjusting the volume to 50 mL, and then quantifying the concentration using ICP-OES (SPS3100, manufactured by Seiko Instruments Inc.). The concentration of the precipitate solution was determined by adjusting the volume to 100 mL. The results are shown in Table 1. "ND" in Table 1 indicates that the element was not detected.

200mLの原料液に対して0.1gの鉄粉添加でルテニウムを優先的にセメンテーションできたことが分かる。さらには0.3g以上の鉄粉を添加すれば十分ルテニウムが回収できたことも分かる。しかしながら、過量の鉄粉はヒ素や銅の混入が増加する。そのため0.8g以下の添加が好ましい。 It can be seen that ruthenium could be preferentially cemented by adding 0.1 g of iron powder to 200 mL of raw material liquid. Furthermore, it can be seen that ruthenium could be sufficiently recovered by adding 0.3 g or more of iron powder. However, excessive amounts of iron powder increase the amount of arsenic and copper. Therefore, it is preferable to add 0.8 g or less.

ORPは0.3gより多くの鉄粉の添加で急激に値が低下した。鉄粉はORPが150mV以下になるまで添加すれば十分ルテニウムがセメンテーションできることを示す。 The ORP value decreased rapidly when more than 0.3 g of iron powder was added. It is shown that ruthenium can be sufficiently cemented by adding iron powder until ORP becomes 150 mV or less.

(実験例2)
実験例1と同じイリジウム含有液を200mL分取しそれぞれ40~80℃に加熱した。鉄粉を0.6g添加した。1時間攪拌した後、反応を停止した。濾別して濾液の成分元素を定量した。定量方法は実験例1に準じる。結果を表2に示す。表2の「ND」は当該元素が検出されなかったことを示す。
(Experiment example 2)
200 mL of the same iridium-containing liquid as in Experimental Example 1 was taken and heated to 40 to 80°C. 0.6g of iron powder was added. After stirring for 1 hour, the reaction was stopped. After separation by filtration, the component elements of the filtrate were determined. The quantitative method is based on Experimental Example 1. The results are shown in Table 2. "ND" in Table 2 indicates that the element was not detected.

表2の結果から、60℃を超えるとイリジウムが沈殿するため、鉄粉でルテニウムを優先的にセメンテーションするには60℃以下が好適であるとわかる。温度が低くなると銅が混入するが、鉄粉添加量を調製すれば制御できる。なおセメンテーションで生じた金属銅であれば酸に容易に溶けると推察される。これは表2で温度が高くなるにつれ銅濃度が高くなっていることから、一度セメンテーション銅が生じたが再溶解したと考えられるためである。 From the results in Table 2, it can be seen that if the temperature exceeds 60°C, iridium will precipitate, and therefore 60°C or lower is suitable for preferentially cementing ruthenium with iron powder. When the temperature is low, copper is mixed in, but this can be controlled by adjusting the amount of iron powder added. It is assumed that metallic copper produced by cementation is easily dissolved in acid. This is because, as shown in Table 2, the copper concentration increases as the temperature increases, it is thought that cemented copper was once formed but redissolved.

(実験例3)
実験例1と同じイリジウム含有液を200mL分取しそれぞれ50℃に加熱した。水硫化ソーダを1gもしくは2g添加し1時間攪拌した。濾別して濾液中の各元素成分を定量した。定量方法は実験例1に準じる。結果を表3に示す。
(Experiment example 3)
200 mL of the same iridium-containing liquid as in Experimental Example 1 was taken and heated to 50°C. 1 g or 2 g of sodium hydrosulfide was added and stirred for 1 hour. The filtrate was separated by filtration, and each elemental component in the filtrate was quantified. The quantitative method is based on Experimental Example 1. The results are shown in Table 3.

表3の結果から水硫化ソーダ(NaSH)の添加ではルテニウムとイリジウムはほとんど硫化沈殿物もしくは還元沈殿物を生じないことが分かる。それに対して銅は選択的に硫化沈殿物を生じたことが分かる。 The results in Table 3 show that ruthenium and iridium hardly produce sulfide precipitates or reduced precipitates when sodium hydrogen sulfide (NaSH) is added. In contrast, it can be seen that copper selectively produced sulfide precipitates.

銅は水硫化ソーダのみならず、硫化水素や硫化ソーダといった硫化剤によっても硫化銅を生じることは広く知られている。実験例3の結果では200mL溶液に対して1gの水硫化ソーダで効果を示した。水硫化ソーダの含有硫黄濃度に換算すると5.8質量倍である。2gで11.6質量倍である。よって硫化剤に含まれる還元性硫黄は銅の5質量倍から12質量倍添加すればよい。 It is widely known that copper produces copper sulfide not only with sodium hydrosulfide but also with sulfurizing agents such as hydrogen sulfide and sodium sulfide. The results of Experimental Example 3 showed that 1 g of sodium hydrogen sulfide was effective for 200 mL of solution. When converted to the sulfur concentration contained in sodium hydrosulfide, it is 5.8 times the mass. 2g is 11.6 times the mass. Therefore, the reducing sulfur contained in the sulfiding agent may be added in an amount of 5 to 12 times the mass of copper.

(実験例4)
実験例1と同じイリジウム含有液を200mL分取しそれぞれ60℃に加熱した。鉄粉を0.3g添加し攪拌して30分セメンテーションした。固液分離後の濾液をそれぞれ40~70℃に加温し水硫化ソーダを1g添加して1時間攪拌し、再度濾別した。濾液中の各元素濃度を定量した。濾液を70℃に加温しチオ硫酸ナトリウム5水和物を2gもしくは4g添加した。1時間攪拌して濾過し、各元素成分を定量した。定量方法は実験例1に準じる。結果を表4(硫化後の各元素濃度)と表5(チオ硫酸ナトリウム添加後の各元素濃度)に示す。
(Experiment example 4)
200 mL of the same iridium-containing liquid as in Experimental Example 1 was taken and heated to 60°C. 0.3 g of iron powder was added, stirred, and cemented for 30 minutes. The filtrates after solid-liquid separation were each heated to 40 to 70°C, 1 g of sodium hydrogen sulfide was added, stirred for 1 hour, and filtered again. The concentration of each element in the filtrate was determined. The filtrate was heated to 70°C and 2g or 4g of sodium thiosulfate pentahydrate was added. The mixture was stirred for 1 hour and filtered, and each elemental component was quantified. The quantitative method is based on Experimental Example 1. The results are shown in Table 4 (concentration of each element after sulfurization) and Table 5 (concentration of each element after addition of sodium thiosulfate).

表4と表5の結果から鉄粉でルテニウムをセメンテーション後に硫化で銅とアンチモンを除き、残ったイリジウムをチオ硫酸ナトリウムで回収できることが分かった。 From the results in Tables 4 and 5, it was found that after cementing ruthenium with iron powder, copper and antimony were removed by sulfidation, and the remaining iridium could be recovered with sodium thiosulfate.

チオ硫酸ナトリウム5水和物は対象液200mLに対して2gの添加でもイリジウムの回収に効果があったがアンチモンに対してはほとんど効果がなかった。銅には効果を示すが予め硫化で除けばイリジウムには混入しない。濃度を測定していないが鉛についてもその硫化物が水に溶けないこと、イオン化傾向が鉄と銅の中間に位置することから沈殿を生じて除去されることは確実である。 Sodium thiosulfate pentahydrate was effective in recovering iridium even when added at 2 g to 200 mL of the target solution, but had little effect on antimony. Although it is effective against copper, it will not mix with iridium unless it is removed by sulfidation beforehand. Although the concentration has not been measured, it is certain that lead is removed by precipitation, as its sulfide is insoluble in water and its ionization tendency is between that of iron and copper.

ヒ素も一部混入するが原料液のイリジウム濃度は希薄であり、固液分離する時に沈殿したヒ素化合物がろ過助剤になる。そのため硫化工程で徹底的にヒ素を除く必要はない。 Although some arsenic is mixed in, the iridium concentration in the raw material liquid is low, and the arsenic compound that precipitates during solid-liquid separation becomes a filter aid. Therefore, it is not necessary to thoroughly remove arsenic in the sulfurization process.

(実験例5)
銅被覆鉄粉を以下のようにして調製した。硫酸銅を鉄の5倍質量含む硫酸銅溶液に鉄粉を接触させて20秒攪拌して調製した。銅の含有量は30%と70%の2種類を調製して用いた。70%の時は硫酸銅溶液と接触時の反応温度を60℃として調製した。
(Experiment example 5)
Copper-coated iron powder was prepared as follows. It was prepared by bringing iron powder into contact with a copper sulfate solution containing copper sulfate five times the mass of iron and stirring for 20 seconds. Two types with copper contents of 30% and 70% were prepared and used. When the concentration was 70%, the reaction temperature at the time of contact with the copper sulfate solution was set to 60°C.

実験例1と同じイリジウム含有液を200mL分取しそれぞれ60℃もしくは40℃に加熱した。銅被覆鉄粉を0.4g添加し攪拌して30分セメンテーションした。固液分離後の濾液をそれぞれ40℃に加温し水硫化ソーダを添加して1時間攪拌した。銅濃度を考慮して銅品位30%粉では2g、70%粉では3g添加し、再度濾別した。濾液中の各元素濃度を定量した。濾液を70℃に加温しチオ硫酸ナトリウム5水和物を4g添加した。1時間攪拌して濾過し各元素成分を定量した。定量方法は実験例1に準じる。結果を表6(セメンテーション後の各元素濃度)、表7(硫化後の各元素濃度)、表8(チオ硫酸ナトリウム添加後の各元素濃度)に示す。表7、8の「ND」は当該元素が検出されなかったことを示す。 200 mL of the same iridium-containing liquid as in Experimental Example 1 was taken and heated to 60°C or 40°C, respectively. 0.4 g of copper-coated iron powder was added, stirred, and cemented for 30 minutes. The filtrates after solid-liquid separation were each heated to 40°C, sodium hydrosulfide was added, and the mixture was stirred for 1 hour. Considering the copper concentration, 2 g was added for 30% copper powder and 3 g was added for 70% powder, and the powder was filtered again. The concentration of each element in the filtrate was determined. The filtrate was heated to 70°C and 4g of sodium thiosulfate pentahydrate was added. The mixture was stirred for 1 hour, filtered, and each elemental component was determined. The quantitative method is based on Experimental Example 1. The results are shown in Table 6 (concentration of each element after cementation), Table 7 (concentration of each element after sulfidation), and Table 8 (concentration of each element after addition of sodium thiosulfate). "ND" in Tables 7 and 8 indicates that the element was not detected.

表6の結果から銅被覆鉄粉を用いてもルテニウムを沈殿させることが可能であることが分かる。さらに銅の量出も確認できるが表7に示す通り硫化により銅を選択的に除くことができた。さらにイリジウムは最終的にチオ硫酸ナトリウムを添加して回収することができた。 The results in Table 6 show that it is possible to precipitate ruthenium even when copper-coated iron powder is used. Furthermore, the amount of copper was also confirmed, and as shown in Table 7, copper could be selectively removed by sulfidation. Furthermore, iridium could finally be recovered by adding sodium thiosulfate.

Claims (7)

ルテニウム及びイリジウムと、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素と、を含む酸性液を60℃以下に調整し、(1)金属鉄を0.5~4.0g/Lになるように添加、または、(2)金属鉄を銀/塩化銀を参照電極とした酸化還元電位が150mV以下に達するまで添加してルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うルテニウム回収工程と、
前記ルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うことで得られた濾液を70℃以下に調整し、硫化剤として硫化水素、水硫化ソーダ及び硫化ソーダのうちいずれか一種以上を添加して、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させる硫化工程と、
前記銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させた後に固液分離を行い、得られた濾液を40℃以上に調整し、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添加してイリジウムを沈殿させるイリジウム回収工程と、
を含む、ルテニウム及びイリジウムの回収方法。
Adjust the acidic liquid containing ruthenium and iridium and one or more elements of copper, arsenic, and antimony to below 60°C, and (1) adjust the concentration of metallic iron to 0.5 to 4.0 g/L. or (2) a ruthenium recovery step in which metal iron is added until the redox potential reaches 150 mV or less using silver/silver chloride as a reference electrode to precipitate ruthenium, followed by solid-liquid separation;
The filtrate obtained by solid-liquid separation after precipitating the ruthenium is adjusted to 70°C or lower, and one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, and soda sulfide is added as a sulfurizing agent to prepare copper, a sulfiding step to precipitate one or more elements among arsenic and antimony;
After precipitating one or more elements among the copper, arsenic, and antimony, solid-liquid separation is performed, the resulting filtrate is adjusted to 40°C or higher, and sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions is added. an iridium recovery step of precipitating iridium;
A method for recovering ruthenium and iridium, including
ルテニウム及びイリジウムと、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素と、を含む酸性液を40℃以上に調整し、(1)金属鉄として銅被覆鉄粉を、鉄成分が0.5~4.0g/Lになるように添加、または、(2)金属鉄として銅被覆鉄粉を、銀/塩化銀を参照電極とした酸化還元電位が150mV以下に達するまで添加してルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うルテニウム回収工程と、
前記ルテニウムを沈殿した後に固液分離を行うことで得られた濾液を70℃以下に調整し、硫化剤として硫化水素、水硫化ソーダ及び硫化ソーダのうちいずれか一種以上を添加して、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させる硫化工程と、
前記銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素を沈殿させた後に固液分離を行い、得られた濾液を40℃以上に調整し、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添加してイリジウムを沈殿させるイリジウム回収工程と、
を含む、ルテニウム及びイリジウムの回収方法。
An acidic solution containing ruthenium and iridium and one or more elements among copper, arsenic, and antimony is adjusted to a temperature of 40°C or higher, and (1) copper-coated iron powder is used as metallic iron, with an iron content of 0.5 to 4.0 g/L, or (2) ruthenium was precipitated by adding copper-coated iron powder as metal iron until the redox potential reached 150 mV or less using silver/silver chloride as a reference electrode. A ruthenium recovery process that then undergoes solid-liquid separation,
The filtrate obtained by solid-liquid separation after precipitating the ruthenium is adjusted to 70°C or lower, and one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, and soda sulfide is added as a sulfurizing agent to prepare copper, a sulfiding step to precipitate one or more elements among arsenic and antimony;
After precipitating one or more elements among the copper, arsenic, and antimony, solid-liquid separation is performed, the resulting filtrate is adjusted to 40°C or higher, and sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions is added. an iridium recovery step of precipitating iridium;
A method for recovering ruthenium and iridium, including
前記ルテニウム回収工程において、前記ルテニウム及びイリジウムと、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素と、を含む酸性液は、前記酸性液に二酸化硫黄または硫化水素を吹き込んで、或いは、アルデヒド類の還元剤を添加して、白金、金、パラジウム及びセレンを沈殿させて白金、金、パラジウム及びセレンの各元素濃度を10mg/L以下に調整した後の酸性液である、請求項1または2に記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。 In the ruthenium recovery step, the acidic liquid containing ruthenium and iridium and one or more elements selected from copper, arsenic, and antimony is prepared by blowing sulfur dioxide or hydrogen sulfide into the acidic liquid, or by blowing aldehydes into the acidic liquid. Claim 1 or 2, wherein the acidic liquid is obtained by adding a reducing agent to precipitate platinum, gold, palladium, and selenium to adjust the concentration of each element of platinum, gold, palladium, and selenium to 10 mg/L or less. The described method for recovering ruthenium and iridium. 前記ルテニウム回収工程において、前記金属鉄を前記酸性液中のルテニウムの5~25質量倍添加する、請求項1または2に記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。 The method for recovering ruthenium and iridium according to claim 1 or 2, wherein in the ruthenium recovery step, the metal iron is added in an amount of 5 to 25 times the mass of ruthenium in the acidic liquid. 前記硫化工程において、前記硫化剤として硫化水素、水硫化ソーダ及び硫化ソーダのうちいずれか一種以上を含有硫黄濃度に換算した時に銅濃度の5~20質量倍添加する、請求項1または2に記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。 According to claim 1 or 2, in the sulfurizing step, at least one of hydrogen sulfide, sodium hydrogen sulfide, and sodium sulfide is added as the sulfurizing agent, which is 5 to 20 times the copper concentration when converted to the sulfur concentration. A method for recovering ruthenium and iridium. 前記ルテニウム回収工程において、前記ルテニウム及びイリジウムと、銅、ヒ素及びアンチモンのうち一種類以上の元素と、を含む酸性液は、金属電解殿物を溶解後の酸性液である、請求項1または2に記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。 In the ruthenium recovery step, the acidic liquid containing ruthenium and iridium and one or more elements among copper, arsenic, and antimony is an acidic liquid after dissolving metal electrolytic precipitates. The method for recovering ruthenium and iridium described in . 前記ルテニウム回収工程における前記酸性液中のイリジウム濃度が100mg/L以下であり、前記イリジウム回収工程では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5g/L以上になるように添加する、請求項1または2に記載のルテニウム及びイリジウムの回収方法。 The iridium concentration in the acidic solution in the ruthenium recovery step is 100 mg/L or less, and in the iridium recovery step, the sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution is 5 g in terms of sodium thiosulfate pentahydrate. The method for recovering ruthenium and iridium according to claim 1 or 2, wherein the ruthenium and iridium are added in an amount of /L or more.
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