JP5652765B2

JP5652765B2 - 金属成分回収剤及び金属成分の回収方法

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Publication number: JP5652765B2
Application number: JP2011067675A
Authority: JP
Inventors: 野村　勝裕; 勝裕野村; 蔭山　博之; 博之蔭山
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP2011225979A; US8623113B2; US20110239825A1

Description

本発明は、金属成分を含有する材料から金属成分を回収するために用いる金属成分回収剤、及び該回収剤を用いる金属成分の回収方法に関する。

貴金属・希少金属は安定性、触媒活性等に優れることから、工業的に幅広く用いられているが、希少で高価な資源であるため、これを有効活用することが必要である。このため、使用済みの貴金属・希少金属を含有する廃棄材料、例えば、自動車排気ガス浄化用廃触媒、化学工業用廃触媒、電子基板製造工程廃棄物、廃電子部品、電解用廃電極などの廃棄材料からこれに含まれる貴金属・希少金属を効率よく回収して再利用することが重要である。

このような貴金属・希少金属の回収法としては、例えば、強酸を用いて金属成分を溶解して回収する溶解法等の湿式法や、溶融金属中に金属成分を吸収して回収する乾式法が代表的な方法である（非特許文献１参照）。この場合、貴金属、希少金属等を含む廃棄材料は、電子部品、電池、触媒、携帯電話、自動車用部品など多岐の種類にわたっているため、湿式法及び乾式法のいずれの方法を用いて回収を行うにしても、それぞれの素材の性質に合わせた、好適な方法やシステムを構築する必要がある。

しかしながら、湿式法では、酸によって、廃棄材料自体の素材を破壊してしまうため、貴金属等が回収できても、その基材の再利用は不可能であり、また溶出残渣の後処理が面倒である。しかも、湿式法では、酸浸出における貴金属・希少金属の抽出率が低く、廃棄材料中の貴金属・希少金属の含有率が少なくなるほど相対的に多くの溶出液が必要となる。また、強酸は取扱いに注意が必要で環境負荷もあるため、設備投資が嵩むことになる。

一方、貴金属・希少金属吸収材として鉄、銅、鉛などの溶融金属を用いる乾式法については、貴金属・希少金属の吸収効率があまり高くない上、高温度下で実施するために装置コストが高く、高価な設備を必要とし、また、溶融鉛は環境有害金属であるので、現在ではこれを用いることは実質的に困難である。

藤原紀久夫、「貴金属触媒のリサイクル」、化学工学、55巻1号21頁、1991年、化学工学会

本発明は上記した従来技術の現状に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、貴金属、希少金属などの有用性の高い金属成分を含む材料から、簡単な方法によって効率良く金属成分を回収できる方法、及びこの方法に使用できる金属成分回収剤を提供することである。

本発明者は、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、金属成分の回収剤として周期表２族元素又はランタノイド元素を含む化合物を用い、これを、金属成分を含む材料と共に、同一容器中に収容して加熱することによって、処理対象の材料から蒸発した金属成分が周期表２族元素又はランタノイド元素と共に複合金属酸化物を形成して、該複合金属酸化物中に吸蔵された状態となることを見出した。そして、この現象を利用することによって、貴金属成分、希少金属成分等の金属成分を含む各種の廃材から、これらの金属成分を選択的に回収することが可能となることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて更に研究を重ねて結果完成されたものである。

即ち、本発明は、下記の金属成分回収剤、及び金属成分の回収方法を提供するものである。
１．周期表２族元素を含む化合物又はランタノイド元素を含む化合物を有効成分とする、金属成分を含有する材料から金属成分を回収するために用いる金属成分回収剤。
２．周期表２族元素を含む化合物が、Mg, Ca, Sr及びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物であり、ランタノイド元素を含む化合物が、La及びNdからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物である、上記項１に記載の金属成分回収剤。
３．金属成分を含有する材料と上記項１又は２に記載の金属成分回収剤とを、金属成分を含有する材料を加熱した際に生じる金属の蒸気又は金属酸化物の蒸気と、該金属成分回収剤とが接触する状態において、加熱することを特徴とする、金属成分を含有する材料から金属成分を回収する方法。
４．金属成分を含有する材料と上記項１又は２に記載の回収剤とを、同一の容器内に収容して加熱する上記項３に記載の方法。
５．金属成分を含有する材料が、貴金属成分又は希少金属成分を含有する廃材である上記項３又は４に記載の方法。
６．上記項３〜５のいずれかに記載の方法で金属成分を回収した後、回収された金属成分を酸によって溶出し、その後、固体金属として再生することを特徴とする、金属の再生方法。

以下、本発明の金属成分回収剤、及び該金属成分回収剤を用いる金属成分の回収方法について具体的に説明する。

金属成分回収剤
本発明の金属成分回収剤は、周期表２族元素を含む化合物又はランタノイド元素を含む化合物を有効成分として含有するものである。周期表２族元素としては、Mg, Ca, Sr, Ba等を例示できる。周期表２族元素を含む化合物には、これらの２族元素が一種類のみ含まれていてもよく、二種類以上含まれていてもよい。ランタノイド元素としては、La, Nd等を例示できる。ランタノイド元素を含む化合物には、これらのランタノイド元素が一種類のみ含まれていてもよく、二種類以上含まれていてもよい。

周期表２族元素を含む化合物及びランタノイド元素を含む化合物の種類については特に限定はなく、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物等の無機化合物；アルコキシド化合物等の有機化合物等を用いることができる。これらの化合物は、一種単独又は二種以上混合して用いることができる。

これらの化合物の内で、特に、炭酸塩、酸化物などは、取り扱いが容易であり、しかも金属成分の回収のための加熱処理を行う際に、分解に伴う有害物質の発生などがない点で好ましい化合物である。

金属成分を含む材料を、本発明の金属成分回収剤と共に加熱することによって、処理対象の金属成分を含む材料から蒸発した金属成分が、該回収剤に含まれる周期表２族元素又はランタノイド元素を含む化合物と反応して複合酸化物が形成される。これによって、複合金属酸化物中に処理対象の材料から蒸発した金属成分が吸蔵された状態となる。この方法によれば、例えば、ルテニウム、イリジウムなどの貴金属成分、モリブデン、タングステン、レニウム、インジウムなどの希少金属成分等の各種の金属成分を含む廃材から、効率よく金属成分を回収することができる。

本発明の金属成分回収剤における有効成分である周期表２族元素を含む化合物及びランタノイド元素を含む化合物の形態については特に限定的ではないが、後述する条件で加熱処理する際にこれらの化合物が反応して複合酸化物が形成され易いように、ボールミル等で粉砕処理を行い、できるだけ微細な粉末状とすることが好ましい。例えば、平均粒径が１００μｍ程度以下の微粉末状であることが好ましい。また、粉末状の化合物をペレット状に成形して用いても良い。尚、本願明細書では、平均粒径は、レーザー回折法によって求めた値である。

処理対象物
本発明の金属成分回収剤を用いる金属成分の回収方法では、処理対象は、金属成分を含有する材料（以下、単に「金属含有材料」ということがある）であり、具体的には、回収の対象となる金属成分を含む物質と、これ以外の物質、例えば、回収の対象となる金属成分以外の金属、酸化物、窒化物、炭素材料、セラミックス、有機物などとからなる材料であればよい。本発明の金属成分回収剤を用いて後述する方法で処理を行うことによって、回収の対象となる金属成分を含む物質とこれ以外の物質とからなる各種の材料から、回収の対象となる金属成分を選択的に回収することができる。回収の対象となる金属成分の種類については、後述する処理条件下において、気化して金属自体の蒸気又はこの金属の酸化物の蒸気として存在できるものであればよい。

処理対象となる金属含有材料の形態及び形状についても特に限定はなく、例えば、粉末状、網状、線状、箔状、ハニカム状等の任意の形態のものを処理対象とすることができる。処理対象の金属含有材料における金属成分の存在状態についても特に限定はない。例えば、回収の対象となる金属成分は、金属単体、該金属を含む合金等の金属状態や、該金属成分を含む酸化物等の化合物の状態などとして処理対象の金属含有材料に含まれていればよい。回収の対象となる金属成分が他の金属との合金として存在する場合には、他の金属は、回収処理を行う条件下において、回収の対象となる金属成分より蒸気圧が低い金属であればよい。

また、酸化物などの材料に回収対象の金属や金属酸化物が担持された状態のものや、回収対象の金属や金属酸化物が被膜状態で存在するもの等、各種の存在状態の金属成分を回収することができる。また、回収対象の金属成分は二種以上含まれていても良い。

特に、回収対象の金属成分として貴金属成分又は希少金属成分を含む廃材、例えば、自動車排気ガス浄化用廃触媒、化学工業用廃触媒、ガスセンサ廃基板、電子基板製造工程廃棄物、廃電子部品、電解用廃電極製品、歯科用等医療用廃材などの廃材を処理対象とする場合には、本発明の金属成分回収剤を用いる回収方法は、この様な廃材から貴金属成分又は希少金属成分を効率よく回収できる方法として特に有効である。

貴金属成分又は希少金属成分を含む廃材を処理対象とする場合には、本発明の金属成分回収剤を用いることによって、貴金属成分や希少金属成分の含量が高い材料だけでなく、貴金属成分又は希少金属成分を僅か数ｐｐｍ程度しか含有しない材料であっても、効率よく貴金属成分や希少金属成分を回収できる。回収対象とする貴金属元素及び希少金属元素としては、例えば、周期表の６族、７族、８族、９族、１３族等に属する金属元素を挙げることができる。これらの族に属する金属元素の内で、例えば、周期表の第５周期又は第６周期に属する金属を効率よく回収できる。この様な貴金属元素及び希少金属元素の例としては、 Mo, W, Re, Ru, Os, Rh, Ir, Inなどを挙げることができる。

金属成分の回収方法
本発明の金属成分の回収方法では、処理対象とする金属含有材料と本発明の金属成分回収剤を、該金属含有材料から生じる金属蒸気又は金属酸化物蒸気と該金属成分回収剤とが接触できる状態において加熱すればよい。

具体的な処理方法としては、例えば、本発明の金属成分回収剤と処理対象の金属含有材料とを、同一の容器に収容し、該金属含有材料に含まれる金属成分の金属蒸気又は金属酸化物蒸気が生じる温度以上まで加熱すればよい。この方法によれば、金属含有材料の構成成分である金属成分の金属蒸気又は金属酸化物蒸気を本発明の金属成分回収剤に接触させることができる。この場合、金属含有材料に含まれる金属成分の金属蒸気又は金属酸化物蒸気が、本発明の金属成分回収剤に十分に接触できる状態であれば、反応容器は完全な密閉状態ではなくてもよいが、発生した蒸気が散逸しない程度の密閉性が保たれていることが必要である。

加熱温度は、金属含有材料に含まれる金属成分が金属蒸気又は金属酸化物蒸気となる温度以上であることに加えて、該金属蒸気又は金属酸化物蒸気に含まれる金属成分と、周期表２族元素又はランタノイド元素とから複合酸化物が形成される温度以上とする。通常、８００℃程度以上であって、形成される複合酸化物の分解温度未満とすればよい。例えば、１０００〜１７００℃程度とすることが好ましく、１２００〜１５００℃程度とすることがより好ましい。

反応容器内では、金属含有材料から生じる金属の蒸気又は金属酸化物の蒸気が、本発明の金属成分回収剤と接触できれば良く、処理対象とする金属含有材料と本発明の回収剤とは、接触した状態でもよく、或いは、非接触状態でもよい。例えば、処理対象の金属含有材料の上に、本発明の回収剤を載せた状態で加熱する方法、或いは、容器内に、金属含有材料と本発明の回収剤とを任意の間隔をあけて非接触状態で配置して加熱する方法等を採用できる。

これらの方法の内で、非接触状態で加熱する方法によれば、金属含有材料と本発明の回収剤との接触を確保するための粉砕等の前処理が不要であり、しかも金属含有材料と本発明の回収剤から形成される複合酸化物とは分離しやすい形態となっており、加熱後の両者の分離が容易である点で有利な方法である。一方、接触状態で加熱する場合には、金属含有材料と本発明の回収剤との距離が短くなるため、回収効率を上げることができる。

反応容器内における金属蒸気又は金属酸化物蒸気の圧力（分圧）については、特に限定的ではないが、通常、１０^−３Ｐａ程度以上とすることが好ましく，１Ｐａ程度以上とすることがより好ましく、１０^２Ｐａ程度以上とすることがさらに好ましい。

反応時間については、特に限定的ではないが、上記した温度範囲で加熱する場合には、５〜２０時間程度とすることが好ましく、１０〜１５時間程度とすることがより好ましい。

反応をより短時間で進行させるためには、本発明の金属成分回収剤に、可能な限り高い圧力（分圧）の金属蒸気又は金属酸化物蒸気を、可能な限り高温で接触させることが好ましい。そのためには、好ましくは処理対象の金属含有材料を本発明の回収剤に接触させた状態で、本発明の回収剤から形成される複合酸化物の分解温度未満であって、分解温度に出来るだけ近い温度で反応させることが望ましい。

尚、金属酸化物の蒸気を生成させる場合には、本発明の回収剤と金属含有材料を収容した容器内に酸素を存在させればよい。この場合には、金属の蒸気を生成させる場合と比較してより低温で所定の圧力の金属酸化物の蒸気を生成させることができる。容器内の酸素の分圧は、１０^−１Ｐａ程度以上とすればよく、１０^４Ｐａ程度以上とすることが好ましい。

上記した方法によって、処理対象となる金属含有材料から金属成分を選択的に回収することができる。この理由については明確ではないが、まず、金属含有材料を加熱することによって回収対象となる金属成分の金属蒸気又は金属酸化物蒸気が生じ、この金属蒸気又は金属酸化物蒸気と本発明の回収剤に含まれる周期表２族元素又はランタノイド元素を含む化合物とが反応して、該金属成分と周期表２族元素又はランタノイド元素から複合酸化物が形成され、これによって該複合酸化物中に金属元素が取り込まれて吸蔵されると考えられる。この際、特に、酸素が存在する状態で金属含有材料を加熱すると、金属単体の場合よりも低い温度で同程度の分圧の金属酸化物の蒸気が生じることがある。この場合には、特に金属含有材料に含まれる回収対象の金属成分の蒸気が発生しやすい環境となり、効率よく金属が吸蔵されると考えられる。

形成される複合酸化物の種類については一概に規定できないが、通常、本発明回収剤に含まれる周期表２族元素又はランタノイド元素と回収される金属成分とからなる複合酸化物に関する相図（状態図）に従った複合金属酸化物が形成されることになる。具体的に形成される複合酸化物の種類については、使用する回収剤の種類、回収剤の量、反応温度、回収される金属成分の種類、金属蒸気又は金属酸化物蒸気の圧力（分圧）等によって異なるが、金属成分の回収量を多くするためには、周期表２族元素又はランタノイド元素と金属成分との組み合わせに応じて、金属成分の比率が高い複合酸化物が形成される条件を採用すればよい。このような条件を採用することによって、例えば、本発明の回収剤に含まれる周期表２族元素又はランタノイド元素の合計量を１００原子％として、１００原子％程度までという多量の金属成分を吸蔵することが可能となる。

金属の溶出、再生方法
上記した方法で本発明の金属成分回収剤から形成される生成物に、金属含有材料に含まれる金属成分を吸蔵させた後、金属成分を吸蔵した生成物を酸に接触させることによって、酸中に金属成分を溶出させることができる。

酸としては、特に限定的ではないが、例えば、フッ酸、塩酸、硝酸、硫酸、燐酸等の無機酸；ギ酸、酢酸等の有機酸等を用いることができる。これらの酸は、一種単独又は二種以上混合して用いることができる。酸の混合物としては、例えば、王水などを用いることができる。工業的には、王水などに比べてマイルドな塩酸、硫酸、硝酸などを用いることが好ましく、特に、環境負荷の点を考慮すると塩化物を生成しないという点から、硫酸、硝酸等が好ましい。

金属成分を溶出させるために用いる酸の濃度は限定的ではないが、反応時間、溶出効率等を考慮すれば、できるだけ高濃度のものが好ましい。ただし、酸の濃度が高すぎると相対的に水の濃度が小さくなるため、沈殿が生成する等して、かえって反応が遅くなる場合もある。また、環境負荷の点を考慮すれば、低濃度の酸が好ましい。これらの点を考慮して、適宜酸の濃度を決めればよい。

金属成分を吸蔵した生成物を酸に接触させる方法については特に限定的ではないが、通常、酸中に該生成物を浸漬し、必要に応じて酸を加熱すればよい。

加熱温度は、酸中において該生成物中の複合酸化物の結晶構造が崩壊して構成成分が酸中に分散し、該生成物に含まれる金属成分がイオンとなって溶液中に溶出する温度とすればよい。通常は、室温から酸の沸点未満の温度とすることができるが、特に、反応時間及び溶出効率を考慮すると、３０〜１００℃程度とすることが好ましい。

上記した方法で酸に溶出された金属成分は、例えば、還元剤により還元する方法；Znなどの金属によるセメンテーション法を用いた回収法；イオン交換樹脂や活性炭に吸着させて回収する方法；溶媒抽出法によって回収から分離精製までを行う方法；電解法による回収方法など公知の方法によって、固体の金属として再生することができる。特に、希少金属成分等を含む廃材を処理対象とする場合には、簡単な方法によって、低コストで効率良く高付加価値の金属を再利用できる点で非常に有利な方法である。

また、金属を回収後の酸溶液中には、複合酸化物の構成成分が酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物等の無機化合物、あるいは有機化合物などの形態で分散している。この酸溶液から、例えば、加熱処理や減圧処理を行って酸を除去することによって、上記した成分を回収することができる。回収された成分は、そのまま、本発明の金属成分回収剤の有効成分として、金属成分の回収方法に再利用することができる。

本発明によれば、以下のような顕著な効果が奏される。

（１）本発明の金属成分回収剤を用いることにより、回収対象の金属成分を含む物質と、これ以外の物質からなる各種の材料から、簡単な処理方法によって回収対象の金属成分のみを効率良く分離回収することができる。

（２）特に、貴金属成分又は希少金属成分を含む廃材を処理対象とする場合には、希少で高価な資源である貴金属や希少金属を簡単な処理方法で効率良く回収できる。しかも、本発明方法によれば、廃材中の金属成分の含量が少ない場合であっても、効率よく金属成分を回収することが可能である。

（３）本発明の金属成分回収剤から形成される生成物に吸蔵された金属成分は、各種の酸を用いて容易に溶出させることができ、その後、公知の方法を利用して、固体の金属として再利用できる。

（４）金属元素を溶出した後、酸残渣に含まれる成分は、そのまま、本発明の金属成分回収剤の有効成分として金属の回収に再利用できるので、経済的に非常に有利である。

実施例１で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例２で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例３で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例４で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例５で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例６で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例７で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例８で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例９で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例１０で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例１１で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例１２で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。実施例１３で得た反応後混合物粉末のＸ線回折図。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

実施例１
ＣａＯを用いたモリブデン箔からのモリブデンの回収
ＣａＯ粉末（0.25ｇ）とモリブデン箔（厚さ0.035ｍｍ、重量0.4ｇ）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１３００℃で１０時間焼成することにより、モリブデン箔が蒸発するとともに、ＣａＯ粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。図１は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、ＣａＭｏＯ_４及びＣａＯを９８：２の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってモリブデン含有複合酸化物であるＣａＭｏＯ_４を含む生成物が得られ、該生成物中にモリブデンが吸蔵されることが確認できた。

実施例２
ＳｒＣＯ _３を用いたモリブデン箔からのモリブデンの回収
ＳｒＣＯ_３粉末（0.5ｇ）とモリブデン箔（厚さ0.035ｍｍ、重量0.4ｇ）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１３００℃で１０時間焼成することにより、モリブデン箔が蒸発するとともに、ＳｒＣＯ_３粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。

図２は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、ＳｒＭｏＯ_４及びＳｒ_３ＭｏＯ_６を９９．８：０．２の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってモリブデン含有複合酸化物であるＳｒＭｏＯ_４及びＳｒ_３ＭｏＯ_６含む生成物が得られ、該生成物中にモリブデンが吸蔵されることが確認できた。

実施例３
ＢａＣＯ _３を用いたモリブデン箔からのモリブデンの回収
ＢａＣＯ_３粉末（２ｇ）とモリブデン箔（厚さ0.035ｍｍ、重量0.4ｇ）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１３００℃で１０時間焼成することにより、モリブデン箔が蒸発するとともに、ＢａＣＯ_３粉末を入れたセラミックス容器中で黄色の粉末が得られた。

図３は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、Ｂａ_２ＭｏＯ_５、ＢａＭｏＯ_４、ＢａＭｏ_３Ｏ_１０、及びＢａＣＯ_３を９４：１：３：２の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってモリブデン含有複合酸化物であるＢａ_２ＭｏＯ_５、ＢａＭｏＯ_４、及びＢａＭｏ_３Ｏ_１０を含む生成物が得られ、該生成物中にモリブデンが吸蔵されることが確認できた。

実施例４
ＣａＯを用いたタングステン箔からのタングステンの回収
ＣａＯ粉末（0.8ｇ）とタングステン箔（厚さ0.035ｍｍ、重量0.3ｇ）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１３７５℃で１０時間焼成することにより、タングステン箔が蒸発するとともに、ＣａＯ粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。図４は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、Ｃａ_３ＷＯ_６、ＣａＷＯ_４、及びＣａＯを６２：８：３０の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってタングステン含有複合酸化物であるＣａ_３ＷＯ_６及びＣａＷＯ_４を含む生成物が得られ、該生成物中にタングステンが吸蔵されることが確認できた。

実施例５
ＳｒＣＯ _３を用いたタングステン箔からのタングステンの回収
ＳｒＣＯ_３粉末（３ｇ）とタングステン箔（厚さ0.035ｍｍ、重量0.4ｇ）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１４００℃で１０時間焼成することにより、タングステン箔が蒸発するとともに、ＳｒＣＯ_３粉末を入れたセラミックス容器中で白色の粉末が得られた。

図５は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、Ｓｒ_３ＷＯ_６、ＳｒＷＯ_４、Ｓｒ_２ＷＯ_５、及びＳｒ(ＯＨ)_２を７２：１５：５：８の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってタングステン含有複合酸化物であるＳｒ_３ＷＯ_６、ＳｒＷＯ_４、及びＳｒ_２ＷＯ_５を含む生成物が得られ、該生成物中にタングステンが吸蔵されることが確認できた。

実施例６
ＢａＣＯ _３を用いたタングステン箔からのタングステンの回収
ＢａＣＯ_３粉末（4ｇ）とタングステン箔（厚さ0.035ｍｍ、重量0.3ｇ）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１３００℃で１０時間焼成することにより、タングステン箔が蒸発するとともに、ＢａＣＯ_３粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。

図６は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、ＢａＷＯ_４、Ｂａ_３ＷＯ_６、Ｂａ_２ＷＯ_５、及びＢａＡｌ_２Ｏ_４を４６：２５：２０：９の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってタングステン含有複合酸化物であるＢａＷＯ_４、Ｂａ_３ＷＯ_６、及びＢａ_２ＷＯ_５を含む生成物が得られ、該生成物中にタングステンが吸蔵されることが確認できた。

実施例7
ＣａＯを用いた二酸化ルテニウム粉末からのルテニウムの回収
ＣａＯ粉末（重量0.09ｇ）と二酸化ルテニウム粉末（重量0.2ｇ）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１２００℃で１０時間焼成することにより、二酸化ルテニウム粉末の一部が蒸発するとともに、ＣａＯ粉末を入れたセラミックス容器中で黒色の粉末が得られた。

図７は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、ＣａＲｕＯ_３及びＣａＯを７２：２８の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってルテニウム含有複合酸化物であるＣａＲｕＯ_３含む生成物が得られ、該生成物中にルテニウムが吸蔵されることが確認できた。

実施例８
ＳｒＣＯ _３を用いたルテニウム粉末からのルテニウムの回収
ＳｒＣＯ_３粉末（重量0.3ｇ）とルテニウム粉末（重量0.2ｇ）を１個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に非接触の状態で入れ、その後、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１２５０℃で１０時間焼成することにより、ルテニウム粉末の一部が蒸発するとともに、ＳｒＣＯ_３粉末（無色）が黒色に変化した。

図８は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、ＳｒＲｕＯ_３、Ｓｒ_２ＲｕＯ_４、Ｓｒ(ＯＨ)_２・Ｈ_２Ｏ、及びＳｒＣＯ_３を５５：３０：１３：２の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってルテニウム含有複合酸化物であるＳｒＲｕＯ_３及びＳｒ_２ＲｕＯ_４を含む生成物が得られ、該生成物中にルテニウムが吸蔵されることが確認できた。

実施例９
ＳｒＣＯ _３を用いたイリジウム箔からのイリジウムの回収
ＳｒＣＯ_３粉末（重量0.14ｇ）とイリジウム箔（重量0.03ｇ）を１個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に非接触の状態で入れ、その後、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１４００℃で１０時間焼成することにより、イリジウム箔の一部が蒸発するとともに、ＳｒＣＯ_３粉末（無色）が黒色に変化した。

図９は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、Ｓｒ_４ＩｒＯ_６、Ｓｒ_２ＩｒＯ_４、Ｓｒ(ＯＨ)_２・Ｈ_２Ｏ、及びＳｒＣＯ_３を５８：５：２：３５の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってイリジウム含有複合酸化物であるＳｒ_４ＩｒＯ_６及びＳｒ_２ＩｒＯ_４を含む生成物が得られ、該生成物中にイリジウムが吸蔵されることが確認できた。

実施例１０
ＣａＯを用いたレニウム−タングステン合金線からのレニウム、タングステンの回収
ＣａＯ粉末（重量0.2ｇ）とレニウム−タングステン合金線（直径１mm、長さ35mm、重量0.5ｇ、レニウムとタングステンの重量％比２５：７５）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１３７５℃で１０時間焼成することにより、レニウム−タングステン合金線が蒸発するとともに、ＣａＯ粉末を入れたセラミックス容器中で黄色の粉末が得られた。

図１０は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、Ｃａ_３ＲｅＯ_６、Ｃａ_１１Ｒｅ_４Ｏ_２４、及びＣａＷＯ_４を６１：３５：４の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってレニウム含有複合酸化物であるＣａ_３ＲｅＯ_６及びＣａ_１１Ｒｅ_４Ｏ_２４、並びにタングステン含有複合酸化物ＣａＷＯ_４を含む生成物が得られ、該生成物中にレニウム及びタングステンが吸蔵されることが確認できた。

実施例１１
Ｌａ _２Ｏ _３を用いたモリブデン箔からのモリブデンの回収
Ｌａ_２Ｏ_３粉末（0.7ｇ）とモリブデン箔（厚さ0.035ｍｍ、重量0.4ｇ）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１３００℃で１０時間焼成することにより、モリブデン箔が蒸発するとともに、Ｌａ_２Ｏ_３粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。

図１１は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、Ｌａ_２Ｍｏ_２Ｏ_９及びＬａ_２ＭｏＯ_６を９１：９の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってモリブデン含有複合酸化物であるＬａ_２Ｍｏ_２Ｏ_９及びＬａ_２ＭｏＯ_６を含む生成物が得られ、該生成物中にモリブデンが吸蔵されることが確認できた。

実施例１２
Ｌａ _２Ｏ _３を用いた酸化インジウム粉末からのインジウムの回収
Ｌａ_２Ｏ_３粉末（0.5g）と酸化インジウム粉末（0.5g）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１５００℃で１０時間焼成することにより、酸化インジウム粉末の一部が蒸発するとともに、Ｌａ_２Ｏ_３粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。

図１２は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、ＬａＩｎＯ_３及びＬａ_２Ｏ_３を９：９１の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってインジウム含有複合酸化物であるＬａＩｎＯ_３を含む生成物が得られ、該生成物中にインジウムが吸蔵されることが確認できた。

実施例１３
ＳｒＣＯ _３を用いた酸化インジウム粉末からのインジウムの回収
ＳｒＣＯ_３粉末（1.0g）と酸化インジウム粉末（0.5g）を同一寸法の２個のセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約15cm³）内に別々に入れ、その後、これら２個の容器をセラミックス容器（アルミナ製、直方体状、容積：約400cm³）内に入れて、該容器に蓋をした。次いで、空気中、１４５０℃で１０時間焼成することにより、酸化インジウム粉末の一部が蒸発するとともに、ＳｒＣＯ_３粉末を入れたセラミックス容器中で無色の粉末が得られた。

図１３は得られた粉末のＸ線回折図であり、リートベルト解析により、Ｓｒ_２Ｉｎ_２Ｏ_５、ＳｒＯ、Ｓｒ（ＯＨ）_２及びＳｒＣＯ_３を１：８６：１２：１の重量％比で含む混合物であることが分かった。

以上の結果から、上記した熱処理によってインジウム含有複合酸化物であるＳｒ_２Ｉｎ_２Ｏ_５を含む生成物が得られ、該生成物中にインジウムが吸蔵されることが確認できた。

Claims

周期表２族元素を含む化合物又はランタノイド元素を含む化合物を有効成分とする、金属成分を含有する材料から回収対象の金属成分を回収するために用いる金属成分回収剤であって、
周期表２族元素を含む化合物が、金属元素として周期表２族元素のみを含む化合物であって、Mg，Sr及びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素のみを含む化合物であり、
ランタノイド元素を含む化合物が、金属元素としてランタノイド元素のみを含む化合物であり、
回収対象の金属成分が、周期表の６族、７族、８族、９族及び１３族の各群に属する金属から選ばれた少なくとも一種である、
金属成分回収剤。
回収対象の金属成分が周期表の第５周期又は第６周期に属する金属である、請求項１に記載の金属成分回収剤。
金属元素として周期表２族元素のみを含む化合物であって、Mg，Sr及びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物であり、金属元素としてランタノイド元素のみを含む化合物であって、La及びNdからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物である、請求項１又は２に記載の金属成分回収剤。
金属成分を含有する材料と金属成分回収剤とを、金属成分を含有する材料を加熱した際に生じる金属の蒸気又は金属酸化物の蒸気と、該金属成分回収剤とが接触する状態において酸素の存在下で加熱することにより金属成分を含有する材料から回収対象の金属成分を回収する方法であって、
該金属成分回収剤が、金属元素として周期表２族元素のみを含む化合物又は金属元素としてランタノイド元素のみを含む化合物を有効成分とし、
回収対象の金属成分が、周期表の６族、７族、８族、９族及び１３族の各群に属する金属から選ばれた少なくとも一種である、
金属成分を回収する方法。
回収対象の金属成分が、周期表の第５周期又は第６周期に属する金属である、請求項４に記載の方法。
金属元素として周期表２族元素のみを含む化合物であって、Mg，Ca，Sr及びBaからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物であり、金属元素としてランタノイド元素のみを含む化合物であって、La及びNdからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を含む酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、及びアルコキシド化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物である、請求項４又は５に記載の方法。
金属成分を含有する材料と金属成分回収剤とを、同一の容器内に収容して加熱する請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。
金属成分を含有する材料が、周期表の６族、７族、８族、９族及び１３族の各群に属する金属から選ばれた少なくとも一種の金属を含有する廃材である請求項４〜７のいずれか１項に記載の方法。
請求項４〜８のいずれかに記載の方法で金属成分を回収した後、回収された金属成分を酸によって溶出し、その後、固体金属として再生することを特徴とする、金属の再生方法。