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JP7808528B2 - Method for recovering ruthenium and iridium - Google Patents
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JP7808528B2 - Method for recovering ruthenium and iridium - Google Patents

Method for recovering ruthenium and iridium

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JP7808528B2 JP2022135365A JP2022135365A JP7808528B2 JP 7808528 B2 JP7808528 B2 JP 7808528B2 JP 2022135365 A JP2022135365 A JP 2022135365A JP 2022135365 A JP2022135365 A JP 2022135365A JP 7808528 B2 JP7808528 B2 JP 7808528B2
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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 processed into crude copper of 99% purity or more in a converter and refining furnace, after which electrolytic refining produces electrolytic copper with a purity of, for example, 99.99% or more. Valuable materials other than copper are precipitated as sediment 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。 This sediment also contains concentrated precious metals, rare metals, and the selenium and tellurium contained in copper concentrate. These elements are separated and recovered individually as by-products of copper smelting.

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。 Hydrometallurgical methods are often used to treat this precipitate. For example, Patent Document 1 discloses a method in which silver is recovered from the precipitate using hydrochloric acid-hydrogen peroxide, dissolved gold is recovered by solvent extraction, and then other valuables are sequentially reduced and recovered using sulfur dioxide. Patent Document 2 discloses a method in which gold and silver are recovered using a similar method, and then the valuables are reduced and precipitated using sulfur dioxide, and only the selenium is distilled and removed to concentrate the 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 obtained after the precious metals have been recovered contains rare metal ions, tellurium, and selenium, and it is necessary to further recover these valuable materials. Known methods for recovering these valuable materials include recovering the precipitate formed by the use of a reducing agent, and mixing the solution with copper concentrate, drying it in a dryer, and then returning it to the 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 of recovering precipitates produced by sulfur dioxide, as shown in Patent Document 1, has many advantages in terms of cost and production scale. In addition, since each element precipitates sequentially, it is also 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 methods for recovering valuables using sulfur dioxide, valuables can be recovered by sequentially reducing them after dissolution. Platinum and palladium precipitate first, followed by selenium, which is reduced. Iridium and ruthenium have relatively low redox potentials and are therefore less susceptible to reduction, remaining in the solution until the end. Regarding iridium, a widely known method, as described in Patent Document 3, involves separating it through solvent extraction, concentrating it, and then calcining it to recover it. Patent Document 4 also 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, reducing and precipitating the precious metal.

特開2001-316735号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-316735 特開2016-160479号公報JP 2016-160479 A 特開2004-332041号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-332041 特開2002-115015号公報Japanese Patent Application Laid-Open 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 an acidic solution containing dissolved copper electrolytic deposits is approximately 1 to 100 mg/L. Iridium is an expensive metal, but at such low concentrations, smelting using solvent extraction is not cost-effective. In addition, the efficiency of separation from other metals and 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 NaBrO3 is used. The cost of the oxidizing agent is high, and this method is not suitable for recovering ruthenium from dilute solutions with high impurities, such as precipitate solutions, which have a ruthenium concentration of about 50 to 200 mg/L. Furthermore, ruthenium tetroxide is highly toxic, and there are safety issues with 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 an effective method for recovering 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, when cementing with base metals, a large amount of metal is used to increase the recovery rate. Under strongly acidic conditions, hydrogen is generated in a concentrated manner in a short period of time, causing boiling over, or the hydrogen generated by static electricity can explode. Furthermore, 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。 Iridium and ruthenium are known to precipitate as their hydroxides. However, both elements precipitate simultaneously in alkaline regions, making them impossible to recover separately. A more general problem is the high cost of alkaline reagents when neutralizing strong acids. 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, these sparingly soluble sulfates are expected to deposit in the piping of manufacturing equipment, causing blockages.

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 minimizing contamination with other metals. Copper contamination is a particular concern when copper electrolytic deposits are used as the raw material. If copper is present in amounts that are difficult to remove by oxidative leaching, a separate process to remove the copper is required. Furthermore, no inexpensive, efficient method is known for separating and precipitating low concentrations of 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 consideration of these conventional circumstances, the present invention provides a method for efficiently separating and recovering ruthenium and iridium from an acidic solution containing ruthenium and iridium. In particular, an acidic solution obtained by oxidizing and dissolving electrolytic deposits generated in the electrolytic refining process in copper smelting is an ideal candidate for the acidic solution 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 problems can be solved by the inventions specified below.
That is, the present invention includes the following inventions.
[1] A ruthenium recovery step in which an acidic solution containing ruthenium, iridium, and one or more elements selected from the group consisting of copper, arsenic, and antimony is adjusted to 60°C or less, and (1) metallic iron is added so that the amount becomes 0.5 to 4.0 g/L, or (2) metallic iron is added until the oxidation-reduction potential using a silver/silver chloride reference electrode reaches 150 mV or less, thereby precipitating ruthenium, followed by solid-liquid separation;
a sulfurization step in which the filtrate obtained by performing solid-liquid separation after precipitating the ruthenium is adjusted to 70°C or less, and one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrosulfide, and sodium sulfide are added as a sulfurizing agent to precipitate one or more elements of copper, arsenic, and antimony;
an iridium recovery step of precipitating one or more elements selected from copper, arsenic, and antimony, followed by solid-liquid separation, adjusting the temperature of the resulting filtrate to 40°C or higher, and adding sodium thiosulfate or a solution containing thiosulfate ions to precipitate iridium;
A method for recovering ruthenium and iridium, comprising:
[2] a ruthenium recovery step in which an acidic solution containing ruthenium, iridium, and one or more elements selected from the group consisting of copper, arsenic, and antimony is adjusted to 40°C or higher, and (1) copper-coated iron powder is added as metallic iron so that the iron content is 0.5 to 4.0 g/L, or (2) copper-coated iron powder is added as metallic iron until the oxidation-reduction potential using a silver/silver chloride reference electrode reaches 150 mV or less, thereby precipitating ruthenium, followed by solid-liquid separation;
a sulfurization step in which the filtrate obtained by performing solid-liquid separation after precipitating the ruthenium is adjusted to 70°C or less, and one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrosulfide, and sodium sulfide are added as a sulfurizing agent to precipitate one or more elements of copper, arsenic, and antimony;
an iridium recovery step of precipitating one or more elements selected from copper, arsenic, and antimony, followed by solid-liquid separation, adjusting the temperature of the resulting filtrate to 40°C or higher, and adding sodium thiosulfate or a solution containing thiosulfate ions to precipitate iridium;
A method for recovering ruthenium and iridium, comprising:
[3] The method for recovering ruthenium and iridium according to [1] or [2], wherein in the ruthenium recovery step, the acidic solution containing ruthenium, iridium, and one or more elements of copper, arsenic, and antimony is an acidic solution obtained by blowing sulfur dioxide or hydrogen sulfide into the acidic solution or adding an aldehyde reducing agent to precipitate platinum, gold, palladium, and selenium, thereby adjusting the elemental concentrations of platinum, gold, palladium, and selenium to 10 mg/L or less.
[4] The method for recovering ruthenium and iridium according to any one of [1] to [3], wherein in the ruthenium recovery step, the metallic iron is added in an amount 5 to 25 times by mass the amount of ruthenium in the acidic solution.
[5] The method for recovering ruthenium and iridium according to any one of [1] to [4], wherein in the sulfurization step, at least one of hydrogen sulfide, sodium hydrosulfide, and sodium sulfide is added as the sulfurizing agent in an amount 5 to 20 times by mass the copper concentration when converted into a sulfur content concentration.
[6] The method for recovering ruthenium and iridium according to any one of [1] to [5], wherein in the ruthenium recovery step, the acidic solution containing ruthenium, iridium, and one or more elements of copper, arsenic, and antimony is an acidic solution obtained after dissolving a metal electrolytic deposit.
[7] The method for recovering ruthenium and iridium according to any one of [1] to [6], wherein the iridium concentration in the acidic solution in the ruthenium recovery step is 100 mg/L or less, and the sodium thiosulfate salt or the thiosulfate ion-containing solution is added in the iridium recovery step so that the concentration is 5 g/L or more, calculated as sodium thiosulfate pentahydrate.

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。 The present invention provides a method for efficiently separating and recovering ruthenium and iridium from an acidic solution 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。FIG. 1 is a flow diagram illustrating an embodiment of the present invention.

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, we will explain in detail the modes for implementing the present invention. It should be understood that the present invention is not limited to the following embodiments, and that appropriate design changes and improvements may be made based on the common knowledge of those skilled in the art, without departing from the spirit of the present invention.

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。 Figure 1 shows a flow diagram that outlines one embodiment of the present invention. The flow diagram in Figure 1 lists specific examples of each step, and the present invention is not limited to this flow diagram alone. In one aspect, a method for recovering ruthenium and iridium according to an embodiment of the present invention includes a ruthenium recovery step in which an acidic solution containing ruthenium, iridium, and one or more elements selected from the group consisting of copper, arsenic, and antimony is adjusted to a temperature of 60°C or below, and either (1) metallic iron is added in an amount of 0.5 to 4.0 g/L, or (2) metallic iron is added until the oxidation-reduction potential (RED) using a silver/silver chloride reference electrode reaches 150 mV or less to precipitate ruthenium, followed by solid-liquid separation; a sulfurization step in which the filtrate obtained by precipitating ruthenium and performing solid-liquid separation is adjusted to a temperature of 70°C or below, and one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrosulfide, and sodium sulfide are added as a sulfiding agent to precipitate one or more elements selected from the group consisting of copper, arsenic, and antimony; and an iridium recovery step in which the filtrate obtained by precipitating one or more elements selected from the group consisting of copper, arsenic, and antimony is subjected to solid-liquid separation after the filtrate is adjusted to a temperature of 40°C or above, and sodium thiosulfate or a solution containing thiosulfate ions is added 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 an embodiment of the present invention, the acidic solution containing ruthenium and iridium to be treated may be obtained through any process. However, an acidic solution obtained by oxidizing and dissolving electrolytic deposits generated in the electrolytic refining process of copper smelting is particularly suitable as the iridium-containing acidic solution of the present invention. Furthermore, electrolytic deposits generated in the electrolytic refining process of non-ferrous metal smelting, particularly copper smelting, are enriched with platinum group elements along with other rare elements. Rare elements are not smelted separately; rather, they are recovered as by-products of other metals or separated from recycled materials such as waste catalysts. Therefore, the ruthenium and iridium recovery method according to an embodiment of the present invention can also be applied to recycling from waste. In other words, the acidic solution containing ruthenium and iridium generated in the waste treatment process can be used.

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 method for recovering ruthenium and iridium according to an embodiment of the present invention, if the acidic solution containing ruthenium and iridium to be treated is a hydrochloric acid solution obtained through a specified process, it will contain various metal elements in addition to ruthenium (Ru) and iridium (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 replaced preferentially over ruthenium. As will be explained in more detail later, it is necessary to reduce the concentrations of these elements beforehand.

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, we will show how to produce a hydrochloric acid solution containing ruthenium and iridium from electrolytic deposits from the copper electrorefining process of copper smelting. First, copper is dissolved and removed from the electrolytic deposits from the copper electrorefining process of copper smelting using sulfuric acid. Next, concentrated hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution are added and dissolved, followed by solid-liquid separation to obtain PLS (pregnant leach solution). Platinum group elements, rare metal elements, chalcogen elements, arsenic, antimony, etc. are distributed in the pregnant leach 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 pregnant leach solution (PLS) is cooled once, and chlorides of base metals such as lead and antimony are precipitated and separated. Gold is then separated into an organic phase by solvent extraction. Dibutyl carbitol (DBC) is widely used as the gold extractant. Sulfur dioxide is blown into the extract to reduce and remove precious metals such as platinum and palladium, as well as selenium and tellurium. Subsequent solid-liquid separation produces a hydrochloric acid 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 a method for recovering ruthenium and iridium according to an embodiment of the present invention, it is preferable to adjust the concentration of impurity elements such as platinum, gold, palladium, and selenium to 10 mg/L or less by blowing sulfur dioxide or hydrogen sulfide into an acidic solution containing ruthenium and iridium, or by adding an aldehyde reducing agent. Examples of such aldehydes include formaldehyde and methylglyoxal. Note that if the concentration of impurity elements such as platinum, gold, palladium, and selenium in the acidic solution to be treated is 10 mg/L or less, blowing in or adding the reducing agent is not necessary.

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。 Valuable materials remaining in the acidic solution after the above-mentioned treatment include ruthenium, iridium, antimony, copper, etc. Of these, ruthenium and iridium have particularly high added value and are therefore preferably recovered. The post-reduction solution also contains arsenic at 0.5 to 3 g/L, but arsenic is relatively easy to separate from metals, and some contamination is acceptable when recovering valuable materials. It is also preferable to recover ruthenium and iridium separately.

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。 Metal cementation is an effective way to recover ruthenium from the post-reduction solution. However, since the acidic solution contains arsenic, the metal must have an oxidation-reduction potential of -380 mV or higher using a silver/silver chloride reference electrode to suppress the generation of arsine. Metals that meet the conditions for cementation of 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。 Of the metals used in ruthenium cementation, the following pose individual problems. Copper also precipitates significant amounts of arsenic as copper arsenide, lead contaminates the ruthenium as unreacted lead does not dissolve in the acid, and nickel is expensive. However, although metallic iron does have the problem of generating large amounts of hydrogen instantaneously during reaction, this is not a major issue if the temperature of the acid solution is adjusted to below 60°C, preferably between 30 and 60°C, and metallic iron is added so that the concentration in the acid solution is 0.5 to 4.0 g/L. Furthermore, adding metallic iron causes ruthenium to undergo cementation before copper and arsenic, making it possible to separate and recover it.

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。 In addition, in the ruthenium recovery process, it is preferable to add metallic iron in an amount 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 solution, there is a risk that cementation of the ruthenium by the metallic iron will be insufficient. Furthermore, if the amount of metallic iron added is more than 25 times the mass of ruthenium in the acidic solution, it will be disadvantageous in terms of cost and there is a risk of impurities being 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 metallic iron to be added, iron powder is preferred due to its high reactivity. There are no particular restrictions on the grade of metallic iron. As will be explained later, the metallic iron to be added should be reducible, and even iron powder with a portion of its surface coated with copper (copper-coated iron powder) will work. In this case, copper-coated iron powder is added as metallic iron so that the iron content is 0.5 to 4.0 g/L. The dissolved copper is precipitated and removed as sulfide after ruthenium recovery, so contamination does not pose a major problem. Furthermore, when using copper-coated iron powder, the temperature of the acidic solution should be adjusted to 40°C or higher, and the copper-coated iron powder should be 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。 When metallic iron comes into contact with an acidic solution, it generates hydrogen, which can be explosive. Furthermore, if iron powder is used as metallic iron, its large surface area can cause a large amount of hydrogen to be generated in a short period of time, causing the solution to boil over. Therefore, especially when using iron powder, it is best to add it in multiple batches rather than all at once.

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 indicator for ruthenium cementation, metallic iron can be added until the redox potential of the acidic solution reaches 150 mV or less. Below this potential, the ruthenium concentration drops 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。 To avoid the risk of overflow or explosion due to hydrogen generation, it is possible to use iron powder whose surface is partially coated with copper (copper-coated iron powder). In principle, hydrogen generation is suppressed by limiting contact between metallic iron and the acidic solution. After the copper gradually dissolves, the iron that appears on the surface reacts with ruthenium. If the copper content is too high, contact efficiency may be reduced, so the copper content of the copper-coated iron powder is preferably 70% by mass or less, and 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。 After precipitating ruthenium, the ruthenium-containing material obtained by solid-liquid separation is separated from iridium and other impurities using known methods. For example, after oxidative dissolution, sodium bromate is added and ruthenium tetroxide is distilled and separated for recovery. Iridium is sufficiently concentrated in this oxidative dissolution liquid, and can also be recovered using known solvent extraction methods.

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, which is the filtrate after cementation separation (solid-liquid separation) of ruthenium. Suitable sulfiding agents are hydrogen sulfide, sodium hydrosulfide, and sodium sulfide, and any one or more of these may be used. Sodium thiosulfate is also known as a sulfiding agent, but is unsuitable as it may cause some of the iridium to precipitate and be lost. The sulfiding agent precipitates 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 solution during sulfurization using the sulfurizing agent should be adjusted to 70°C or below. If the temperature of the acidic solution is higher than 70°C, there is a risk that the precipitated copper sulfide will re-dissolve. In addition, the reducing sulfur that forms sulfides from the solution may volatilize as hydrogen sulfide, reducing the 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 5 to 20 times the copper concentration, converted into sulfur content, by mass. More preferably, it is added in an amount 5 to 12 times the copper concentration. If the amount of sulfurizing agent added is less than 5 times the copper concentration by mass, there is a risk that an excessive amount of the element to be removed by sulfurization will remain. If the amount of sulfurizing agent added is more than 20 times the copper concentration by mass, there is a risk that the amount of precipitate produced in the next step of recovering iridium will be extremely small, making solid-liquid separation difficult. There is also a risk that reagent costs will 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。 The sulfide precipitate separated during the sulfurization process contains valuable materials such as copper and lead, so it can be recycled into the smelting furnace and reused as a valuable raw material.

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 of copper, arsenic, and antimony in the sulfurization process, solid-liquid separation is performed. The resulting filtrate is adjusted to 40°C or higher, preferably 60°C or higher, and sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions is added to precipitate iridium. Sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions is added to precipitate iridium at a concentration of 5 g/L or more, calculated as sodium thiosulfate pentahydrate. Iridium hardly precipitates with the sulfurizing agent used in the previous sulfurization process. In contrast, thiosulfate ions have coordination ability, so 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。 A typical example of sodium thiosulfate salt is 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. Sodium thiosulfate pentahydrate is particularly suitable due to its low toxicity.

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 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 process is dilute, at 100 mg/L or less, precipitating only iridium results in too little recovery, causing problems with solid-liquid separation. The presence of a moderate 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 step is high, it is more efficient to recover it by precipitation with KCl or NH 4 Cl, but when the iridium concentration is dilute, such as 100 mg/L or less, it is preferable to recover it by precipitation by adding sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions. In this case, sodium thiosulfate salt or a solution containing thiosulfate ions may be added so that the concentration, calculated as sodium thiosulfate pentahydrate, is 5 g/L or more, or may be added so that it is 5 to 20 g/L or more.

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。 The precipitated iridium-containing material is subjected to solid-liquid separation, followed by separation of iridium from other impurities using known methods. For example, one method involves oxidative dissolution followed by separation and recovery of iridium using solvent extraction. The iridium recovered as a precipitate is sufficiently concentrated, and can be recovered using known solvent extraction methods.

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。 The following examples are provided to provide a better understanding of the present invention and its advantages, but the present invention is not limited to these 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。
(Experimental Example 1)
Copper was dissolved and removed from electrolytic deposits derived from the copper electrorefining process of copper smelting using sulfuric acid. Concentrated hydrochloric acid and 60% hydrogen peroxide solution were added for dissolution, followed by solid-liquid separation to obtain PLS (pregnant leach solution). 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 the PLS were mixed to extract gold. After gold extraction, the PLS was heated to 70°C, and sulfur dioxide was blown in to reduce and remove the precious metals, selenium, and tellurium. This was then subjected to solid-liquid separation to obtain a hydrochloric acid 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 taken and heated to 60°C. The iridium concentration of the sulfur dioxide reduced solution was 25 mg/L and the ruthenium concentration was 77 mg/L. The sulfur dioxide reduced solution also contained, as other elements, 1.32 g/L of arsenic, 0.49 g/L of copper, and 230 mg/L of antimony. Iron powder (P80 = 150 to 200 μm) in the amount shown in Table 1 was added and stirred.
The reaction was stopped after a predetermined time, and the precipitate was separated into solid and liquid. After filtration, the ORP (oxidation-reduction potential) of the solution was measured, and the concentrations of various elements were quantified.
All reagents used were of special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. The element concentrations in the solutions were quantified by taking 2 mL of the solution, adjusting the volume to 50 mL, and then quantifying the concentrations using ICP-OES (SPS3100 manufactured by Seiko Instruments Inc.). The solution containing the precipitate was adjusted to 100 mL, and its concentration was determined. The results are shown in Table 1. "ND" in Table 1 indicates that the element in question 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 adding 0.1g of iron powder to 200mL of raw material solution resulted in preferential cementation of ruthenium. Furthermore, it can be seen that adding 0.3g or more of iron powder resulted in sufficient recovery of ruthenium. However, excessive iron powder increases the amount of arsenic and copper contamination. Therefore, it is preferable to add 0.8g 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 dropped sharply when more than 0.3g of iron powder was added. This indicates that adding iron powder until the ORP falls below 150mV is sufficient to cement ruthenium.

(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。
(Experimental Example 2)
200 mL of the same iridium-containing liquid as in Experimental Example 1 was taken and heated to 40 to 80°C. 0.6 g of iron powder was added. After stirring for 1 hour, the reaction was stopped. The filtrate was filtered and the component elements were quantified. The quantification method was the same as in Experimental Example 1. The results are shown in Table 2. "ND" in Table 2 indicates that the element in question 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。 The results in Table 2 show that iridium precipitates when the temperature exceeds 60°C, so temperatures below 60°C are ideal for preferentially cementing ruthenium with iron powder. Copper becomes mixed in at lower temperatures, but this can be controlled by adjusting the amount of iron powder added. It is also assumed that metallic copper produced by cementation will easily dissolve in acid. This is because, as Table 2 shows, the copper concentration increases as the temperature increases, and it is thought that cemented copper was produced once but then re-dissolved.

(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。
(Experimental 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 filtered and the amount of each element in the filtrate was quantified. The quantification method was the same as in 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 the addition of sodium hydrosulfide (NaSH) causes almost no sulfide or reduction precipitates in ruthenium and iridium. In contrast, copper selectively produces 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 can be converted to copper sulfide by sulfiding agents such as hydrogen sulfide and sodium sulfide, in addition to sodium hydrosulfide. The results of Experimental Example 3 showed that 1 g of sodium hydrosulfide per 200 mL of solution was effective. This corresponds to 5.8 times the sulfur concentration of sodium hydrosulfide by mass. 2 g corresponds to 11.6 times the sulfur concentration by mass. Therefore, the reducing sulfur contained in the sulfiding agent should be added in an amount 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。
(Experimental 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, and the mixture was stirred and cemented for 30 minutes. The filtrates after solid-liquid separation were each heated to 40 to 70°C, and 1 g of sodium hydrosulfide was added. The mixture was stirred for 1 hour and then filtered again. The concentrations of each element in the filtrate were quantified. The filtrates were heated to 70°C, and 2 g or 4 g of sodium thiosulfate pentahydrate was added. The mixture was stirred for 1 hour and filtered, and the contents of each element were quantified. The quantification method was the same as in Experimental Example 1. The results are shown in Table 4 (element concentrations after sulfurization) and Table 5 (element concentrations 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。 The results in Tables 4 and 5 show that ruthenium can be cemented with iron powder, copper and antimony can be removed by sulfurization, and the remaining iridium can be recovered using 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 a rate of 2g per 200mL of the target liquid, but had almost no effect on antimony. It was effective on copper, but if it was removed beforehand by sulfurization, it would not contaminate the iridium. Although the concentration was not measured, lead sulfide does not dissolve in water, and its ionization tendency is intermediate between that of iron and copper, so it is certain that it will precipitate and be removed.

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 liquid is low, and the arsenic compounds that precipitate during solid-liquid separation act as a filter aid. Therefore, there is no need to thoroughly remove arsenic during 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。
(Experimental Example 5)
Copper-coated iron powder was prepared as follows. Iron powder was contacted with a copper sulfate solution containing copper sulfate in an amount five times the mass of iron, and stirred for 20 seconds. Two copper contents were prepared: 30% and 70%. The 70% copper content was prepared at a reaction temperature of 60°C during contact with the copper sulfate solution.

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 heated to 60°C or 40°C. 0.4 g of copper-coated iron powder was added, stirred, and cemented for 30 minutes. The filtrate after solid-liquid separation was heated to 40°C, and sodium hydrosulfide was added and stirred for 1 hour. Taking copper concentration into consideration, 2 g of sodium hydrosulfide was added to the 30% copper powder and 3 g to the 70% copper powder, and the mixture was filtered again. The concentration of each element in the filtrate was quantified. The filtrate was heated to 70°C, and 4 g of sodium thiosulfate pentahydrate was added. The mixture was stirred for 1 hour, filtered, and the elemental components were quantified. The quantification method was the same as in Experimental Example 1. The results are shown in Table 6 (element concentration after cementation), Table 7 (element concentration after sulfurization), and Table 8 (element concentration after sodium thiosulfate addition). In Tables 7 and 8, "ND" indicates that the corresponding 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 using copper-coated iron powder. Furthermore, the amount of copper extracted was also confirmed, but as shown in Table 7, copper could be selectively removed by sulfurization. Furthermore, iridium could be finally 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。
a ruthenium recovery step of adjusting the temperature of an acidic solution containing ruthenium, iridium, and one or more elements selected from the group consisting of copper, arsenic, and antimony, to 60°C or below, (1) adding metallic iron to the solution so that the amount is 0.5 to 4.0 g/L, or (2) adding metallic iron until the oxidation-reduction potential using a silver/silver chloride reference electrode reaches 150 mV or less, thereby precipitating ruthenium, followed by solid-liquid separation;
a sulfurization step in which the filtrate obtained by performing solid-liquid separation after precipitating the ruthenium is adjusted to 70°C or less, and one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrosulfide, and sodium sulfide are added as a sulfurizing agent to precipitate one or more elements of copper, arsenic, and antimony;
an iridium recovery step of precipitating one or more elements selected from copper, arsenic, and antimony, followed by solid-liquid separation, adjusting the temperature of the resulting filtrate to 40°C or higher, and adding sodium thiosulfate or a solution containing thiosulfate ions to precipitate iridium;
A method for recovering ruthenium and iridium, comprising:
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。
a ruthenium recovery step of adjusting the temperature of an acidic solution containing ruthenium, iridium, and one or more elements selected from the group consisting of copper, arsenic, and antimony, to 40°C or higher, (1) adding copper-coated iron powder as metallic iron so that the iron content is 0.5 to 4.0 g/L, or (2) adding copper-coated iron powder as metallic iron until the oxidation-reduction potential using a silver/silver chloride reference electrode reaches 150 mV or less, thereby precipitating ruthenium, and then performing solid-liquid separation;
a sulfurization step in which the filtrate obtained by performing solid-liquid separation after precipitating the ruthenium is adjusted to 70°C or less, and one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrosulfide, and sodium sulfide are added as a sulfurizing agent to precipitate one or more elements of copper, arsenic, and antimony;
an iridium recovery step of precipitating one or more elements selected from copper, arsenic, and antimony, followed by solid-liquid separation, adjusting the temperature of the resulting filtrate to 40°C or higher, and adding sodium thiosulfate or a solution containing thiosulfate ions to precipitate iridium;
A method for recovering ruthenium and iridium, comprising:
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。 The method for recovering ruthenium and iridium described in claim 1 or 2, wherein in the ruthenium recovery step, the acidic solution containing ruthenium, iridium, and one or more elements selected from the group consisting of copper, arsenic, and antimony is an acidic solution obtained by blowing sulfur dioxide or hydrogen sulfide into the acidic solution or adding an aldehyde reducing agent to precipitate platinum, gold, palladium, and selenium, thereby adjusting the elemental concentrations of platinum, gold, palladium, and selenium to 10 mg/L or less. 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 the metallic iron is added in an amount 5 to 25 times the mass of the ruthenium in the acidic solution during the ruthenium recovery step. 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。 The method for recovering ruthenium and iridium according to claim 1 or 2, wherein in the sulfurization step, one or more of hydrogen sulfide, sodium hydrosulfide, and sodium sulfide are added as the sulfurizing agent in an amount 5 to 20 times the copper concentration by mass when converted into a sulfur content concentration. 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。 The method for recovering ruthenium and iridium according to claim 1 or 2, wherein in the ruthenium recovery step, the acidic solution containing ruthenium, iridium, and one or more elements selected from the group consisting of copper, arsenic, and antimony is the acidic solution obtained after dissolving metal electrolytic deposits. 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 method for recovering ruthenium and iridium according to claim 1 or 2, wherein the iridium concentration in the acidic solution in the ruthenium recovery step is 100 mg/L or less, and the sodium thiosulfate salt or thiosulfate ion-containing solution is added in the iridium recovery step so that the concentration, calculated as sodium thiosulfate pentahydrate, is 5 g/L or more.
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