JP2016186110A

JP2016186110A - パラジウムの回収方法

Info

Publication number: JP2016186110A
Application number: JP2015066804A
Authority: JP
Inventors: 田尻　和徳; Kazunori Tajiri; 和徳田尻; 藤本　敦; Atsushi Fujimoto; 敦藤本
Original assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Current assignee: JX Nippon Mining and Metals Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-10-27

Abstract

【課題】パラジウム炭素触媒から高い回収率でパラジウムを回収することが可能なパラジウムの回収方法を提供する。
【解決手段】本発明のパラジウムの回収方法は、パラジウム炭素触媒を酸化雰囲気中で焼却する工程（Ｓ１）と、前記焼却する工程により得られた残渣を、酸を用いて浸出する工程（Ｓ２）と、を有する。本発明によれば、パラジウム炭素触媒から高い回収率でパラジウムを回収することが可能である。
【選択図】図１

Description

本発明はパラジウムの回収方法に関する。

従来、電子機器、触媒などに用いられている貴金属を回収する処理が行われている。例えば、特許文献１には、ロータリーキルンを用いて貴金属を含む原料を溶融させ、金属を分離する技術が記載されている。特許文献２には、貴金属を含む原料を酸化させて得られた酸化物を、酸により溶解する技術が記載されている。特許文献３には、複数の貴金属を含むスクラップを粉砕し、キュポラで還元処理をした後、金属の種類ごとに炉に投入する技術が記載されている。貴金属のうち、パラジウム（Ｐｄ）はパラジウム炭素（Ｐｄ−Ｃ）触媒などに用いられている。こうしたＰｄ−Ｃ触媒からもＰｄを回収し、回収したＰｄをＰｄ製品に精製する処理が実行されている。

特開２０１２−２１６６４号公報特開２０１３−２４９４９４号公報特開２００５−２８３４８４号公報

しかしながら、従来の回収方法では、処理の過程でＰｄが損失し、Ｐｄの回収率が低下してしまうことがあった。本発明は、上記課題に鑑み、パラジウム炭素触媒から高い回収率でパラジウムを回収することが可能なパラジウムの回収方法を提供することを目的とする。

本発明に係るパラジウムの回収方法は、パラジウム炭素触媒を酸化雰囲気中で焼却する工程と、前記焼却する工程により得られた残渣を、酸を用いて浸出する工程と、を有する。

この場合において、前記焼却する工程における焼却温度は３００〜６００℃であることとしてもよい。また、前記焼却する工程における、パラジウム炭素触媒の炭素量に対する酸素量（酸素当量）は１．３〜６．０であることとしてもよい。また、前記浸出する工程に用いる酸は、濃度１０Ｎ以上の塩酸であることとしてもよい。また、前記浸出する工程において、前記酸に過酸化水素水を０〜２ｍｌ添加することとしてもよい。また、前記浸出する工程により得られる溶液からスポンジパラジウムを得る工程を有することとしてもよい。

本発明のパラジウムの回収方法は、パラジウム炭素触媒から高い回収率でパラジウムを回収することができるという効果を奏する。

実施形態に係るＰｄの回収方法の一例を示す工程図である。図２（ａ）は焼却する工程に用いる炉を例示する模式図であり、図２（ｂ）は炉を例示する断面図である。

以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係るＰｄの回収方法の一例を示す工程図である。図１に示すように、Ｐｄ−Ｃ触媒からＰｄを回収する。Ｐｄ−Ｃ触媒は、例えば、水素化、カップリング反応などに用いられる触媒である。Ｐｄ−Ｃ触媒は、例えば平均粒径５０μｍの粉状の物質であり、例えば質量の５０％が水分である。

本実施形態のＰｄの回収方法においては、まず、Ｐｄ−Ｃ触媒を酸化雰囲気中で焼却する工程を実施する（Ｓ１）。図２（ａ）は焼却する工程に用いる炉１０を側面側から見た断面図であり、図２（ｂ）は炉１０を正面側から見た断面図である。炉１０は例えば石英などにより形成されている。炉１０の内部には揮発皿１２が設けられており、揮発皿１２の上にＰｄ−Ｃ触媒１４が収められている。炉１０の一端には空気導入管１６が挿入され、他端には排気管１８が接続されている。また炉１０の外壁は電熱式のヒータ２０により囲まれている。

図２（ａ）に示すように、空気導入管１６から炉１０の内部に空気を導入する。このとき、Ｐｄ−Ｃ触媒中の炭素（Ｃ）に対する空気中の酸素量（酸素当量）は例えば１．３〜６．０である。このように、酸素当量を１．３以上とすることにより、効果的にＰｄ−Ｃ触媒を焼却することができる。また、酸素当量を６．０以下とすることで、空気導入管１６から導入される空気の流速を、粉末のＰｄ−Ｃ触媒の飛び散りがほとんどない程度に抑えることができる。これにより、Ｐｄ−Ｃ触媒の円滑な焼却が可能となる。

燃焼によりＰｄ−Ｃ触媒に含まれる炭素（Ｃ）は空気中の酸素（Ｏ_２）と反応して二酸化炭素（ＣＯ_２）になり、排気管１８から排出される。また、燃焼によりＰｄ−Ｃ触媒のＰｄは、酸化パラジウム（ＰｄＯ）となり、ＰｄＯを含む残渣が炉１０内に残る。

なお、炉１０内の温度は、ヒータ２０により３００〜６００℃、好ましくは、４００〜６００℃、より好ましくは５００〜６００℃に設定し、その高温状態を３〜６時間程度保持する。焼却温度を３００℃以上、好ましくは４００℃以上、より好ましくは５００℃以上とすることで、Ｐｄ−Ｃ触媒からＣを効果的に除去し、ＰｄＯを含む残渣を効率的に得ることができる。例えば、焼却温度を３００〜６００℃とした場合の残渣率（燃焼前のＰｄ−Ｃ触媒に対する燃焼後の残渣の量）は２．０〜３５％程度であり、焼却温度を５００℃以上とすることにより、残渣率を例えば２％程度とすることができる。なお、残渣率が低いほど、ＰｄＯへと変化したＰｄ−Ｃ触媒の割合が多いといえる。なお、焼却温度を６００℃以下としているのは、焼却温度を６００℃よりも高く設定しても焼却効率等が大きく変化せず、また、炉１０の耐久性を考慮すると焼却温度は低いほうが好ましいからである。

次に、残渣を酸に浸出する工程を行う（Ｓ２）。酸として、例えば濃度６〜１２Ｎ、温度６０℃の塩酸（ＨＣｌ）を用いる。このときのＨＣｌの量は、浸出液のパルプ濃度が１００ｇ／ｌ程度とする。これによりＰｄを含む浸出液が得られる。残渣のＨＣｌへの浸出率は例えば１０〜９９％である。なお、浸出率が、９０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９７％以上などとなるように、ＨＣＬの濃度は１０〜１２Ｎ程度とすることが好ましい。例えば、１２ＮのＨＣｌを用いることにより、浸出率は９９％とすることができる。なお、ＨＣｌに対して過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）を例えば０〜２ｍｌ程度添加してもよい。

次いで、浸出液からＰｄを精製する工程を実行する（Ｓ３）。これにより、スポンジＰｄ（粉末状のパラジウム）を得ることができる。

以上のように、本実施形態に係るＰｄの回収方法においては、Ｐｄ−Ｃ触媒を酸化雰囲気中で焼却する工程（Ｓ１）と、焼却する工程により得られた残渣を、酸を用いて浸出する工程（Ｓ２）と、を実行する。これにより、焼却する工程では、Ｐｄ−Ｃ触媒からＣが除去されるとともに、ＰｄＯを含む残渣を得ることができ、また、浸出する工程では、ＰｄＯを含む残渣をＨＣｌに浸出させた浸出液を得ることができる。このため、浸出液からＰｄを精製することで、Ｐｄを高い回収率にて回収することができる。

また、Ｐｄ−Ｃ触媒を、分銀酸化炉などを用いて他の貴金属（Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなど）とともに回収する処理を実施する場合に比べ、Ｐｄ回収処理に要する時間を短くすることができる（Ｐｄを早期に回収することができる）。また、Ｐｄを他の貴金属とともに回収する場合に発生する他の貴金属の汚染を予防することもできる。

なお、例えば、焼却する工程により得られた残渣に不純物（金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）などの貴金属）が含まれている場合には、分銀酸化炉などを用いて不純物を回収し、その後に銀電解工程、及びＰｄを精製する工程を実行することとしてもよい。このようにすることで、より純度の高いＰｄを回収することができる。

なお、上記実施形態において、焼却する工程（Ｓ１）は酸化雰囲気中で行えばよい。すなわち、炉１０には空気以外に、二酸化窒素などの酸化ガスを導入してもよい。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例においては６つのＰｄ−Ｃ触媒のサンプルＡ〜Ｆを用いた。各サンプルの総重量、水分の割合および乾燥重量を表１に示す。

Ｐｄ−Ｃ触媒を酸化雰囲気中で焼却する工程を実施した（Ｓ１）。炉として図２（ａ）および図２（ｂ）に示した炉１０を用いた。炉１０は、内径φ＝３００ｍｍ、長さＬ＝１６５０ｍｍの管状炉であり、炉壁の厚さは３ｍｍ、空気導入管１６の口径は２０ｍｍである。焼却の条件および残渣率を表２に示す。

表２に示すように、焼却温度を高くすることで、ＰｄＯを含む残渣を効率的に得ることができた。特に、焼却温度を５２０℃以上とすることにより、残渣率を例えば２〜２．２％程度とすることができた。またサンプルＡおよびＢを比較すると、酸素当量が小さいサンプルＡの方が、サンプルＢよりも低い残渣率となった。これは、酸素当量が小さいことにより、空気導入管１６から導入される空気の流速が遅くなり、粉末のＰｄ−Ｃ触媒の飛び散りが抑制され、Ｐｄ−Ｃ触媒が円滑に焼却されたためである。

次に、サンプルＡおよびＢの残渣をまとめ、その残渣から４つのサンプルＧ〜Ｊを収集し、各サンプルを酸に浸出する工程を行った（Ｓ２）。浸出の条件（ＨＣｌの濃度、Ｈ_２Ｏ_２の添加量）、浸出液中のＰｄ濃度、および浸出率を表３に示す。なお、ＨＣｌの温度は６０℃、浸出液のパルプ濃度が１００ｇ／ｌ程度となるようにＨＣｌを加えた。

表３に示すように、ＨＣｌの濃度が高い方（１２Ｎ）が浸出率は高かった。なお、Ｈ_２Ｏ_２を添加したサンプルＩと添加しなかったサンプルＪとでは浸出率がほぼ一致した。

その後、浸出液からＰｄを精製する工程（Ｓ３）を実行することで、スポンジＰｄを得ることができた。

以上のように、本実施例では、焼却する工程（Ｓ１）における焼却温度を５００℃以上とし、酸素当量を１．６および３．０とすることで、２．０％および２．２％という残渣率を得た。また、１２ＮのＨＣｌに残渣を浸出させることで９９％という高い浸出率を得た。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０炉
１２揮発皿
１４Ｐｄ−Ｃ触媒
１６空気導入管
１８排気管
２０ヒータ

Claims

パラジウム炭素触媒を酸化雰囲気中で焼却する工程と、
前記焼却する工程により得られた残渣を、酸を用いて浸出する工程と、を有することを特徴とするパラジウムの回収方法。
前記焼却する工程における焼却温度は３００〜６００℃であることを特徴とする請求項１に記載のパラジウムの回収方法。
前記焼却する工程における、パラジウム炭素触媒の炭素量に対する酸素量は１．３〜６．０であることを特徴とする請求項１または２に記載のパラジウムの回収方法。
前記浸出する工程に用いる酸は、濃度１０Ｎ以上の塩酸であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のパラジウムの回収方法。
前記浸出する工程において、前記酸に過酸化水素水を０〜２ｍｌ添加することを特徴する請求項１から４のいずれか一項に記載のパラジウムの回収方法。
前記浸出する工程により得られる溶液からスポンジパラジウムを得る工程を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のパラジウムの回収方法。