イリジウムの焼成還元方法
【課題】 イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法を提供するものである。
【解決手段】 イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法において、
該溶液を加熱して酸化剤を添加することでイリジウムイオンの価数を４価に調整した後、さらに塩基を加え、液ｐＨを７以上に調整を行い、イリジウムを水酸化物として沈殿させる回収工程、
該沈殿物をろ過した後、純水によるリパルプ洗浄を数回行い付随するアルカリ金属イオンを洗浄除去する洗浄工程、
該沈殿物を還元性ガス雰囲気中で還元焼成することにより、金属イリジウムを得る還元工程
からなるイリジウムの焼成還元方法。
【解決手段】 イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法において、
該溶液を加熱して酸化剤を添加することでイリジウムイオンの価数を４価に調整した後、さらに塩基を加え、液ｐＨを７以上に調整を行い、イリジウムを水酸化物として沈殿させる回収工程、
該沈殿物をろ過した後、純水によるリパルプ洗浄を数回行い付随するアルカリ金属イオンを洗浄除去する洗浄工程、
該沈殿物を還元性ガス雰囲気中で還元焼成することにより、金属イリジウムを得る還元工程
からなるイリジウムの焼成還元方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イリジウム塩化物溶液からの金属イリジウムの回収法に関して、塩化アンモニウムを用いた晶析法により塩化イリジウム酸アンモニウム塩を液中より回収し、さらに還元雰囲気中で還元焼成することで金属イリジウムを得る方法がよく知られている。また、先行する特許文献１の如し、イリジウム塩化物溶液からの回収法として塩化イリジウム酸アンモニウム塩を経由し、さらに中和法によりイリジウムの酸化物を得るプロセスが提案されている。
【０００３】
しかし、塩化アンモニウムを用いた晶析法では、晶析后液中にイリジウムが残存してしまうので、さらにそこから回収をおこなう工程を設けなければならないこと、また、塩化イリジウム酸アンモニウム塩から金属イリジウムを直接得る焼成処理においては多量の塩化アンモニウムが発生するので、還元焼成炉の閉塞が問題となる。
また、塩化イリジウム酸アンモニウム塩からイリジウムの中和物を得るためには含有されるアンモニウムイオンを除去する必要があり、手間隙がかかる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９００５８ 住友金属鉱山株式会社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであって、以下の発明を提供する。
（１）イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法において、
該溶液を加熱して酸化剤を添加することでイリジウムイオンの価数を４価に調整した後、さらに塩基を加え、前記液中のイリジウムを水酸化物として沈殿させる回収工程、
該沈殿物をろ過した後、純水によるリパルプ洗浄を数回行い付随するアルカリ金属イオンを洗浄除去する洗浄工程、
該沈殿物を還元性ガス雰囲気中で還元焼成することにより、金属イリジウムを得る還元工程
からなるイリジウムの焼成還元方法。
（２）上記（１）に記載の回収工程において、
イリジウムの塩化物溶液に加える酸化剤は硝酸、次亜塩素酸化合物、過酸化水素、塩素の何れか一つを含むイリジウムの焼成還元方法。
【０００７】
（３）上記（１）に記載の回収工程において、
イリジウムの塩化物溶液に加える塩基は水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの何れか一つを含むイリジウムの焼成還元方法。
（４）上記（１）に記載の回収工程において、
原料溶液に塩基を加え、液ｐＨを７以上に上げるイリジウムの焼成還元方法。
（５）上記（１）に記載の回収工程において、
塩基を加えた原料溶液の加熱処理が７０℃から１００℃であり、処理時間が１時間以上であるイリジウムの焼成還元方法。
【０００８】
（６）上記（１）に記載の洗浄工程において、
水酸化イリジウムの純水によるリパルプ洗浄を少なくとも３回以上行うことによるイリジウムの焼成還元方法。
（７）上記（１）に記載の焼成還元工程において、
還元性雰囲気中、５００℃以上１０００℃以下で
１時間以上加熱処理を行うことにより金属イリジウムを得るイリジウムの焼成還元方法。
（８）上記（７）に記載の還元工程において、
還元性雰囲気は水素であるイリジウムの焼成還元方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、
（１）イリジウム塩化物水溶液中からほぼ全量のイリジウムを水酸化物として回収することが可能である。
（２）また、リパルプ洗浄では水酸化イリジウムの溶解がほとんどないので、そのまま還元雰囲気中で還元焼成することで損失なく金属イリジウムを得ることができる。
（３）リパルプ洗浄を行うことで、前工程で添加したアルカリ金属をほぼ完全に取り除くことが可能である。
等があげられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】 本発明の一態様である処理フローを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明について、詳細に説明する。
尚、本発明の一態様である処理フローを図１に示す。
本発明のイリジウムの還元方法は、イリジウムを含有する塩化物溶液を出発原料とする。その濃度は、イリジウムが５０ｍｇ／Ｌ以上である。
【００１２】
（水酸化イリジウム生成工程）
本発明の回収工程では、原料溶液に酸化剤として硝酸、次亜塩素酸化合物、過酸化水素、塩素の何れか一つを少なくとも用いる。
回収工程操作中、適宜酸化剤の添加を行うことでＯＲＰを５００ｍＶ以上に維持する。ＯＲＰを５００ｍＶ以上にすることで、液中のほとんどのイリジウムイオンの価数は４価に調整されるが、このことにより、この後の水酸化処理においてイリジウムのほぼ全量が回収可能であることを保証される。
塩基として水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの何れか一つを少なくとも添加するこする。
この際、液ｐＨを７以上に上げる。ｐＨが７より低いとイリジウムの一部が水酸化物を形成せず、イリジウム回収率が低下する。
好ましくは、ｐＨを９から１３である。
反応終了後、徐冷し、ろ過により水酸化イリジウムを得る。
【００１３】
また加熱温度は、７０℃以上である。好ましくは、７０℃から１００℃である。水酸化処理反応時の液温が７０℃より低いと液中に存在するイリジウムイオンの全量に関して水酸化処理反応が充分に進まず、また、水酸化処理反応終了後のろ過回収におけるイリジウム水酸化物が微細となり、回収が困難、または、回収率が低下する。
【００１４】
保持時間は、１時間以上が望ましい。イリジウム水酸化処理反応が１時間以下であるとイリジウムの全量が水酸化処理反応を終えていない可能性があり、回収率が低下する。
【００１５】
上記の処理により、液中のイリジウムはほぼ全量が水酸化イリジウムを形成し、沈殿】
（リパルプ洗浄工程）
本発明のリパルプ洗浄工程は、水酸化イリジウムに付随する不純物、特に前工程で塩基として添加したアルカリ金属イオンを除去するために行う。
鋭意研究した結果によれば、リパルプ洗浄工程では、水酸化イリジウム１ｋｇに対して２Ｌ以上、望ましくは１０Ｌ程度の純水を用いてリパルプ洗浄を３０分以上継続することで行う。
終了後フィルタープレス等で固液分離する一連の操作を少なくとも３回以上望ましくは５回繰り返すことで水酸化イリジウムからほぼ完全に不純物、特にアルカリ金属の除去が可能である。
【００１６】
リパルプ洗浄時の固液比（リパルプ洗浄液（Ｌ）／水酸化イリジウム重量（ｋｇ））が２以下であると充分な洗浄効果が得られず、また、リパルプ洗浄回数が３回未満であるとイリジウム水酸化物に付随するアルカリ金属元素を始めとする不純物は充分に除去することは不可能である。
【００１７】
（焼成還元工程）
本発明の還元工程は、リパルプ洗浄後の水酸化イリジウムを還元雰囲気中で、焼成することでイリジウムを金属イリジウムに変換を行う。
還元雰囲気として、水素気流中において５００℃以上、１０００℃以下であり、望ましくは７５０〜８５０℃で１時間以上、望ましくは３時間程度で熱処理を行うことにより、金属イリジウムを得ることができる。焼成温度が５００℃未満であるとイリジウム酸化物を金属イリジウムに充分に還元することは不可能である。
【実施例】
【００１８】
以下に実施例をもって本発明を説明するが、実施例によって限定されるものではない。
出発原料として、イリジウム濃度が１０ｇ／Ｌであるイリジウム塩化物溶液１Ｌを使用した。液ｐＨは３．５であった。
【００１９】
（水酸化イリジウム生成工程）
原料溶液に５％次亜塩素酸ナトリウム溶液を添加し、ＯＲＰを５００ｍＶ以上に調整した。
なお、反応中は５％次亜塩素酸ナトリウム溶液を適宜添加することでＯＲＰが５００ｍＶ以上になるように調整した。
【００２０】
次に８０℃まで加熱した後、水酸化ナトリウム溶液を添加し、ｐＨを８に調整した。
イリジウムイオンが水酸化物を形成するとｐＨが下がるので適宜水酸化ナトリウム溶液を添加し、ｐＨが８になるように維持した。
反応を３時間で終了させ、徐冷した。徐冷後、ろ過を行い、水酸化イリジウムを得た。ろ液のイリジウム濃度を測定したところ５ｍｇ／Ｌ未満であることが確認できた。
【００２１】
（リパルプ洗浄工程）
得られた水酸化イリジウム３０ｇを純水３００ｍＬに添加し、１時間撹拌した。撹拌後、ろ過を行った。この操作を５回繰り返した。また、各リパルプ洗浄後に発生する洗浄后液中のイリジウム濃度を測定したところ１０ｍｇ／Ｌ未満であることが確認できた。
【００２２】
（還元工程）
洗浄処理を行った水酸化イリジウムをセラミックボートに積載し管状炉内に設置した。その後、水素ガスを流しながら、８５０℃で３時間の熱処理を行った。得られた金属イリジウムのＧＤＭＳ分析結果を表１に示す。 ９９．９８０９ｍａｓｓ％の高純度の金属イリジウムが得られた。
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イリジウム塩化物溶液からの金属イリジウムの回収法に関して、塩化アンモニウムを用いた晶析法により塩化イリジウム酸アンモニウム塩を液中より回収し、さらに還元雰囲気中で還元焼成することで金属イリジウムを得る方法がよく知られている。また、先行する特許文献１の如し、イリジウム塩化物溶液からの回収法として塩化イリジウム酸アンモニウム塩を経由し、さらに中和法によりイリジウムの酸化物を得るプロセスが提案されている。
【０００３】
しかし、塩化アンモニウムを用いた晶析法では、晶析后液中にイリジウムが残存してしまうので、さらにそこから回収をおこなう工程を設けなければならないこと、また、塩化イリジウム酸アンモニウム塩から金属イリジウムを直接得る焼成処理においては多量の塩化アンモニウムが発生するので、還元焼成炉の閉塞が問題となる。
また、塩化イリジウム酸アンモニウム塩からイリジウムの中和物を得るためには含有されるアンモニウムイオンを除去する必要があり、手間隙がかかる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９００５８ 住友金属鉱山株式会社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであって、以下の発明を提供する。
（１）イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法において、
該溶液を加熱して酸化剤を添加することでイリジウムイオンの価数を４価に調整した後、さらに塩基を加え、前記液中のイリジウムを水酸化物として沈殿させる回収工程、
該沈殿物をろ過した後、純水によるリパルプ洗浄を数回行い付随するアルカリ金属イオンを洗浄除去する洗浄工程、
該沈殿物を還元性ガス雰囲気中で還元焼成することにより、金属イリジウムを得る還元工程
からなるイリジウムの焼成還元方法。
（２）上記（１）に記載の回収工程において、
イリジウムの塩化物溶液に加える酸化剤は硝酸、次亜塩素酸化合物、過酸化水素、塩素の何れか一つを含むイリジウムの焼成還元方法。
【０００７】
（３）上記（１）に記載の回収工程において、
イリジウムの塩化物溶液に加える塩基は水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの何れか一つを含むイリジウムの焼成還元方法。
（４）上記（１）に記載の回収工程において、
原料溶液に塩基を加え、液ｐＨを７以上に上げるイリジウムの焼成還元方法。
（５）上記（１）に記載の回収工程において、
塩基を加えた原料溶液の加熱処理が７０℃から１００℃であり、処理時間が１時間以上であるイリジウムの焼成還元方法。
【０００８】
（６）上記（１）に記載の洗浄工程において、
水酸化イリジウムの純水によるリパルプ洗浄を少なくとも３回以上行うことによるイリジウムの焼成還元方法。
（７）上記（１）に記載の焼成還元工程において、
還元性雰囲気中、５００℃以上１０００℃以下で
１時間以上加熱処理を行うことにより金属イリジウムを得るイリジウムの焼成還元方法。
（８）上記（７）に記載の還元工程において、
還元性雰囲気は水素であるイリジウムの焼成還元方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、
（１）イリジウム塩化物水溶液中からほぼ全量のイリジウムを水酸化物として回収することが可能である。
（２）また、リパルプ洗浄では水酸化イリジウムの溶解がほとんどないので、そのまま還元雰囲気中で還元焼成することで損失なく金属イリジウムを得ることができる。
（３）リパルプ洗浄を行うことで、前工程で添加したアルカリ金属をほぼ完全に取り除くことが可能である。
等があげられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】 本発明の一態様である処理フローを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明について、詳細に説明する。
尚、本発明の一態様である処理フローを図１に示す。
本発明のイリジウムの還元方法は、イリジウムを含有する塩化物溶液を出発原料とする。その濃度は、イリジウムが５０ｍｇ／Ｌ以上である。
【００１２】
（水酸化イリジウム生成工程）
本発明の回収工程では、原料溶液に酸化剤として硝酸、次亜塩素酸化合物、過酸化水素、塩素の何れか一つを少なくとも用いる。
回収工程操作中、適宜酸化剤の添加を行うことでＯＲＰを５００ｍＶ以上に維持する。ＯＲＰを５００ｍＶ以上にすることで、液中のほとんどのイリジウムイオンの価数は４価に調整されるが、このことにより、この後の水酸化処理においてイリジウムのほぼ全量が回収可能であることを保証される。
塩基として水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの何れか一つを少なくとも添加するこする。
この際、液ｐＨを７以上に上げる。ｐＨが７より低いとイリジウムの一部が水酸化物を形成せず、イリジウム回収率が低下する。
好ましくは、ｐＨを９から１３である。
反応終了後、徐冷し、ろ過により水酸化イリジウムを得る。
【００１３】
また加熱温度は、７０℃以上である。好ましくは、７０℃から１００℃である。水酸化処理反応時の液温が７０℃より低いと液中に存在するイリジウムイオンの全量に関して水酸化処理反応が充分に進まず、また、水酸化処理反応終了後のろ過回収におけるイリジウム水酸化物が微細となり、回収が困難、または、回収率が低下する。
【００１４】
保持時間は、１時間以上が望ましい。イリジウム水酸化処理反応が１時間以下であるとイリジウムの全量が水酸化処理反応を終えていない可能性があり、回収率が低下する。
【００１５】
上記の処理により、液中のイリジウムはほぼ全量が水酸化イリジウムを形成し、沈殿】
（リパルプ洗浄工程）
本発明のリパルプ洗浄工程は、水酸化イリジウムに付随する不純物、特に前工程で塩基として添加したアルカリ金属イオンを除去するために行う。
鋭意研究した結果によれば、リパルプ洗浄工程では、水酸化イリジウム１ｋｇに対して２Ｌ以上、望ましくは１０Ｌ程度の純水を用いてリパルプ洗浄を３０分以上継続することで行う。
終了後フィルタープレス等で固液分離する一連の操作を少なくとも３回以上望ましくは５回繰り返すことで水酸化イリジウムからほぼ完全に不純物、特にアルカリ金属の除去が可能である。
【００１６】
リパルプ洗浄時の固液比（リパルプ洗浄液（Ｌ）／水酸化イリジウム重量（ｋｇ））が２以下であると充分な洗浄効果が得られず、また、リパルプ洗浄回数が３回未満であるとイリジウム水酸化物に付随するアルカリ金属元素を始めとする不純物は充分に除去することは不可能である。
【００１７】
（焼成還元工程）
本発明の還元工程は、リパルプ洗浄後の水酸化イリジウムを還元雰囲気中で、焼成することでイリジウムを金属イリジウムに変換を行う。
還元雰囲気として、水素気流中において５００℃以上、１０００℃以下であり、望ましくは７５０〜８５０℃で１時間以上、望ましくは３時間程度で熱処理を行うことにより、金属イリジウムを得ることができる。焼成温度が５００℃未満であるとイリジウム酸化物を金属イリジウムに充分に還元することは不可能である。
【実施例】
【００１８】
以下に実施例をもって本発明を説明するが、実施例によって限定されるものではない。
出発原料として、イリジウム濃度が１０ｇ／Ｌであるイリジウム塩化物溶液１Ｌを使用した。液ｐＨは３．５であった。
【００１９】
（水酸化イリジウム生成工程）
原料溶液に５％次亜塩素酸ナトリウム溶液を添加し、ＯＲＰを５００ｍＶ以上に調整した。
なお、反応中は５％次亜塩素酸ナトリウム溶液を適宜添加することでＯＲＰが５００ｍＶ以上になるように調整した。
【００２０】
次に８０℃まで加熱した後、水酸化ナトリウム溶液を添加し、ｐＨを８に調整した。
イリジウムイオンが水酸化物を形成するとｐＨが下がるので適宜水酸化ナトリウム溶液を添加し、ｐＨが８になるように維持した。
反応を３時間で終了させ、徐冷した。徐冷後、ろ過を行い、水酸化イリジウムを得た。ろ液のイリジウム濃度を測定したところ５ｍｇ／Ｌ未満であることが確認できた。
【００２１】
（リパルプ洗浄工程）
得られた水酸化イリジウム３０ｇを純水３００ｍＬに添加し、１時間撹拌した。撹拌後、ろ過を行った。この操作を５回繰り返した。また、各リパルプ洗浄後に発生する洗浄后液中のイリジウム濃度を測定したところ１０ｍｇ／Ｌ未満であることが確認できた。
【００２２】
（還元工程）
洗浄処理を行った水酸化イリジウムをセラミックボートに積載し管状炉内に設置した。その後、水素ガスを流しながら、８５０℃で３時間の熱処理を行った。得られた金属イリジウムのＧＤＭＳ分析結果を表１に示す。 ９９．９８０９ｍａｓｓ％の高純度の金属イリジウムが得られた。
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法において、該溶液を加熱して酸化剤を添加することでイリジウムイオンの価数を４価に調整した後、さらに塩基を加え、前記液中のイリジウムを水酸化物として沈殿させる回収工程、
該沈殿物をろ過した後、純水によるリパルプ洗浄を数回行い付随するアルカリ金属イオンを洗浄除去する洗浄工程、
該沈殿物を還元性ガス雰囲気中で還元焼成することにより、金属イリジウムを得る還元工程
からなることを特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項２】
請求項１に記載の回収工程において、
イリジウムの塩化物溶液に加える酸化剤は硝酸、次亜塩素酸化合物、過酸化水素、塩素の何れか一つを含むこと
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項３】
請求項１に記載の回収工程において、
イリジウムの塩化物溶液に加える塩基は水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの何れか一つを含むこと
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項４】
請求項１に記載の回収工程において、
原料溶液に塩基を加え、液ｐＨを７以上に上げること
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項５】
請求項１に記載の回収工程において、
塩基を加えた原料溶液の加熱処理が７０℃から１００℃であり、処理時間が１時間以上であること
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項６】
請求項１に記載の洗浄工程において、
水酸化イリジウムの純水によるリパルプ洗浄を少なくとも３回以上行うこと
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項７】
請求項１に記載の還元工程において、
還元性雰囲気中、５００℃以上１０００℃以下
１時間以上加熱処理を行うことにより金属イリジウムを得ること
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項８】
請求項７に記載の還元工程において、
還元性雰囲気は水素であること
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項１】
イリジウムの塩化物溶液から金属イリジウムを回収する方法において、該溶液を加熱して酸化剤を添加することでイリジウムイオンの価数を４価に調整した後、さらに塩基を加え、前記液中のイリジウムを水酸化物として沈殿させる回収工程、
該沈殿物をろ過した後、純水によるリパルプ洗浄を数回行い付随するアルカリ金属イオンを洗浄除去する洗浄工程、
該沈殿物を還元性ガス雰囲気中で還元焼成することにより、金属イリジウムを得る還元工程
からなることを特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項２】
請求項１に記載の回収工程において、
イリジウムの塩化物溶液に加える酸化剤は硝酸、次亜塩素酸化合物、過酸化水素、塩素の何れか一つを含むこと
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項３】
請求項１に記載の回収工程において、
イリジウムの塩化物溶液に加える塩基は水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの何れか一つを含むこと
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項４】
請求項１に記載の回収工程において、
原料溶液に塩基を加え、液ｐＨを７以上に上げること
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項５】
請求項１に記載の回収工程において、
塩基を加えた原料溶液の加熱処理が７０℃から１００℃であり、処理時間が１時間以上であること
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項６】
請求項１に記載の洗浄工程において、
水酸化イリジウムの純水によるリパルプ洗浄を少なくとも３回以上行うこと
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項７】
請求項１に記載の還元工程において、
還元性雰囲気中、５００℃以上１０００℃以下
１時間以上加熱処理を行うことにより金属イリジウムを得ること
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【請求項８】
請求項７に記載の還元工程において、
還元性雰囲気は水素であること
を特徴とするイリジウムの焼成還元方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２１２２２（Ｐ２０１２−２１２２２Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７２９１１（Ｐ２０１０−１７２９１１）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（５９１００７８６０）日鉱金属株式会社 (545)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（５９１００７８６０）日鉱金属株式会社 (545)
【Ｆターム（参考）】
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