JPH01162789A - 担体上に担持された金属の回収方法及び装置 - Google Patents
担体上に担持された金属の回収方法及び装置Info
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- JPH01162789A JPH01162789A JP62319892A JP31989287A JPH01162789A JP H01162789 A JPH01162789 A JP H01162789A JP 62319892 A JP62319892 A JP 62319892A JP 31989287 A JP31989287 A JP 31989287A JP H01162789 A JPH01162789 A JP H01162789A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、金属及び/又は金属化合物が担持された担体
特に自動車用触媒担体から前記金属等を金属イオンとし
て溶出させかつ該金属イオンを金属単体として回収する
ための方法及び該方法の実施に使用するための方法に関
する。
特に自動車用触媒担体から前記金属等を金属イオンとし
て溶出させかつ該金属イオンを金属単体として回収する
ための方法及び該方法の実施に使用するための方法に関
する。
(従来技術とその問題点)
各種金属類特に白金族金属類は、各種化学反応用又は自
動車触媒用の触媒活性物質あるいは電子機器の接点等の
部品などに広く使用されている。
動車触媒用の触媒活性物質あるいは電子機器の接点等の
部品などに広く使用されている。
これらの触媒や部品は使用時間の経過に従ってその性能
が低下し、最終的には寿命に達して廃棄されるが、特に
白金族金属等の貴金属は高価であるため回収して再利用
することが経済的であるとともに資源の有効利用にも結
びつく。
が低下し、最終的には寿命に達して廃棄されるが、特に
白金族金属等の貴金属は高価であるため回収して再利用
することが経済的であるとともに資源の有効利用にも結
びつく。
従来から該観点に基づき、各種金属類特に担体上に担持
された貴金属類の回収が種々の方法により試みられてい
るが、それぞれ技術的な欠点を有している。まず担体上
の貴金属を溶出させるための手段としては粉状又は粒状
の貴金属含有担体を硝酸l:塩酸3の混酸である王水で
溶解する王水溶解法が主流であるが、該方法は次のよう
な多数の欠点を有している。つまり(a)王水溶解には
高温を必要とし、(b)溶解時にNOXガスが発生し、
(C)溶出効率を高めるためには貴金属濃度を向上させ
ることが必要であり、(d)粉状又は粒状体が溶出液と
ともに取り出される等の欠点があり、従って加熱のため
の大量なエネルギを消費し、NOXガスの無害化のため
の設備と手間を必要とし、溶解効率が低下し、更に粉状
又は粒状体除去のための洗浄操作等が煩雑になるという
回避し難い不都合が生ずる。
された貴金属類の回収が種々の方法により試みられてい
るが、それぞれ技術的な欠点を有している。まず担体上
の貴金属を溶出させるための手段としては粉状又は粒状
の貴金属含有担体を硝酸l:塩酸3の混酸である王水で
溶解する王水溶解法が主流であるが、該方法は次のよう
な多数の欠点を有している。つまり(a)王水溶解には
高温を必要とし、(b)溶解時にNOXガスが発生し、
(C)溶出効率を高めるためには貴金属濃度を向上させ
ることが必要であり、(d)粉状又は粒状体が溶出液と
ともに取り出される等の欠点があり、従って加熱のため
の大量なエネルギを消費し、NOXガスの無害化のため
の設備と手間を必要とし、溶解効率が低下し、更に粉状
又は粒状体除去のための洗浄操作等が煩雑になるという
回避し難い不都合が生ずる。
しかも該王水溶解法により担体から分離した貴金属を回
収するためには、次のような方法が採用されているがそ
れぞれ特有の欠点を有している。
収するためには、次のような方法が採用されているがそ
れぞれ特有の欠点を有している。
i)薬剤還元法
この方法は、回収すべき貴金属イオンを含有する溶液に
、ギ酸、シュウ酸、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウ
ム等の還元剤を加えて前記貴金属イオンを還元して金属
とし、これを回収する方法であるが、前記還元剤はいず
れも高価であり回収コストが増大し、又該還元剤を添加
するため、金属回収後の溶液に各種処理(例えばpH調
整、COD除去等)を行って再生しなければならないと
いう欠点がある。
、ギ酸、シュウ酸、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウ
ム等の還元剤を加えて前記貴金属イオンを還元して金属
とし、これを回収する方法であるが、前記還元剤はいず
れも高価であり回収コストが増大し、又該還元剤を添加
するため、金属回収後の溶液に各種処理(例えばpH調
整、COD除去等)を行って再生しなければならないと
いう欠点がある。
ii )金属置換還元法
この方法は、貴金属等が溶解している溶液に該貴金属よ
りも酸化還元電位が卑な金属(例えば亜鉛、アルミニウ
ム)を粉状又は粒状の状態で添加して、溶解している前
記貴金属イオンを貴金属の状態に還元する方法であるが
、他の金属を添加するため薬剤還元法と同様の欠点があ
る。
りも酸化還元電位が卑な金属(例えば亜鉛、アルミニウ
ム)を粉状又は粒状の状態で添加して、溶解している前
記貴金属イオンを貴金属の状態に還元する方法であるが
、他の金属を添加するため薬剤還元法と同様の欠点があ
る。
iii )電解回収法
この方法は、溶解している金属イオンを電解により陰極
上へ電析させて該陰極上から剥離し回収するか、又は溶
液中に電気伝導性の粒子を加え、該粒子上に金属を電析
させる方法である。しかしこの方法では、電解に先立ち
王水中の易溶性クロロ錯体を蒸発乾固により単離し、こ
れを塩酸に溶解して塩酸酸性クロロ錯体とする必要があ
るため大量の液を蒸発させる必要がある。しかも陰極電
析では還元される金属が陰極上に析出するため、該金属
を回収するためには電解作業を停止し、前記陰極上に電
析した金属を剥離する必要があり、操作効率が大幅に低
下するという欠点があり、又電気伝導性粒子を使用する
方法では、使用する電解槽を該電気伝導性粒子の使用に
適した複雑な構造に改造する必要があり、該改造費用が
嵩むという欠点がある。
上へ電析させて該陰極上から剥離し回収するか、又は溶
液中に電気伝導性の粒子を加え、該粒子上に金属を電析
させる方法である。しかしこの方法では、電解に先立ち
王水中の易溶性クロロ錯体を蒸発乾固により単離し、こ
れを塩酸に溶解して塩酸酸性クロロ錯体とする必要があ
るため大量の液を蒸発させる必要がある。しかも陰極電
析では還元される金属が陰極上に析出するため、該金属
を回収するためには電解作業を停止し、前記陰極上に電
析した金属を剥離する必要があり、操作効率が大幅に低
下するという欠点があり、又電気伝導性粒子を使用する
方法では、使用する電解槽を該電気伝導性粒子の使用に
適した複雑な構造に改造する必要があり、該改造費用が
嵩むという欠点がある。
iv)化学的回収法
この方法は、金属イオンを溶解している溶液を濃縮し脱
硝し金属塩化物とした後、該塩化物を温水又は希塩酸に
溶解し塩化物溶液から化学的に回収する方法であるが、
工程数が多くコスト増を招くという欠点がある。
硝し金属塩化物とした後、該塩化物を温水又は希塩酸に
溶解し塩化物溶液から化学的に回収する方法であるが、
工程数が多くコスト増を招くという欠点がある。
上記した王水法はコスト高に繋がる種々の欠点を有する
とともに、担体からの金属の溶出用と該金属の回収用と
して全く異なった工程を使用する必要があるため、コス
ト的にも操作的にも満足できるものではなかった。
とともに、担体からの金属の溶出用と該金属の回収用と
して全く異なった工程を使用する必要があるため、コス
ト的にも操作的にも満足できるものではなかった。
つまり廃触媒等からの金属回収操作では、如何にして安
価かつ簡便に金属を得るかが最も重要な課題の一つであ
り、上記王水法に換わるべき画期的方法として電解法が
提案された。
価かつ簡便に金属を得るかが最も重要な課題の一つであ
り、上記王水法に換わるべき画期的方法として電解法が
提案された。
該電解法は塩酸を電解液とし不溶性電極を設けた電解槽
で電解により塩素を発生させ、該塩素を含んだ電解液を
、貴金属を担持した担体と接触させ貴金属を溶出させる
方法であり、必要に応じて該溶出貴金属を含んだ電解液
を電解槽の陰極室で還元して陰極上に析出させる方法で
ある。
で電解により塩素を発生させ、該塩素を含んだ電解液を
、貴金属を担持した担体と接触させ貴金属を溶出させる
方法であり、必要に応じて該溶出貴金属を含んだ電解液
を電解槽の陰極室で還元して陰極上に析出させる方法で
ある。
該電解法は、高価な薬剤の使用を回避ししかも公害を誘
発する有害物質の副成もないため、非常に優れた貴金属
類の回収法として注目を集めている。しかしながら王水
法と比較して格段の技術的優位性を有する該電解法にお
いてもより以上の改良が望ましいことは当然である。
発する有害物質の副成もないため、非常に優れた貴金属
類の回収法として注目を集めている。しかしながら王水
法と比較して格段の技術的優位性を有する該電解法にお
いてもより以上の改良が望ましいことは当然である。
例えば特開昭62−158833号公報に開示されてい
る貴金属回収法は、塩酸を電解槽中で電解して含塩素塩
酸を得、これを電解槽外に取り出して適宜の容器中で貴
金属を担持させた担体に接触させて該貴金属を溶出し、
溶出した該貴金属を含む溶液を電解槽の陰極室に循環さ
せて陰極室中で還元し、還元された貴金属を陰極上に析
出させて回収させる方法である。
る貴金属回収法は、塩酸を電解槽中で電解して含塩素塩
酸を得、これを電解槽外に取り出して適宜の容器中で貴
金属を担持させた担体に接触させて該貴金属を溶出し、
溶出した該貴金属を含む溶液を電解槽の陰極室に循環さ
せて陰極室中で還元し、還元された貴金属を陰極上に析
出させて回収させる方法である。
該方法では担体上の貴金属の溶出を電解槽外で行うよう
にしているため、貴金属溶出用の設備が必要となるとと
もに循環ラインの設置が不可欠であり、しかも陰極上に
貴金属が析出するため電解を定期的に停止して陰極上か
らの貴金属の剥離回収操作が必要となり特に設備的及び
操作的により簡略化された経済的な貴金属回収法の出現
が要請されている。
にしているため、貴金属溶出用の設備が必要となるとと
もに循環ラインの設置が不可欠であり、しかも陰極上に
貴金属が析出するため電解を定期的に停止して陰極上か
らの貴金属の剥離回収操作が必要となり特に設備的及び
操作的により簡略化された経済的な貴金属回収法の出現
が要請されている。
(発明の目的)
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、より簡略化した
構造を有する電解反応装置を利用して担体上に担持され
た金属類を回収するための方法と該方法に使用する装置
を提供することを目的とする。
構造を有する電解反応装置を利用して担体上に担持され
た金属類を回収するための方法と該方法に使用する装置
を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、第1に、液透過性中性膜により陽極室と陰極
室に区画された電解槽の陽極室に金属及び/又は金属化
合物が担持された担体を収容し、該陽極室に塩酸を含む
電解液を供給して塩素を電解的に発生させて前記金属及
び/又は金属化合物を前記電解液中に対応する金属イオ
ンとして溶出させ、該電解液を前記中性膜を通して前記
陰極室に透過させ、該陰極室において金属単体に還元し
析出させることを含んで成る担体上に担持された金属の
回収方法であり、第2に、金属及び/又は金属化合物が
担持された担体が収容され、塩酸を含む電解液を電解す
ることにより発生させた塩素により前記金属及び/又は
金属化合物を対応する金属イオンとして前記電解液中に
溶出させるための陽極室と、該電解液中の金属イオンを
対応する金属単体に還元し析出させるための陰極室と、
電”解槽を前記陽極室及び陰極室に区画する液透過性中
性膜と、前記陽極室中の電解液を該中性膜を通して前記
陰極室中へ透過させるための手段とを含んで成る担体上
に担持された金属の回収用装置である。
室に区画された電解槽の陽極室に金属及び/又は金属化
合物が担持された担体を収容し、該陽極室に塩酸を含む
電解液を供給して塩素を電解的に発生させて前記金属及
び/又は金属化合物を前記電解液中に対応する金属イオ
ンとして溶出させ、該電解液を前記中性膜を通して前記
陰極室に透過させ、該陰極室において金属単体に還元し
析出させることを含んで成る担体上に担持された金属の
回収方法であり、第2に、金属及び/又は金属化合物が
担持された担体が収容され、塩酸を含む電解液を電解す
ることにより発生させた塩素により前記金属及び/又は
金属化合物を対応する金属イオンとして前記電解液中に
溶出させるための陽極室と、該電解液中の金属イオンを
対応する金属単体に還元し析出させるための陰極室と、
電”解槽を前記陽極室及び陰極室に区画する液透過性中
性膜と、前記陽極室中の電解液を該中性膜を通して前記
陰極室中へ透過させるための手段とを含んで成る担体上
に担持された金属の回収用装置である。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明は、塩酸の電解により発生する含塩素塩酸による
担体上の金属類の溶出による金属イオンの形成を、該担
体を電解槽の陽極室に収容して該陽極室内で行い、前記
溶出金属イオンを含存する電解液を中性膜を通して陰極
室に透過させ、該陰極室内で前記金属イオンの還元を行
うことにより、単一の電解槽のみで担体上に担持された
金属類の溶出及び回収を行い得るようにしたことを特徴
とする。従って従来の電解法における循環ラインは本発
明においては不可欠ではなく、しかも陰極物質を適宜選
択することにより、還元された金属を陰極上に析出させ
ず陰極室内に沈澱させることができ、電解を停止するこ
となく連続的に溶出回収操作を行うことも可能になる。
担体上の金属類の溶出による金属イオンの形成を、該担
体を電解槽の陽極室に収容して該陽極室内で行い、前記
溶出金属イオンを含存する電解液を中性膜を通して陰極
室に透過させ、該陰極室内で前記金属イオンの還元を行
うことにより、単一の電解槽のみで担体上に担持された
金属類の溶出及び回収を行い得るようにしたことを特徴
とする。従って従来の電解法における循環ラインは本発
明においては不可欠ではなく、しかも陰極物質を適宜選
択することにより、還元された金属を陰極上に析出させ
ず陰極室内に沈澱させることができ、電解を停止するこ
となく連続的に溶出回収操作を行うことも可能になる。
次に本発明に係わる電解における担体及び電解槽を構成
する各要素につき説明する。
する各要素につき説明する。
本発明に使用する担体は、アルミナ、シリカ、炭素等の
無機担体と、イオン交換樹脂用等の有機担体が含まれる
。該担体に担持され本発明に従って溶出回収される金属
類は特に限定されないが、水素よりイオン化傾向の低い
(過電圧の高い)金属、例えばパラジウム、白金、金、
銀、ルテニウム、銅等の他にイオン化傾向の高いニッケ
ル等が金まれる。
無機担体と、イオン交換樹脂用等の有機担体が含まれる
。該担体に担持され本発明に従って溶出回収される金属
類は特に限定されないが、水素よりイオン化傾向の低い
(過電圧の高い)金属、例えばパラジウム、白金、金、
銀、ルテニウム、銅等の他にイオン化傾向の高いニッケ
ル等が金まれる。
これらの担体は通常粒状又は粉状でありその場合にはそ
のまま電解槽の陽極室に収容すればよいが、例えば近年
自動車用触媒として汎用されているハニカム型触媒の場
合には粉砕して数ミリメートル程度の大きさにして収容
することが望ましい。
のまま電解槽の陽極室に収容すればよいが、例えば近年
自動車用触媒として汎用されているハニカム型触媒の場
合には粉砕して数ミリメートル程度の大きさにして収容
することが望ましい。
陽極室に収容される該担体は、いわゆる固定床状態で収
容されても流動床状態で収容されてもよいが、流動床状
態の場合にはより微細に粉砕した後に使用してもよい。
容されても流動床状態で収容されてもよいが、流動床状
態の場合にはより微細に粉砕した後に使用してもよい。
又該担体は、金属の溶出を容易にするため及び不純物を
除去するために予め還元処理を行うことが望ましい。
除去するために予め還元処理を行うことが望ましい。
本発明に使用する陽極の材料は特に限定されず、寸法安
定性陽極(DSA)、炭素(グラファイト)電極、白金
電極等の発生する塩素に対する耐性のある不溶性陽極を
任意に使用することができる。
定性陽極(DSA)、炭素(グラファイト)電極、白金
電極等の発生する塩素に対する耐性のある不溶性陽極を
任意に使用することができる。
本発明に使用する陰極の材料は特に限定されず任意の材
料を使用することができる。しかしながら担体から溶出
した金属イオンの還元を行う該陰極は、還元された金属
をその陰極表面に電析させずに陰極室内に沈澱させるこ
とができるものであると、陰極上に電析した金属の剥離
が不要となるため電解を停止することなく連続的に溶出
回収作業を継続することができる。従って該陰極材料と
しては、金属電析に対しては過電圧が高く、水素発生に
対しては過電圧の低い材料つまり炭素電極を選択するこ
とが好ましい。金属イオンを含有する溶液の電解還元に
おける陰極表面での反応は、金属電析と水素発生との競
争反応であり、陰極表面への金属の析出を防止するため
には当然に金属電析が起こり難く (金属電析に対する
過電圧が高く)、水素発生の起こり易い(水素発生に対
する過電圧が低い)材料を選択することにより水素発生
のみをほぼ選択的に生じさせることが望ましいからであ
る。
料を使用することができる。しかしながら担体から溶出
した金属イオンの還元を行う該陰極は、還元された金属
をその陰極表面に電析させずに陰極室内に沈澱させるこ
とができるものであると、陰極上に電析した金属の剥離
が不要となるため電解を停止することなく連続的に溶出
回収作業を継続することができる。従って該陰極材料と
しては、金属電析に対しては過電圧が高く、水素発生に
対しては過電圧の低い材料つまり炭素電極を選択するこ
とが好ましい。金属イオンを含有する溶液の電解還元に
おける陰極表面での反応は、金属電析と水素発生との競
争反応であり、陰極表面への金属の析出を防止するため
には当然に金属電析が起こり難く (金属電析に対する
過電圧が高く)、水素発生の起こり易い(水素発生に対
する過電圧が低い)材料を選択することにより水素発生
のみをほぼ選択的に生じさせることが望ましいからであ
る。
通常の陰極材料としては、ニッケル、鉄、ステンレス等
、及び鉛、銀等を主成分とする材料が使用されているが
、前者は金属電析、水素発生の両者に対する過電圧が共
に低いため適当ではなく、後者は金属電析、水素発生の
両者に対する過電圧が共に高いためあまり適当ではない
。
、及び鉛、銀等を主成分とする材料が使用されているが
、前者は金属電析、水素発生の両者に対する過電圧が共
に低いため適当ではなく、後者は金属電析、水素発生の
両者に対する過電圧が共に高いためあまり適当ではない
。
これに対し、本発明で好ましく使用できるグラファイト
、活性炭等の炭素材料は、金属電析に対する過電圧は高
いが水素発生に対する過電圧は低く、陰極表面での反応
を水素発生にのみ限定し、金属電析を防止するのに効果
的である。
、活性炭等の炭素材料は、金属電析に対する過電圧は高
いが水素発生に対する過電圧は低く、陰極表面での反応
を水素発生にのみ限定し、金属電析を防止するのに効果
的である。
陰極表面での金属電析をより以上に効果的に阻害するた
めには、電流密度を大きくして水素発生速度を増大させ
て、電析しようとする金属の陰極への析出を防止するこ
とが好ましい。好ましくは電流密度は5A/d+s”以
上、より好ましくはIOA7dm”以上、最も好ましく
は15A/dm”以上とする。他の電解条件にも依存す
るが、電流密度15A/dI11!では全析出量の80
%が金属粒子として陰極室内に沈澱する。
めには、電流密度を大きくして水素発生速度を増大させ
て、電析しようとする金属の陰極への析出を防止するこ
とが好ましい。好ましくは電流密度は5A/d+s”以
上、より好ましくはIOA7dm”以上、最も好ましく
は15A/dm”以上とする。他の電解条件にも依存す
るが、電流密度15A/dI11!では全析出量の80
%が金属粒子として陰極室内に沈澱する。
上記陰極及び陽極を使用して電解槽を構成するには、電
解槽を隔膜を使用して陰極室と陽極室に区画する必要が
ある。これは主に陽極室に収容された担体の陰極室への
流入防止と陰極室で還元された金属単体が陽極室へ逆に
流入して再度溶解されることを防止するためである。該
隔膜の材料は上記流入を防止でき、しかも陽極室で溶出
された金属イオンを含む電解液が透過−できるものでな
ければならず液透過性中性膜とする。該中性膜の例とし
ては濾布、素焼板、アスベストシート、碍子等がある。
解槽を隔膜を使用して陰極室と陽極室に区画する必要が
ある。これは主に陽極室に収容された担体の陰極室への
流入防止と陰極室で還元された金属単体が陽極室へ逆に
流入して再度溶解されることを防止するためである。該
隔膜の材料は上記流入を防止でき、しかも陽極室で溶出
された金属イオンを含む電解液が透過−できるものでな
ければならず液透過性中性膜とする。該中性膜の例とし
ては濾布、素焼板、アスベストシート、碍子等がある。
該中性膜として比較的強度の低い濾布等を使用する場合
には、例えば該濾布を塩化ビニル板とチタン板でサンド
インチ構造として補強した複合構造のものを使用するこ
とが好ましい。
には、例えば該濾布を塩化ビニル板とチタン板でサンド
インチ構造として補強した複合構造のものを使用するこ
とが好ましい。
電解槽の構造は、箱型の電解槽を前記中性膜を使用して
左右に2分したものでも、筒状の電解槽を円筒形の中性
膜を使用して外側の陰極室と内側の陽極室に区画したも
のでも、あるいは箱型の電解槽を複数の中性膜を使用し
て複数の電解室に区画し、各電解室用の電極を複極式又
は単極式に接続して複数の電解室で金属の溶出あるいは
還元を行うようにしたものでもよい。
左右に2分したものでも、筒状の電解槽を円筒形の中性
膜を使用して外側の陰極室と内側の陽極室に区画したも
のでも、あるいは箱型の電解槽を複数の中性膜を使用し
て複数の電解室に区画し、各電解室用の電極を複極式又
は単極式に接続して複数の電解室で金属の溶出あるいは
還元を行うようにしたものでもよい。
電解に際しては、該電解槽の陽極室で含塩素塩酸により
溶出される金属イオンを含む電解液を前記中性膜を通し
て陰極室へ透過させる手段が必要である。これは通常は
陽極液と陰極液の液面の高さを調節することにより達成
することができる。
溶出される金属イオンを含む電解液を前記中性膜を通し
て陰極室へ透過させる手段が必要である。これは通常は
陽極液と陰極液の液面の高さを調節することにより達成
することができる。
つまり陽極液の高さを常に陰極液の高さより高く維持し
ておけば前記中性膜に掛かる両極液間の圧力差により電
解液は常に陽極室から陰極室に向かって前記中性膜を透
過し、逆流することがない。
ておけば前記中性膜に掛かる両極液間の圧力差により電
解液は常に陽極室から陰極室に向かって前記中性膜を透
過し、逆流することがない。
陰極液を定期的又は継続的に外部に取り出しかつ陽極室
に循環させることにより、陽極液の高さを陰極液の高さ
を維持することが好ましい。
に循環させることにより、陽極液の高さを陰極液の高さ
を維持することが好ましい。
特に前述した通り、陰極として炭素電極を使用し該陰極
により還元される金属を陰極室内に沈澱させる場合には
、該陰極液の取り出し及び濾過等の分離操作により還元
された金属の回収も行うことができるのでより好ましい
。又陰極液には前記アルミナ等の担体の微細な残渣が含
まれることもあり、この場合には該残渣を濾過等により
分離した後、陽極室に循環させることが好ましい。
により還元される金属を陰極室内に沈澱させる場合には
、該陰極液の取り出し及び濾過等の分離操作により還元
された金属の回収も行うことができるのでより好ましい
。又陰極液には前記アルミナ等の担体の微細な残渣が含
まれることもあり、この場合には該残渣を濾過等により
分離した後、陽極室に循環させることが好ましい。
前記担体を収容した陽極室においては、収容方式が固定
床型か流動床型かに応じて適宜循環する電解液を利用す
ることが望ましい。例えば流動床の場合には収容した担
体を流動させるために循環電解液を陽極室下方から比較
的高速度で供給するようにし、又固定床の場合にも隣接
する担体間部分における担持金属の電解液との接触を良
好にするために例えば循環電解液を陽極室上方から該固
定床を通過させた筒状の供給管により陽極室下部に供給
し該電解液の上昇力により僅かに担体を流動させること
が好ましい。
床型か流動床型かに応じて適宜循環する電解液を利用す
ることが望ましい。例えば流動床の場合には収容した担
体を流動させるために循環電解液を陽極室下方から比較
的高速度で供給するようにし、又固定床の場合にも隣接
する担体間部分における担持金属の電解液との接触を良
好にするために例えば循環電解液を陽極室上方から該固
定床を通過させた筒状の供給管により陽極室下部に供給
し該電解液の上昇力により僅かに担体を流動させること
が好ましい。
なお陽極室に収容された担体上の金属が殆ど溶出した場
合に電解を停止することなく担体を交換するために、前
記陽極室の下端に抜出口を設け、該抜出口から前記担体
を取り出すとともに同量の金属担持担体を陽極室に加え
るようにすることが好ましい。
合に電解を停止することなく担体を交換するために、前
記陽極室の下端に抜出口を設け、該抜出口から前記担体
を取り出すとともに同量の金属担持担体を陽極室に加え
るようにすることが好ましい。
電解の間、特に陰極として炭素電極を使用し、還元され
た金属の陰極上への電析を防止しようとする場合には、
陰極室内を撹拌することが好ましい。
た金属の陰極上への電析を防止しようとする場合には、
陰極室内を撹拌することが好ましい。
上述の構成から成る本発明方法により、例えばパラジウ
ムを担持した触媒担体の該パラジウムの溶出回収を行う
場合には、まず担体上のパラジウムが含塩素塩酸中の塩
素により塩素化されて塩化パラジウムに変換されるとと
もに電解液中に溶出しパラジウムイオンとなる。該パラ
ジウムイオンは電解液に溶解した状態で上記した両極室
間の圧力差等に応じて前記中性膜方向に移動し、該中性
膜を透過して陰極室に達する。該陰極室において該パラ
ジウムイオンは発生している水素ガスによりあるいは陰
極と接触することにより次式に従っPd” +
H,−Pd + 2H”で還元されて金属パラ
ジウムとなり、陰極室内に沈澱するか陰極上に電析する
。なお特に陰極室を攪拌した場合は該金属粒子の成長が
観察されるが、比較的その粒径が小さ(、溶液とともに
循環してもポンプや配管等の閉塞や摩耗といった問題が
生ずることがない。
ムを担持した触媒担体の該パラジウムの溶出回収を行う
場合には、まず担体上のパラジウムが含塩素塩酸中の塩
素により塩素化されて塩化パラジウムに変換されるとと
もに電解液中に溶出しパラジウムイオンとなる。該パラ
ジウムイオンは電解液に溶解した状態で上記した両極室
間の圧力差等に応じて前記中性膜方向に移動し、該中性
膜を透過して陰極室に達する。該陰極室において該パラ
ジウムイオンは発生している水素ガスによりあるいは陰
極と接触することにより次式に従っPd” +
H,−Pd + 2H”で還元されて金属パラ
ジウムとなり、陰極室内に沈澱するか陰極上に電析する
。なお特に陰極室を攪拌した場合は該金属粒子の成長が
観察されるが、比較的その粒径が小さ(、溶液とともに
循環してもポンプや配管等の閉塞や摩耗といった問題が
生ずることがない。
上記した本発明方法によると、担体上に担持された金属
を単一電解槽内で高価な薬剤を使用することなくほぼ定
量的に溶出し回収することができ、しかも陰極として炭
素電極を使用しかつ陰極電流密度を調節すると、陰極上
に析出させることなく全であるいは殆どの金属粒子を陰
極室内に沈澱させることが可能になる。従って本発明の
好ましい態様においては、単一の電解槽で高価な薬剤を
使用することな(しかも電解操作を停止することなく連
続的に、担体上に担持された金属を溶出し回収すること
が可能になる。
を単一電解槽内で高価な薬剤を使用することなくほぼ定
量的に溶出し回収することができ、しかも陰極として炭
素電極を使用しかつ陰極電流密度を調節すると、陰極上
に析出させることなく全であるいは殆どの金属粒子を陰
極室内に沈澱させることが可能になる。従って本発明の
好ましい態様においては、単一の電解槽で高価な薬剤を
使用することな(しかも電解操作を停止することなく連
続的に、担体上に担持された金属を溶出し回収すること
が可能になる。
以下添付図面を参照しながら本発明の実施例を記載する
が、本発明は該実施例に限定されるものではない。
が、本発明は該実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
縦20cI11.横33cm、深さ54cm (有効容
量は20cm x33cm X 45cm = 29.
71 )の箱型電解槽lを、ビニール製網と濾布を塩化
ビニール板とチタン板で両側から支持した液透過製中性
膜2枚2で3分し、両側に陰極室3を中央部に陰極室4
を形成した。各陽極室3には陽極5である縦55cm
、横20cm 、厚さ1cmのグラファイト板各1枚計
2枚を電解槽壁に密着するように設置してそれぞれのグ
ラファイト板の片面のみが陽極として有効に機能するよ
うにし、かつ前記陰極室には陰極6である縦55cm、
横10cm厚さ1cmのグラファイト板1枚を設置した
。
量は20cm x33cm X 45cm = 29.
71 )の箱型電解槽lを、ビニール製網と濾布を塩化
ビニール板とチタン板で両側から支持した液透過製中性
膜2枚2で3分し、両側に陰極室3を中央部に陰極室4
を形成した。各陽極室3には陽極5である縦55cm
、横20cm 、厚さ1cmのグラファイト板各1枚計
2枚を電解槽壁に密着するように設置してそれぞれのグ
ラファイト板の片面のみが陽極として有効に機能するよ
うにし、かつ前記陰極室には陰極6である縦55cm、
横10cm厚さ1cmのグラファイト板1枚を設置した
。
なお該電解槽の周囲には電解液冷却用のジャケット(図
示路)を設置し冷却水を流して電解液の冷却を行った。
示路)を設置し冷却水を流して電解液の冷却を行った。
該電解槽1の陽極室3に下記表1に示す量のパラジウム
及び白金を担持したアルミナ担体7を固定床状態で収容
し、電流量、電圧及び電解液全量を表中に示す値に維持
しながら224g/lの塩酸濃度を有する電解液を供給
しかつ同量を陰極室から循環ライン8に抜き出し含まれ
る金属単体を該ライン8に併設されたフィルター9によ
り濾別し、48.21!の電解液を使用して、前記ジャ
ケントに冷却水を流して電解液温度を60℃に維持しな
がら循環させ、かつ拡径した下端部が陽極室内下部に達
している直径19ma+長さ60cmのエアリフト用筒
状体10の下端に陽極室底板に設置した空気バルブ11
から圧縮空気を供給して陽極室内の担体を陽極室内から
電解槽外に取り出し、陽極室上部より新しい担体を供給
した。なお陽極液量は各室3.81で計7.61、陰極
液量は7.81に維持した。通電時の陽極及び陰極電流
密度及び電解液中の金属濃度は表1に示す通りであった
。
及び白金を担持したアルミナ担体7を固定床状態で収容
し、電流量、電圧及び電解液全量を表中に示す値に維持
しながら224g/lの塩酸濃度を有する電解液を供給
しかつ同量を陰極室から循環ライン8に抜き出し含まれ
る金属単体を該ライン8に併設されたフィルター9によ
り濾別し、48.21!の電解液を使用して、前記ジャ
ケントに冷却水を流して電解液温度を60℃に維持しな
がら循環させ、かつ拡径した下端部が陽極室内下部に達
している直径19ma+長さ60cmのエアリフト用筒
状体10の下端に陽極室底板に設置した空気バルブ11
から圧縮空気を供給して陽極室内の担体を陽極室内から
電解槽外に取り出し、陽極室上部より新しい担体を供給
した。なお陽極液量は各室3.81で計7.61、陰極
液量は7.81に維持した。通電時の陽極及び陰極電流
密度及び電解液中の金属濃度は表1に示す通りであった
。
330分経過後に通電を停止し、陰極6上に析出してい
る金属を回収し、陰極室内に沈澱している金属量及び電
解液中に残存している金属量を測定し、更に処理済担体
上に依然として担持されている金属の量を計測し、溶出
率を算出し表1に示す結果を得た。
る金属を回収し、陰極室内に沈澱している金属量及び電
解液中に残存している金属量を測定し、更に処理済担体
上に依然として担持されている金属の量を計測し、溶出
率を算出し表1に示す結果を得た。
表 1
(実施例2)
実施例1と同様の装置を使用し、表1の実施例2の上欄
に記載された条件に従って白金、パラジウム及びロジウ
ムを担持した自動車触媒からの各金属の溶出回収を試み
た。その結果を表1の実施例2の下欄に示す。
に記載された条件に従って白金、パラジウム及びロジウ
ムを担持した自動車触媒からの各金属の溶出回収を試み
た。その結果を表1の実施例2の下欄に示す。
(実施例3)
実施例1と同様の装置を使用し、表1の実施例3の上欄
に記載された条件に従って白金、パラジウム及びロジウ
ムを担持した自動車触媒からの各金属の溶出回収を試み
た。その結果を表1の実施例3の下欄に示す。
に記載された条件に従って白金、パラジウム及びロジウ
ムを担持した自動車触媒からの各金属の溶出回収を試み
た。その結果を表1の実施例3の下欄に示す。
(実施例4)
白金の品位(担持量)が858g/ tでありパラジウ
ムの品位が108g/ tである廃触媒A又は白金の品
位が304g/ tでありパラジウムの品位が610g
/lである廃触媒Bを使用し、通電量200A、電解液
温度60℃、電解液塩酸濃度20〜35%、開始時廃触
媒収容量9.0kg、廃触媒装入及び排出量2 kg/
回、廃触媒装入間隔15〜30分/回として廃触媒上の
白金及びパラジウムの?容出回収を行い、回収白金及び
パラジウム品位、終了時の未溶解残渣の白金及びパラジ
ウム品位及び電解液酸濃度を測定したところ表2に示す
結果が得られた。又上記実施例1と同様に電解液中、洗
浄液中及び回収金属への溶出率と、未溶解率を算出した
結果を表3に示す。
ムの品位が108g/ tである廃触媒A又は白金の品
位が304g/ tでありパラジウムの品位が610g
/lである廃触媒Bを使用し、通電量200A、電解液
温度60℃、電解液塩酸濃度20〜35%、開始時廃触
媒収容量9.0kg、廃触媒装入及び排出量2 kg/
回、廃触媒装入間隔15〜30分/回として廃触媒上の
白金及びパラジウムの?容出回収を行い、回収白金及び
パラジウム品位、終了時の未溶解残渣の白金及びパラジ
ウム品位及び電解液酸濃度を測定したところ表2に示す
結果が得られた。又上記実施例1と同様に電解液中、洗
浄液中及び回収金属への溶出率と、未溶解率を算出した
結果を表3に示す。
実施例1〜4の結果から、溶出した金属の約15表
2 表 3 %が洗浄液中に回収され、残りの85%が陰極室内に沈
澱し又は電解液中に残存していることが分かる。
2 表 3 %が洗浄液中に回収され、残りの85%が陰極室内に沈
澱し又は電解液中に残存していることが分かる。
(実施例5)
実施例4の廃触媒A 9.Okgを、上記各実施例の電
解槽に固定床状態で収容し実施例4と同様の条件で廃触
媒を補充することなく3.2時間通電し、電解液中の白
金及びパラジウム濃度と電解液の酸濃度を測定した。続
いて各2kgの廃触媒を所定時間間隔で供給しかつ同量
の処理済触媒を電解槽から抜き出し同様にして電解液中
の白金及びパラジウム濃度と電解液の酸濃度を5.5時
間測定した。
解槽に固定床状態で収容し実施例4と同様の条件で廃触
媒を補充することなく3.2時間通電し、電解液中の白
金及びパラジウム濃度と電解液の酸濃度を測定した。続
いて各2kgの廃触媒を所定時間間隔で供給しかつ同量
の処理済触媒を電解槽から抜き出し同様にして電解液中
の白金及びパラジウム濃度と電解液の酸濃度を5.5時
間測定した。
次いで装入する触媒を実施例4の触媒Bに変更し同様に
1回に2kgずつ所定間隔で装入し同量を電解槽から抜
き出して電解液中の白金及びパラジウム濃度と電解液の
酸濃度を約6時間に亘って測定した。その結果を第2図
に示す。第2図中の上方の矢印は触媒装入時を示してい
る。
1回に2kgずつ所定間隔で装入し同量を電解槽から抜
き出して電解液中の白金及びパラジウム濃度と電解液の
酸濃度を約6時間に亘って測定した。その結果を第2図
に示す。第2図中の上方の矢印は触媒装入時を示してい
る。
(発明の効果)
本発明は、塩酸の電解により発生する含塩素塩酸による
担体上の金属類の溶出による金属イオンの形成を、該担
体を電解槽の陽極室に収容して該陽極室内で行い、前記
溶出金属イオンを含有する電解液を中性膜を通して陰極
室に透過させ、該陰極室内で前記金属イオンの還元を行
って対応する金属単体を陰極室内に沈澱させあるいは陰
極上に析出させて回収するようにしている。
担体上の金属類の溶出による金属イオンの形成を、該担
体を電解槽の陽極室に収容して該陽極室内で行い、前記
溶出金属イオンを含有する電解液を中性膜を通して陰極
室に透過させ、該陰極室内で前記金属イオンの還元を行
って対応する金属単体を陰極室内に沈澱させあるいは陰
極上に析出させて回収するようにしている。
従って本発明では、第1に単一の電解槽のみで担体上に
担持された金属類の溶出及び回収を行うことができ、王
水を使用したり溶出を電解槽外で行う従来の回収方法や
回収装置と比較して、遥かに少ない設備で担持金属の回
収を行うことができる。
担持された金属類の溶出及び回収を行うことができ、王
水を使用したり溶出を電解槽外で行う従来の回収方法や
回収装置と比較して、遥かに少ない設備で担持金属の回
収を行うことができる。
第2に、薬剤による還元工程が不要であるためコスト減
を達成することができ、しかも後処理の必要な有害成分
が発生することがない。しかも該薬剤の不使用は、電解
前後の溶液の組成に変化を生じさせることがなく、陰極
液をそのまま陽極室に循環し続けて陽極液として使用す
ることが可能になる。
を達成することができ、しかも後処理の必要な有害成分
が発生することがない。しかも該薬剤の不使用は、電解
前後の溶液の組成に変化を生じさせることがなく、陰極
液をそのまま陽極室に循環し続けて陽極液として使用す
ることが可能になる。
第3に、本発明の一態様として陰極を炭素電極により構
成すると、陰極室内で還元され回収される金属単1体が
ほぼ選択的に沈澱し陰極上に電析しないため、該金属単
体の回収のために電解を停止゛し陰極から前記金属を剥
離する必要がなくなり連続操業が可能になるため、操業
効率が大幅に上昇する。
成すると、陰極室内で還元され回収される金属単1体が
ほぼ選択的に沈澱し陰極上に電析しないため、該金属単
体の回収のために電解を停止゛し陰極から前記金属を剥
離する必要がなくなり連続操業が可能になるため、操業
効率が大幅に上昇する。
第4に、電解を使用するため、金属イオンが低濃度にな
っても還元反応が′m続し、はぼ定量的に金属イオンを
金属粒子として析出させることができる。
っても還元反応が′m続し、はぼ定量的に金属イオンを
金属粒子として析出させることができる。
第1図は、本発明に係わる金属回収装置の一実施例を示
す概略縦断面図、第2図は、実施例5における白金及び
パラジウム濃度と電解液の酸濃度の経時変化を示すグラ
フである。 1・・・電解槽 2・・・液透過性中性膜3・・・陰極
室 4・・・陰極室 5・・・陽極 6・・・陰極 7・・・担体 8・・・循環ライン 9・・・フィルター 10・・・筒状体11・・・空気
バルブ 第ブ 図
す概略縦断面図、第2図は、実施例5における白金及び
パラジウム濃度と電解液の酸濃度の経時変化を示すグラ
フである。 1・・・電解槽 2・・・液透過性中性膜3・・・陰極
室 4・・・陰極室 5・・・陽極 6・・・陰極 7・・・担体 8・・・循環ライン 9・・・フィルター 10・・・筒状体11・・・空気
バルブ 第ブ 図
Claims (8)
- (1)液透過性中性膜により陽極室と陰極室に区画され
た電解槽の陽極室に金属及び/又は金属化合物が担持さ
れた担体を収容し、該陽極室に塩酸を含む電解液を供給
して塩素を電解的に発生させて前記金属及び/又は金属
化合物を前記電解液中に対応する金属イオンとして溶出
させ、該電解液を前記中性膜を通して前記陰極室に透過
させ、該陰極室において金属単体に還元し析出させるこ
とを含んで成る担体上に担持された金属の回収方法。 - (2)陰極を炭素電極とし、還元された金属単体を陰極
室内に沈澱させるようにした特許請求の範囲第1項に記
載の回収方法。 - (3)陰極電流密度を5A/dm^2以上として電解を
行うようにした特許請求の範囲第2項に記載の回収方法
。 - (4)陰極室内に沈澱した金属単体を電解液とともに陰
極室から抜き出し、前記金属単体を分離した後、前記電
解液を陽極室へ循環させさるようにした特許請求の範囲
第2項又は第3項に記載の回収方法。 - (5)金属及び/又は金属化合物が担持された担体が収
容され、塩酸を含む電解液を電解することにより発生さ
せた塩素により前記金属及び/又は金属化合物を対応す
る金属イオンとして前記電解液中に溶出させるための陽
極室と、該電解液中の金属イオンを対応する金属単体に
還元し析出させるための陰極室と、電解槽を前記陽極室
及び陰極室に区画する液透過性中性膜と、前記陽極室中
の電解液を該中性膜を通して前記陰極室中へ透過させる
ための手段とを含んで成る担体上に担持された金属の回
収用装置。 - (6)陰極室中へ電解液を透過させるための手段が、両
極室間の液圧差である特許請求の範囲第5項に記載の回
収用装置。 - (7)陰極室から電解液を抜き出すことにより液圧差を
生じさせるようにした特許請求の範囲第6項に記載の回
収用装置。 - (8)陰極室から抜き出した電解液を陽極室に循環させ
るようにした特許請求の範囲第6項に記載の回収用装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319892A JP2520674B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 担体上に担持された金属の回収方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62319892A JP2520674B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 担体上に担持された金属の回収方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01162789A true JPH01162789A (ja) | 1989-06-27 |
| JP2520674B2 JP2520674B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=18115397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62319892A Expired - Fee Related JP2520674B2 (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 担体上に担持された金属の回収方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520674B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004502868A (ja) * | 2000-07-12 | 2004-01-29 | インターナショナル リード ジンク リサーチ オーガナイゼーション,インコーポレーデット. | 溶融金属浴への浸漬による亜鉛−アルミニウム合金皮膜形成方法の改善 |
| CN101363126B (zh) | 2008-09-05 | 2011-11-23 | 江苏技术师范学院 | 制备纳米级金属粉体的装置 |
| JP2012087344A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Toshiba Corp | レアメタル回収方法およびレアメタル回収装置 |
| JP2012522139A (ja) * | 2010-05-20 | 2012-09-20 | インスー ジン | 無機顆粒廃触媒から貴金属を抽出する方法及び該装置 |
| JP2014173157A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 粉状スクラップからの金属の回収方法 |
| JP2015101741A (ja) * | 2013-11-21 | 2015-06-04 | Jx日鉱日石金属株式会社 | スクラップからの金属の回収方法 |
| JP2015190028A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | Jx日鉱日石金属株式会社 | スクラップからの金属回収方法 |
| JP2017222933A (ja) * | 2017-09-27 | 2017-12-21 | Jx金属株式会社 | 粉状スクラップからの金属の回収方法 |
| JP2018003164A (ja) * | 2017-09-27 | 2018-01-11 | Jx金属株式会社 | スクラップからの金属回収方法 |
| CN115710732A (zh) * | 2022-09-28 | 2023-02-24 | 上海氢田新材料科技有限公司 | 一种金属杂质去除方法和装置 |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP62319892A patent/JP2520674B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101363126B (zh) | 2008-09-05 | 2011-11-23 | 江苏技术师范学院 | 制备纳米级金属粉体的装置 |
| JP2012522139A (ja) * | 2010-05-20 | 2012-09-20 | インスー ジン | 無機顆粒廃触媒から貴金属を抽出する方法及び該装置 |
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| JP2014173157A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 粉状スクラップからの金属の回収方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2520674B2 (ja) | 1996-07-31 |
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