JPH04107223A

JPH04107223A - 金属の溶解方法

Info

Publication number: JPH04107223A
Application number: JP2226297A
Authority: JP
Inventors: Yukimichi Nakao; 幸道中尾; Kyoji Kaeriyama; 帰山　享二
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1992-04-08
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH0819492B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、有機溶媒に可溶な新規第四級アンモニウム・
トリハライド及びそれによる金属の抽出・回収に有用な
金属の溶解方法に関するものである。

従来の技術金属を液体中に溶解することは、金属を含有する混合物
から金属を抽出、回収するために不可欠の工程であり、
産業上極めて重要である。この目的のため、従来は、金
属を塩酸などの無機酸の水溶液に溶解する方法がとられ
ていた。

また最近、陽イオン性界面活性剤の存在下に、ハロゲン
化炭化水素に接触させることにより、金属を溶解させる
方法が見出されている（特開平１−２９４８３０号公報
）。

発明が解決しようとする課題５門来。無機酸を用い、金属。溶解方法−ｃ４ｉ、強酸
性の水溶液を扱うため、作業が危険となるうえ、多量の
排水が生じ、この排水の処理に多大の経費がかかる。ま
た、陽イオン性界面活性剤の存在下にハロゲン化炭化水
素に接触させる方法は、溶媒がハロゲン化炭化水素に限
られる上、その臭気や毒性が強いため作業に困難を伴う
などの問題点があった。

課題を解決するための手段本発明者は、こうした従来の方法の課題を解決するため
、無機酸を用いず、ハロゲン化炭化水素以外の一般的な
有機溶媒をも用い得る金属の溶解方法を求めて種々検討
した結果、陽イオン性界面活性剤とハロゲン単体の反応
により新規第四級アンモニウム・トリハライドが得られ
ること、及びこの第四級アンモニウム・トリハライドの
存在下に、有機溶媒に接触させることにより、多くの金
属が容易に溶解する現象を見いだし、本発明に到達した
。

すなわち、本発明は、一般式％式％（１）（式中のＲ＝Ｎはトリアルキルアミノ基またはピリジル
基、Ｒ′は炭素数６〜２２のアルキル基、Ｘはハロゲン
原子である）で示される第四級アンモニウム・トリフ１ライド及びそ
れによる金属の有機溶媒中への溶解方法を提供するもの
である。

この一般式（１）中のＲ−＝Ｎで表されるトリアルキル
アミノ基の例としては、トリメチルアミノ基、トリエチ
ルアミノ基などを挙げることができる。

また、Ｘで表されるハロゲン原子の例としては、臭素原
子、ヨウ素原子を挙げることができる。

この一般式（１）で示される第四級アンモニウム・トリ
ハライドは、いずれも文献未載の新規化合物で、次のよ
うにして製造することができる。

すなわち、一般式％式％（）（式中のＲＡＮはトリアルキルアミノ基またはピリジル
基、Ｒ′は炭素数６〜２２のアルキル基、Ｘはハロゲン
原子である）で慣される陽イオン性界面活性剤及びハロゲン単体を液
状炭化水素中に溶解して加熱下に反応させ、生成する第
四級アンモニウム・トリハライドを、冷却後に沢過する
か、または溶媒を蒸発乾固することにより分離し回収す
る。

この際原料として用いる陽イオン性界面活性剤としては
、たとえば、臭化へキシルトリメチルアンモニウム、臭
化ドデシルトリメチルアンモニウム、ヨウ化セチルピリ
ジニウムなどを挙げることができる。

また、ハロゲン単体としては、臭素、ヨウ素を挙げるこ
とができる。

反応溶媒の炭化水素としては、ベンゼン、シクロヘキサ
ンなどが用いられる。

この方法では、陽イオン性界面活性剤とハロゲン単体が
等モルで反応するが、通常、ハロゲン単体の方をやや過
剰に用いる方が、生成物の収率が高くなる。この場合、
過剰のハロゲン単体が生成物に混入することがあるが、
これは長時間放置することにより除くことができる。

本発明による金属の溶解方法においては、第四級アンモ
ニウム・トリハライド及び有機溶媒に金属を接触させる
ことにより金属を溶解しやすい化合物に変換する。

すなわち、目的の金属に対し、第四級アンモニウム・ト
リハライドからハロゲン原子が与えられることによって
金属ハロゲン化物が生成する。これに伴って、第四級ア
ンモニウム・トリハライドがもとの陽イオン性界面活性
剤に戻る０次に、金属ハロゲン化物と陽イオン性界面活
性剤が反応して、ポリハロゲノ金属陰イオン銘体と第四
級アンモニウム陽イオンとのイオン対に変換される。こ
のイオン対は、第四級アンモニウム陽イオン部分に長鎖
アルキル基が含まれているため有機溶媒に溶解するわけ
である。金属の種類によっては、第１段の反応で生じる
陽イオン性界面活性剤だけでは第２段のイオン対生成反
応に不足を来すことがあるが、このような場合には、あ
らかじめ第四級アンモニウム・トリハライドに対し対応
する陽イオン性界面活性剤を余分に加えておくのがよい
。

ｌ属の溶解に要する時間は、目的とする金属、第四級ア
ンモニウム・トリハライドの種類及び濃度、有機溶媒の
種類などにより異る。また、処理温度は有機溶媒の沸点
以下の範囲で選ばれるが、処理温度が高いほど金属の溶
解が促進される。金属の溶解の終点は、仕込んだ金属が
見えなくなることで確認できる。

本発明方法で用いられる有機溶媒としては、液状の炭化
水素類、アルコール類、エステル類、エーテル類、ニト
リル類、ニトロ化炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類が
適し、例えば、ベンゼン、トルエン、メタノール、酢酸
エチル、ジオキサン、アセトニトリル、ニトロベンゼン
、ブロムベンゼンなどが用いられる。

本発明方法により溶解される金属は、典型金属及び遷移
金属の両方にわたり、たとえば、マンガン、鉄、コバル
ト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウム、セレン、パラ
ジウム、銀、インジウム、アンチモン、金、水銀、鉛な
どである。

次に、実施例により、本発明の詳細な説明する。

−実峰ｌ〜４ベンゼン　３００ｇに臭化セチルピリジニウム６０　ｍ
ｍｏｌ及び臭素６６ｍｍｏｌを加え、液温８０”Ｃで１
時間還流加熱した。これにシクロヘキサン３゜Ｏｇを加
え、冷蔵庫中６℃に冷却し、析出した結晶を炉別後３日
間放置して残留している臭素を除去しな、この操作によ
り、黄橙色結晶で次式の構造の第四級アンモニウム・ト
リハライド２７．３５ｇを得た。これをセチルピリジニ
ウム・トリプロミドと呼ぶ。

このものの元素分析値は次のとおりであった。

Ｃ２１Ｈ３ｅ　Ｎ　Ｂ　ｒ　３としてＣＨＮ理論値（％）　　４６．３４　７．０４　２．５７実測
値（％’）　　４６．４９　７，１３　２．３１ｒ理論値（％）　　４４．０５実測値（％）　　４３．７４表１に示す有機溶媒Ｌｏｇにセチルピリジニウム・トリ
プロミド０．５腸膓０１をカロえ、さらにｏ２■φの金
線０　、２　ｍｇ−ａｔｏｏ＋を加えて表１に示す時間
還流加熱したところ、いずれの場合も金線は全て溶解し
、暗赤色の溶液が得られた。

表１粉末０　、２　ｍｇ−ａｔｏｍを加えて表２に示す時間
８０℃で還流加熱しなところ、いずれの場合も金属粉末
は全て溶解した。

表２実施例　　金属粉末　　　　還流加熱時間（ｈｒ）実施例　有機溶媒還流加熱温度（”Ｃ）　　時間（ｈ「）５　　　パラジウム粉末　　　ｏ２６　　　コバルト粉末　　　４ベンゼンアセトニトリル酢酸エチルジオキサン　　１実施例５〜６ベンゼン１０ｇにセチルピリジニウム・トリプロミド０
　、５　ａｏｏｏｌを加え、さらに表２に示す金属実施
例７〜１１ベンゼン１０ｇにセチルピリジニウム・トリプロミド０
．５ａｕａｏｌ及び臭化セチルピリジニウム０．５ｍｍ
ｏｌを加え、さらに表３に示す金属のｏ２■φの金属線
０　、２　ｍｇ−ａｔｏ＋ａを加えて表３に示す時間８
０°Ｃで還流加熱したところ、いずれの場合も金Ｒｕは
全て溶解した。

表３実施例金属還流加熱時１ｉ（ｈｒ）で次式の構造の第四級アンモニウム・トリハライド８．
０３ｇを得た。これをオクチルトリメチルアンモニウム
・トリプロミドと呼ぶ。

７　　　　　鉄　　　　　　　　　　　　１．５８　　
　　ニッケル　　　　　２つ　　　　銅　　　　　　　　　１１０　　　亜鈴　　　　　　　１，５１１　　　　　銀　　　　　　　　　　　　０．５実施
例１２ベンゼン１００ｇに臭化オクチルトリメチルアンモニウ
ム２０ｍｍｏｌ及び臭素２２Ｉｌ１ｍｏｌを加え、液温
８０″Ｃで１時間還流加熱した。これにシクロヘキサン
１００ｇを加え、冷蔵庫中６°Ｃに冷却し、析出した結
晶を炉別後３日間放置して残留してしする臭素を除去し
た。この操作により、黄橙色結晶このものの元素分析値
は次のとおりであった。

（：　１）　Ｈ２６Ｎ　Ｂ　ｒ　３として理論値（％）
　　３２．０６実測値（％）　　３２．７９ｒ理論値（％）　　５８．１８実測値（％）　　５７．９９ベンゼン１０ｇにオクチルトリメチルアンモニウム・ト
リプロミド０　、５　ｍ１ｏｌ及び臭化オクチル３．４
０３．３２６．３６６．４７Ｌ−ト＋’ｒメチルアンモニウム０　、５　ｍｍｏｌ　
を加え、さらに０．２ｍｍφの金線０　、２１１ｇ−ａ
ｔｏＩ８を加えて液温８０″Ｃで１．５　時間還流加熱
したところ、金線は全て溶解し、暗赤色の溶液が得られ
た。

実Ｍ！、例１３ベンゼン１００ｇに臭化ドデシルトリメチルアンモニウ
ム２０ｍｍｏｌ及び臭素２２ｇ１ｆｆｌｏｌを加え、液
温８０°Ｃで１時間還流加熱した。これにシクロヘキサ
ン１００ｇを加え、冷蔵庫中６°Ｃに冷却し、析出した
結晶をｒ別後３日間放１して臭素を除去した。この操作
により、黄橙色結晶で次式の構造の第四級アンモニウム
・トリハライド９．２８ｇを得た。これをドデシルトリ
メチルアンモニウム・トリプロミドと呼ぶ。

このものの元素分析値は次のとおりであった。

ＣＩ６８３ＪＮ　Ｂ　ｒ　３としてＣＨＮ理論値（％’）　　３８．４８　７．３２　２．９９実
測値（％）　　３８．６５　７．３８　２．９４ｒ理論値（％）　　５１．２１実測値（％）　　５０．５１ベンゼン１０ｇにドデシルトリメチルアンモニウム・ト
リプロミド０　、５　ｍｍｏＪ及び臭化ドデシルトリメ
チルアンモニウムＱ　、　５　ｍｍｏｌ　を加え、さら
に０　、２　＋ａｍφの金線０　、２　Ｂ−ａｔｏｍを
加えて液温８０℃で１時間還流加熱したところ、金線は
全て溶解し、暗赤色の溶液が得られた。

実施例１４ベンゼン１００ｇに臭化セチルトリメチルアンモニウム
２０　ｍｍｏｌ及び臭素２２　ｍａ＋ｏｌを加え、液温
８０゛Ｃで１時間還流加熱した。これにシクロヘキサン
１００ｇを加え、冷蔵庫中６°Ｃに冷却し、析リーした
結晶をＰ側稜３日間放置して臭素を除去した。この操作
により、黄橙色結晶で次式の精造の第四級アンモニウム
・トリハライド９．２８ｇを得た。これをセチルトリメ
チルアンモニウム・トリプロミドと呼ぶ。

このものの元素分析値は次のとおりであった。

Ｃ＋＊ＨＪ２Ｎ　Ｂ　ｒ　３としてＣＨＮ理論値（％）４３，５３　８．０８　２．６７実測値（
％）　　４３．６４　８，０７　２．３８ｒ理論値（％）４５．７３実測値（％）４５．２５ベンゼン１０ｇにセチルトリメチルアンモニウム・トリ
プロミド０．５鳳ｍｏｌ及び臭化セチルトリメチルアン
モニウム０　、５　ａ＋ｍｏｌを加え、さらに、０、’
）＋ｍφ　の金線０　、２　ｍｇ−ａｔｏ膳を加えて液
温８０℃で１．５　時間還流加熱したところ、金線は全
て溶解し、暗赤色の溶液が得られた。

実施例１５ベンゼン１００ｇにヨウ化セチルピリジニウム１０ｍｍ
ｏｌ及びヨウ素１１　ｍ＋＋＋６１を加え、液温８０°
Ｃで１時間還流加熱した。これにシクロヘキサン１００
ｇを加え、冷蔵庫中６°Ｃに冷却し、析出した結晶を炉
別した。この操作により、暗褐色結晶で次式の構造の第
四級アンモニウム・トリハライド５．９２ｇを得た。こ
れをセチルピリジニウム・トリヨーシトと呼ぶ。

このものの元素分析値は次のとおりであった。

Ｃ２１ＨｓａＮ　Ｉ　３としてＣＨＮ理論値（％）　　３６．８１　５．５９　２．０４実測
値（％）　３６．６４　５，７９　２．０２■ 理論値（％）　　５５．５６実測値（％）　　５６．４０ベンゼン１０ｇにセチルピリジニウム・トリヨーシト０
．５■ｏｌ及びヨウ化セチルピリジニウム０　、５　ｍ
ｍｏｌ　を加え、さらに、３．２ｍｍφの金線０２　Ｂ
−ａｔｏｌを加えて液温８０°Ｃ″Ｃ″０．５時間還流
加熱したところ、金線は全て溶解し、濃暗赤色の溶液が
得られた。

できる、従って、本発明の方法によれば、経済的に金属
の溶解ができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式［Ｒ≡Ｎ−Ｒ′］＾＋・Ｘ＾−＿３（式中のＲ＝Ｎはトリアルキルアミノ基またはピリジル
基、Ｒ′は炭素数６〜２２のアルキル基、Ｘはハロゲン
原子である）で示される第四級アンモニウム・トリハライド。
（２）金属を、一般式［Ｒ≡Ｎ−Ｒ′］＾＋・Ｘ＾−＿３（式中のＲ≡Ｎはトリアルキルアミノ基またはピリジル
基、Ｒ′は炭素数６〜２２のアルキル基、Ｘはハロゲン
原子である）で示される第四級アンモニウム・トリハライド及び有機
溶媒に接触させることを特徴とする金属の溶解方法。