JPH06280076A - 白金、白金金属の不純物、および/または白金金属の合金を電気分解によって溶解する方法 - Google Patents

白金、白金金属の不純物、および/または白金金属の合金を電気分解によって溶解する方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 白金、白金金属の不純物、および/または白
金金属の合金、特にRh、Pd、Ir、Au、およびA
gと含有するものを、電気分解によって塩酸水溶液に溶
解する方法を提供する。 【構成】 溶解過程を、陽イオン交換膜によって仕切ら
れた電解槽中で、場合によっては白金金属塩あるいは白
金金属酸の存在下で、50−110℃の温度で、電圧を
2.5V−8Vの範囲で定電圧とするか、この範囲で制
御した条件下で、電流密度を0.3−7.0A/dm2
として進行させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、白金、白金金属の不純
物、および/または白金金属の合金、特にRh、Pd、
Ir、Au、およびAgを含有するものを、電気分解に
よって塩酸水溶液に溶解する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】白金金属は、通常、固体形状、たとえ
ば、金属顆粒、金属シート、削り屑、ワイヤなどの形状
で存在する。しかし、本発明の方法は、粉末、シルト、
ならびにセラミクス、水晶部品、酸化アルミニウム、あ
るいは珪酸塩上の貴金属を溶解する際にも使用すること
ができる。塩素ガスおよび塩酸を使用して白金および/
または白金金属合金を溶解することは、一般に公知であ
る(グメリン(Gmelin)、プラティン(Plat
in)、セクションC、77ページ)。ウルマン(Ul
lmann)の化学辞典(Enzyklopadie
derChemie)、18巻、1979、708ペー
ジでは、粉末、シルト、鉱石濃縮物に対して塩素および
塩酸を使用している。この方法では、6−8Nの塩酸を
80℃で使用している。この方法では、溶解した金属に
よって溶解速度が低減することはないことが観察され
た。
【0003】DD−63880では、金属顆粒、金属シ
ート、あるいはワイヤ形状の白金金属を、塩素および塩
酸で溶解する。生成した白金金属塩あるいは白金金属酸
を塩酸水溶液で洗浄する。塩酸および塩素ガスは交互に
加える。この方法では、白金表面が低減しつづける。塩
酸を、目標を定めて加えることは不可能である。したが
って、この方法でも、高濃度の貴金属溶液を生成するこ
とはできない。白金金属の量が低減した場合、この方法
を実施するには塩素が大幅に余分に必要となる。DD−
63880ではこうした順序で溶解を行うので、この文
献で達成しうると記載されている500g/lの白金金
属濃度、ならびに1000g/hの溶解速度に達するの
は例外的な場合のみである。また、この方法では、4−
6kgの白金金属を用いる必要がある。以上で説明した
従来技術の方法は、いずれも、用量によっては問題を生
じる塩素ガスを使用するので、精緻な装置と高度な安全
技術を必要とするという欠点がある。これらの方法は多
大な費用を要し、もはや生態学の観点からして許容しう
るものではない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、白金、白金金属の不純物、および/または白金金属
の合金を溶解するにあたり、装置ならびに安全技術にか
かる支出が小さく、環境に対する負荷も許容範囲内であ
るような方法を提供するという課題から出発するもので
ある。驚くべきことに、塩酸中に白金金属塩および/ま
たは白金金属酸が存在すると、白金あるいは白金金属の
合金の溶解度が増大すること、そして、この溶解過程を
電気分解によって行うことができることを見いだした。
【0005】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の主
題は、白金、白金金属の不純物、および/または白金金
属の合金、特にRh、Pd、Ir、Au、およびAgと
含有するものを、電気分解によって塩酸水溶液に溶解す
る方法にあり、この方法は、溶解過程を、陽イオン交換
膜によって仕切られた電解槽中で、場合によっては白金
金属塩あるいは白金金属酸の存在下で、50−110℃
の温度で、電圧を2.5V−8Vの範囲で定電圧とする
か、この範囲で制御した条件下で、電流密度を0.3−
7.0A/dm2 として進行させることに特徴がある。
電解槽には、溶解対象である白金金属を陽極として挿入
し、白金、チタン、あるいは黒鉛を陰極として挿入して
おく。陰極室と陽極室には6−8Nの塩酸を満たし、電
位は、溶解促進のうえで必要とされる塩素ガスが電気分
解によって発生するように選択する。溶解を行うユニッ
トをこのように配置することにより、白金金属と、白金
金属を含有する酸ならびに電気分解によって発生した塩
素ガスとを、インパルス状に接触させることができる。
【0006】本発明の方法は、電圧を5V−7.5Vの
範囲で定電圧とするか、この範囲で制御した条件下で、
電流密度を4.4−6.6A/dm2 とし、温度を60
−100℃の範囲、特に80℃として進行させるのが好
ましい。陽極室ならびに陰極室の溶液は、電気分解の開
始時のみ加熱する。本発明の方法は発熱反応であるの
で、溶解温度はその後、加熱を行わなくても安定する。
白金金属の溶液の濃度は1−700g/lとする。高濃
度の白金金属溶液、好ましくは10−150g/lの溶
液を用いると、溶解について最良の結果が得られた。白
金金属の濃度が700g/lを超えた場合には、白金金
属の塩あるいは酸が晶出してしまうので、溶解の過程を
停止する必要がある。スルホン酸基を担持した陽イオン
交換膜として、テフロン膜(ナフィオン(Nafion
登録商標)膜)を使用するのが一般に好適である。陽極
室の塩酸は塩素ガスを発生によって消費されるものの、
水分子が水素イオンとともに陰極室に運搬されるので、
陽極室の塩酸の濃度は一定に保たれる。陽極室の塩酸に
ついては、その量としての損失分のみを補う必要があ
る。陰極室の希塩酸は定期的に抽出し、濃度の損失分
は、濃塩酸を添加することによって補う。抽出した希塩
酸は、陽極室の濃塩酸を希釈するのに用いる。
【0007】
【作 用】本発明の方法は、以下の利点を有するもの
である。 ・塩酸という導電率が最も高い領域で進行する。 ・安全技術ならびに装置類を最低限しか要さない。 ・環境に対する負荷が小さい。 ・公知の方法と比べると、時間、経費の効率がはるかに
高い。 Rh、Pd、Irに加えて、AuおよびAg、Cu、F
e、Co、Ni、Sb、As、Pb、Cd、Al、M
n、Mo、Si、Zn、Sn、Zr、W、Ti、および
Crが白金金属の不純物の成分として存在してもよい。
【0008】
【実 施 例】以下では、いくつかの実施例に言及しつ
つ本発明を説明する。実施例1 白金の溶解 500gの白金顆粒を、陽イオン交換膜で仕切られた電
解槽に溶解させる。陽極室に8Nの塩酸1lを満たす。
陰極室にも8Nの塩酸を満たす。陽極として、溶解対象
である白金を使用し、陰極として、白金、チタン、ある
いは炭素を使用する。電解浴を80℃の温度に加熱す
る。槽に5Vの電圧を印加し、電流密度を6.6A/d
2 として電気分解を行う。電気分解の間、陰極室なら
びに陽極室の塩酸濃度を監視し、再調整する。電気分解
を20時間にわたって行った後、電気分解を停止する。
陽極室の白金塩酸溶液の濃度は白金650g/lとなっ
ている。白金顆粒は、残留物が3%となるまで溶解して
いる。
【0009】実施例2 白金−イリジウム−1の溶解 陽イオン交換膜で仕切られた電解槽の陽極室に250g
の白金イリジウム−1の顆粒ならびに8Nの塩酸500
mlを満たし、陰極室にも8Nの塩酸250mlを満た
す。陰極として、チタンのシートを使用し、陽極とし
て、溶解対象である白金−イリジウム−1の顆粒を使用
する。陽極室ならびに陰極室中の塩酸を80℃の温度に
加熱する。電解槽に6Vの電圧を印加し、電流密度を
5.25A/dm2 として電気分解を行う。12時間後
に電気分解を停止する。白金−イリジウム−1の塩酸溶
液の白金金属含量は、550g/lとなる。白金−イリ
ジウムの顆粒は、95%まで溶解している。
【0010】実施例3 白金−ロジウム−10の溶解 陽イオン交換膜で仕切られた電解槽の陽極室に250g
の白金ロジウム−10のワイヤ残留物を満たす。陰極と
して、チタンのシートを使用し、陽極として、溶解対象
である白金−ロジウム−10を使用する。電解槽に8N
の塩酸を満たす。浴温度を80−100℃に設定する。
装置に7.5Vの電圧を印加し、電流密度を6.6A/
dm2 として電気分解を行う。電気分解の間塩酸濃度を
監視し、塩酸を添加して所定の濃度を保つ。15時間に
わたって溶解を行った後、電気分解を停止する。白金金
属溶液の濃度は330g/lとなる。白金−ロジウム−
10のワイヤは90%まで溶解している。
【0011】実施例4 白金金属の圧縮粉の溶解 陽イオン交換膜で仕切られた電解槽に、白金59%、ロ
ジウム1%、ならびにパラジウム40%の組成を有する
白金の圧縮粉300gを満たす。陰極としてチタンのシ
ートを使用し、陽極として白金の圧縮粉を使用する。陽
極室に6Nの塩酸1lを満たし、陰極室にも6Nの塩酸
500mlを満たす。塩酸を60℃に加熱する。電解槽
に5Vの電圧を印加し、電流密度を4.4A/dm2
して電気分解を行う。電気分解の間、塩酸の濃度を一定
に保つ。10時間にわたって電気分解を行った後、電気
分解を停止する。白金金属の溶液の濃度は635g/l
となっている。白金の圧縮分は、98%まで溶解してい
る。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 白金、白金金属の不純物、および/また
    は白金金属の合金、特にRh、Pd、Ir、Au、およ
    びAgと含有するものを、電気分解によって塩酸水溶液
    に溶解するにあたり、溶解過程を、陽イオン交換膜によ
    って仕切られた電解槽中で、場合によっては白金金属塩
    あるいは白金金属酸の存在下で、50−110℃の温度
    で、電圧を2.5V−8Vの範囲で定電圧とするか、こ
    の範囲で制御した条件下で、電流密度を0.3−7.0
    A/dm2 として進行させることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 陽極として、溶解対象である白金金属を
    使用し、陰極として、白金、チタン、あるいは黒鉛を使
    用することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 陽イオン交換膜としてテフロン膜を使用
    することを特徴とする請求項1および2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 電解槽の陰極室と陽極室に6−8Nの塩
    酸を満たし、塩素ガスが発生するような電位を選ぶこと
    により、陽極の白金金属と、白金金属を含有する酸なら
    びに塩素ガスとを、インパルス状に接触させることを特
    徴とする請求項1−3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 溶解過程を、電圧を5V−7.5Vの範
    囲で定電圧とするか、この範囲で制御した条件下で、電
    流密度を4.4−6.6A/dm2 として進行させるこ
    とを特徴とする請求項1−4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】 陽極室中の塩酸濃度を一定に保つことに
    より、塩酸の容積の減少分が塩素ガスの発生によって絶
    えず補われることを特徴とする請求項1−5のいずれか
    に記載の方法。
  7. 【請求項7】 陰極室中の希塩酸を定期的に抽出し、濃
    度の減少分を濃塩酸を加えることによって補うことを特
    徴とする請求項1−6のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項8】 溶解過程を60−100℃の範囲の温度
    で進行させることを特徴とする請求項1−7のいずれか
    に記載の方法。
  9. 【請求項9】 溶解過程を80℃の温度で進行させるこ
    とを特徴とする請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】 白金金属の溶液の濃度が1−700g
    /lであることを特徴とする請求項1−9のいずれかに
    記載の方法。
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