JPS5928616B2 - イリジウムの回収および精製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイリジウムの回収および精製法、更に詳しくは
他の白金族金属および／または卑金属のような不純物を
含有する溶液からイリジウムを収得することより成るイ
リジウムの回収および精製法に関する。

本明細書において、卑金属なる語は、白金族金属以外の
金属不純物を相称するものとする。

イリジウムは、通常、白金族金属濃厚物の形で他の白金
族金属と共に回収されるが、一般にその含量は非常に少
なく、そのような濃厚物における白金族金属の代表的割
合は次のとおりである：白 金
１パラジウム ０．５ ルテニウム ０．２ ０ジウム ０・１ オスミウム、イリジウム ０．０２ その低濃度のために既知の方法によるイリジウムの回収
および精製は困難であり、しばしば不完全である。

これらの方法は、それを他の白金族金属と共に受容量に
濃縮するために浸出を行う場合のイリジウムの相対的不
活性に依存するものである。

それ故、一連の溶解／再沈澱を繰返すことにより、不純
物を逐次除去すると共に、イリジウムの回収を達成する
のである。

この方法の短所は主として各段隔てのイリジウムの回収
が不完全であり、イリジウムを回収するために物質を順
次再循環させる必要があることである。

現在用いられている方法のもう一つの問題は他の白金族
金属の精製の場合、特にロジウムの場合、イリジウムが
しはしは最もがんこな不純物であることはそれ自体明ら
かである。

イオン交換樹脂または溶媒を用いてイリジウムの回収を
改良する多くの試みがなされている。

本発明者らの知る限りのすべての既知技術はイリジウム
のＩｒ（ＩＶ）酸化状態への酸化および抽出可能な錯体
Ｉｒ（、竪（７）生成に基づいている。

次いでこれを陰イオン交換樹脂または溶媒を用いて溶液
から抽出し、金属たとえばｒｔｈｃｚｆｉ−のような抽
出性の小さな錯体を生成し、このタイプの抽出可能な錯
体を生成しないロジウムから分離させる。

イオン交換樹脂は一般により完全な抽出を与えると認識
されており、一方溶媒抽出技術はより選択的と考えられ
ている。

樹脂は有効に溶離するのに困難を伴い、一方溶媒の除去
は容易に達成することができるので、溶媒抽出が現在ま
で好まれている。

溶媒抽出法はしかしながら一般に完全な抽出が特殊な技
術を用いなければ達成することが困難である前記不利を
受ける。

溶媒抽出に関連する不完全な抽出の理由は完全には理解
されていないが、次の２つの効果が本発明者は重要であ
ると考える。

１、市販の溶媒はほとんど常に不純物を含有し、あるい
はそれ自身Ｉｒ（ＩＶ）をＩｒ（ＩＩＩ）に還元するこ
とができ、少量であっても逆抽出される。

抽出中、水層を高酸化条件に保つことにより、たとえば
溶液を塩素で飽和することにより逆抽出に対抗する試み
がなされている。

このような技術は溶媒の品質低下を起こす傾向があり、
大規模の溶媒抽出装置で用いることは容易ではない。

２、塩酸媒質中でのＩｒ（］ＩＩＩの１ｒ（ＩＶ）への
酸化は抽出しうる錯体ＩｒＣ＃６−への完全な変換を意
味しない。

Ｉｒ（ＩＩＩ）は通常Ｉ ｒ （Ｉｎ） Ｃｌ 、（Ｈ
２Ｏ）ｙ−（Ｘ→（ここにｘ＋ｙ＝６）の形の混合水−
クロロ錯体として見出される。

塩酸溶液中でのＩｒ（ＩＩＩ）の酸化は、かくして普通
同様な形のＩｒ（ＴＶ）クロロ−水錯体の混合物を生成
し、（ｘ−２）の電荷を有する。

Ｉｒ（ＩＶ）の動的不活性のために、このような錯体の
相互変換は容易に起こらず、全クロロ−錯体は１つだけ
が殆んどの有機溶媒に完全に抽出されるので、完全な抽
出は行われない。

文献で実質的に完全なイリジウムの軸出が主張されてい
る場合、通常出発溶液はＩｒ（ＩＶ）塩から製造された
ものであって、Ｉｒ（ＩＩＩ）を溶液中で酸化すること
により得られた溶液とはすこしも似てはいないことが見
出される。

この困難は各抽出段階の間に、水層中に残留するイリジ
ウムを加熱し酸化して、全クロロ錯体が生成し抽出でき
る「調整」段階を挿入することにより克服される。

このようにして実質的に完全な抽出を行うことができる
が、実際に行うのにやっかいである。

溶媒抽出と比較して固体のイオン交換樹脂によるイリジ
ウムの抽出を次に説明する。

代表的なイオン交換樹脂は全クロロ錯体のみならず陰イ
オン性である混合クロロ−水錯体をも抽出する。

ＩｒＣｌ、−としてＩｒ８５％、ＩｒＣｌ５（Ｈ２Ｏ）
２−として１ｒ１０％およびＩｒＣ＃４（Ｈ，０）Ｈと
して５係を含有するＩｒ（Ｉｌｌ）溶液を酸化してＩｒ
（ＩＶ）錯体の対応する割合を与えた場合、樹脂はＩｒ
の９５％を抽出し、一方溶媒は８５％しか抽出しない。

そのうえ、水での置換が増加するとこれらの基の不安定
性が増加し、モノ−およびジー水和錯体間の平衡は適度
な時間確立することができ、一方全クロロおよびモノ水
和置換、錯体間には平衡状態が得られない。

それゆえ、モノ置換錯体が溶液から有効に除去されるイ
オン交換樹脂では、平衡の再確立が可能でありジからモ
ノ−水和置換錯体への変換および更に抽出に導く。

さらに、実際に樹脂床中での酸化条件を保つことが溶媒
抽出の場合よりも容易である。

実際に得られる供給溶液中には普通低濃度のイリジウム
が存在するので、イオン交換は用いる装置のサイズおよ
び操作が容易なために溶媒抽出よりも興味ある方法であ
る。

このように良好な抽出、酸化状態の維持の容易、操作の
容易のために、イオン交換はイリジウム回収に溶媒抽出
よりも好ましい。

しかし溶媒抽出はイリジウムに関する選択性およびイリ
ジウムの精製では確かに好ましい。

更に前述のごとく、イリジウムを溶媒から分離すること
は負荷した溶媒を還元溶液と接触させることにより容易
に達成することができる。

しかしこのような技術は陰イオン交換樹脂に適用した場
合には有効ではない。

本発明の目的は、イリジウムの回収法を提供するもので
あり、この方法は良好な選択１律および高能率を提供す
る。

本発明によれば他の白金族金属および／または卑金属の
形で不純物を含有するイリジウムの溶液からイリジウム
を回収する方法は、 イリジウムを塩素イオンの存在下、酸溶液中でＩｒ（Ｉ
Ｖ）酸化状態に酸化し、 生成したイリジウムクロロ−錯体を適当なイオン交換樹
脂で分離し、 樹脂を洗浄し、 樹脂中のイリジウムを、本質的に塩素イオンが存在しな
い二酸化硫黄の水溶液で処理し、その後適当す溶離剤を
用い、生成したイリジウム錯体を樹脂から溶離させるこ
とを特徴とするものである。

更に本発明によれば、最初の溶液を塩酸で酸性にし、塩
素を用いて約４０°Ｃで酸化を行ない、用いる樹脂は強
塩基樹脂であり、溶離剤は約６Ｍ塩酸であり、樹脂の洗
浄は約０．１ Ｍ塩酸で行うものである。

本発明はまた前記の方法に続いてイリジウムを含有する
溶出液からイリジウムを溶媒抽出することによるイリジ
ウムの回収法を提供するものである。

他の白金族金属または卑金属を包含する不純物を含有す
る溶液からイリジウムを回収する二段階方法を説明する
。

この方法の全連続は次のとおりである。

（１）イリジウム含有溶液を塩酸で酸性にし、好ましい
塩酸濃度は約６Ｍである。

次いでイリジウムを＋ＩＶ酸化状態に約４０°Ｃで酸化
する。

塩素は好ましい酸化剤である。

（２）酸化した溶液を１ｍｌ／１ｙｉｔ／分以下の流速
で、イオン交換樹脂床に通す。

強塩基性樹脂がその酸化に対する抵抗性のためにこの操
作に好ましい。

アンバーライト（Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ）Ｉ ＲＡ−４０
０〔ローム・アンド・バース（Ｒｏｈｍ ＆Ｈａｓｓ製
品、Ａｍｂｅｒ ｌ ｉ ｔｅの商標で市販〕は適当な
市販されて入手し得る樹脂の例である。

（３）負荷後、樹脂を弱（０，１モル）塩酸で洗浄し、
付随する供給溶液、過剰の酸および弱く吸着した卑金属
不純物を除去する。

（４）二酸化硫黄の飽和水溶液を洗浄した樹脂床に通す
。

同時にイリジウムの還元および錯化が起ると考えられ、
Ｉ ｒ （ＩＩＩ） Ｃｌｘ （Ｓ Ｏｓ ） ｙ（こ
ＸにＸは多分４、ｙは多分２である）で示される混合ス
ルフィト−クロロ錯体を生成する。

このような錯体化は遊離塩酸の実質的な不存在下にのみ
起こる。

他の溶離方法は希酸（普通、塩酸）の二酸化硫黄飽和溶
液を用いる。

これらの場合には亜硫酸イオンは還元剤としてのみ作用
し、溶離は、生成したイリジウムがＩ ｒ Ｃ１６−”
であって、このものは陰イオン交換樹脂から徐々にしか
溶離されない１ｒＣ１６−３であるので有効な溶離を行
なうことができない。

（５）混合スルフィト−クロロ錯体は溶離剤として塩酸
を用いて樹脂から有効且つ完全に溶離することかできる
。

６Ｍ塩酸が好ましい溶離剤である。

溶離段階の能率は、単一還元を用いた場合に得られるよ
りも非常に優れており、これはこの方法で生成したスル
フィトクロロ錯体が大キな陰電荷（−５）を有している
からだと考えられ、周知のごとく陰イオンの陰イオン交
換樹脂への保持の分配係数は陰イオン上の電荷に大いに
依存しており、低電荷の陰イオンは高電荷の陰イオンよ
りも非常に容易に吸収され、かくしてＩｒＣ＃６−はＩ
ｒ ｅｘ４（ＳＯ３）ｆｆ−よりも溶離するのが非常
に困難である傾向がある。

二酸化硫黄−飽和水で処理する間、非常に少量のイリジ
ウムが除かれるので、この溶液を塩酸溶出液と合わせる
ことにより回収され、溶出液の希釈以外にそうすること
により困難は伴わない。

勿論、その中のイリジウムを回収する何れか他の適当な
方法で処理してもよい。

次に溶出液中のイリジウムを、次の段階を含む方法によ
ってＩｒ（ＩＶ）クロロ−錯体に変換する。

■、煮沸して二酸化硫黄を除去し、クロロスルフィト錯
体をＩｒ（Ｑクロロ−錯体に変換し、２、Ｉｒ（ＤＩ）
をＩｒ（ＩＶ）に前記と同様な方法で酸化する。

余分な陽イオンたとえばＮａ＋が溶出液中に導入されな
いので、溶媒抽出または直接の塩沈澱に適したイリジウ
ムの高濃度溶液を得ることができる。

イリジウムの溶媒抽出精製は多くの既知の抽出剤で行う
ことができる。

用いつる技術のうらで、燐酸トリブチル〔有機希釈剤た
とえはエツゾ・ケミカルス（Ｅｓ５ｏ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌｓ）の商標であるツルペッツ（５ｎｌｖｅｓｓｏ）
１５０中５０％〕での抽出が最高の成績を有するように
思われ、弱酸たとえば０．１Ｍ塩酸で容易に取去られる
。

次に実施例を挙げて前記方法の適用を説明する。

実施例 １ 本実施例はイリジウム回収におけるイオン交換段階の高
能率を示すものである。

６Ｎ塩酸中５．０ｇ／ｌイリジウムの溶液を塩素で４０
℃で１時間酸化し、次いで溶液を冷却した。

次に抽出剤としてツルペッツ１５０中、５０％ト’”）
−ｎ−ブチルホスフェ−１−（ＴＢＰ ）を用いて一連
のバッチ抽出を行った。

結果は次のとおりである。水層に残留する イリジウムの濃度 第１回目の抽出 １．５ ｇ／ｌ第２回目
の抽出 １．３ ｇ／ｌ！第３回目の抽出
Ｌ２５ｇ／１３第４回目の抽出
１．２５ ｇ／ＩＪ４回の抽出後、イリジウムの７５
％だけが抽出され、更にイリジウムの濃度を減少させる
ためには、溶媒抽出を繰返す前に溶液を「再調整」シナ
ければならないことは明らかである。

同じ溶液をカラム中のアンバーライＩ−ＩＲＡ−４００
（前記参照）樹脂の床に通した。

この実験から得られた結果を次に示すが、溶媒抽出によ
って得られた結果と明らかな対照を示す。

通過せしめる 通過溶液中の 床の容量 イリジウムの濃度１０５ｐｐ
Ｉ［１ １５７１１１１ｍ ２０ １２０ｐｐｍ
この結果から樹脂は少くとも７５ｇイリジウム／ｌ樹脂
の割合で負荷することにより、有意な結果が得られるこ
とが観察された。

最終的樹脂容量は約１５０ｇイリジウム／ｌ樹脂である
ことが見出された。

しかし、この濃度で処理する前に好結果が得られること
は明らかであるが、しかし実際には連続した２つのカラ
ムが用いられ、このようなカラム中、少くとも１２０ｇ
／ｌの濃度のイリジウムを得ることは可能と思われる。

実施例 ２ この実施例は、前記実施例１で概説した２段階溶離方法
を用いての溶離の能率を示すものである。

樹脂の負荷が６０９／ｌとなるまで樹脂床にイリジウム
溶液を通す。

次に樹脂を０．１Ｍ塩酸（３ＢＶ）で洗浄し、二酸化硫
黄飽和水溶液を還元／錯化反応が完結するまで樹脂床に
通す。

この反応は樹脂ビーズの色が殆んど黒色から淡オレンジ
色に変化することにより示される。

二酸化硫黄溶液の２床容量がこれを達成するのに必要で
あった。

次いで樹脂を６Ｎ塩酸４床容量で溶離する。

次いで種々の流れをそのイリジウムの含量について分析
し、その分布は次のようであることを見出した。

０．１Ｍ塩酸洗液 ０．０５係５Ｏ２−水
溶液 ０．８０％６Ｎ塩酸溶出液
９９．０ 係分析精度の限度内ですべてのイリジ
ウムを計量し、非常な量のイリジウムが塩酸溶出液中に
存在した。

実施例 ３ − この実施例は現実の供給溶液での連続操作を示す。

この溶液は６Ｎ塩酸中次の濃度の元素を含有した。

イリジウム ８００ ｐｐｍロジウム
１２ｇ／ｌ 銅 ５００ ｐｐｍ銀
５０ｐｐｍ鉄
２．５９／ｌ）アルミニウム
１．８ｇ／１１この溶液を実施例１に記載したよう
に酸化し、得られた溶液１５０１をアンバーライト４０
０樹脂２１の床に通す。

通過溶液を分析しイリジウム５１）１１ｍ含有すること
を見出した。

すなわち樹脂によるイリジウムの保持は９９％を越えた
。

樹脂を０、ＩＮ塩酸１Ｍで洗浄した後、二酸化硫黄飽和
水約８１を徐々にカラムに通す。

次いでカラムを６Ｎ塩酸８１で溶離し、この溶出液を二
酸化硫黄−水溶出液と合わせ、煮沸して容量を５１にし
た。

酸化後、溶液を分析した。

結果は、イリジウム ２３．８９１ＩＪ
ロジウム ２５０ ｐｐｍ銀
５１）１１ｍ銀
２ｐｐｍ鉄
３ ｐｐｍアルミニウム
Ｎ、Ｄ。

ニッケル Ｎ、Ｄ。

（Ｎ、Ｄ、は「検出せず」を意味する。

）のとおりである。

酸化した溶液をツルペッツ１５０中の５０係ＴＢＰで抽
出し、負荷した有機物を６Ｎ塩酸で洗浄し、イリジウム
を０．１ Ｍ塩酸で分離する。

この場合に、イリジウム８５％がＴＢＰで抽出された。

分離した溶液は、もとの供給溶液中の約８０％のイリジ
ウムを含有する。

この溶液を分析した結果は次のとおりである。

イリジウム １．５．７ｇ７１０ジウ
ム ３ＩＩ１１ｍ銀、銅、鉄
、アルミニウム、 ＝ッヶ、、 Ｎ、Ｄ・常套の
り四ロイリジウム酸アンモニウム沈澱法および力焼法に
より、溶液から高純度のイリジウム金属が製造されるこ
とは比較的簡単であることが認められるであろう。

次に本発明の技術的範囲に包含される実施態様の具体例
を列挙すれば次のとおりである。

（１）イリジウムを含有する溶液中のイリジウムをクロ
リドイオンの存在下、酸性溶液中でＩ’ｒ（ＩＶ）酸化
状態に酸化し、生成したイリジウムクロロ−錯体を適当
なイオン交換樹脂で処理して分離し、この樹脂を洗浄し
、樹脂中に捕捉されたイリジウムを実質的にクロリドイ
オンが存在しない二酸化硫黄水溶液で処理した後、生成
したイリジウム錯体を適当な溶離剤により樹脂から溶出
することを特徴とする他の白金族金属および／または卑
金属の形で不純物を含有する溶液からイリジウムを回収
する方法。

（２）Ｉｒ（ＩＶ）酸化状態へのイリジウムの酸化が塩
酸溶液中で行われる前記第（１）項記載の方法。

（３）塩酸溶液が約６Ｍ塩酸である前記第（２）項記載
の方法。

（４） Ｉｒ（ＩＶ）酸化状態へのイリジウムの酸化
がおよそ室温で行われる前記第（１）〜（３）項の何れ
かに記載の方法。

（５）樹脂が強塩基性樹脂である前記第（１）〜（４）
項の何れかに記載の方法。

（６）樹脂の洗浄を約０．１Ｍ塩酸の濃度を有する希塩
酸を用いて行う前記第（１）〜（５）項の何れかに記載
の方法。

（７）二酸化硫黄溶液が二酸化硫黄の飽和水溶液である
前記第（１）〜（６）項の何れかに記載の方法。

（８）イリジウムの樹脂からの溶離が濃塩酸溶液によっ
て行われる前記第（１）〜（７）項の倒れかに記載の方
法。

（９）溶離が約６Ｍ塩酸溶液で行われる前記第（８）項
記載の方法。

（１０）溶出液を二酸化硫黄およびＩｒ（ＩＶ）酸化状
態へのイリジウムの再酸化を取除いた後、イリジウムの
溶媒抽出に付する前記第（１）〜（９）項の何れかに記
載の方法。

（１１）溶媒抽出が適当な有機希釈剤中のトリーブチル
フすスフエートを用いて行い、その取除きは希塩酸で行
う前記第（１０）項記載の方法。

（１２）実質的に前記実施例に記載したイリジウム溶液
からイリジウムを回収する方法。

（１３）前記第（１）〜０２）のいずれかの方法により
得られたイリジウム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ イリジウムを塩素イオンの存在下Ｉｒ（ＩＶ）酸化
   状態に酸化し、生成したイリジウムクロロ−錯体をイオ
   ン交換樹脂と処理し、樹脂に捕捉されたイリジウムを実
   質的に塩素イオンが存在しない二酸化硫黄水溶液で処理
   した後、生成したイリジウム錯体を適当な溶離剤を用い
   て樹脂から溶離することを特徴とする他の白金族金属お
   よび／または卑金属を不純物として含有する溶液からイ
   リジウムを回収または精製する方法。