2021 Fiscal Year Research-status Report
アコＰＧＭの溶媒抽出とＰＧＭ資源循環基本プロセスの構築
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20K05401
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
新苗 正和 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (50228128)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | PGMs / 第一スズ / 塩化物水溶液 / 溶媒抽出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
抽出剤として、希釈した一級アミンの2-エチルヘキシルシルアミン（EHA）及びオクチルアミン（OA）、また、二級アミンであるジオクチルアミン（DOA）及びジブチルアミン（DBA）を使用し、PGMs（白金族金属）であるルテニウム及びロジウムの抽出と塩酸濃度及びスズ(II)添加の関係について検討を実施した。その結果、いずれの抽出剤に対してもスズ(II)を添加することでルテニウム及びロジウムの高い抽出性が得られることが分かった。二級アミンの場合、スズ(II)を添加しないとルテニウムの高い抽出性は得られなかったが、一級アミンであるEHA及びOAの場合、スズ(II)を添加しなくても塩酸水溶液からルテニウムを効率的に抽出できることが分かった。しかし、鉱酸等を使用しても逆抽出性が良くないことが分かった。さらに、還元剤や各種塩を含む逆抽出水溶液で逆抽出を検討した結果、硫酸ナトリウム水溶液を用いてEHAで抽出したルテニウムを有機相から容易に逆抽出できることが分かった。しかし、同じ分子量を持つ一級アミンであるOAで抽出したルテニウムに対して硫酸ナトリウム水溶液で逆抽出した結果、EHAで抽出したルテニウムほどの高い逆抽出性は得られなかった。これは、アルキル基の分子構造の違いが原因と考えられる。さらに、金、白金及びパラジウムの塩酸水溶液からの溶媒抽出分離についても検討し、メチルイソブチルケトン（MIBK）やジブチルカービトール（DBC）で金を白金及びパラジウムと、さらに酸性抽出剤である有機リン化合物のAPT 6500と中性抽出剤であるTBP（リン酸トリ-n-ブチル）の混合抽出剤を使用することで白金を選択的にパラジウムと分離して回収できることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和3年度までは、不飽和炭化水素であるケロシンで希釈した2-エチルヘキシルシルアミン（EHA、一級アミン）、オクチルアミン（OA、一級アミン）ジオクチルアミン（DOA、二級アミン）、ジブチルアミン（DBA）、トリ-n-オクチルアミン（TOA、三級アミン）及びトリオクチルメチルアンモニウムクロリド（TOMAC、四級アンモニウム塩）の6種類の抽出剤を使用して、塩酸水溶液及びスズ（II）添加塩化物水溶液からのロジウム及びルテニウムの抽出性を検討し、ロジウム及びルテニウムの分離性について検討した。その結果、ベンゼンで希釈したTＯＡまたはTＯＭＡＣを有機相とすること及びルテニウムのスズ（II）を含むクロロ錯体の形成反応速度が遅い現象を利用することで、ロジウムをルテニウムに対して優先的に抽出し、両元素を効率的に分離できることが分かった。また、EHAを抽出剤とすることでスズ(II)を添加しなくてもルテニウムを容易に抽出でき、また、硫酸ナトリウム水溶液で容易に逆抽出できることが分かった。さらに、メチルイソブチルケトン（MIBK）やジブチルカービトール（DBC）で金を抽出し、その後に酸性抽出剤のAPT 6500と中性抽出剤であるTBP（リン酸トリ-n-ブチル）の混合抽出剤を使用して白金とパラジウムを抽出分離することで金、白金及びパラジウムの分離回収が可能であることが分かった。このように、研究は概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度は、塩化物イオン以上にPGMsと抽出不活性な錯体を形成する硝酸イオンのアミン系抽出剤によるロジウム及びルテニウムの抽出性に与える影響及びその対策について検討する。また、陰イオン交換型抽出剤であるアミン系抽出剤ではなく、中性抽出剤によるルテニウム及びロジウムの溶媒抽出、さらには、貴金属含有廃棄物などからのロジウム及びルテニウムの資源循環基本システムを構築するために、その前処理プロセスとして、各種の酸性及び中性抽出剤を使用して金及びPGMs（白金族金属）である白金およびパラジウムの効率的な分離回収方法及び妨害イオンである硝酸イオンの影響及びその対策についても検討し、最終的にアコPGMsを含む白金族金属の資源循環基本プロセスを提案する。
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| Causes of Carryover |
COVID-19によるコロナ禍の中、当初予定していた出張が中止になり、そのため予定していた旅費を使用することができなかったこと、研究が無駄なく順調に進んだことで、試薬等に係る消耗品の消費量を抑えることができたこと、及び令和4年度には消耗品であるが昨今の貴金属価格の高騰もあり、購入価格が上昇しているパラジウムをはじめロジウム及びルテニウムの関連試薬だけでなく金及び白金関連試薬を多く使用する予定であるため、その必要経費が大幅に増加することが予想されたことから、次年度に繰り越した。
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