从废铜铁中有效回收铂族元素的方法技术

本发明专利技术提供一种通过使铂族元素在由含铂族元素的废铜铁得到的熔铜相中有效富集从而有效回收该元素的方法，其为如下方法：将含有铂族元素的废铜铁熔融，使该熔融物形成含有选自由Nd、Pr和Dy组成的组中的一种或两种以上稀有金属的熔铜相以及碳浓度为1质量%以上的熔铁相的双液相，其中，所述熔铁相所含的碳来自于熔融物所含的碳源；使该双液相分离并回收熔铜相；从熔铜相中分离回收熔解在该熔铜相中的铂族元素。可以是废铜铁含有稀有金属，也可以在熔融物中添加含有稀有金属的构件。另外，优选熔铜相所含的稀有金属的总计浓度为1质量%以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过将含有铜和铁的废料(在本专利技术中称为“废铜铁”)、还含有以钼(Pt)为代表的钼族元素的废料分离成含有钕(Nd)、镝(Dy)和/或镨(Pr)(以下将这些金属总称为“稀有金属”。)的熔融铜相以及含有规定浓度碳的熔融铁相，在熔融铜相中以高分配比富集废铜铁中的钼，从而分离并回收钼的方法。
技术介绍
大量生产エ业机器、汽车等送输机器、家电产品、办公机器、电动机器等由钢铁、铜、铜合金等金属产品、塑料产品等构成的各种产品。这些产品通常具有在框架或箱体中安装电气部件的构成，框架等结构构件使用铁系材料的情况较常见，电气部件中使用含铜的材料(铜、铜合金)作为布线材料的情况较常见。另外，为了体现期望的设备特性，在电气部件中使用多种贵重金属，为了提升产品功能，近年来趋向于増加其种类、使用量。 废弃这些产品吋，因这些产品含铜和铁，所以成为废铜鉄。关于由该废铜铁经过熔融エ序将铜和鉄分离为铜相、铁相的双液相，从而分别回收铜和铁，已知有很多现有技木。尤其是已知通过在熔融エ序中添加碳等来有效分离·回收铜和铁的优秀方法。另外，与这些方法同时已知也有使废铜铁中的合金元素及贵金属熔解于熔铜相或熔铁相，从而分离回收的方法。例如，专利文献I公开了ー种从废铜铁中回收金属的方法，其通过使碳熔解在使废铜铁在炉内熔融而成的熔融物中，使该熔融物形成熔铜相和熔铁相的双液相，分离该双液相而分离回收铜和鉄，其中，熔融所述废铜铁的炉为碳材料填充床型熔解炉，该熔解炉的填充床中使用平均粒径为2(Γ70_的碳材料；还公开了通过在各相中分离贵重金属而将它们回收。然而，寻求确立更加有效的回收具体的各种金属的方法。作为期待此种有效的回收方法的金属的典型例子，可举出钼族元素。钼族元素之中最有エ业价值的钼(Pt)在汽车尾气处理的催化剂等中被使用，然而由于生产国家有限等，所以是寻求从现有已使用的产品中回收的代表性贵金属。非专利文献I示出了从含钼的废铜铁中回收钼的方法，作为该方法，通过使铁相中熔解碳，使铁(Fe)-铜(Cu)-碳(C)体系分离为熔铜相和熔铁相两相，根据比重差而分离成下为熔铜相、上为熔铁相，从而回收钼。据报道，由钼和铁、钼和铜的相互作用来决定钼的分配，其分配比in Cu/in Fe_c (铜中钼的质量％/含碳的铁中钼的质量％)约为I左右，大致在两相中均等分配。另外,专利文献2公开了在铁(Fe)-铜(Cu)-碳(C)-磷(P)体系中利用铜铁双液相分离的方法中，钼在铁相侧富集。除了上述钼族元素以外，期待确立优秀回收方法的有用金属之一，可举出钕(Nd)。作为钕的主要用途的Nd磁体的产量为每年10，000t左右。例如，平均一台混合动カ汽车使用Ikg Nd磁体，汽车中含Nd磁体的铜铁构件(马达、发电机、传感器等铁铜=80 :20)约为50kg。Ikg Nd磁体中含有总计30(T400g左右的钕(Nd)、镝(Dy)、镨(Pr)等稀有金属。然而，Nd磁体不会作为磁体而被再次利用，因而寻求产品被回收后的有效处理方法。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2009-185369号公报专利文献2 :日本特开2004-083962号公报非专利文献非专利文献I :山ロ等，资源与材料(资源と素材)，Vol. 113，1997年p. 1110
技术实现思路
专利技术要解决的问题 对于非专利文献I公开的方法中所述的铁(Fe)-铜(Cu)-碳(C)体系的铜铁双液相分离，根据钼和铁的相互作用及钼和铜的相互作用来决定钼的分配。因此其分配比in Cu/in Fe_c约为I左右，在两相中大致均等分配。即非专利文献I启示对于该铁(Fe)-铜(Cu)-碳(C)体系而言，难以选择使钼在単相中富集并从钼富集的相中回收钼这一有效的エ序。与此相对，根据专利文献2公开的方法，能够使钼在熔铁相中富集(在单相中富集)。然而，实际上很难从熔铁相中回收钼。例如，可以考虑将铁相溶解在酸溶液中后，通过水溶液电解来提取的方法。该情况下，为了回收比作为介质的铁相少的钼，需要用酸将全部铁相溶解。因此，需要大量酸，井出现处理大量产生的酸废液的问题。因而，实际应用中需要开发新的从铁相中分离回收钼的有效方法。另ー方面，关于现有的铜冶炼エ艺，由于作为原料的铜精矿中含有钼，因而确立了铜冶炼エ艺中的钼的回收方法。若详细地说明铜冶炼エ艺，首先用闪速熔炼炉将铜精矿分离成熔渣、锍、废气，以熔渣相形式去除鉄、以废气形式去除硫。之后，锍在转炉中氧化井分离成熔渣、粗铜、废气。粗铜经过精炼炉，在电解槽中分离为电解铜、阳极泥和电解液。与铜分离的钼被浓缩至阳极泥中，酸溶解后通过施以电解处理而回收钼。铜相可被放入现有铜冶炼エ艺中的转炉内进行处理，之后可用普通的铜精炼エ艺的流程来回收铜相中的钼。鉴于这些情况，作为从废铜铁中回收钼的方法，如果能使钼在熔铜相中富集，则之后就可以应用现有的铜冶炼エ艺来回收钼。本专利技术的课题在于提供通过使钼族元素在由含有以钼为代表的钼族元素的废铜铁得到的熔铜相中有效地富集，从而有效回收该元素的方法。用于解决问题的方案本专利技术人调查了稀有金属在铜相和铁相中的分配以及钼族元素尤其是钼与该稀有金属的相互作用，研讨了它们对铜铁双液相分离的影响，结果得到稀有金属在铜相中富集、稀有金属诱使与稀有金属具有热力学亲和カ的钼在铜相中以高分配比富集这ー见解。基于该见解完成的本专利技术如下所述。(I) 一种回收废铜铁中的钼的方法，其特征在于，通过将含有钼族元素的废铜铁熔融，并使所得熔融物含有碳源，使该熔融物形成含有选自由Nd、Pr和Dy组成的组中的ー种或两种以上稀有金属的熔铜相及碳浓度为I质量％以上的熔铁相的双液相，使该双液相分离并回收熔铜相，从熔铜相中分离回收熔解在该熔铜相中的钼。(2)根据上述(I)记载的方法，其中，通过使用还含有前述稀有金属的废料作为前述废铜鉄，从而使前述熔铜相含有前述稀有金属。(3)根据上述(I)记载的方法，其中，通过在前述熔融物中添加含有前述稀有金属的构件，从而使前述熔铜相含有前述稀有金属。(4)根据上述(I)记载的方法，其中，前述熔铜相所含的稀有金属的总计浓度为I质量％以上。(5 )根据上述(I)记载的方法，其中，前述熔融物含有选自由Sc、Li、Ca、Mg、Y、La、K、Sr、Th、Ga、Ba、Na和Rb组成的组中的ー种或两种以上分配促进金属、和/或选自由Ti、Zr、Hf、Nb、V、U和Ta组成的组中的ー种或两种以上分配妨碍金属，前述熔融物进行双液相分离而成的前述熔铜相和前述熔铁相满足下述(i)式。2. 2Sc+l. 7Li+l. 4Ca+l. 2Mg+l. 2Y+Nd+Pr+0. 87Dy+0. 79La +0. 78K+0. 74Sr+0. 61Th+0. 52Ga+0. 51Ba+0. 50Na+0. 45Rb +0. 36Pu+0. 35Cs+0. 24Sn+0. 23In+0. 23Zn- (I. 2Τ +1. 2Zr+0. 51Hf+0. 49Nb+0. 29V+0. 29U+0. 25Ta)>1.0质量％(1)其中，上述(i)式中的各元素记号为针对于前述分配促进金属和前述稀有金属，意味着前述熔铜相中相应的元素的相对于前述熔铜相质量的质量浓度(单位质量％);针对于前述分配妨碍金属，意味着前述熔铁相中相应的元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中本将嗣，山本高郁，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，
类型：
国别省市：