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JP2003221628A - 金の抽出方法 - Google Patents

金の抽出方法

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Publication number
JP2003221628A
JP2003221628A JP2002022809A JP2002022809A JP2003221628A JP 2003221628 A JP2003221628 A JP 2003221628A JP 2002022809 A JP2002022809 A JP 2002022809A JP 2002022809 A JP2002022809 A JP 2002022809A JP 2003221628 A JP2003221628 A JP 2003221628A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gold
extraction
concentration
aqueous phase
thiosulfate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002022809A
Other languages
English (en)
Inventor
Toyohisa Fujita
豊久 藤田
Katsutoshi Ryu
克俊 劉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Science and Technology Corp filed Critical Japan Science and Technology Corp
Priority to JP2002022809A priority Critical patent/JP2003221628A/ja
Publication of JP2003221628A publication Critical patent/JP2003221628A/ja
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  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チオ硫酸塩を用いて抽出された金(I)
イオンを含むチオ硫酸塩水溶液から、溶媒抽出により金
を有効に回収する方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、水相−有機溶媒相の溶媒
抽出により金を抽出する方法であって、金(I)イオンを
含むチオ硫酸塩の水溶液を水相とし、四級アンモニウム
を含む有機溶媒を有機溶媒相としたことを特徴とする金
の抽出方法である。また本発明は、金を含む試料から、
チオ硫酸塩を浸出剤として含み、更にCuイオン及びア
ンモニウムイオン(NH )を含む水相で金を浸出す
る第1段階、及び第1段階に続いて該水相に上記の方法
を行うことから成る第2段階、から成る金の抽出方法で
あり、更に、以上の方法に加えて、前記水相の割合を少
なくして前記有機溶媒相から該水相により高濃度の金を
溶かし出す第3段階を含む、金の抽出法である。また本
発明は、上記の第2段階及び第3段階を所望の回数繰り
返し、前記水相から電気分解で金を電析することから成
る金の抽出法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、金の抽出方法に
関し、より詳細には、チオ硫酸塩水溶液から四級アンモ
ニウムを抽出剤として用いて金(I)イオンの抽出を行う
ことを含む金の抽出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、資源リサイクリングの重要性がま
すます高まっている。溶媒抽出法は、湿式精錬の手法を
用いた資源リサイクリングプロセスにおける一単位操作
としても注目を集めている。特に貴金属の回収において
良く使用されている。また、抽出操作は、近年では、従
来の溶媒抽出法に限らず、プロセスの高効率化、省エネ
化を目指し、生体膜を模倣した液体膜による金属抽出法
が注目され、多くの研究が行なわれてきた(芝田 隼
次:資源・素材学会平成12年度秋季大会公演集(C)資源
と環境,P.40−43;田中 幹也:資源・素材, Vol.116,
No.3, pp.76-79, (2000);鈴木 雅之ら: CAMP-ISIJ,
Vol.9, pp.875, (1996))。抽出操作を液液抽出、液膜
抽出、逆ミセル、超臨界、水性二相に分かれていた(松
山 秀人:別冊化学工業, pp.303-358, (1997))。
【0003】一般にこれら抽出操作では、種々の金属イ
オンが混在する中から、特定金属イオンを選択的かつ効
率よく抽出することが必要であり、そのためには標的金
属イオンと選択的に錯体を形成する配位子、いわゆるキ
ャリアの選定が重要となる。一方、金をはじめの貴金属
の抽出剤としアミン類、リン類、カルボニル類などを使
用されている(林立ら:希有金属,Vol. 21, No.3,pp.
179-183, (1997))。また、DBS(di-butyl carbitol)
又は2,3級アミン、TBP(リン酸トリブチル)により
AuCl をはじめ、金(III)及びシアン溶液からの
金(I)の溶媒抽出回収方法がいくつか報告されている
(虎岩 明徳ら: 資源と素材,Vol.116,No.6, pp.8-
16, (2000);渡辺 泰ら: 資源と素材,Vol.111,No.
1, pp.59-64, (1997);王伯勇ら:山東科学、Vol.10, N
o.2 pp.10-15, (1997))。ところが、アルカリ性溶液か
ら金の抽出は報告されていない。
【0004】近年、シアンに代る金のリサイクル及び低
品位金鉱石用の浸出剤としてチオ硫酸アンモニウムが検
討され始め、研究成果もいくつか報告されている(Yan,
W.T.: Thiosufate stability, graduate Seminor Quee
n’s Univ., (1999);D.ZIPPERIAN. ら: Hydrometallur
gy, No.19, pp361-375, (1988);Berezowsky, R.M.G.S.
ら: 10th AIME Annual Meeting, New Orleans, Louisi
ana, pp.1-17, (1997);Yen, W.T らResource Processi
ng (the Resource Processing Society of Japan), Vo
l.43, No.2, pp.83-87, (1996);T. Fujita ら:Proceed
ing of 4th International Symposium on East Asian R
esources Recycling Technology, pp. 36-45, (Kunmin
g, China, 1997);Jiang, T. ら: Proceedings of the
First Internetional Conference of Modern Process M
ineralogy and Minertal Processing, September Beiji
ng, China, International Academic Publishers, pp.6
48-653, (1992))。
【0005】また、チオ硫酸アンモニウムを用いた金浸
出の原理、影響因子、浸出反応の熱力学、動力学及び電
気廃棄物から金の浸出,浸出への影響因子などはすでに
報告されている(梅津良之ら:東北大学選鉱製錬研究所
い報,28(1)、pp.97‐104(1972);J.W.Langhans Jr.ら:
Hydrometallurgy, No.29, pp.191-203, (1992);C. Ab
bruzzese ら: Hydrometallurgy, No.39, pp.265-276,
(1995))。ところが、金を含むチオ硫酸溶液の中からの
金(I)の抽出に関する研究はあまり報告されておらず、
アミン、及びアミンの化合物、有機リン化物TBP(tribut
ylphosphate)、TBPO(tributyl phosphine oxide)など、
アミンとリン化物の混合物によるチオ硫酸水溶液から金
の抽出が報告されている(Jin Zhao ら: Hydrometallur
gy, No.46, pp.363-372, (1997);Jin Zhao ら: Solven
t Extraction andIon Exchange, Vol.16, No.6, pp1407
-1420, (1998);Jin Zhao ら: Hydrometallurgy, No.4
8, pp.133-144, (1998))が、金の浸出に対してあるp
Hでは抽出を進行しないなどの問題点が残されていると
考えられる。
【0006】一方、タングステン、バナジウム、ウラン
の抽出にはよく使用される抽出剤である塩化トリオクチ
ルメチルアンモニウム(以下「TOMAC」という。)
を、白金(IV)、ロジウム(III),ルテニウム(III)の抽出
(渡辺 泰ら:資源と素材,Vol.116,No.4, pp.51-56,
(2000);渡辺 泰ら:資源と素材,Vol.113,No.11,p
p.55-69, (1997);渡辺 泰ら:資源と素材,Vol.110,
No.4, pp.43-47, (1994);渡辺 泰ら:資源と素材,V
ol.113,No.2, pp.58-62, (1997)、特開2001-20822
3)、バナジウムやニッケル等の抽出(特開2001-26224
2)、バナジウムや銅や希土類金属の抽出(特表平10-51
0008)等に用いることができるとの報告があるが、TO
MACにより金(I)を抽出したという報告は未だない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、チオ硫酸塩
を用いて抽出された金(I)イオンを含むチオ硫酸塩水
溶液から、溶媒抽出により金を有効に回収する方法を提
供するものであり、特にTOMACなどの四級アンモニ
ウムを用いた溶媒抽出により金を有効に回収する方法を
提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、抽出剤TOMACを用いて、チオ硫酸水溶
液から金(I)の抽出を行い、溶媒抽出における抽出効率
に及ぼすチオ硫酸イオン濃度及び抽出剤TOMAC濃
度、金濃度、最初水相液のpH、抽出時間(抽出の振動
時間)、抽出剤の選択性、希釈剤などの関連で検討し、
抽出剤の損失と抽出分配平衡及び脱抽出などを調べる研
究を行った結果、TOMACなどの四級アミンを用いた
溶媒抽出により金を有効に回収する方法を見出し、本発
明を完成させた。
【0009】即ち、本発明は、水相−有機溶媒相の溶媒
抽出により金を抽出する方法であって、金(I)イオンを
含むチオ硫酸塩の水溶液を水相とし、四級アンモニウム
を含む有機溶媒を有機溶媒相としたことを特徴とする金
の抽出方法である。この四級アンモニウムは、4個のア
ルキル基を有するアンモニウムであることが好ましく、
例えば、トリオクチルメチルアンモニウム、トリエチル
メチルアンモニウム、トリドデシルメチルアンモニウム
などが挙げられるが、この中でトリオクチルメチルアン
モニウムが好ましい。これらは塩素などのハロゲン塩と
して供給することができる。
【0010】有機溶媒は脂肪族炭化水素類や芳香族炭化
水素類が好ましく、脂肪族炭化水素類がより好ましい。
脂肪族炭化水素類としては、ガソリン、石油、ベンジ
ン、ミネラルスピリット、ナフタ、デカリン、テトラリ
ン、p−シメン、ケロシン、オクタン、ヘキサン、ヘプ
タン等が挙げられるが、炭素数が4〜18の炭化水素や
それらの混合物であるケロシンなどが好ましい。芳香族
炭化水素類としては、ベンゼン、トルエン、キシレンな
どが挙げられる。有機溶媒中の四級アンモニウムの濃度
は好ましくは5 vol%以上、より好ましくは8〜20 vo
l%である。前記水相のpHは好ましくは4.0〜12.
0、より好ましくは5.5〜11.0であり、前記水相
における金の濃度は通常1000ppm以下であること
が適当である。
【0011】また本発明は、金を含む試料から、チオ硫
酸塩を浸出剤として含み、更にCuイオン及びアンモニ
ウムイオン(NH )を含む水相で金を浸出する第1
段階、及び第1段階に続いて該水相に上記の方法(水相
−有機溶媒相の溶媒抽出により金を抽出する方法であっ
て、金(I)イオンを含むチオ硫酸塩の水溶液を水相と
し、四級アンモニウムを含む有機溶媒を有機溶媒相とし
たことを特徴とする金の抽出方法等)を行うことから成
る第2段階、から成る金の抽出方法である。チオ硫酸塩
はチオ硫酸アンモニウムであることが好ましい。水相中
の前記チオ硫酸アンモニウムの濃度は好ましくは0.2
mol/l 以上、より好ましくは0.8〜5.0 mol/lで
あり、前記水相はCuイオンを好ましくは0.01〜
0.05mol/l、より好ましくは0.02〜0.03mol
/l含み、更に、前記水相はアンモニウムイオン(NH
)を好ましくは0.1〜4.0mol/l、より好ましく
は1.0〜3.0mol/l含む。これらアンモニウムイオ
ンや銅イオンは、金をチオ硫酸塩で浸出するときの助剤
として機能すると考えられる。アンモニウムイオンはア
ンモニア水、銅イオンは硫酸銅などの塩の形で加えるこ
とができる。
【0012】本発明は、以上の方法に加えて、更に、前
記水相の割合を少なくして前記有機溶媒相から該水相に
より高濃度の金を溶かし出す第3段階を含む、金の抽出
法である。また、本発明は、上記の第2段階及び第3段
階を所望の回数繰り返し、前記水相から電気分解で金を
電析することから成る金の抽出法である。この繰り返し
回数は、その後の電気分解の条件等に合うような金濃度
が得られるよう適宜定めることができる。
【0013】
【実施例】以下、実施例にて本発明を例証するが、本発
明を限定することを意図するものではない。本実施例に
おいて、抽出剤として、塩化トリオクチルメチルアンモ
ニウム(ナカライテスク株式会社製、〔(CH3(CH2)7)3(C
H3)N〕Cl)、トリn−ブチルアミン(ナカライテスク株式
会社製、(CH3(CH2)3)3N、以下「TBA」という。)、
ジオクチルアミン(ナカライテスク株式会社製、(CH3(C
H2)7)2NH、以下「DOA」という。)、トリn−オクチ
ルアミン(ナカライテスク株式会社製、(CH3(CH2)7)
3N、以下「TOA」という。)を用いた。水相には、海
綿金をチオ硫酸アンモニウム浸出剤により浸出した直後
の溶液を用いた。この金抽出においては、特記する以外
は、抽出液にチオ硫酸塩を1.0 mol/l、硫酸銅を銅イオ
ン濃度が0.03 mol/lとなるような量、アンモニアをNH4 +
が3.0 mol/lとなるような量を加えてある。一方、有機
相には、TOMACをn−オクタン、ケロシン又はベン
ゼンを希釈剤として希釈したものを用いた。
【0014】抽出操作は次のように行った。水相及び有
機相各10 mlを容積100mlの分液ロートに入れて(水相と
有機相の容積比 O有機相/A水相(以下「O/A」と
いう。)=1)、298Kの温度、振動数246spmの条件で縦
型振動機にて振動し、静置分離後に水相又は有機相の金
属濃度を測定した。脱抽出は、抽出した有機相と10%の
チオ尿素を120分間振動接触することにより、抽出操作
と同様に行った。金の分析及び定量は、抽出後の水相を
試料とし、SPS3000ICP発光分光分析装置(セイコーイン
スツルメンツ株式会社製)で決定した。
【0015】金の抽出率E(%)は次式により求めた。 E(%)=[Au]org/[Au]×100%=([Au]−[Au]aq)/[Au] ×100
% 式中、[Au]org、[Au]及び[Au]aqはそれぞれ平衡後の有
機相、平衡前の水相及び平衡後の水相中の金のモル濃度
を表す。また、金の脱抽出率E(反)(%)は次式により求め
た。 E(反)(%) =([Au]aq2/[Au]org)×100%=([Au]aq2/[Au]
aq1×E)×100% 式中、[Au]aq1及び[Au]aq2はそれぞれ平衡前の水相及び
平衡後の水相中の金のモル濃度を表す。金の抽出におけ
る分配率(D)は下式で求めた。 分配率(D)=[Au]org/[Au]aq この分配率(D)が10以上であれば良好であると判定
することができる。
【0016】実施例1 本実施例では、金イオンの抽出率に対する抽出時間(振
動時間)とTOMAC濃度の影響を調べた。n−オクタ
ンを希釈剤として、希釈したTOMAC濃度を3〜15vol
%と変化させ、196.97ppm金を含む1.0[mol/l]チオ硫酸溶
液から金の抽出を行い、抽出平衡に及ぼすTOMAC濃
度の変化に伴って抽出を開始してから抽出時間の影響を
調べた。その結果を図1に示す。TOMAC濃度3.0vol%
の場合はAu(I)をなかなか抽出平衡ができないことが
確認された。一方、抽出平衡を到達した時間は、TOM
AC濃度が6vol%から15vol%へと高くなるに従って、15
分、12分、10分、5分と短くなった。つまり、TOMA
C濃度の増加につれて、反応平衡の到達時間は短くな
り、抽出速度が速いことがわかった。また、n−オクタ
ンを希釈剤とする場合、抽出反応平衡に到達して、生じ
たTOMAC−Au錯体が安定していると考えられる。
【0017】実施例2 本実施例では、金イオンの抽出率に対する抽出時間とチ
オ硫酸アンモニウムの濃度の影響を調べた。n−オクタ
ン希釈の8.0vol% TOMACにより、チオ硫酸濃度を0.
2〜1.0[mol/l]の範囲で変化させた溶液(金0.001[mol/
l]を含む。)から金の抽出を行い、抽出平衡に及ぼすチ
オ硫酸アンモニウム濃度の変化に伴う抽出時間について
検討した。その結果を図2に示す。抽出反応平行に到達す
る時間はチオ硫酸濃度が0.2[mol/l]、0.5[mol/l]、0.8
[mol/l]、1.0[mol/l]と高くなるに従って30 分、15分、
10分と短くなった。これよりチオ硫酸濃度が増加すると
TOMAC−金の錯体の形成が進むことが示唆される。
チオ硫酸アンモニウム濃度1.0[mol/l]のときに抽出平衡
に到達する時間はわずか10分間であった。
【0018】実施例3 本実施例では、金イオンの抽出率に対するTOMAC濃
度の影響を調べた。n−オクタンを希釈剤とし、金(I)
濃度がそれぞれ196.97ppm、1150ppmの1.0mol/lチオ硫酸
溶液から、pH10.5、O/A=1、抽出温度298K、振動速度2
46spm、時間10分の条件で、TOMAC濃度を3〜15vol
%の範囲で変化させて抽出を行い、抽出に及ぼすTOM
AC濃度の影響を調べた。金(I)濃度が196.97ppm
(0.001[mol/l])の場合の金イオンの抽出率と金の分配
率(D)に対するTOMAC濃度の影響を図3と4に、
金(I)濃度が1150ppm(0.0058[mol/l])の場合の金イオ
ンの抽出率に対するTOMAC濃度の影響を図5に示
す。金(I)濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合、
TOMAC濃度が増加するにつれて、特に5.0 vol%
以上で、金の抽出率は急に増大した(図3)。抽出剤T
OMAC濃度が8.0vol%の場合には、10分間後に金の抽
出率99%以上が得られた。
【0019】また、金の分配比(D)はTOMAC濃度
が増加するのに伴って増大し、TOMAC濃度が8.0vol
%以上になると約10分間で抽出平衡に達した(図4)。
しかも分配比が高いことから、金の抽出に対してTOM
ACはより良い効果的な抽出剤であると考えられる。ま
た、金(I)の濃度が1150ppm(0.0058[mol/l])の場合
(図5)には、TOMACの添加量18.0 vol%とき、10
分間抽出してから抽出平衡に到達して、分配比はほぼ変
わらず、抽出率が99%以上であった。また、100%金
を有機相に抽出させるには、金濃度197ppmでTO
MACの使用量は7vol%ですが、金濃度1150ppm
でTOMACの使用量は18vol%であり、金濃度が高
くなると100%金を有機相に移行させるために必要な溶
媒量は金の移行量に比べて少ないことがわかる。抽出を
開始してから10分間後、約100%の抽出率を得るTOMA
Cの量は金濃度が196.97ppmのとき8.0 vol%、金濃度が1
150ppmのとき18.0 vol%であった。金の濃度が高いほどT
OMAC−Auの形成が進むと考えられる。
【0020】実施例4 pHはチオ硫酸アンモニウムにより金を浸出するときの
主な影響因子であり、pH9.5〜10.5の間にチオ硫酸ア
ンモニウムは最も安定し、Au(S2O3)2 ‐3になりやすい
(劉克俊ら:資源と素材,Vol.117,No.3, pp.55-59,
(2001);Yan, W.T.ら: Resouces Treatment Technolog
y, August, Vol.43, No.2, pp.83-87)。本実施例で
は、TOMACで金を抽出する場合の、金イオンの抽出
率に対するpHの影響を調べた。n−オクタン希釈の8
vol%TOMACにより91.18ppm(0.00046[mol/l])の金
を含む1[mol/l]チオ硫酸溶液から、振動速度246spm、温
度298Kの条件で希硫酸又は希水酸化ナトリウムを用いて
pHを2.5、5.5、8.5、10.5、13 に変化させて、抽出に
及ぼすpHの影響を調べた。その結果を図6〜8に示
す。pH 4〜12、特にpH 5.5〜11の間の広い範囲で金
イオンの抽出率は高かったが、この範囲外では抽出率が
低かった(図6)。また、この範囲では沈殿は観察され
なかったが、pH13では微量な沈殿を生じたことが観察
された。金の分配比Dは、pH5.5〜11.5において高く、
pH10前後に最大であったが、この範囲外では低かった
(図7)。pH10前後で効果的な金の抽出ができると考
えられる。抽出した直後に撮った写真を図8に示す。
【0021】液−液の抽出においては、溶液中に存在し
ている各イオンの濃度とその溶存状態は抽出反応に影響
することが知られている。チオ硫酸アンモニウムを用い
て金の浸出を報告した文献によれば、チオ硫酸濃度、銅
濃度、アンモニア濃度が少し変化しても抽出反応に影響
する(Yan, W.T.ら: Resouces Treatment Technology,
August, Vol.43, No.2, pp.83-87;胡潔雪ら:黄金,Vol.
2, p.53-56(1994))。以下の実施例では、これらの因子
が、TOMACによる金の抽出に対してどのような影響
があるかを調べた。
【0022】実施例5 本実施例では、金イオンの抽出率に対するチオ硫酸アン
モニウム濃度の影響を調べた。n−オクタンで希釈した
8.0vol% TOMACにより、水相のチオ硫酸濃度を0.2
〜1.0[mol/l]まで変化させた溶液から0.001[mol/l]金の
抽出を行い、抽出に及ぼすチオ硫酸濃度の影響を調べ
た。結果を図9及び10に示す。金の抽出率はチオ硫酸濃
度の増加とともに増大した(図9)。これよりチオ硫酸
濃度が増加すると、TOMAC-金の錯体の形成が進む
ことが示唆される。一方、金の分配比はチオ硫酸濃度の
増加に伴い増大し、チオ硫酸濃度1.0[mol/l]ときのlogD
は4以上であった(図10)。金の抽出に対してチオ硫
酸濃度が高いほどよりよいと考えられる。
【0023】実施例6 本実施例では、金イオンの抽出率に対するCuイオン濃
度の影響を調べた。チオ硫酸アンモニウムによる金の浸
出ではCuイオンの影響が顕著であり、Cuイオンを添
加しないと金がなかなか溶かせなかったが、0.02〜0.03
[mol/l]の間では浸出率が最大になり、0.03[mol/l]以上
になると金の浸出率が減少した(劉克俊ら:資源と素
材,Vol.117,No.3, pp.55-59, (2001))。ここでは、
n−オクタン希釈の8.0vol%TOMACにより169.94ppm
金を含む1.0[mol/l]チオ硫酸溶液から振動速度246spm、
温度298Kの条件でCuイオンの濃度を0.01[mol/l]、0.0
2[mol/l]、0.03[mol/l]、0.06[mol/l]と変化させ、抽出
を行い、抽出に及ぼすCuイオン濃度の影響を調べた。
結果を図11に示す。Cuイオン濃度は金の抽出に対し
て効率的な影響があることが確認された。また、Cu濃
度0.04 mol/lまでにほとんど変わらなかったが、それ以
上になると金の抽出率が減少する。また、Cuイオン濃
度は0.02[mol/l]、0.03[mol/l]のときに金が効果的に抽
出率された。
【0024】実施例7 本実施例では、金イオンの抽出率に対するアンモニア濃
度の影響を調べた。n−オクタンで希釈したTOMAC
8.0vol%により、チオ硫酸濃度1.0[mol/l]、Cuイオン
濃度0.03[mol/l]、 pH10.5、NH4OH濃度1.0〜4.0[mol/
l]まで変化させ、金0.001[mol/l]溶液から抽出を行い、
抽出に及ぼすNH4OH濃度の影響について検討した。その結
果を図12に示す。NH4OH濃度を変化するにつれて金の抽
出への影響は顕著であり、NH4OH濃度が1.0[mol/l]から
3.0[mol/l]の間に金の抽出への影響がなかったが、それ
以上になると金の抽出率が下降した。ところで、NH4OH
濃度が高いほどTOMAC-Auの錯体の形成によくな
いことが示唆された。
【0025】実施例8 本実施例では、金イオンの抽出率に対する金濃度の影響
を調べた。n−オクタンで希釈した8.0vol%TOMACに
より、pH10.5、O/A=1、抽出温度298K、抽出時間10分
の条件で、金の濃度を5ppm、10ppm、20ppm、91.18ppm、
119.84ppm、222.86ppm、325.84ppm、634.92ppm、1150pp
mと変化させ、1.0 [mol/l]チオ硫酸溶液から抽出を行
い、抽出に及ぼす金濃度の影響を調べた。その結果を図
13〜14に示す。水相に含まれる金濃度を325.84ppm
まで増加させるに従って、抽出率はほとんど変化がなか
ったが、金濃度が634.92ppm のとき、抽出率がわずかに
減少し(抽出率は約100%から96.35%になった。)、金濃度
が1000ppmより大きいとき、特に1150ppmのとき金の浸出
率は急に減少する(抽出率27%)ことが確認された(図1
3)。これは水溶液中の金の量と有機相中のTOMAC
の量はある比率を持つためと考えられる。TOMAC8.
0vol%の場合では金の分配比は最初水相中金濃度の増加
に伴い減少し、金濃度が3×10-3[mol/l]以上になるとlo
gDは1以下になり、抽出平衡になかなか到達しないこと
がわかった(図14)。
【0026】実施例9 本実施例では、金イオンの抽出率に対する希釈剤の種類
の影響を調べた。ベンゼン、ケロシン、n−オクタン三
種類の希釈剤で希釈した8.0 vol%TOMACを用いて、
金119.84ppm、1.0 [mol/l]チオ硫酸溶液から金の抽出を
行い、抽出に及ぼす希釈剤の影響について検討した。O/
A = 1、pH10.5で10分間振動した様子を図15に示
す。希釈剤ケロシンの場合は、 抽出した後沈殿がなか
ったが、溶液は三層になって真中一層は茶色になった
(図15右)。n-オクタンの場合は、抽出した溶液が三
層になったが、溶液の色があまり変化していないことが
わかった(図15中)。また、ベンゼンの場合には、透
明の二層に分かれることが分かった(図15左)。一
方、三種類の希釈剤は抽出した後の溶液は分層が早く、
15分間ぐらいで透明な有機相と水相に分かれたことが確
認された。
【0027】実施例10 本実施例では、金イオンの抽出率に対する希釈剤の種類
と抽出時間の影響を調べた。抽出時間以外は実施例9と
同じ条件を用いた。その結果を図16に示す。三種類の
希釈剤で希釈した8.0Vol%TOMACを用いたが、どれ
でも抽出平衡に到達する時間はわずか10分間ぐらいであ
った。また、n−オクタン、ケロシンの場合、抽出を開
始して10分間から60分まで変化させても金の抽出率は変
化することが認められなかった。抽出により生じた錯体
が安定を推察された。一方、ベンゼンの場合は抽出を開
始してから15分まで錯体が安定し、抽出率が約100%ぐら
いであったが、15分間以降になると抽出率が急に減少
し、60分間の金の抽出率はほとんど0に下降してしまっ
た。これは生じた錯体が不安定であり、分解されたと考
えられた。
【0028】実施例11 本実施例では、金イオンの抽出率に対する希釈剤の種類
とpHの影響を調べた。それぞれベンゼン、n‐オクタ
ン又はケロシンで希釈したTOMAC 8.0vol%により、
チオ硫酸濃度1.0[mol/l]、Cuイオン濃度0.03[mol/l]、
金119.84ppm溶液から抽出を行い、各種希釈剤はpHを
変化するにつれて抽出に及ぼすpHの影響を調べた。そ
の結果を図17に示す。n‐オクタンの場合、図6に示
すようにpH10.5以下では沈殿が生じなかったが、pH
13になると少し沈殿物を生じることが確認された。希釈
剤ケロシン場合はpH3.5とき沈殿がなく、溶液が透明
であったが、pH6とpH9.3の間には溶液が不透明にな
って、pH11.5のときに茶色沈殿を生じることが分かっ
た。このような現象からケロシンを希釈剤とする場合、
沈殿を生じるため抽出剤TOMACの損失があると考え
られる。ベンゼンの場合はpH2.5〜13まで沈殿を生じな
いことが確認された。また、金の抽出率は希釈剤ベンゼ
ンの場合ほとんど変化なく100%前後が得られ、ケロシン
及びn−オクタンの場合はpH11以上になると抽出率は
急に減少した。
【0029】実施例12 本実施例では、金イオンの抽出率に対する相比(有機相
/水相=O/A)の影響を調べた。n−オクタン希釈剤とし
ての溶液にTOMAC 8.0vol%を添加して、有機相と水
相の相比を別々2:1、1:1、1:2、1:5に変化させ、金119.
84ppmを含む1.0[mol/l]チオ硫酸溶液から抽出を行い、
抽出に及ぼす有機相/水相の相比の影響について検討し
た。その結果を図18に示す。O/Aによって金の抽出率
は違うことが分かった。相比(O/A)を2/1、1/
1、1/2、1/5に変化させるにつれて、金の抽出率
は100%から73.97%まで緩やかに減少した。
【0030】実施例13 本実施例では、抽出剤の抽出力と分配平衡を確認するた
めに、金イオンの抽出率に対する抽出回数の影響を調べ
た。分配平衡実験では完全に平衡に到達させるために抽
出時間を十分余裕を取って20分に設定した。まず、n-
オクタン希釈剤としの0.72[mol/l] (32Vol%)のTOMA
Cを用い(O/A=1)、196.07ppm金(I)を含む1.0[mol/l]
チオ硫酸溶液を新しいものを取り換えながら繰り返し抽
出を行い、有機相中に金(I)を飽和するまでに負荷させ
る金の負荷実験を行なった。その結果を図19に示す。
約4回の抽出で水相中の金が減少しなくなり、抽出反応
があまり進まなくなって、有機相は飽和に到達したと考
えられる。また、水相の金濃度が高い場合、n−オクタ
ン希釈の48%TOMAC抽出剤を用いて、同様に15分ご
とに1150ppm金(I)を含む1.0[mol/l]チオ硫酸溶液を新
しいものを取り換えながら繰り返し高濃度金の飽和実験
を行った。その浸出結果を図20に示す。3回の抽出で
水相中の金を完全に抽出されたが、それ以上は金の抽出
率が急に減少し、抽出反応があまり進まなくなって、有
機相は飽和に到達したと考えられる。
【0031】実施例14 本実施例では、抽出剤TOMACの選択性を調べた。n
−オクタン希釈の8.0vol%TOMACによりAu50ppm、
Cu、Ag12 ppmを含む1.0mol/lチオ硫酸溶液から振動
速度246spm、温度298Kの条件で抽出を行い、抽出に及ぼ
す抽出剤の選択性について検討した。その結果を表1に
示す。
【表1】 pH3.5〜11.5までの広い範囲で水相中のCu、Agは
金の抽出への影響が確認されなかった。一方、pH3.5
のとき、金と銀はほとんど完全に抽出されたが、pH8
以上になると金の抽出率が変わらずに銀の抽出がほとん
どできなくなることがわかった。これは銀と金が同じ溶
液の中に当時に存在している場合はpHを変わって別々
に回収できるメリットだと思われる。
【0032】実施例15 本実施例では、金の逆抽出及び抽出剤TOMACの損失
を調べた。逆抽出は有機相に濃縮した金を、今度は有機
相より水相の割合を少なくして水相により高濃度の金を
溶かしだすことをいう。抽出と逆抽出とを何段かで繰り
返し、水相中の金濃度を高め、最終的には電気分解で金
を電析して回収する。水相と金を含む有機相との相比
(O/A)が1/2の10%のチオ尿素水溶液により金の
有機相から逆抽出を行った(脱抽出装置は抽出装置と同
じ)。結果を図21に示す。抽出時間の増加に伴って脱
抽出率(逆抽出率)が増加している。実験をはじめてか
ら90分間後に逆抽出率は約100%であり、逆抽出反応は飽
和を到達したと考えられる。また、50mlのn−オクタン
希釈の8 vol%TOMACにより振動速度250spm、温度29
8K、Cuイオンの濃度0.03[mol/l]、NH4OH濃度3.0mol/l
の条件で50ml、 119.84ppm金を含む1.0mol/lチオ硫酸溶
液から抽出を行い、10分間抽出してから10分間を静置し
た。抽出した金を含む有機相に5×50mlの10%のチオ尿
素を入れ、60分間を振動して、30分間後に有機相の量を
測ると、有機相の損失率は約0.2%であった。
【0033】比較例1 本比較例では、n-オクタン希釈剤として、TOMA
C、TBA、DOA及びTOAの濃度を変化させて、金
イオンの抽出率に対する各種アミン濃度の影響を調べ
た。その結果を図22に示す。濃度の増加につれて、抽
出率が上昇することがわかった。しかし、抽出率はTO
Aの量40vol%を用いても、最も良い結果もわずかに90.
12%であり、いずれもTOMACの場合よりも低かっ
た。また、溶液のpHを変化させて、抽出への影響を調
べた。結果を図23に示す。pHは抽出剤TBA、DO
A、TOAにより抽出に影響する主な因子であると考え
られる。これらのアミンでは抽出反応は強い酸性以外に
進められないことがわかった。
【0034】以上の実施例において、TOMAC抽出剤
によるチオ硫酸溶液から金の抽出について検討し、次の
結論を得た。抽出剤TOMACによりチオ硫酸溶液で浸
出した直後の金(I)を含むチオ硫酸溶液から効果的に金
が抽出できることが確認された。n−オクタン希釈の8v
ol%TOMACにより金325.84ppm(634.96ppm)の溶液か
ら10分間抽出して、抽出率が99.96%(96.35%)得られ
た。n−オクタンで希釈した8vol%TOMACにより水
相pH5.5〜11の広い範囲に金を効果的に抽出できた
が、これ以外になると金の抽出への影響が多少あること
が確認された。希釈剤n−オクタン、ケロシン、ベンゼ
ンを用いて、pH10前後に抽出剤TOMACによりどれ
でも抽出は効果的である。一方、ベンゼンのほうが抽出
を開始して15分以内は金が効果的に抽出できたが、時間
の延長とともに金の抽出ができなくなった。
【0035】チオ硫酸濃度は高いほうがAu−TOMA
C錯体の形成を進むことが示唆され、濃度1.0mol/lのと
き平衡に到達した時間がもっとも短く、抽出を開始して
から10分間後に金の抽出率約100%が得られた。また、
Cuイオンの濃度0.03[mol/l]、NH4OH濃度3.0mol/lのと
き金の抽出は最も効果的であった。金の抽出に対するT
OMACの選択性は効果的であり、広いpH範囲にC
u、Agを抽出できなかった。一方、Agの抽出はpH
3.5以下のときに抽出率が約100%であった。10%のチオ
尿素によりAu-TOMACを含む有機相から効果的に
金が脱抽出された。また、TOMACの損失率も少ない
ことがわかった。高分子アミンTBA、DOA、TOA
の抽出能力の順序はTBA<DOA<TOA<TOMA
Cであり、pH3前後40vol%TOMACにより99 %の
抽出率が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】金イオンの抽出率に対する抽出時間とTOMA
C濃度の影響を示す図である(実施例1)。
【図2】金イオンの抽出率に対する抽出時間とチオ硫酸
アンモニウムの濃度の影響を示す図である(実施例
2)。
【図3】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合の
金イオンの抽出率に対するTOMAC濃度の影響を示す
図である(実施例3)。
【図4】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合の
金の分配率に対するTOMAC濃度の影響を示す図であ
る(実施例3)。
【図5】金濃度が1150ppm(0.0058[mol/l])の場合の金
イオンの抽出率に対するTOMAC濃度の影響を示す図
である(実施例3)。
【図6】金濃度が91.18ppmの場合の金の抽出率に対する
pHの影響を示す図である(実施例4)。
【図7】金濃度が91.18ppmの場合の金の分配率に対する
pHの影響を示す図である(実施例4)。
【図8】実施例4で金抽出に用いた試験管の写真を示す
図である。中段の白色層が金の抽出層である。
【図9】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合の
金の抽出率に対するチオ硫酸アンモニウムの濃度の影響
を示す図である(実施例5)。
【図10】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合
の金の分配率に対するチオ硫酸アンモニウムの濃度の影
響を示す図である(実施例5)。
【図11】金濃度が169.94ppmの場合の金の抽出率に対
するCuイオンの濃度の影響を示す図である(実施例
6)。
【図12】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合
の金の抽出率に対するアンモニア濃度の影響を示す図で
ある(実施例7)。
【図13】金の抽出率に対する金濃度(5〜1150ppm)の
影響を示す図である(実施例8)。
【図14】金の分配率に対する金濃度(5〜1150ppm)の
影響を示す図である(実施例8)。
【図15】実施例9で異なる有機溶媒を用いた場合の金
の抽出液の写真を示す図である。
【図16】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])であ
り、異なる有機溶媒を用いた場合の金の抽出率に対する
振動時間(抽出時間)の影響を示す図である(実施例1
0)。
【図17】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])であ
り、異なる有機溶媒を用いた場合の金の抽出率に対する
pHの影響を示す図である(実施例11)。
【図18】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合
の金の抽出率に対するO/Aの影響を示す図である(実
施例12)。
【図19】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合
の有機溶媒層の金イオンの濃度に対する抽出回数の影響
を示す図である(実施例13)。
【図20】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合
の金の抽出率に対する抽出回数の影響を示す図である
(実施例13)。
【図21】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合
の金の脱抽出率に対する振動時間(抽出時間)の影響を
示す図である(実施例15)。
【図22】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合
の金の抽出率に対する各溶媒濃度の影響を示す図である
(比較例1)。
【図23】金濃度が196.97ppm(0.001[mol/l])の場合
の金の抽出率に対するpHの影響を示す図である(比較
例1)。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水相−有機溶媒相の溶媒抽出により金を
    抽出する方法であって、金(I)イオンを含むチオ硫酸塩
    の水溶液を水相とし、四級アンモニウムを含む有機溶媒
    を有機溶媒相としたことを特徴とする金の抽出方法。
  2. 【請求項2】 前記四級アンモニウムがトリオクチルメ
    チルアンモニウムである請求項1に記載の金の抽出法。
  3. 【請求項3】 前記有機溶媒が脂肪族炭化水素類又は芳
    香族炭化水素類である請求項1〜3のいずれか一項に記
    載の金の抽出法。
  4. 【請求項4】 前記有機溶媒中の前記四級アンモニウム
    の濃度が5 vol%以上である請求項1〜4のいずれか一
    項に記載の金の抽出法。
  5. 【請求項5】 前記水相のpHが4.0〜12.0であ
    る請求項1〜5のいずれか一項に記載の金の抽出法。
  6. 【請求項6】 前記水相における金の濃度が1000p
    pm以下である請求項1〜7のいずれか一項に記載の金
    の抽出法。
  7. 【請求項7】 金を含む試料から、チオ硫酸塩を浸出剤
    として含み、更にCuイオン及びアンモニウムイオン
    (NH )を含む水相で金を浸出する第1段階、及び
    第1段階に続いて該水相に請求項1〜6のいずれか一項
    に記載の方法を行うことから成る第2段階、から成る金
    の抽出方法。
  8. 【請求項8】 前記チオ硫酸塩がチオ硫酸アンモニウム
    である請求項1〜7のいずれか一項に記載の金の抽出
    法。
  9. 【請求項9】 前記水相中の前記チオ硫酸アンモニウム
    の濃度が0.2 mol/l以上である請求項1〜8のいずれか
    一項に記載の金の抽出法。
  10. 【請求項10】 前記水相がCuイオンを0.01〜
    0.05mol/l含む請求項7〜9のいずれか一項に記載
    の金の抽出法。
  11. 【請求項11】 前記水相がアンモニウムイオン(NH
    )を0.1〜4.0mol/l含む請求項7〜10のい
    ずれか一項に記載の金の抽出法。
  12. 【請求項12】 更に、前記水相の割合を少なくして前
    記有機溶媒相から該水相により高濃度の金を溶かし出す
    第3段階を含む、請求項7〜11のいずれか一項に記載
    の金の抽出法。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載の第2段階及び第3
    段階を所望の回数繰り返し、前記水相から電気分解で金
    を電析することから成る金の抽出法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103060577A (zh) * 2013-01-22 2013-04-24 熊宝琳 一种环保型黄金选矿剂及其生产方法
CN107326179A (zh) * 2017-05-23 2017-11-07 西北矿冶研究院 一种从复杂含锑金矿中回收多金属的方法
CN115232964A (zh) * 2022-08-15 2022-10-25 云南大学 基于天然低共熔溶剂的含硫代硫酸亚金配合物碱性溶液中金的萃取方法

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