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公開番号2024075824
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-05
出願番号2022187006
出願日2022-11-24
発明の名称水中の金属の回収方法
出願人ハイモ株式会社
代理人
主分類C22B 3/44 20060101AFI20240529BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】
廃水や廃液等の水中の金属の回収方法に関し、詳しくは比較的安価で簡易な操作で効率的に金属を回収する方法を提供すること。
【解決手段】
三級アミノ基及び/又は二級アミノ基含有カチオン性単量体50～99質量%、疎水性単量体1～50質量%を含有する単量体混合物を重合して得られる高分子を水に添加しアルカリ処理することで、簡易で効率的に金属を回収することが可能となる。水にアルカリ剤を添加してpH7～14にアルカリ処理することが好ましい。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
金属を含有している水に、下記一般式（１）で表わされる三級アミノ基及び／又は二級アミノ基含有カチオン性単量体５０～９９質量％、疎水性単量体１～５０質量％を含有する単量体混合物を重合して得られる高分子を添加後、アルカリ処理することを特徴とする水中の金属の回収方法。
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2024075824000014.tif
38
78
一般式（１）
Ｒ
１
は水素又はメチル基、Ｒ
２
、Ｒ
３
は水素、炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、４～２０のアルキル基あるいはアリール基、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２～４のアルキレン基を表わす、Ｘ
１
－
は陰イオンをそれぞれ表わす。
又は、ＡとＲ
２
またはＡとＲ
３
が炭素数１～４で連結した環状アミン。
続きを表示（約 140 文字）【請求項２】
前記水にアルカリ剤を添加してｐＨ７～１４にアルカリ処理することを特徴とする請求項１に記載の水中の金属の回収方法。
【請求項３】
前記高分子のアミノ基が、水中に添加時に中和されていることを特徴とする請求項１に記載の水中の金属の回収方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中の金属の回収方法に関する。詳しくは、高分子を用いて水中の金属を共沈させて回収する方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
水中のレアメタル等の金属の湿式回収方法は還元剤の添加やキレート樹脂の使用等が一般的である。
例えば、特許文献１では、白金族元素とセレンおよびテルルを含有する液に還元剤を添加してセレン滓を沈澱させ白金族元素とセレンを回収する方法が開示されている。しかしながら、還元剤添加では形成フロックが小さく含有濃度が数ｐｐｍ以下の回収は困難である。
特許文献２では、ビニルアミン単位を含む架橋樹脂を用いて、金シアノ錯体を含む溶液から金を回収する金の回収方法が開示されている。しかし、この様なキレート樹脂は設備投資にコストが掛かり、採算が取り難いという側面がある。
そこで、比較的安価で効率的な金属回収が要望され、例えば、特許文献３では、特定のカチオン性の高分子化合物を酸性条件下で貴金属を含有する液中に添加して、貴金属の凝集体を形成させ、これを分離回収する貴金属の回収方法が開示されている。高分子を使用することで液中の貴金属を選択的に回収できている。しかし、近年では金属資源の需要が高まっており、特に希少金属や貴金属は各種分野において必須材料として用いられているが、埋蔵量が少なく、供給量が制限されている。又、重金属の回収方法として一般的にアルカリ沈殿法等が用いられるが、形成フロックが脆く沈殿し難いため数ｐｐｍ以下の回収、並びに処理水からの除去は困難である。そのため、より簡易な操作で効率的に水中から金属を回収する方法が要望されている。
【０００３】
特開２０１５－１９３８８８号公報
国際公開２０１９／１３１９４６号公報
特開２０１２－０９７３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、廃水や廃液等の水中の金属回収方法に関し、詳しくは比較的安価で簡易な操作で効率的に金属を回収する方法に関することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明者は鋭意検討を重ねた結果、特定の高分子を水中に添加後、アルカリ処理することで、フロックが形成され捕集対象の金属をフロックと共に共沈させることで、前記課題を解決できることを見出し本発明に至った。
【発明の効果】
【０００６】
本発明における特定の高分子を水中に添加し、水をアルカリ処理する簡易な操作で効率的に金属を回収することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明における高分子は、下記一般式（１）で表わされる三級アミノ基及び／又は二級アミノ基含有カチオン性単量体５０～９９質量％、疎水性単量体１～５０質量％を構成単位とする。
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2024075824000001.tif
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78
一般式（１）
Ｒ
１
は水素又はメチル基、Ｒ
２
、Ｒ
３
は水素、炭素数１～３のアルキルあるいはアルコキシ基、４～２０のアルキル基あるいはアリール基、Ａは酸素またはＮＨ、Ｂは炭素数２～４のアルキレン基を表わす、Ｘ
１
－
は陰イオンをそれぞれ表わす。
又は、ＡとＲ
２
またはＡとＲ
３
が炭素数１～４で連結した環状アミン。
【０００８】
一般式（１）で表わされる三級アミノ基含有カチオン性単量体の例としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、及びこれらの塩等が挙げられる。
又、二級アミノ基含有カチオン性単量体の例としては、メチルアミノエチル（メタ）アクリレート、エチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ｔ－ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ｉ－プロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、２，２，６，６－テトラメチル－４－ピぺリジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらを二種以上組み合わせることも可能である。
【０００９】
疎水性単量体としては、スチレン類、炭素数が４以上のアルキル基を有する単量体、不飽和ニトリル、その他、２０℃の水への溶解度が２質量％以下である単量体等が挙げられる。
スチレン類としては、スチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、α－メチルスチレン等が挙げられる。
炭素数が４以上のアルキル基を有する単量体の例としては、ブチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、２－エチルへキシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アルキル（メタ）アクリレート類、ベンジル（メタ）アクリレート等の環状アルキル（メタ）アクリレート類、ｎ－ブチル（メタ）アクリルアミド、ｎ－オクチルアクリルアミド等のＮ－アルキル（メタ）アクリルアミド類等が挙げられる。不飽和ニトリルとして、（メタ）アクリロニトリル等が挙げられる。その他、２０℃の水への溶解度が２質量％以下である単量体として、Ｎ－ブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ－イソブトキシメチルアクリルアミド等が挙げられる。これらを二種以上組み合わせることも可能である。
【００１０】
又、本発明における高分子の効果を阻害しない範囲でアニオン性単量体及び／又は非イオン性単量体を含有しても良い。アニオン性単量体としては、（メタ）アクリル酸あるいはそのナトリウム塩等のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩、マレイン酸あるいはそのアルカリ金属塩、アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミドアルカンスルホン酸あるいはそのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩等が挙げられる。これらを二種以上、組み合わせても差し支えない。
非イオン性単量体として、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジメチルアクリルアミド、アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸－２－ヒドロキシエチル、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルホルムアミド、Ｎ－ビニルアセトアミド、アクリロイルモルホリン等が挙げられる。これらを二種以上、組み合わせても差し支えない。アニオン性単量体及び／又は非イオン性単量体を高分子の構成単位として含む場合は１０質量％以下が好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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