レアメタルは高性能材料,高性能化のための添加材料,さらに は新規産業分野における原材料として,重要性が広く認識されて いる 1) 。製品中に使用されるレアメタルは少量であるが,液晶 テレビ, 携帯電話, 自動車等の製造に必須の素材である。 そのため, レアメタルの安定的な供給体制の構築は,我が国の製造業の国際 競争力の維持・強化の観点から重要である 2, 3) 。しかし,我が国 はレアメタルのほとんどを輸入に依存しているのが現状であり, 安定供給体制には懸念がある 4) 。レアメタルの中でも特に白金 族元素は,生産量が少なく,鉱山が特定国に大きく偏在している が,触媒性能や電導性に優れることからその用途は多岐に渡る 5) 。触媒性能を活かした主要用途として自動車排気ガス浄化触媒が 挙げられる。その中でも三元触媒には,活性種として Rh, Pd, Pt が主に用いられている。2015 年の COP21 で採択されたパリ協定 により,今後,環境規制基準が高まる気運にあり,触媒性能の向 上のために白金族元素の需要は一層高まることが予測される。都 市鉱山からの Pd (II) , Pt

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... ) の分離 ・ 回収は,抽出剤にそれぞれ Dihexylsulfide ( 以下,DHS と略記 ) , Tributylphosphate を用いた溶 媒抽出法が主流であり,Rh (III) は多くの貴金属精錬工程におい て抽出残液から最後に回収されている。しかし,Pd (II) は抽出速 度が遅いため処理時間の長大化や有機溶媒を含む多量の二次廃液 発生等の課題を有する 6, 7) 。そこで,筆者らは新たな分離 ・ 回収 法として環境調和性の高いイオン液体を用いた溶媒抽出法に着目 した 8) 。イオン液体は「室温付近に融点を有する塩で,イオン のみからなる ( ゼロソルベントな ) 液体」と定義され,難燃性・ 不揮発性・イオン導電性等の特徴を有するため,アプリケーショ ンの可能性は多岐に渡る 9-16) 。 筆者らの既往の研究成果から,Pd (II) はリン酸系抽出剤を用い ることで DHS よりも迅速に分離回収できることが明らかとなっ ている 17) 。しかし,リン酸系抽出剤は溶媒によって第 3 相の形 成が確認されており,Pd (II) の分離回収法として確立するため には未だ課題も多い。そこで,リン酸系抽出剤の一種で Pd (II) に対し高い親和性を有する硫黄を構造に含む Triphenylphosphine sulfide ( 以下,TPPS と略記 ) とその溶媒に強疎水性のイオン液 体 で あ る 1-alkyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethyl sulfonyl) imide ( 以下,[C n mim][Tf 2 N] (n = 2, 4, 6, 8) と略記 ) を組み合わせ た TPPS-[C n mim][Tf 2 N] による Pd (II) の抽出・逆抽出挙動につい て詳細に検討した。また,Rh (III) 及び Pt (IV) についても同様に 検討を行い,さらに 3 元素混合溶液における各元素の分配挙動に ついて調査した。Fig. 1 に DHS, TPPS, [C n mim][Tf 2 N] の構造式を それぞれ示す。 2.実 験 方 法 2・1 [C n mim][Tf 2 N] の合成 [C n mim][Tf 2 N] はいずれも自製し各試験に用いた。イミダゾリ ウム環にアルキル側鎖としてエチル基,ブチル基,ヘキシル基, オクチル基を導入し,アニオン交換法により [C n mim][Tf 2 N] を合 Although solvent extraction has been used in the recovery of rare metals from urban mines, some challenges remain. For example, large amounts of organic solvent are required for Pd (II) separation owing to the slow extraction kinetics of dihexylsulfide (DHS). This lengthens the separation process and increases the evaporation loss of diluents. In our previous work, we found that Pd (II) quickly separates from a hydrochloric acid medium using triphenylphosphine as a phosphorus-based extractant. In this work, we investigate the extraction and backextraction behavior of Rh (III), Pd (II), and Pt (IV) in a hydrochloric acid medium using the combination of triphenylphosphine sulfide (TPPS) and ionic liquids (ILs). Results show that the extraction mechanism of Pd (II) is based on the cooperative extraction effect of TPPS and ILs. Additionally, it was confirmed that the third phase during Pd (II) extraction was inhibited using TPPS-ILs. Furthermore, this study investigated the separation behavior of Rh (III), Pd (II), and Pt (IV) from a hydrochloric acid medium using TPPS-ILs as an extractant and a multiple back-extractant.