イリジウムの回収及び精製方法

イリジウム（Ir）は希少な貴金属元素であり、優れた物理的および化学的性質を有する。その極めて高い耐食性、抗酸化性と触媒性能のため、触媒、電子デバイス、航空宇宙材料などの分野に広く応用されている。しかし、イリジウムの地殻存在度は極めて低く、高価であるため、イリジウムの回収と精製は重要な経済的価値と環境保護的意義を持っている。本文はイリジウムの回収と精製方法を紹介し、化学と電気化学処理を通じて、イリジウムの有効な回収と高純度の精製を実現した。

一、イリジウムの回収方法

1.イリジウムの化学処理回収の第一歩は化学処理である。まず、イリジウム含有廃棄物を塩酸（HCl）と硝酸（HNO 3）の混合酸に加えて浸出し、イリジウム含有溶液を生成した。次に、溶液を60〜80℃に加熱し、その中の有害不純物、例えば鉛、スズなどの金属イオンを沈殿させ、後続処理を容易にする。最後に、硫酸第一鉄（FeSO 4）または亜硫酸水素ナトリウム（NaHSO 3）などの還元剤を加えることにより、溶液中のイリジウムイオンをイリジウム金属粒子に還元して沈殿させる。

2.電気化学処理：イリジウムの回収過程において、電気化学処理は重要な一環である。まず、化学処理後のイリジウム含有溶液を電解し、陽極として白金（Pt）またはチタン（Ti）、陰極としてステンレス鋼または銅（Cu）を選択した。一定の電圧と電流条件下で、溶液中のイリジウムイオンは陰極に移動し、陰極上に純度の高いイリジウム金属が析出した。イリジウムの回収率と純度を高めるために、電解パラメータ（例えば、電圧、電流、温度、時間）を調整し、高効率陽極材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン−coated白金又はチタン）を選択することにより、電気化学処理プロセスを最適化することができる。

二、イリジウムの精製方法

1.化学精製：イリジウムの純度をさらに高めるために、化学法を用いて電気化学処理後のイリジウム金属を精製することができる。まず、回収したイリジウム金属を濃硝酸（HNO 3）と濃塩酸（HCl）の混合酸と反応させ、イリジウムを含む塩素イリジウム酸溶液を生成する。次に、硫酸第一鉄（FeSO 4）または亜硫酸水素ナトリウム（NaHSO 3）などの還元剤をpH条件下で添加し、塩化イリジウム酸を高純度イリジウム金属粒子に還元して沈殿させた。最後に、濾過、洗浄、乾燥により、高純度のイリジウム金属を得た。

2.溶融塩電解精製：イリジウムの純度をさらに高めるために、溶融塩電解法を用いて精製することもできる。まず、回収したイリジウム金属を適量の塩化ナトリウム（NaCl）と塩化カリウム（KCl）と混合し、700〜800℃に加熱し、溶融塩系を形成した。その後、溶融塩中で電解を行い、アノードとして黒鉛、陰極としてイリジウム金属を選択した。一定の電圧と電流条件下で、溶融塩中の不純物イオンは陽極に移動し、純粋なイリジウムイオンは陰極に移動し、陰極上に超高純度のイリジウム金属が析出する。電圧、電流、温度、時間などの電解パラメータを調整することにより、イリジウム純度のさらなる向上を実現することができる。

本文はイリジウムの回収と精製方法を紹介し、化学と電気化学処理を通じてイリジウムの有効な回収と高純度の精製を実現した。この方法は操作が簡便で、コストが安く、環境に優しいという特徴があり、イリジウムの実際の応用に有力な支持を提供した。将来の研究は処理条件の最適化と新型精製技術の探索を通じて、イリジウムの回収率と純度をさらに高め、増加し続けるイリジウム資源の需要を満たすことができる。

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