用于吸附贵金属的活性碳、贵金属吸附过滤器和用于回收贵金属的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380040957.2

申请日:

2013.06.21

公开号:

CN104685075A

公开日:

2015.06.03

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

专利申请权的转移IPC(主分类):C01B 31/08登记生效日:20170512变更事项:申请人变更前权利人:可乐丽化学株式会社变更后权利人:株式会社可乐丽变更事项:地址变更前权利人:日本冈山县备前市变更后权利人:日本冈山县仓敷市酒津1621番地变更事项:申请人变更前权利人:田中贵金属工业株式会社变更后权利人:田中贵金属工业株式会社|||实质审查的生效IPC(主分类):C22B 11/00申请日:20130621|||公开

IPC分类号:

C22B11/00; B01J20/10; B01J20/28; C01B31/10; C01B31/12; C02F1/28; C22B3/24; C22B7/00

主分类号:

C22B11/00

申请人:

可乐丽化学株式会社; 田中贵金属工业株式会社

发明人:

花本哲也; 山田隆之; 鲭江庆

地址:

日本冈山县备前市

优先权:

2012-141349 2012.06.22 JP

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司72001

代理人:

高旭轶; 徐厚才

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内容摘要

用于从含有贵金属的水溶液吸附贵金属的活性碳,其中将10mmol/L四硼酸钠水溶液中的ζ电位和0.01mmol/L的四硼酸钠水溶液中的ζ电位之间的差值(绝对值)调整至18mV或更低,且将孔半径为1nm或更小的孔容积调整至150至500mm3/g。本发明的活性碳可以具有30%或更高的糖溶液脱色性能。含有贵金属的水溶液可以是电镀废液。本发明能够从含有贵金属的溶液有效吸附(或回收)贵金属。

权利要求书

权利要求书
1.  活性碳,其用于从含有贵金属的水溶液吸附贵金属,所述活性碳的10 mmol/L四硼酸钠水溶液中的ζ电位和0.01 mmol/L的四硼酸钠水溶液中的ζ电位之间的差值(绝对值)不超过18 mV,且孔半径不超过1 nm的孔的总孔容积为150至500 mm3/g。

2.  根据权利要求1所述的活性碳,其具有不少于30%的碳水化合物溶液脱色性能。

3.  根据权利要求1或2所述的活性碳,其中含有贵金属的水溶液为电镀废水。

4.  用于贵金属吸附的过滤器,其含有不少于20质量%的比例的权利要求1至3中任一项所述的活性碳。

5.  根据权利要求4所述的用于贵金属吸附的过滤器,其为液体透过性过滤器,其中所述活性碳具有不少于30%的碳水化合物溶液脱色性能。

6.  用于从含有贵金属的水溶液回收贵金属的方法,所述方法包括:
在权利要求1至3中任一项所述的活性碳上吸附贵金属。

7.  用于从含有贵金属的水溶液回收贵金属的方法,所述方法包括:
在权利要求4或5所述的过滤器上吸附贵金属。

说明书

说明书用于吸附贵金属的活性碳、贵金属吸附过滤器和用于回收贵金属的方法
技术领域
本发明涉及用于从含有贵金属的水溶液吸附贵金属的活性碳、含有活性碳的贵金属吸附过滤器、以及用于使用活性碳回收贵金属的方法。
背景技术
贵金属(或贵重金属)不仅在珠宝中需要,而且由于其电和化学特性而在工业上需要,例如,电子装置,包括印刷电路板。贵金属还广泛用于牙科材料、医疗材料、各种催化剂等。具体而言,当今针对海外市场的扩大和由于经济忧虑导致的投机目的的背景,贵金属的价格不断上涨。因此,出于削减生产成本的目的,迫切需要减少待使用的贵金属的量或回收贵金属。
作为用于从含有低浓度贵金属的废水(或废液)回收贵金属的方法,已知使用离子交换树脂或活性碳。不幸的是,在具有高酸浓度、高碱浓度、高盐浓度、高杂质浓度等的一些废水中,离子交换树脂或活性碳具有吸收贵金属的低容量。因此,离子交换树脂或活性碳的使用在工业上是不能令人满意的。另一种已知方法包括使用具有向其添加特定官能团的树脂用于选择性吸附贵金属。不幸的是,不仅树脂几乎不吸附低浓度的贵金属离子,而且树脂的生产成本高。因此,重复使用树脂要求交替吸附和解吸。此外,由于重复使用导致的吸附速率、解吸速率和纯度的降低也难以充分抑制。在回收最后未解吸的贵金属中燃烧树脂的情况下,存在有害组分被释放到环境的问题。此外,该方法需要高回收成本,在工业上是不能令人满意的。
此外,还已知使用活性碳用于回收贵金属的方法。例如,日本专利申请特开公开号2009-24200(JP-2009-24200A,专利文献1)报道了用于分离和回收贵金属的方法;所述方法包括:将废电子部件的金属组分溶解在含有氰根的水分离溶液中,将次氯酸钠添加至所得溶液以维持不低于+350mV的氧化还原电位(银/氯化银电极),并进一步将无机酸添加至溶液以便将pH调节至6至8,然后将活性碳投入溶液中,同时搅拌以便使贵金属吸附在活性碳上,通过过滤分离活性碳,并从分离的活性碳回收贵金属。
不幸的是,该方法中需要复杂的步骤,此外,溶液中的贵金属浓度每批次都不同。因此,为了有效地回收贵金属,有必要预先通过斑点试验测定对于吸附贵金属所需的活性碳的量。该方法具有低生产率,不利于工业上使用。
日本专利申请特开公开号2001-303148(JP-2001-303148A,专利文献2)报道了用于处理含有钯的洗涤剂排水的方法;所述方法包括:将凝聚剂添加至含有在无电解电镀步骤中添加的钯催化剂的洗涤剂排水中,以沉淀含钯浆料,然后将含钯浆料溶解在无机酸中,并使所得溶解的溶液通过载有还原剂的活性碳的捕获柱,以便将钯金属吸附在该柱上。该文献公开了氢醌衍生物有效地用作还原剂。
尽管该方法可相对简单地回收贵金属,但因为氢醌衍生物用作还原剂,该方法耗费大量成本。此外,由于氢醌衍生物由于吸附而阻塞活性碳的孔,所以贵金属的吸附量也是不足的。
相关技术文献
专利文献
专利文献1:JP-2009-24200A(权利要求)
专利文献2:JP-2001-303148A(权利要求、第[0007]段)。
发明概述
本发明待解决的问题
因此,本发明的目的是提供不用通过任何复杂步骤而可以以高产率从含有贵金属的液体(特别是含有贵金属的弱水溶液)有效吸附(或回收)贵金属的用于贵金属吸附的活性碳,含有该活性碳的贵金属吸附过滤器,以及用于使用该活性碳回收贵金属的方法。
本发明的另一目的是提供易于操作且可从含有贵金属的液体以简单物质的状态回收贵金属的用于贵金属吸附的活性碳,含有该活性碳的贵金属吸附过滤器,以及用于使用该活性碳回收贵金属的方法。
本发明的又一目的是提供具有高吸附速度且甚至在液体透过性过滤器中也可从含有贵金属的液体有效吸附贵金属的用于贵金属吸附的活性碳,含有该活性碳的贵金属吸附过滤器,以及用于使用该活性碳回收贵金属的方法。
本发明的进一步目的是提供可有效吸附电镀清洗废水中含有的低浓度钯的用于贵金属吸附的活性碳,含有该活性碳的贵金属吸附过滤器,以及用于使用该活性碳回收贵金属的方法。
解决问题的方式
本发明的发明人开始关于改进活性碳吸附贵金属的容量的研究,除了活性碳的孔结构以外,还聚焦于活性碳表面的化学结构。关于表面的化学结构的研究继续聚焦于表面上官能团的存在。然而,由于活性碳表面上的官能团的量通过滴定测量,所以因为各种干扰因素,诸如灰分的影响或洗涤后残留的酸的影响,难以定性和定量地测定官能团。因此,还没有彻底地发现官能团与贵金属吸附之间的关系。此外,由于活性碳表面上的官能团具有氧原子,所以通过XPS(X射线光电子分光光谱)中O1s的波形分离分析而计算氧原子%。不幸的是,还没有完全地发现官能团与贵金属吸附之间的关系。本发明的发明人集中注意于由于官能团导致的表面的电荷状态,发现当使用四硼酸钠水溶液(这是弱碱水溶液)中的zeta (ζ)电位作为指标时,则电荷状态与贵金属吸附之间存在关系。具体地,本发明人发现在四硼酸钠的10 mmol/L水溶液中的ζ电位和四硼酸钠的0.01 mmol/L水溶液中的ζ电位之间具有小差值的活性碳显示出吸附贵金属的优异容量。
具有小电位差的活性碳显示优异的吸附容量的理由未知,尽管可以推测如下。即,在活性碳表面具有大量可解离的官能团的活性碳增加静电吸附贵金属离子的容量,且抑制贵金属离子的还原。相反,由于具有上述ζ电位差的活性碳的表面具有小量在四硼酸钠水溶液中解离且带电荷的官能团,所以推定贵金属离子不是静电而是以还原状态吸附在活性碳上。此外,由于在水溶液中解离且带电荷的官能团的数量少,所以贵金属易于聚集。由于还原贵金属的细微粒在活性碳表面上聚集,所以活性碳推测显示高贵金属吸附容量。这还从以下事实进行理解:金属以膜(或薄膜)形式吸附在活性碳的吸附表面上。
此外,关于孔结构,本发明的发明人发现,活性碳的吸附容量受具有不超过1 nm的孔的容积影响较大,并且发现,通过组合孔容积范围的调节和基于ζ电位差的表面的特定化学结构可以改进活性碳的吸附容量。
换言之,根据本发明用于吸附贵金属的活性碳是用于从含有贵金属的水溶液吸附贵金属的活性碳,并且所述活性碳在10 mmol/L四硼酸钠水溶液中的ζ电位和0.01 mmol/L四硼酸钠水溶液中的ζ电位之间的差值(绝对值)不超过18 mV,并且孔半径不超过1 nm的孔的总孔容积为150至500 mm3/g。本发明的活性碳具有不少于30%的碳水化合物溶液脱色性能(或碳水化合物溶液的脱色性能)。含有贵金属的水溶液可以是电镀废水。
本发明还包括含有不少于20质量%的比例的用于贵金属吸附的活性碳的贵金属吸附过滤器(或用于贵金属吸附的过滤器或用于吸附贵金属的过滤器)。本发明的过滤器为液体透过性过滤器,且活性碳具有不少于30%的碳水化合物溶液脱色性能。
此外,本发明包括用于从含有贵金属的水溶液回收贵金属的方法,且本发明包括将贵金属吸附在用于贵金属吸附的活性碳或贵金属吸附过滤器上。
发明效果
根据本发明,由于四硼酸钠的水溶液中活性碳的ζ电位差和活性碳的孔容积被调整在特定范围内,所以所述活性碳允许以高产率从含有贵金属的液体(具体而言,含有贵金属的弱水溶液)有效吸附(或回收)贵金属,而不用通过任何复杂步骤。此外,所述活性碳易于处理,并且可以从含有贵金属的液体回收简单物质状态的贵金属。具体而言,具有大量官能团的活性碳以低百分比回收率回收金属氧化物,而所述活性碳可以以高百分比回收率回收简单物质状态的贵金属,可能是因为还原的贵金属像电镀层一样聚集在活性碳的表面上。此外,将所述活性碳的碳水化合物溶液脱色性能调整至不少于30%允许改善吸附速度。甚至含有活性碳的液体透过性过滤器可以从含有贵金属的液体有效吸附贵金属。具体而言,本发明的活性碳可以有效吸附电镀清洗废水中含有的低浓度钯。
附图简述
[图1] 图1是实施例1的活性碳上吸附钯后的XPS光谱。
[图2] 图2是实施例2的活性碳上吸附钯后的XPS光谱。
[图3] 图3是比较例1的活性碳上吸附钯后的XPS光谱。
[图4] 图4是比较例4的活性碳上吸附钯后的XPS光谱。
实施方案的描述
[用于贵金属吸附的活性碳]
本发明的用于贵金属吸附的活性碳在常温(25℃)下在四硼酸钠的10 mmol/L水溶液中的ζ电位和四硼酸钠的0.01 mmol/L水溶液中的ζ电位之间具有不超过18 mV (例如,0至18 mV)的差值(绝对值)。具有超过18 mV的ζ电位差的活性碳增加了静电吸附贵金属离子的容量,并且抑制贵金属离子的还原,这是由于存在大量在四硼酸钠的水溶液中可解离的官能团。此外,此类活性碳无法以高百分比回收率吸附贵金属离子,因为贵金属离子容易吸附氧化物状态,并且贵金属离子的吸附取决于官能团的量。即,由于此类活性碳的吸附容量取决于官能团的量或种类和水溶液的pH值,所以吸附容量根据含有贵金属的水溶液的状态波动;因此所述活性碳难以处理。
此外,在贵金属吸附性的方面,ζ电位差(绝对值)可以是,例如,不超过15 mV (例如,0.01至15 mV),或者可以是,例如,不超过12 mV (例如,0.1至12 mV),优选不超过10 mV (例如,0.1至10 mV),并且更优选不超过5 mV (例如,1至5 mV)。此外,为了相比贱金属更选择性吸附贵金属,ζ电位差(绝对值)可以是,例如,约3至15 mV,优选约5至12 mV,并且更优选约8至11 mV。
此外,本发明的用于贵金属吸附的活性碳在四硼酸钠的10 mmol/L水溶液中可具有约-60至0 mV,例如,约-50至-5 mV,优选约-45至-10 mV,并且更优选约-40至-20 mV的ζ电位。在该浓度的ζ电位在上述范围内的情况下,所述活性碳可以有效吸附电镀废水中含有的低浓度贵金属。
在本发明中,可以根据后述实施例中描述的方法测量ζ电位。
本发明的活性碳的孔半径不超过1 nm的孔的孔容积(总孔容积)为150至500 mm3/g。具有此类小于150 mm3/g的孔容积的活性碳减小贵金属的吸附量,这是由于实质上经受吸附或还原反应的容积小。具有此类大于500 mm3/g的孔容积的活性碳具有低堆积密度,并且无法获得足够的贵金属吸附量/每单位体积。
此外,孔容积可以为约200至450 mm3/g,优选约250至420 mm3/g,并且更优选约300至400 mm3/g (具体而言,约350至380 mm3/g)。
在本发明中,可以根据后述实施例中描述的方法测量孔半径不大于1 nm的孔的孔容积。
鉴于吸附速度,本发明的活性碳优选具有更高的碳水化合物溶液脱色性能。具体地,所述碳水化合物溶液脱色性能可以不小于30%(例如,30至100%),例如,不小于50%(例如,约50至99%),优选不低于70%(例如,约70%至98%),更优选约80至97%(具体地,约85至95%)。具有上述范围内的碳水化合物溶液脱色性能的活性碳适用于动态过滤器(例如,液体透过性过滤器),因为待吸附的材料(例如,贵金属离子)在此类活性碳内容易移动和扩散,并且以高吸附速度吸附在活性碳上。对于具有小于30%的碳水化合物溶液脱色性能的活性碳,有时需要长时间来吸附贵金属。
本发明的活性碳可以具有选自约100至5000 m2/g的范围的通过氮吸附法计算的BET比表面积;例如,所述BET比表面积为约300至4000 m2/g,优选约500至3000 m2/g (例如,约1000至2500 m2/g),并且更优选约1500至2300 m2/g (具体而言,约1800至2200 m2/g)。具有过小比表面积的活性碳减小贵金属的吸附量,这是由于经受吸附或还原反应的容积小。具有过大比表面积的活性碳由于低堆积密度而具有低吸附容量。
本发明的活性碳的形式可以包括,但不应限于,粒状、纤维状和不定形形式。活性碳通常为粒状形式或纤维状形式。粒状活性碳可以具有例如,约1 μm至5 mm (具体而言,约10 μm至2 mm)的平均一级粒径。纤维状活性碳可以具有例如,约1至500 μm,优选约2至300 μm,且特别是约5至50 μm的平均纤维直径。
[用于产生用于贵金属吸附的活性碳的方法]
本发明的用于贵金属吸附的活性碳通过碳化碳质材料,然后活化经碳化的碳质材料来产生。
碳质材料可以包括,但不应限于,例如,植物碳质材料[例如,源自植物的材料,诸如木材、木屑、木炭、果实壳(诸如椰子壳或胡桃壳)、果实种子、纸浆制造的副产物、木质素或黑糖蜜(或黑蜜糖)],矿物碳质材料(例如,源自矿物的材料,诸如泥煤、褐煤(lignite)、褐煤(brown coal)、沥青煤、无烟煤、焦炭、煤焦油、煤焦油沥青、石油蒸馏残渣或石油沥青),合成树脂系列碳质材料[例如,源自合成树脂的材料,诸如酚醛树脂、聚(偏二氯乙烯)或丙烯酸树脂],和天然纤维系列碳质材料[例如,源自天然纤维的材料,诸如天然纤维(例如,纤维素)或再生纤维(例如,人造丝)]。可以单独或组合使用这些碳质材料。在这些碳质材料中,在开发孔半径不大于1 nm的孔容积的容易性方面,植物碳质材料(例如,椰子壳)是优选的。
作为活化方法,可以使用气体活化或化学活化。可以组合使用气体活化和化学活化。
待用于气体活化的气体可以包括蒸气(水蒸气)、二氧化碳气体、氧气、LPG排气燃烧气体或其混合气体等。考虑安全性和反应性,含有10至50体积%水蒸气的气体(含蒸气的气体)是优选的。
活化温度为,例如,约700至1100℃,且优选约800至1000℃。活化时间和加热速率没有特别限制,并且可以根据待选择的碳质材料的种类、形式和大小适当地选择。
待用于化学活化的化学活化剂可以包括,具有脱水、氧化和腐蚀作用的化学剂,例如,氯化锌、氢氧化钾、氢氧化钠、磷酸、硫化钾、硫酸、和各种碱。可以单独或组合使用这些化学活化剂。在这些化学活化剂中,在开发孔半径不大于1 nm的孔容积的容易性方面,氯化锌或磷酸是优选的。可以根据待使用的化学活化剂的种类、原料的量等合适地选择化学活化剂的浓度和量。
在其中使用磷酸的情况下,活化通过以下进行:以约30至95质量份(优选60至80质量份)的磷酸相对于100质量份的碳质原料的混合比率混合碳质原料与磷酸,并且将混合物在300至750℃加热约20分钟至10小时(优选约30分钟至5小时)。在使用氯化锌且氯化锌的浓度为约40至70质量%的情况下,例如,基于质量,氯化锌的量为碳质原料的量的约0.4至5.0倍,优选约1.0至4.5倍,并且更优选约1.5至3.5倍。活化时间为,例如,约20分钟至10小时,且优选约30分钟至5小时。活化在不高于氯化锌的沸点(732℃)的温度下进行。活化温度通常为,约450至730℃,且优选约550至700℃。
可以洗涤活化后的活性碳以去除灰分或化学剂。洗涤后的活性碳可以在惰性气体气氛下热处理,以便通过洗涤去除未去除的杂质。通过热处理足够去除杂质可以防止在燃烧和灰化具有吸附在其上的贵金属的活性碳和从所得灰化产物提取贵金属中的杂质污染。此外,可以粉碎活化后的活性碳。在活化后的活性碳为纤维状形式的情况下,可以切割活性碳。
对于粉碎,可以根据目标粒径使用各种装置,例如,颚式破碎机、锤磨机、针磨机、辊磨机、棒磨机、球磨机和喷射磨机。
[贵金属吸附过滤器]
本发明的贵金属吸附过滤器(或用于贵金属吸附的过滤器或用于吸附贵金属的过滤器)充分地含有活性碳。例如,贵金属吸附过滤器可以是含有活性碳和粘合剂的混合物的成形产品。
贵金属吸附过滤器中活性碳的比例可以不小于20质量%,并且是,例如,约20至97质量%,优选约30至95质量%,且更优选约35至90质量%。在贵金属吸附过滤器中活性碳的比例太小的情况下,贵金属的吸附量倾向于降低。
粘合剂可以充分地使活性碳形成为成形产品。例如,粘合剂可以是用于粘合活性碳以形成成形产品的粘合剂,或者可以是用于负载活性碳至构成过滤器的基材的粘合剂。作为粘合剂,可以通常采用原纤化纤维和/或热塑性粘合剂颗粒。
原纤化纤维可以是可通过使用高压均化器或高速粉碎机(或精磨机)打开可原纤化纤维获得的浆状纤维。原纤化纤维具有例如,约0.1至50 μm且优选约1至20 μm的平均纤维直径。原纤化纤维具有例如,约0.5至4 mm且优选约1至2 mm的平均纤维长度。构成原纤化纤维的纤维的具体实例可以包括丙烯酸纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、纤维素纤维、聚酰胺纤维和芳族聚酰胺纤维。其中,在原纤化的容易性和活性碳上的高结合的方面,丙烯酸纤维或纤维素纤维是优选的。作为市售产品,可获得,例如,“Bi-PUL”,这是由Japan Exlan Co., Ltd.制造的均质丙烯酸纸浆。
从可以熔化以粘合活性碳的热塑性聚合物足以形成热塑性粘合剂颗粒。热塑性聚合物的具体实例可以包括聚烯烃、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯腈、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等。可以单独或组合使用这些聚合物。其中,广泛使用的粘合剂包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸丁二酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)等。在结合能力或其他方面,聚乙烯是特别优选的。鉴于优异的薄片强度和成形性,所述热塑性粘合剂颗粒具有例如,约0.1至200 μm且优选约1.0至50 μm的平均颗粒直径。
根据粘合剂的种类,贵金属吸附过滤器可以通过常规方法生产。
在原纤化纤维被用作粘合剂的情况下,贵金属吸附过滤器优选通过湿式成形而形成。用于通过湿式成形使用原纤化纤维生产过滤器的方法可以包括,例如,包括浆料制备步骤和干燥步骤的方法;在浆料制备步骤中,混合活性碳和原纤化纤维,将混合物分散在水中以得到具有约0.1%至10质量%(特别是约1至5质量%)的固体含量的浆料,并且在干燥步骤中,从制备的浆料中去除水。在干燥步骤中,浆料可以通过以下干燥:将浆料倾入由不锈钢丝网等形成的水透过性盒式容器且排水,或将浆料填入具有大量通孔的模头的给定形状薄片样腔中,且在真空抽吸下经由通孔去除浆液中的水。作为通过抽吸的后者干燥步骤,可以使用描述于日本专利号3516811公开中描述的方法或其他方法。鉴于良好平衡的水流阻力(液压阻力)、成形性等,原纤化纤维相对于100质量份的活性碳的比率可为约1至20质量份,优选约3至10质量份。此外,在粘合剂是原纤化纤维的情况下,活性碳也可以是纤维状形式。
在热塑性粘结剂颗粒被用作粘合剂的情况下,贵金属吸附过滤器优选通过干式成形而形成。用于通过干式成形生产含有热塑性粘合剂颗粒的过滤器的方法可以包括,例如,包括混合步骤和模塑步骤的注塑;所述混合步骤包括在混合机(例如亨舍尔混合机)中以所需比率搅拌和混合活性碳粉末和热塑性粘合剂颗粒,并且模塑步骤包括将所得混合物填入模头的薄片样腔中,将模头加热至不低于热塑性粘合剂颗粒的熔点的温度以熔化或软化粘合剂颗粒,然后冷却熔化或软化的产品以固化。鉴于优异的薄片强度和成形性,热塑性粘合剂颗粒相对于100质量份的活性碳的比率可为,例如,约5至50质量份,更优选约7至20质量份。
[回收贵金属的方法]
根据本发明,使用用于贵金属吸附的活性碳和贵金属过滤器允许从含有贵金属的水溶液回收贵金属。具体地,贵金属可以通过以下回收:使含有贵金属的水溶液与用于贵金属吸附的活性碳和贵金属过滤器接触,且将用于贵金属吸附的活性碳和贵金属过滤器上吸附的贵金属解吸。
贵金属可以包括,例如,金、银、钌、铑、钯、锇、铱和铂。水溶液中可以单独或组合含有这些贵金属。在这些贵金属中,第9族金属(诸如钯或铂),特别是钯,是优选的。
水溶液的贵金属含量没有特别限定于特定含量。鉴于贵金属的有效吸附和回收,以贵金属的质量计,含有不超过1000 mg/L的浓度的贵金属的水溶液是优选的。在贵金属含量大于1000 mg/L的情况下,使贵金属迅速吸附在活性碳上以阻断活性碳的孔。因此,存在一些以下情况,其中活性碳的饱和吸附降低或需要大量活性碳。
即使含有贵金属的水溶液除贵金属以外还含有其他金属、无机盐或有机物质,贵金属可以有效地吸附在活性碳上。具体而言,使用氧化还原电位差允许将贵金属与贱金属(例如,铁、镍、铜和锡)分离。因此,活性碳显示选择性回收贵金属的优异功能。含有贵金属的水溶液可以含有除水以外的其他溶剂,例如,亲水性溶剂,诸如醇(例如,乙醇、异丙醇)或酮(例如,丙酮)。
含有贵金属的水溶液的pH没有特别限定于特定pH。对于贵金属的吸附和回收,水溶液可以具有从强碱性到微酸性的宽范围内的pH值。其原因推测如下:本发明的活性碳,其具有易受pH影响的几个表面官能团,通过不同于常规活性碳的吸附机制(即官能团吸附)的机制吸附贵金属。
含有贵金属的水溶液可以包括,例如,废液(诸如,电镀废水,或用于生产电子部件的步骤中使用的洗涤液(或清洗液)),和还有,可通过使来自固体上负载的含有贵金属的催化剂的固体废物引入溶液而获得的回收液。此外,在使用本发明的用于贵金属吸附的活性碳或贵金属吸附过滤器回收之前,贵金属也可以通过组合多种方法(例如,通过电解、化学还原或由于化学聚集导致的沉淀而分离)来回收。例如,对于来自贵金属电镀的废水,贵金属可以通过以下步骤有效回收:使含有高浓度贵金属的未稀释溶液经受电解、化学还原或由于化学聚集导致的沉淀来分离出贵金属;然后通过本发明的用于贵金属吸附的活性碳或贵金属吸附过滤器来收集或捕获保留在所得具有低浓度贵金属的滤液中的贵金属。此外,甚至从已洗涤电镀贵金属的产品的洗涤液,或具有未能通过上述电解、化学还原或化学聚集来收集的低浓度贵金属的水溶液,本发明的用于贵金属吸附的活化碳或贵金属吸附过滤器可以高吸附可收集性回收贵金属。因此,优选使用用于贵金属吸附的活性碳或贵金属吸附过滤器。
用于解吸活性碳上吸附的贵金属的方法可以包括,例如,包括直接解离作为与无机强酸(诸如王水)的贵金属盐在活性碳上吸附的贵金属,且通过氢还原或电解还原回收贵金属作为简单物质(例如,金属钯)的方法;和包括燃烧和灰化具有吸附在其上的贵金属的活性碳,用无机强酸(诸如王水)从所得灰化产物提取贵金属,且还原提取物的方法。
实施例
在下文中,以下实施例意欲更详细描述本发明,并且决不应当被解释为限定本发明的范围。实施例中物理性质的值通过以下方法测量。
[孔半径不大于1 nm的孔的比表面积和孔容积]
用样品(0.1 g)填充样品管,并在减压下在300℃预处理5小时。使用Belsorp 28SA (由BEL Japan, Inc.制造)在液氮温度测量样品管中样品的氮吸附等温线。使用BEL分析软件(版本4.0.13)分析所得吸附等温线以选择一对具有最强相关系数的变量,一个具有不超过0.01的相对压力,而另一个具有0.05至0.1的相对压力;并且测定比表面积。此外,使用软件根据CI法计算孔半径不大于1 nm的孔的孔容积。
[ζ电位]
将二十(20) mg活性碳粉末(中值粒径:6至7 μm)添加至浓度为10 mmol/L的四硼酸钠的水溶液(100 mL)和浓度为0.01 mmol/L的四硼酸钠的水溶液(100 mL)中的每一种以制备两种分散体。对于每种分散体,使用ζ电位测定装置(由RANK BROTHERS Ltd.制造的“MARKII”)测量在25℃的颗粒速度以便计算ζ电位。通过将放置所述分散体在给定室中并通过显微镜观察该室的测量部位处分散体中的颗粒来实施在20 V电压下颗粒速度的测量。颗粒速度通过测量颗粒移动通过60.3 μm的距离所需的时间(秒)来测定。根据以下公式从测量的5至10个颗粒的平均值测定ζ电位。对于计算必要的电极之间的距离为8.53 cm。
电场A (V/cm) = 20/8.53 = 2.345 V/cm
颗粒速度L (μm/s) = 60.3/S
迁移率(μm?cm/s?V) = L/A
ζ电位(mV) = -12.83 x 迁移率。
[碳水化合物溶液脱色性能]
向350 g软红糖(由Mitsui Sugar Co., Ltd.制造)中添加300 ml离子交换水,并且在不高于70℃的温度下搅拌该混合物使之溶解。使所得溶液冷却之后,用NaOH或HCl将溶液的pH值调节至7±0.1。同时,向300 g砂糖(由Mitsui Sugar Co., Ltd.制造)中添加300 ml离子交换水,并且在不高于70℃的温度下搅拌该混合物使之溶解。使所得溶液冷却之后,用NaOH或HCl将溶液的pH值调节至7±0.1。混合适量的两种糖溶液,使得混合物在420 nm的波长具有0.75至0.78范围内的吸光度。将所得混合物用作储存溶液用于碳水化合物溶液脱色性能测量。
在具有磨砂塞(ground-in stopper)的100-ml Erlenmeyer烧瓶中,放入经称出的0.092 g活性碳。向烧瓶中添加50 ml储存溶液用于碳水化合物溶液脱色性能测量。将所得混合物在50℃以130至140往返转动/分钟的幅度振摇一小时。在50℃的恒温浴中,将混合物过滤通过滤纸5C。测量滤液在420 nm和700 nm波长的吸光度,并且基于以下公式计算碳水化合物溶液脱色性能:
吸光度(420 nm) –吸光度(700 nm) = A
(A(空白) – A(样品))/A(空白) =
碳水化合物溶液脱色性能(%)
其中,A(空白)代表在未添加活性碳的情况下的A,A(样品)代表在添加活性碳的情况下的A。
[通过XPS测量氧原子%]
每种钯吸附前的活形碳在测量条件(X射线激发条件:100μm-25W-15kV,对阴极:Al,测量范围:1000 μm x 1000 μm,压力:6 x 10-7Pa)下通过X射线光电子分光光度计(由ULVAC-PHI, Inc.制造的“PHI Quantera SXM”)测量,并且通过O1s的波形分离分析计算氧原子%。
[通过XPS测量钯键合状态]
对于每种活形碳,其上吸附钯,并且钯的化学键合状态在测量条件(X射线激发条件: 100 μm-25W-15kV,对阴极:Al,测量范围: 1000 μm x 1000 μm,压力: 6 x 10-7Pa)下通过X射线光电子分光光度计(由ULVAC-PHI, Inc.制造的“PHI Quantera SXM”)测量。从Pd3d的光谱分析每种活性碳的化学键合状态。以下显示Pd3d5/2的键种类的分配(参考:XPS手册)。
Pd: 335.3 eV (±0.2)
PdO: 336.3 eV (±0.2)
卤化物: 337.1 eV (±0.7)
PdO2: 338.0(±0.3)。
[各种活形碳的钯吸附量(Pd吸附测试)]
对于每种活性碳,钯吸附量如下测定。通过样品研磨机粉碎活性碳,使得基于JIS K1474,不少于90%的粉碎产物在粒径分布中具有不大于330目的尺寸。将粉碎产物在115℃干燥3小时,然后使其在干燥器中冷却至室温以得到样品。
含有26 mg/L的钯的水溶液用作标准溶液。
将标准溶液(500 ml)放入Erlenmeyer烧瓶中,并且将0.02 g(称量至第四位小数)活性碳放入该烧瓶中,并在20℃的恒温振荡器中以160/分钟的振荡频率振荡2小时。此后,将所得混合物抽滤通过孔径为0.45 μm的膜过滤器,并且测量剩余在滤液中的钯的浓度。将五十(50) μl用于测量有害金属的硝酸(由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.制造)添加至20 ml滤液,并且通过ICP发射分光光度计(由PerkinElmer, Inc.制造的“Optical Emission Spectrometer Optima 4300 DV”)测定剩余钯的浓度。以相同方式,测量不含活性碳的(空白)标准溶液中钯的浓度。根据以下方程从剩余钯的浓度差测定每克活性碳的钯吸附:
钯吸附量(mg/g)
                            = (C1-C2) x 0.5 ÷ W x 1000000
其中C1:空白钯浓度(mg/L),C2:活性碳吸附后剩余在滤液中的钯的浓度(mg/L),W:活性碳的重量(g)。
[各种活形碳的Pd-Sn吸附量(Pd-Sn吸附测试)]
以与Pd吸附测试中相同的方式制备活性碳样品。
含有20 mg/L的钯和1000 mg/L的锡的Pd-Sn水溶液(模拟的Pd-Sn催化剂废水)用作标准溶液。
向500 ml模拟的Pd-Sn催化剂废水中,添加0.02 g活性碳(模拟的催化剂废水/活性碳= 25,000)。使用磁力搅拌器将混合物在室温(20℃)轻轻搅拌2小时。搅拌后,将含有活性碳的废水抽滤通过孔径为0.45 μm的膜过滤器,并且以与Pd吸附测试中相同的方式分别测量滤液中钯的浓度和锡的浓度。
[通过活性碳从含有贵金属的废水回收贵金属]
通过样品研磨机粉碎活性碳,使得基于JIS K1474,不少于90%的粉碎产品在粒径分布中具有不大于330目的尺寸。将粉碎产物在115℃干燥3小时,然后使其在干燥器中冷却至室温以得到样品。
作为待进行回收的粗溶液,使用以下废水:通过使用含有氰根离子的分离溶液从含有金的废电子部件分离金以得到具有溶解于其中的金的溶液而获得的金-氰根废水;和含有铂、金和钯的王水废水。这些溶液的组成显示于表2和表3。
将粗溶液(100 ml)放入Erlenmeyer烧瓶中,并且将0.5 g(称量至第四位小数)活性碳放入该烧瓶中,并在20℃的恒温振荡器中以160/分钟的振荡频率振荡2小时。此后,将所得混合物抽滤通过孔径为0.45 μm的膜过滤器,并且用水洗涤。通过ICP发射分光光度计以与钯吸附量中相同的方式测量粗溶液中的贵金属浓度和回收后滤液中的贵金属浓度,并且计算百分比回收率。
[通过各种贵金属吸附过滤器进行的Pd标准溶液的液体通过测试]
含有26 mg/L的钯的水溶液用作标准溶液。
将贵金属过滤器设置在内部直径为46 mm、高度为75 mm和内部容积为125 ml的树脂柱中。通过进料泵(由Cole-Parmer仪器公司制造的“Master FLEX L/S”)使标准溶液从外部直径侧朝向内部直径侧以100 ml/分钟的流速流过过滤器。随着时间进程测量过滤后的滤液中钯浓度的变化。将五十(50) μl用于测量有害金属的硝酸(由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.制造)添加至20 ml滤液,并且通过ICP发射分光光度计(由PerkinElmer, Inc.制造的“Optical Emission Spectrometer Optima 4300 DV”)测量滤液中钯的浓度。过滤器的断点表示为滤液中钯的浓度达到不低于标准溶液中钯的浓度的20%的时间点(钯的收集达到80%的时间点)。
[通过各种贵金属吸附过滤器的Pd-Sn标准溶液的液体通过测试]
含有20 mg/L的钯和1000 mg/L的锡的Pd-Sn水溶液(模拟的Pd-Sn催化剂废水)用作标准溶液。
将贵金属过滤器安装在内部直径为46 mm、高度为75 mm和内部容积为125 ml的外壳中。通过进料泵(由Cole-Parmer仪器公司制造的“Master FLEX L/S”)使标准溶液从外部直径侧朝向内部直径侧以100 ml/分钟的流速以每种空速(SV)(即100 (1/hr)、178 (1/hr)、300 (1/hr))流过过滤器。随着时间进程测量过滤后的滤液中钯浓度的变化。将五十(50) μl用于测量有害金属的硝酸(由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.制造)添加至20 ml滤液,并且通过ICP发射分光光度计(由PerkinElmer, Inc.制造的“Optical Emission Spectrometer Optima 4300 DV”)测量滤液中的钯和锡的浓度。过滤器的断点表示为滤液中钯的浓度达到不低于标准溶液中钯的浓度的20%的时间点。
实施例1(活性碳编号1)
在920℃的活化温度活化含有4 g/kg的碱土金属的椰子壳炭(100 g)。活化中的气体组成如下:CO2分压为10%,H2O分压为30%,且残留气体为N2。活化时间为20分钟。将所得活性碳用1 mol/L盐酸水溶液洗涤,然后用水洗涤,然后干燥。在流化床熔炉中将所得干燥产物在700℃热处理30分钟。使用LNG燃烧气体进行热处理。表1显示所得活性碳的各种物理性质、钯吸附量和Pd-Sn吸附量。所述活性碳,其ζ电位差非常小达3.1 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积大达368.3 mm3/g,具有非常高的吸附钯的容量。此外,图1显示钯吸附后的活性碳的XPS光谱。可以看到,所述光谱在335 eV具有强峰,这属于金属钯。换言之,活性碳编号1上吸附的钯是还原钯金属的形式。此外,在Pd-Sn吸附测试中,钯的吸附量大于锡的吸附量;活性碳选择性吸附钯而不是锡。此外,表2显示由所得活性碳从金-氰根废水的金百分比回收率;表3显示由所得活性碳从王水废水的贵金属百分比回收率。如从表2和3的结果显而易见,活性碳允许以超过99.5%的高百分比回收率从两种废水回收贵金属。
实施例2(活性碳编号2)
将锯屑(100 g)用100 mL浓度为4000 g/L的氯化锌水溶液浸渍。将浸渍产物以5℃/分钟的速率加热至700℃,在700℃维持一小时,然后使之冷却。将所得活性碳在1 mol/L盐酸中煮沸用于洗涤,并且用水洗涤。表1显示所得活性碳的各种物理性质、Pd吸附量和Pd-Sn吸附量。所述活性碳,其ζ电位差非常小达9.7 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积大达317.4 mm3/g,具有高的吸附钯的容量。此外,图2显示Pd吸附后的活性碳的XPS光谱。可以看到,所述光谱在335 eV具有强峰,这属于金属钯。换言之,活性碳编号2上吸附的钯是还原钯金属的形式。此外,在Pd-Sn吸附测试中,活性碳仅吸附钯而不吸附锡。钯的吸附量远远大于锡的吸附量;活性碳选择性吸附钯而不是锡。
实施例3(活性碳编号3)
在与实施例1中的条件相同的条件下活化含有1 g/kg的碱土金属的椰子壳炭(100 g)。活化时间为3小时。将所得活性碳用1 mol/L盐酸洗涤,然后用水洗涤,然后干燥。将所得干燥产物以与实施例1中相同的方式热处理。表1显示所得活性碳的各种物理性质和钯吸附量。所述活性碳,其ζ电位差有点高达13.5 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积非常大达443.9 mm3/g,具有高的吸附钯的容量。
实施例4(活性碳编号4)
将锯屑(100 g)用浓度为75%的磷酸水溶液浸渍,使得锯屑浸渍有150g磷酸。将浸渍产物在550℃的温度热处理。在热处理过程中,以3 L/分钟的速率通过空气。热处理后,将所得经燃烧产物在水中煮沸用于洗涤。表1显示所得活性碳的各种物理性质和钯吸附量。所述活性碳,其ζ电位差小达10.4 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积非常大达403.7 mm3/g,具有高的吸附钯的容量。
实施例5(活性碳编号5)
将锯屑(100 g)用浓度为75%的磷酸水溶液浸渍,使得锯屑浸渍有100 g磷酸。将浸渍产物在550℃的温度热处理。在热处理过程中,以3 L/分钟的速率通过空气。热处理后,将所得经燃烧产物在水中煮沸用于洗涤。表1显示所得活性碳的各种物理性质和钯吸附量。所述活性碳,其ζ电位差为12.7 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积相对大达294.3 mm3/g,具有高的吸附钯的容量。
实施例6(活性碳编号6)
使酚醛树脂纤维在300℃进行氧化处理一小时。经氧化处理的产物通过在700℃蒸馏一小时进行干燥。通过干馏获得的酚醛树脂纤维在950℃的活化温度在LPG燃烧气体气氛中处理5小时。表1显示所得活性碳的各种物理性质和钯吸附量。所述活性碳,其ζ电位差有点高达14.9 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积为200 mm3/g,具有高的吸附钯的容量。
比较例1(活性碳编号7)
表1显示市售活性碳(由Kuraray Chemical Co., Ltd.制造的“GW-H”)的各种物理性质、钯吸附量和Pd-Sn吸附量。所述活性碳,其ζ电位差高达21.5 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积非常小达66 mm3/g,具有低的吸附钯的容量。此外,图3显示钯吸附后的活性碳的XPS光谱。可以看到,所述光谱在337至338 eV具有强峰,这属于氧化钯。换言之,显而易见,活性碳编号10上吸附的钯不是还原的,且是氧化钯的形式。此外,在Pd-Sn吸附测试中,尽管所述活性碳不吸附锡,但钯的吸附量也小。
比较例2(活性碳编号8)
表1显示市售活性碳(由Kuraray Chemical Co., Ltd.制造的“KW”)的各种物理性质、钯吸附量和Pd-Sn吸附量。所述活性碳,其ζ电位差高达19.3 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积非常小达89.4 mm3/g,具有低的吸附钯的容量。此外,在Pd-Sn吸附测试中,钯的吸附量小,且锡得到吸附。
比较例3(活性碳编号9)
在与实施例1中的条件相同的条件下将通过干馏从锯屑获得的锯屑炭活化30分钟。将所得活性碳用1 mol/L盐酸洗涤,用水洗涤,然后干燥。表1显示所得活性碳的各种物理性质和钯吸附量。所述活性碳,其ζ电位差小达17.5 mV,但孔半径不超过1 nm的孔的孔容积小达117.9  mm3/g,具有低的吸附钯的容量。
比较例4(活性碳编号10)
表1显示市售活性碳(由Kuraray Chemical Co., Ltd.制造的“GW”)的各种物理性质、钯吸附量和Pd-Sn吸附量。所述活性碳,其ζ电位差非常高达55.6 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积非常小达35 mm3/g,具有低的吸附钯的容量。此外,图4显示钯吸附后的活性碳的XPS光谱。可以看到,所述光谱在337至338 eV具有强峰,这属于氧化钯。换言之,显而易见,活性碳编号10上吸附的钯不是还原的,且是氧化钯的形式。此外,在Pd-Sn吸附测试中,尽管所述活性碳不吸附锡,但钯的吸附量也小。
比较例5(活性碳编号11)
使酚醛树脂纤维在300℃进行氧化处理一小时。经氧化处理的产物通过在700℃蒸馏一小时进行干燥。通过干馏获得的酚醛树脂纤维在950℃的活化温度在LPG燃烧气体气氛中处理3小时。表1显示所得活性碳的各种物理性质和钯吸附量。所述活性碳,其ζ电位差高达20.0 mV且孔半径不超过1 nm的孔的孔容积非常小达45.7 mm3/g,具有低的吸附钯的容量。

[表2]

[表3]

实施例7(贵金属吸附过滤器A)
在100-L小尺寸打浆机(打浆机器)中,放入100 L自来水和1.5 kg(干重)纤维状活性碳编号6。然后在打浆机中放入0.075 kg(基于干重)原纤化丙烯酸浆(由Japan Exlan Co., Ltd.制造的“Bi-PUL/F”)作为粘合剂。将纤维状活性碳和粘合剂混合用于分散,并且通过缩小打浆机的固定齿和旋转齿之间的间隙来使纤维状活性碳片段化。在使具有较短纤维长度的纤维状活性碳成形为给定形状的情况下,由于改进的填充度,每单位体积的重量增加。这种每单位体积的重量被称为打浆密度,且用作纤维状活性碳的短度(shortness)的量度。用于测量打浆密度的成形产品产生如下。提供日本专利号3516811中所述的双管成形模头。所述成形模头具有轴(shaft),所述轴具有大量间距(pitch)为5 mm的小抽吸孔;每个小抽吸孔具有3 mmφ的尺寸。所述轴包裹有300目金属网,以得到模头,所述模头的轴直径为18 mmφ,外部直径(凸缘直径(flange diameter))为40 mmφ,且凸缘间距为50 mm。将浆料从所得模头的中央(或内部)部分吸出,以得到圆柱形成形产品。从干燥的成形产品的尺寸和重量,成形产品的浆料的打浆密度被测定为0.18 g/ml。具有该打浆密度的浆料用作标准浆料。
粉碎活性碳编号1,使得通过湿法粒径分析仪(由Nikkiso Co., Ltd.制造的“MICROTRAC MT3000”)测量的D50为约40 μm。将粉碎的活性碳编号1(0.09 kg)和原纤化丙烯酸浆(Bi-PUL/F)(以干重计0.0045 kg)添加至14 L标准浆料。用自来水将所得浆料制成20 L。
提供具有与用于打浆密度测量的模头相同形状的模头。该模头具有轴,所述轴的外部直径(凸缘直径)为35 mmφ,轴直径为10 mmφ,且凸缘间距为145 mm。将形成圆筒形的无纺织物(由Shinwa Corp.制造的“9540F”)安装在模头上。将浆料通过抽吸聚集在模头上,干燥,然后切割以得到成形产品,其外部直径为35 mmφ,内部直径为10 mmφ,且高度为71.5 mm。成形产品的外侧包裹有单层纺粘的无纺织物(由Unitika, Ltd.制造的“T0703WDO”),以得到用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器。成形产品重13.35 g。
将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器具有23 L的断点。
以与用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器的生产方法中相同的方式,生产外部直径为20 mmφ、内部直径为10 mmφ且高度为71.5 mm的成形产品,并用作用于Pd-Sn标准溶液的液体通过测试的过滤器。用于每个测试的成形产品的重量显示于表4中。
将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd-Sn标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器在每种空速都具有高重量和高断点。
由于使用的活性碳编号1具有非常高达90.7%的碳水化合物溶液脱色性能,所以该过滤器具有高滤过性。
实施例8(贵金属吸附过滤器B)
将D50为约40 μm的活性碳编号2(0.09 kg)和原纤化丙烯酸浆(Bi-PUL/F)(以干重计0.0045 kg)添加至14 L与实施例7中使用的浆料相同的标准浆料。用自来水将所得浆料制成20 L。以与实施例7中相同的方式实施抽吸成形和无纺织物加工,并且获得用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器。成形产品重12.50 g。将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器具有15 L的断点。
以与用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器的生产方法中相同的方式,生产外部直径为20 mmφ、内部直径为10 mmφ且高度为71.5 mm的成形产品,并用作用于Pd-Sn标准溶液的液体通过测试的过滤器。用于每个测试的成形产品的重量显示于表4中。将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd-Sn标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器在每种空速都具有高重量和高断点。
由于使用的活性碳编号2具有非常高达82.7%的碳水化合物溶液脱色性能,所以该过滤器具有高滤过性。
参考例1(贵金属吸附过滤器C)
以与实施例7中相同的方式使与实施例7中使用的浆料相同的单独标准浆料(20 L)进行抽吸成形和无纺织物加工,以得到用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器。成形产品重11.20 g。将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器具有1 L的断点。
以与用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器的生产方法中相同的方式,生产外部直径为20 mmφ、内部直径为10 mmφ且高度为71.5 mm的成形产品,并用作用于Pd-Sn标准溶液的液体通过测试的过滤器。用于每个测试的成形产品的重量显示于表4中。将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd-Sn标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器在每种空速都具有低重量和低断点。具体而言,如从178 (1/hr)和300 (1/hr)的SV的断点显而易见,所述过滤器已经在液体通过的开始时断裂。
由于使用的活性碳编号6在上述实验中具有恒温振荡器中的优异钯吸附和低达22.8%的碳水化合物溶液脱色性能,所以该过滤器具有低吸附速度和低滤过性。
比较例6(贵金属吸附过滤器D)
粉碎活性碳编号7,使得D50为约40 μm。将粉碎的活性碳编号7(0.09 kg)和Bi-PUL/F(以干重计0.0045 kg)添加至14 L与实施例7中相同的标准浆料。用自来水将所得浆料制成20 L。以与实施例7中相同的方式实施抽吸成形和无纺织物加工,并且获得用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器。成形产品重14.09 g。将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器具有2.5 L的断点。
以与用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器的生产方法中相同的方式,生产外部直径为20 mmφ、内部直径为10 mmφ且高度为71.5 mm的成形产品,并用作用于Pd-Sn标准溶液的液体通过测试的过滤器。用于每个测试的成形产品的重量显示于表4中。将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd-Sn标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器在每种空速都具有高重量和低断点。具体而言,如从178 (1/hr)和300 (1/hr)的SV的断点显而易见,所述过滤器已经在液体通过的开始时断裂。
由于活性碳编号7不仅具有高达21.5 mV的ζ电位差、而且具有低达26.3%的碳水化合物溶液脱色性能,所以该过滤器具有低滤过性。
比较例7(贵金属吸附过滤器E)
粉碎活性碳编号10,使得D50为约40 μm。将粉碎的活性碳编号10(0.09 kg)和原纤化丙烯酸浆(Bi-PUL/F)(以干重计0.0045 kg)添加至14 L与实施例7中相同的标准浆料。用自来水将所得浆料制成20 L。以与实施例7中相同的方式实施抽吸成形和无纺织物加工,并且获得用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器。成形产品重14.07 g。将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器具有2 L的断点。
以与用于Pd标准溶液的液体通过测试的过滤器的生产方法中相同的方式,生产外部直径为20 mmφ、内部直径为10 mmφ且高度为71.5 mm的成形产品,并用作用于Pd-Sn标准溶液的液体通过测试的过滤器。用于每个测试的成形产品的重量显示于表4中。将用于评价的所得样品(过滤器)进行Pd-Sn标准溶液的液体通过测试。结果显示,该过滤器在每种空速都具有高重量和低断点。具体而言,如从178 (1/hr)和300 (1/hr)的SV的断点显而易见,所述过滤器已经在液体通过的开始时断裂。
由于活性碳编号10不仅具有非常高达55.6 mV的ζ电位差、而且具有低达16.6%的碳水化合物溶液脱色性能,所以该过滤器具有低滤过性。
表4显示了实施例7至8、参考例1和比较例6至7中获得的过滤器的液体通过测试的结果。
[表4]

产业实用性
本发明的活性碳用于从含有贵金属的水溶液回收贵金属。具体而言,所述活性碳可用于从含有低浓度的贵金属的电镀废水回收贵金属。

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用于从含有贵金属的水溶液吸附贵金属的活性碳,其中将10mmol/L四硼酸钠水溶液中的电位和0.01mmol/L的四硼酸钠水溶液中的电位之间的差值(绝对值)调整至18mV或更低,且将孔半径为1nm或更小的孔容积调整至150至500mm3/g。本发明的活性碳可以具有30%或更高的糖溶液脱色性能。含有贵金属的水溶液可以是电镀废液。本发明能够从含有贵金属的溶液有效吸附(或回收)贵金属。。

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