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EXTRACTANT FOR RARE EARTH METAL, AND EXTRACTING METHOD THEREFOR

Patent code P07A013093
File No. 12837
Posted date Feb 15, 2008
Application number P2006-157842
Publication number P2007-327085A
Patent number P5035788
Date of filing Jun 6, 2006
Date of publication of application Dec 20, 2007
Date of registration Jul 13, 2012
Inventor
  • (In Japanese)長縄 弘親
  • (In Japanese)須郷 由美
  • (In Japanese)下条 晃司郎
  • (In Japanese)三田村 久吉
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
Title EXTRACTANT FOR RARE EARTH METAL, AND EXTRACTING METHOD THEREFOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extractant which effectively extracts/separates a rare earth metal while minimizing a load on the environment, is extremely hardly soluble in water, can be completely incinerated, has superior extracting capability and selective separability both equivalent to an existing phosphorus-based compound (PC88A or D2EHPA), and is synthesized at a low cost, and to provide an extracting method using the same.
SOLUTION: The extractant to be used for extracting/separating the rare earth metal is a CHON type extractant having a skeleton of a diglycolamic acid expressed by a specified formula (extractant which is composed of only carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen, and can be completely incinerated), and is extremely hardly soluble in water (for instance, dioctyldiglycolamic acid (DODGAA)).
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


希土類金属と呼ばれる元素群(ランタノイド系列)は、物理的、化学的性質が互いに似通っていることから相互分離が困難で、また、高価な金属であり、とくにわが国は希土類金属の資源に乏しいことから、その回収・再利用が求められている。



工業的な希土類金属の抽出・分離には、従来、主に溶媒抽出法(液-液分配法)が用いられてきている。その際の抽出剤としては、従来よりさまざまなものが用いられており、現在では、希土類金属の抽出剤として主にリン系の化合物が利用されている。例えば、ホスホン酸エステルである 2-エチルヘキシル-2-エチルヘキシル-ホスホン酸 [2-ethylhexyl-2-ethylhexyl-phosphonic acid] やその類似体であるビス(2-エチルヘキシル)リン酸 [bis(2-ethylhexyl)phosphoric acid] が最も効果的な抽出剤としてよく知られている。これらの抽出剤は、希土類金属に対する抽出能、選択的分離能が非常に優れている。しかし、その反面、抽出剤自身の水への溶解が少なくないこと、劣化した抽出剤を完全焼却できず腐食性残渣を残してしまうことなどの問題点がある。



一方、リン系以外の抽出剤としては、カルボン酸系の抽出剤が注目されている。例えば、2-メチル-2-エチル-1-ヘプタン酸:ネオデカン酸 [2-methyl-2-ethyl-1-heptanoic acid:neodecanoic acid] が実用化されている。このものは、ホスホン酸エステルやリン酸エステルといったリン系抽出剤と比較すれば水への溶解度が低く、かつ炭素、水素、酸素のみから構成される化合物なので、残渣を残すことなく完全焼却処分が可能である。しかし一方で、中性以上の高pH条件下でしか抽出が起こらず、リン系抽出剤と比べれば抽出能が著しく劣る。また、選択的分離能もリン系抽出剤には到底及ばない。



また、高硝酸濃度の高レベル放射性廃液中からの超ウラン元素の抽出を目的として、ジグリコールアミド(以下 DGA と省略する)の骨格(>N-CO-CH2-O-CH2-CO-N<)を有する抽出剤である N,N,N',N'-テトラオクチル-3-オキサペンタン-1,5-ジアミド:テトラオクチルジグリコールアミド [N,N,N',N'-tetraoctyl-3-oxapentane-1,5-diamde:tetraoctyldiglycolamide] (以下 TODGA と省略する)が開発されている(非特許文献1記載)。この TODGA は、強酸性条件(pH=0以下)において、超ウラン元素に限らず希土類金属も抽出できることが確認されている。ただ、この TODGA の場合には、抽出のために pH=0以下の強酸性条件を必要とするため、このための設備、プロセスとその管理の負担が大きく、実際的ではないという問題点がある。
【非特許文献1】
館盛勝一、日本原子力学会誌、42巻、1124-1129(2000年)

Field of industrial application (In Japanese)


本願発明は、環境への負荷を最小限に抑え、希土類金属を効果的に抽出・分離することができる新規抽出剤とこれを用いた抽出方法に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
pH1~3の範囲の条件下において希土類金属を抽出する抽出剤であって、
無極性アルカン系有機溶媒に次式
【化1】
 



(R1およびR2は、各々、同一または別異のアルキル基を示し、少なくともいずれか一方は炭素数6以上のアルキル基であることを示す。なお、アルキル基は直鎖でも分鎖でも良い。)
で表されるジグリコールアミド酸が溶解している溶液であることを特徴とする希土類金属の抽出剤。

【請求項2】
 
無極性アルカン系有機溶媒が、ヘキサンであることを特徴とする請求項1に記載の希土類金属の抽出剤。

【請求項3】
 
pH1~3の範囲に調整した抽出すべき希土類金属を含む水溶液を抽出剤に接触させて希土類金属を抽出剤に抽出した後、抽出剤を分液し、次いで分液した抽出剤を前記水溶液よりも酸濃度の高い水溶液に接触させて希土類金属を水溶液に逆抽出する希土類金属の抽出方法であって、
前記抽出剤は、無極性アルカン系有機溶媒に次式
【化2】
 



(R1およびR2は、各々、同一または別異のアルキル基を示し、少なくともいずれか一方は炭素数6以上のアルキル基であることを示す。なお、アルキル基は直鎖でも分鎖でも良い。)
で表されるジグリコールアミド酸が溶解している溶液であることを特徴とする希土類金属の抽出方法。

【請求項4】
 
前記抽出剤の無極性アルカン系有機溶媒が、ヘキサンであることを特徴とする請求項3に記載の希土類金属の抽出方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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State of application right Registered
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