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METAL ELEMENT SEPARATION METHOD

Patent code P180015193
File No. 14032
Posted date Jul 25, 2018
Application number P2015-229968
Publication number P2017-095774A
Date of filing Nov 25, 2015
Date of publication of application Jun 1, 2017
Inventor
  • (In Japanese)下条 晃司郎
  • (In Japanese)長縄 弘親
  • (In Japanese)岡村 浩之
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
Title METAL ELEMENT SEPARATION METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal element separation method allowing efficient separation of a specific metal element from a solution containing multiple kinds of metal elements.
SOLUTION: An efficient method of separating a specific metal element is realized by extraction in the presence of a compound represented by the general formula (1) in the figure or a salt thereof. (In the formula (1), R1, R2, R3 and R4 represent hydrocarbon groups identical to or different from each other, provided that the total number of carbon atoms in the R1, R2, R3 and R4 hydrocarbon groups is from 8 to 64.)
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

レアメタルや貴金属といった有価金属は、幅広い産業分野で利用されており、資源に乏しい我が国にとって、有価金属を安定的に確保することは非常に重要である。
有価金属を分離・回収・精製する方法としては、溶媒抽出法が主に利用されており、溶媒抽出法においてはリン酸系抽出剤、カルボン酸系抽出剤、オキシム系抽出剤といった工業用抽出剤が利用されている。代表的なリン酸系抽出剤としては、ホスホン酸エステルであるジ(2-エチルヘキシル)リン酸やその類似体である2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシルエステルが、カルボン酸系抽出剤としては、ネオデカン酸が、オキシム系抽出剤としては、2-ヒドロキシ-5-ノニルアセトフェノンオキシムや5,8-ジエチル-7-ヒドロキシ-6-ドデカオキシムが知られている。

ジ(2-エチルヘキシル)リン酸や2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシルエステルは、有価金属に対する抽出分離能が十分とは言い難く、例えばニッケルイオンを中性付近の高pH条件下でしか抽出することができない問題がある。また、リン原子を含んでいるため、工業的に使用する際は排水中に移行する抽出剤やその劣化物が公共用水域を汚染する可能性があるため、廃水処理が必要となる。
2-メチル-2-エチル-1-ヘプタン酸は中性以上のpH条件下でしか抽出が進まないため、リン酸系抽出剤と比べれば抽出能が著しく劣る。
2-ヒドロキシ-5-ノニルアセトフェノンオキシムもまた有価金属に対する抽出分離能が十分ではなく、例えばニッケルイオンを中性付近の高pH条件下でしか抽出することができない。また、抽出速度が遅く、定量的な抽出には時間を要することとなる。

さらに本発明者は、以前、ジグリコールアミド酸の骨格を持つ2-(2-(ジオクチルアミノ)-2-オキソエトキシ)酢酸(以下、「DODGAA」と略す場合がある。)を抽出剤として開発した。しかし、この抽出剤はランタノイドの抽出分離能に優れているものの、その他の有価金属に対しては抽出分離能が十分ではないものと言える(例えば、非特許文献1及び2参照。)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、金属元素の分離方法に関し、より詳しくは複数種類の金属元素を含む溶液から特定の金属元素を効率的に分離することができる金属元素の分離方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
抽出対象の金属元素と非抽出対象の金属元素を含む水溶液を準備する準備工程、並びに下記一般式(1)で表される化合物又はその塩の存在下、前記準備工程で準備した水溶液と有機溶媒を接触させて、抽出対象の金属元素を抽出し、非抽出対象の金属元素と分離する液液接触工程を含む、金属元素の分離方法。
【化1】
 
(省略)
(式(1)中、R1、R2、R3、及びR4は、それぞれ同一種又は異種の炭化水素基を表す。但し、R1、R2、R3、及びR4の炭化水素基の炭素数の合計が、8~64である。)

【請求項2】
 
前記準備工程で準備した水溶液のpHが、6.5以下である、請求項1に記載の金属元素の分離方法。

【請求項3】
 
前記抽出対象の金属元素が、スカンジウム元素(Sc)、ニッケル元素(Ni)、銅元素(Cu)、コバルト元素(Co)、ガリウム元素(Ga)、インジウム元素(In)、ルテニウム元素(Ru)、オスミウム元素(Os)、ロジウム元素(Rh)、イリジウム元素(Ir)、パラジウム元素(Pd)、白金元素(Pt)、金元素(Au)、鉄元素(Fe)、カドミウム元素(Cd)、水銀元素(Hg)、鉛元素(Pb)、チタン元素(Ti)、ジルコニウム元素(Zr)、ハフニウム元素(Hf)、バナジウム元素(V)、ニオブ元素(Nb)、タンタル元素(Ta)、モリブデン元素(Mo)、タングステン元素(W)、及びレニウム元素(Re)からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素である、請求項1又は2に記載の金属元素の分離方法。

【請求項4】
 
前記非抽出対象の金属元素が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、イットリウム元素(Y)、ランタノイド元素、アルミニウム元素(Al)、クロム元素(Cr)、マンガン元素(Mn)、鉄元素(Fe)、亜鉛元素(Zn)、及び銀元素(Ag)からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素である、請求項1又は2に記載の金属元素の分離方法。

【請求項5】
 
前記非抽出対象の金属元素が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、イットリウム元素(Y)、ランタノイド元素、アルミニウム元素(Al)、クロム元素(Cr)、マンガン元素(Mn)、亜鉛元素(Zn)、及び銀元素(Ag)からなる群より選択される少なくとも1種の金属元素である、請求項1~3の何れか1項に記載の金属元素の分離方法。

【請求項6】
 
さらに前記液液接触工程で接触させた水溶液と有機溶媒を分液する分液工程、及び前記分液工程で分液した有機溶媒に、前記分液工程で分液した水溶液とは別の水溶液を接触させる逆抽出工程を含む、請求項1~5の何れか1項に記載の金属元素の分離方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015229968thum.jpg
State of application right Published
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