JP2018204088A - スカンジウムの回収方法 - Google Patents
スカンジウムの回収方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018204088A JP2018204088A JP2017113796A JP2017113796A JP2018204088A JP 2018204088 A JP2018204088 A JP 2018204088A JP 2017113796 A JP2017113796 A JP 2017113796A JP 2017113796 A JP2017113796 A JP 2017113796A JP 2018204088 A JP2018204088 A JP 2018204088A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scandium
- neutralization
- filtration
- neutralized
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 224
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 221
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 115
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 166
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 151
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 102
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 85
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 85
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 85
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 78
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 27
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 21
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000000159 acid neutralizing agent Substances 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 63
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 132
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 65
- 230000008569 process Effects 0.000 description 56
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 38
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 36
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 31
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 25
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 25
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 24
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 24
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 24
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 23
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 22
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- LQPWUWOODZHKKW-UHFFFAOYSA-K scandium(3+);trihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Sc+3] LQPWUWOODZHKKW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 17
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 17
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 15
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 15
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 13
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 11
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 11
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 11
- HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N scandium oxide Chemical compound O=[Sc]O[Sc]=O HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 10
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 8
- OMMFSGNJZPSNEH-UHFFFAOYSA-H oxalate;scandium(3+) Chemical compound [Sc+3].[Sc+3].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O OMMFSGNJZPSNEH-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 7
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 5
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 5
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 5
- WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenenickel Chemical compound [Ni]=S WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 5
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 5
- IPRPPFIAVHPVJH-UHFFFAOYSA-N (4-hydroxyphenyl)acetaldehyde Chemical compound OC1=CC=C(CC=O)C=C1 IPRPPFIAVHPVJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910001710 laterite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011504 laterite Substances 0.000 description 3
- XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctyloctan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN(CCCCCCCC)CCCCCCCC XTAZYLNFDRKIHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 3
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 150000003325 scandium Chemical class 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 3
- JRBAVVHMQRKGLN-UHFFFAOYSA-N 16,16-dimethylheptadecan-1-amine Chemical compound CC(C)(C)CCCCCCCCCCCCCCCN JRBAVVHMQRKGLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- -1 for example Chemical compound 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 1,4a-dimethyl-7-propan-2-yl-2,3,4,4b,5,6,10,10a-octahydrophenanthrene-1-carboxylic acid Chemical compound C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Mg+2].[Si+4] ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- GEVPUGOOGXGPIO-UHFFFAOYSA-N oxalic acid;dihydrate Chemical compound O.O.OC(=O)C(O)=O GEVPUGOOGXGPIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920006350 polyacrylonitrile resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910000346 scandium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- QHYMYKHVGWATOS-UHFFFAOYSA-H scandium(3+);trisulfate Chemical compound [Sc+3].[Sc+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O QHYMYKHVGWATOS-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M sodium hydrosulfide Chemical compound [Na+].[SH-] HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
本発明に係るスカンジウムの回収方法は、スカンジウムを含有する溶液から、スカンジウムと不純物とを分離して、高純度のスカンジウムを効率よく回収するものである。スカンジウムを含有する溶液としては、例えば、ニッケル酸化鉱石を高温高圧下で硫酸等の酸により浸出して得られた酸性溶液が挙げられる。
以下では、スカンジウムの回収方法の一連の流れについて説明し、その中で、上述した濃縮工程における濾過処理に関してより具体的に説明する。
スカンジウム回収の処理対象となるスカンジウムを含有する酸性溶液としては、ニッケル酸化鉱石を硫酸により処理して得られる酸性溶液を用いることができる。
浸出工程S11は、例えば高温加圧容器(オートクレーブ)等を用いて、ニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加して240℃〜260℃の温度下で撹拌処理を施し、浸出液と浸出残渣とからなる浸出スラリーを形成する工程である。なお、浸出工程S11における処理は、従来知られているHPALプロセスに従って行えばよく、例えば特許文献1に記載されている。
中和工程S12は、浸出工程S11により得られた浸出液に中和剤を添加してpHを調整し、不純物元素を含む中和澱物と中和後液とを得る工程である。中和工程S12における中和処理により、ニッケルやコバルト、スカンジウム等の有価金属は中和後液に含まれるようになり、鉄、アルミニウムをはじめとした不純物の大部分が中和澱物となる。
硫化工程S13は、中和工程S12により得られた中和後液に硫化剤を添加して硫化処理を施し、ニッケル硫化物と硫化後液とを得る工程である。硫化工程S13における硫化処理により、ニッケル、コバルト、亜鉛等は硫化物となり、スカンジウム等は硫化後液に含まれることになる。
上述したように、ニッケル酸化鉱石を硫酸により浸出して得られた、スカンジウムを含有する酸性溶液である硫化後液を、スカンジウム回収処理の対象溶液として適用することができる。ところが、スカンジウムを含有する酸性溶液である硫化後液には、スカンジウムの他に、例えば上述した硫化工程S13における硫化処理で硫化されずに溶液中に残留したアルミニウムやクロム、その他の多種多様な不純物が含まれている。このことから、この酸性溶液を溶媒抽出に付すにあたり、スカンジウム溶離工程S2として、予め、酸性溶液中に含まれる不純物を除去してスカンジウム(Sc)を濃縮し、スカンジウム溶離液(スカンジウム含有溶液)を生成させることが好ましい。
吸着工程S21では、硫化後液をキレート樹脂に接触させてスカンジウムをキレート樹脂に吸着させる。キレート樹脂の種類は特に限定されず、例えばイミノジ酢酸を官能基とする樹脂を用いることができる。
アルミニウム除去工程S22では、吸着工程S21でスカンジウムを吸着したキレート樹脂に0.1N以下の硫酸を接触させ、キレート樹脂に吸着したアルミニウムを除去する。なお、アルミニウムを除去する際、pHを1以上2.5以下の範囲に維持することが好ましく、1.5以上2.0以下の範囲に維持することがより好ましい。
スカンジウム溶離工程S23では、アルミニウム除去工程S22を経たキレート樹脂に0.3N以上3N未満の硫酸を接触させ、スカンジウム溶離液を得る。スカンジウム溶離液を得るに際しては、溶離液に用いる硫酸の規定度を0.3N以上3N未満の範囲に維持することが好ましく、0.5N以上2N未満の範囲に維持することがより好ましい。
クロム除去工程S24では、スカンジウム溶離工程S23を経たキレート樹脂に3N以上の硫酸を接触させ、吸着工程S21でキレート樹脂に吸着したクロムを除去する。クロムを除去するに際して、溶離液に用いる硫酸の規定度が3Nを下回ると、クロムが適切にキレート樹脂から除去されないため、好ましくない。
上述したように、スカンジウム溶離工程S2では、キレート樹脂の選択性によってスカンジウムと不純物との分離が行われ、不純物と分離したスカンジウムがスカンジウム溶離液として回収される。しかしながら、使用するキレート樹脂の特性上、すべての不純物を完全にスカンジウムと分離できるわけではない。
中和工程S31では、スカンジウム溶離液に対して中和剤を添加してその溶液のpHを所定の範囲に調整し、スカンジウム溶離液中に含まれるスカンジウムを水酸化スカンジウムの沈澱物とする。中和工程S31では、このように、水酸化スカンジウムから構成される中和澱物と中和後液とを生成させる。
具体的に、2段階のpH調整による中和処理では、第1の中和工程として、スカンジウム溶離液に対して水酸化ナトリウム等の中和剤を添加し、溶液のpHが所定の範囲となるように調整する1段目の中和を行う。この1段目の中和によって、スカンジウムより塩基性が低い成分である鉄、クロム等の不純物の大部分が水酸化物の形態の沈澱物となる。そして、その沈澱物を含む1次中和スラリーに対して濾過処理からなる固液分離を行うことで、1次中和澱物と1次中和濾液とを得ることができる。なお、スカンジウムは、1次中和濾液中に濃縮される。
次に、第2の中和工程として、1段目の中和により得られた1次中和濾液に対して、さらに水酸化ナトリウム等の中和剤を添加し、溶液のpHが所定の範囲となるように調整する2段目の中和処理を行う。この2段目の中和処理によって2次中和スラリーを生成させ、固液分離により2次中和澱物と2次中和濾液とを得る。これにより、水酸化スカンジウムを2次中和澱物として得るとともに、スカンジウムより塩基性が高い成分であるニッケルは沈澱とならないために2次中和濾液に残留するようになり、不純物を分離したスカンジウムの水酸化物(2次中和澱物)を得ることができる。
水酸化物溶解工程S32では、上述した中和工程S31における2段階の中和処理を経て回収された水酸化スカンジウムを主成分とする中和澱物(2次中和澱物)に対して、酸を添加することによって溶解し、再溶解液となる水酸化物溶解液を得る。本実施の形態においては、このようにして得られた再溶解液を、後述する溶媒抽出工程S4における溶媒抽出処理の抽出始液として用いる。
次に、溶媒抽出工程S4では、スカンジウム溶離液に対して中和処理を施す濃縮工程S3を経て得られた再溶解液(水酸化物溶解液)を抽出始液とし、それを抽出剤に接触させてスカンジウムを含有する抽残液を得る。なお、溶媒抽出に供する再溶解液は、上述したようにスカンジウムとその他の不純物元素を含有する酸性溶液であり、これらを「スカンジウム含有溶液」と称する。
抽出工程S41では、スカンジウム含有溶液と、抽出剤を含む有機溶媒とを混合して、有機溶媒中に不純物を選択的に抽出し、不純物を含有する有機溶媒と抽残液とを得る。本実施の形態に係るスカンジウムの回収方法では、この抽出工程S41において、好ましくはアミン系抽出剤を用いた溶媒抽出処理を行う。このようにアミン系抽出剤を用いて溶媒抽出処理を行うことにより、より効率的に且つ効果的に不純物を抽出してスカンジウムと分離することができる。
上述した抽出工程S41においてスカンジウム含有溶液から不純物を抽出させた溶媒中にスカンジウムが僅かに共存する場合には、抽出工程S41にて得られた抽出液を逆抽出する前に、その有機溶媒(有機相)に対してスクラビング(洗浄)処理を施し、スカンジウムを水相に分離して抽出剤中から回収する(スクラビング工程S42)。
逆抽出工程S43では、抽出工程S41にて不純物を抽出した有機溶媒から、不純物を逆抽出する。具体的に、逆抽出工程S43では、抽出剤を含む有機溶媒に逆抽出溶液(逆抽出始液)を添加して混合することによって、抽出工程S41における抽出処理とは逆の反応を生じさせて不純物を逆抽出し、不純物を含む逆抽出後液を得る。
次に、スカンジウム回収工程S5では、溶媒抽出工程S4における抽出工程S41にて得られた抽残液、及び、スクラビング工程S42にてスクラビングを行った場合にはそのスクラビング後の洗浄液から、スカンジウムを回収する。
結晶化工程S51は、抽残液等に含まれるスカンジウムをスカンジウム塩の沈澱物に結晶化させて回収する工程である。
焙焼工程S52は、結晶化工程S51で得られた水酸化スカンジウムやシュウ酸スカンジウム等の沈澱物を水で洗浄し、乾燥させた後に、焙焼する工程である。このような焙焼処理を経ることで、スカンジウムを極めて高純度で含む酸化スカンジウムとして回収することができる。
ニッケル酸化鉱石を特許文献1に記載の方法等の公知の方法に基づき、硫酸を用いて加圧酸浸出し、得られた浸出液のpHを調整して不純物を除去した後、硫化剤を添加してニッケルを分離して硫化後液を用意した。下記表1に、得られた硫化後液中のスカンジウム、アルミニウム、鉄の濃度を示す。
(1段目の中和)
図4に示した結果に従い、上記表2に組成を示すスカンジウム溶離液を容器に入れ、撹拌しながら濃度4Nの水酸化ナトリウム溶液を添加して、溶液のpHが4になるように調整する1段目の中和処理を行った。
次に、得られた1次中和濾液を容器に入れ、これに濃度4Nの水酸化ナトリウムを添加し、溶液のpHが6になるように調整する2段目の中和処理を行った。
(水酸化物溶解処理)
次に、得られた2次中和澱物に濃度2Nの硫酸溶液を添加し、pHを1前後に維持しながら溶解し、下記表6に示す再溶解液(水酸化物溶解液)を得た。
次に、表6に示す組成の再溶解液100リットルを抽出始液とし、これに、アミン系抽出剤(ダウケミカル社製,PrimeneJM−T)を溶剤(シェルケミカルズジャパン社製,シェルゾールA150)を用いて5体積%に調整した有機溶媒50リットルを混合させ、室温で60分間撹拌して溶媒抽出処理を施した。この溶媒抽出処理により、スカンジウムを含む抽残液を得た。なお、抽出時には、クラッドが形成されることはなく、静置後の相分離も迅速に進行した。
次に、得られた抽残液に対して、その抽残液に含まれるスカンジウム量に対して計算量で2倍となるシュウ酸・2水和物(三菱ガス化学株式会社製)の結晶を溶解し、60分撹拌混合してシュウ酸スカンジウムの白色結晶性沈澱を生成させた。
次に、得られたシュウ酸スカンジウムの沈澱を吸引濾過し、純水を用いて洗浄し、105℃で8時間乾燥させた。続いて、乾燥させたシュウ酸スカンジウムを管状炉に入れて850℃〜900℃に維持して焙焼(焼成)させ、酸化スカンジウムを得た。
実施例1での1段目の中和処理後の濾過処理(固液分離)において、濾過膜として分画粒径(目開き)が0.02μmのものを使用したこと以外は、実施例1と同様にして処理し、最終的に酸化スカンジウムを製造した。
実施例1で得られた1次中和澱物を、実施例1での濾過処理で使用したものと同型の濾過膜(2基目)に送って濾過した。すなわち、1基目の濾過膜を用いて1次中和スラリーに対する濾過を行った後(実施例1)、分離した1次中和澱物を2基目の濾過膜を用いて濾過する、2段階の濾過処理を施した。
実施例1にて使用した上記表1に示す同組成の硫化後液に対して、実施例1と同じ手法でイオン交換処理を行い、表2と同じ組成のスカンジウム溶離液を得た。
実施例1での1段目の中和処理後の濾過処理(固液分離)において、濾過膜の代わりに濾布を用いたこと以外は、実施例1と同様にして処理し、酸化スカンジウムの製造を試みた。濾布としては、通気度が0.33cc/sec/cm2のものを用いた。
濾過処理の開始当初から圧力0.4MPaとして通液したこと以外は、比較例2と同様にして処理し、最終的に酸化スカンジウムを製造した。
Claims (7)
- スカンジウムを含有する溶液に中和剤を添加して中和処理を施すことで1次中和スラリーを生成させ、固液分離により1次中和澱物と1次中和濾液とを得る第1の中和工程と、
得られた前記1次中和濾液に中和剤を添加して中和処理を施すことで2次中和スラリーを生成させ、固液分離により2次中和澱物と2次中和濾液とを得る第2の中和工程と、
得られた前記2次中和澱物に酸を添加して水酸化物溶解液を得る水酸化物溶解工程と、
を有する濃縮工程を含むスカンジウムの回収方法であって、
前記第1の中和工程における固液分離に際しては、前記1次中和スラリーに対し、濾材として濾過膜を用いた濾過処理を施して、1次中和澱物と1次中和濾液とを分離する
スカンジウムの回収方法。 - 前記濾過膜は、中空糸膜である
請求項1に記載のスカンジウムの回収方法。 - 前記濾過膜は、分画粒径が0.01μm〜0.05μmである
請求項1又は2に記載のスカンジウムの回収方法。 - 前記濾過膜は、前記1次中和スラリーにおける前記1次中和澱物を構成する固体粒子の中位径の1/500〜1/50の大きさに相当する直径の貫通孔を備える
請求項1又は2に記載のスカンジウムの回収方法。 - 前記第1の中和工程では、前記濾過膜を複数基用いて複数段の濾過処理を施し、
少なくとも、
1段目の濾過処理では、1基目の濾過膜を用いて前記1次中和スラリーを濾過することにより、該1基目の濾過膜の表面に前記1次中和澱物を付着させて分離し、
2段目の濾過処理では、前記1基目の濾過膜から分離した前記1次中和澱物を、2基目の濾過膜を用いて濾過する
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のスカンジウムの回収方法。 - 前記濾過膜を用いて前記1次中和スラリーに対する濾過処理を施した後、該1次中和スラリーの濾過方向とは逆の方向から、該濾過膜に対して水又は空気を流通させる
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のスカンジウムの回収方法。 - 前記濾過膜を通過する前記1次中和濾液の流量を測定し、該濾過膜の使用を開始したときの流量の60%〜90%の割合に相当する流量となった場合に、該濾過膜に対して硫酸による洗浄処理を施す
請求項1乃至6のいずれか1項に記載のスカンジウムの回収方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017113796A JP6874547B2 (ja) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | スカンジウムの回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017113796A JP6874547B2 (ja) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | スカンジウムの回収方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018204088A true JP2018204088A (ja) | 2018-12-27 |
JP6874547B2 JP6874547B2 (ja) | 2021-05-19 |
Family
ID=64956589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017113796A Active JP6874547B2 (ja) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | スカンジウムの回収方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6874547B2 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021010180A1 (ja) * | 2019-07-17 | 2021-01-21 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
WO2021024878A1 (ja) * | 2019-08-05 | 2021-02-11 | 住友金属鉱山株式会社 | 濾過膜の洗浄方法 |
WO2021059942A1 (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
JP2021055152A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP2021055155A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP2021055154A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP2021055153A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP2021110024A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 住友金属鉱山株式会社 | 硫酸ニッケル水溶液の製造方法 |
JP2021127514A (ja) * | 2019-09-24 | 2021-09-02 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02227127A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-10 | Material Eng Tech Lab Inc | 精密濾過素子 |
JP2000313928A (ja) * | 1999-04-26 | 2000-11-14 | Taiheiyo Kinzoku Kk | 酸化鉱石からニッケルとスカンジウムを回収する方法 |
JP2001314875A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-13 | Tokyo Denki Komusho:Kk | 分離膜の薬品洗浄廃液の処理方法 |
JP2008253954A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 鉄を含む被処理水の処理方法 |
JP2013052340A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Sekisui Chem Co Ltd | 水処理方法 |
US20140314639A1 (en) * | 2013-04-22 | 2014-10-23 | Vale S.A. | Method for recovering scandium from intermediate products formed in the hydrometallurgical processing of laterite ores |
JP2016108664A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-06-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度スカンジウムの回収方法 |
-
2017
- 2017-06-08 JP JP2017113796A patent/JP6874547B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02227127A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-10 | Material Eng Tech Lab Inc | 精密濾過素子 |
JP2000313928A (ja) * | 1999-04-26 | 2000-11-14 | Taiheiyo Kinzoku Kk | 酸化鉱石からニッケルとスカンジウムを回収する方法 |
JP2001314875A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-13 | Tokyo Denki Komusho:Kk | 分離膜の薬品洗浄廃液の処理方法 |
JP2008253954A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 鉄を含む被処理水の処理方法 |
JP2013052340A (ja) * | 2011-09-02 | 2013-03-21 | Sekisui Chem Co Ltd | 水処理方法 |
US20140314639A1 (en) * | 2013-04-22 | 2014-10-23 | Vale S.A. | Method for recovering scandium from intermediate products formed in the hydrometallurgical processing of laterite ores |
JP2016108664A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-06-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度スカンジウムの回収方法 |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021017606A (ja) * | 2019-07-17 | 2021-02-15 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
JP7346962B2 (ja) | 2019-07-17 | 2023-09-20 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
WO2021010180A1 (ja) * | 2019-07-17 | 2021-01-21 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
JP7165307B2 (ja) | 2019-08-05 | 2022-11-04 | 住友金属鉱山株式会社 | 濾過膜の洗浄方法 |
WO2021024878A1 (ja) * | 2019-08-05 | 2021-02-11 | 住友金属鉱山株式会社 | 濾過膜の洗浄方法 |
JP2021025090A (ja) * | 2019-08-05 | 2021-02-22 | 住友金属鉱山株式会社 | 濾過膜の洗浄方法 |
JP7327276B2 (ja) | 2019-09-24 | 2023-08-16 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
JP2021127514A (ja) * | 2019-09-24 | 2021-09-02 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
WO2021059942A1 (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
JP2021055154A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP2021055153A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP2021055155A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP2021055152A (ja) * | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP7347084B2 (ja) | 2019-09-30 | 2023-09-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP7347085B2 (ja) | 2019-09-30 | 2023-09-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP7347083B2 (ja) | 2019-09-30 | 2023-09-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP7380030B2 (ja) | 2019-09-30 | 2023-11-15 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
JP2021110024A (ja) * | 2020-01-15 | 2021-08-02 | 住友金属鉱山株式会社 | 硫酸ニッケル水溶液の製造方法 |
JP7354845B2 (ja) | 2020-01-15 | 2023-10-03 | 住友金属鉱山株式会社 | 硫酸ニッケル水溶液の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6874547B2 (ja) | 2021-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6874547B2 (ja) | スカンジウムの回収方法 | |
JP5967284B2 (ja) | 高純度スカンジウムの回収方法 | |
JP5954350B2 (ja) | スカンジウム回収方法 | |
JP2014218719A (ja) | スカンジウム回収方法 | |
JP6439530B2 (ja) | スカンジウムの回収方法 | |
WO2018101039A1 (ja) | イオン交換処理方法、スカンジウムの回収方法 | |
JP6319362B2 (ja) | スカンジウム回収方法 | |
JP6172099B2 (ja) | スカンジウムの回収方法 | |
JP6406234B2 (ja) | スカンジウムの回収方法 | |
JP6172100B2 (ja) | スカンジウムの回収方法 | |
JP6256491B2 (ja) | スカンジウムの回収方法 | |
JP6816410B2 (ja) | スカンジウムの回収方法 | |
JP5904100B2 (ja) | 中和スラリーの沈降分離方法、並びにニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法 | |
WO2016084830A1 (ja) | 高純度スカンジウムの回収方法 | |
JP5156992B2 (ja) | インジウム含有物からインジウムを回収する方法 | |
JP2020076129A (ja) | 石膏スケールの析出を抑制したニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法 | |
JP2019137903A (ja) | 脱亜鉛処理方法、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法 | |
JP6888359B2 (ja) | 金属酸化鉱の製錬方法 | |
JP5854065B2 (ja) | スカンジウム回収方法 | |
JP2020041194A (ja) | ニッケル酸化鉱石の処理方法及び該処理方法を含んだニッケルコバルト混合硫化物の製造方法 | |
JP6206358B2 (ja) | スカンジウムの回収方法 | |
WO2021024878A1 (ja) | 濾過膜の洗浄方法 | |
WO2021059942A1 (ja) | スカンジウムの回収方法 | |
JP2018188722A (ja) | スカンジウムの精製方法 | |
JP2021127514A (ja) | スカンジウムの回収方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200311 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210106 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210304 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210323 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210405 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6874547 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |