JP7249317B2 - 金属の分離方法、および、金属の分離装置 - Google Patents
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Description
A群:ニッケル、銅、鉛、亜鉛、および、カドミウム
B群:コバルト、鉄、および、マンガン
酸:カルボン酸およびその錯体、ラクトン構造を有する化合物、ならびに、グルコン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種
アルカリ:アンモニア、および、アミン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種
A群:ニッケル、銅、鉛、亜鉛、および、カドミウム
B群:コバルト、鉄、および、マンガン
酸:カルボン酸およびその錯体、ラクトン構造を有する化合物、ならびに、グルコン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種
アルカリ:アンモニア、および、アミン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種
本実施形態に係る金属の分離方法は、A群から選ばれる少なくとも1種の金属(A群金属)と、B群から選ばれる少なくとも1種の金属(B群金属)と、を含む水溶液と、酸と、アルカリと、を混合して、A群金属のアルカリ錯体とB群金属の酸錯体とを含む混合溶液を得る混合工程(1)と、前記混合工程(1)で得られた混合溶液とイオン交換樹脂とを接触させることにより、A群金属のアルカリ錯体を吸着したイオン交換樹脂と、B群金属の酸錯体を含む水溶液と、に分離する分離工程(2)と、を含む。
混合工程(1)では、A群金属と、B群金属と、を含む水溶液と、酸と、アルカリと、を混合して、A群金属のアルカリ錯体とB群金属の酸錯体とを含む混合溶液を得る。
分離工程(2)では、前記混合工程(1)で得られた混合溶液とイオン交換樹脂とを接触させることにより、A群金属のアルカリ錯体を吸着したイオン交換樹脂と、B群金属の酸錯体を含む水溶液と、に分離する。A群金属のアルカリ錯体はイオン交換樹脂に吸着しやすい。一方で、B群金属の酸錯体はイオン交換樹脂に吸着しにくいため、B群金属の酸錯体を含む水溶液として流出する。これにより、A群金属のアルカリ錯体を吸着したイオン交換樹脂と、B群金属の酸錯体を含む水溶液と、に分離することができる。なお、A群金属のアルカリ錯体は、全部がイオン交換樹脂に吸着する必要はなく、一部がイオン交換樹脂に吸着すればよい。A群金属のアルカリ錯体は、イオン交換樹脂によるA群金属の除去率が80%以上であることが好ましい。また、B群金属の酸錯体の一部が、イオン交換樹脂に吸着してもよい。
本実施形態に係る金属の分離方法は、さらに、前記分離工程(2)で得られたA群金属のアルカリ錯体を吸着したイオン交換樹脂から、前記A群金属を回収するA群金属回収工程(3)を含んでいてもよい。
本実施形態に係る金属の分離方法は、さらに、前記分離工程(2)で得られたB群金属の酸錯体を含む水溶液から、前記B群金属を回収するB群金属回収工程(4)を含んでいてもよい。
本実施形態に係る金属の分離装置は、A群から選ばれる少なくとも1種の金属(A群金属)と、B群から選ばれる少なくとも1種の金属(B群金属)と、を含む水溶液と、酸と、アルカリと、を混合して、A群金属のアルカリ錯体とB群金属の酸錯体とを含む混合溶液を得る混合部(11)と、前記混合部(11)で得られた混合溶液とイオン交換樹脂とを接触させることにより、A群金属のアルカリ錯体を吸着したイオン交換樹脂と、B群金属の酸錯体を含む水溶液と、に分離する分離部(12)と、前記分離部(12)により分離されたB群金属の酸錯体を含む水溶液を貯水する貯水部(13)と、を含む。
<モデル廃液>
以下に示す方法で、モデル廃液A~Cを作製した。モデル廃液A~Cの各成分濃度(分析値)を表1に示す。
(a)蒸留水3L中に塩化ナトリウム606gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(b)前記(a)で得られた溶液に、クエン酸1水和物586gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(c)前記(b)で得られた溶液に、塩化ニッケル(II)6水和物8.3gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(d)前記(c)で得られた溶液に、塩化コバルト8.2gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(e)前記(d)で得られた溶液に、25質量%水酸化ナトリウム溶液を加えて、pHを10.5に調整した。
(a)蒸留水3L中に塩化ナトリウム606gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(b)前記(a)で得られた溶液に、塩化アンモニウム155gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(c)前記(b)で得られた溶液に、塩化ニッケル(II)6水和物8.3gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(d)前記(c)で得られた溶液に、塩化コバルト8.2gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(e)前記(d)で得られた溶液に、25質量%水酸化ナトリウム溶液を加えて、pHを10.5に調整した。
(a)蒸留水3L中に塩化ナトリウム606gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(b)前記(a)で得られた溶液に、塩化アンモニウム155gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(c)前記(b)で得られた溶液に、クエン酸1水和物586gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(d)前記(c)で得られた溶液に、塩化ニッケル(II)6水和物8.3gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(e)前記(d)で得られた溶液に、塩化コバルト8.2gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(f)前記(e)で得られた溶液に、25質量%水酸化ナトリウム溶液を加えて、pHを10.5に調整した。
イオン交換樹脂として、イミノ二酢酸型のキレート樹脂(MC-700、住化ケムテックス株式会社製)を使用した。該キレート樹脂100mLを、200mLの樹脂製のメスシリンダー(カラム)に充填し、保持液面まで純水を満たした。
実施例1では、モデル廃液Cをカラムに通液し、経時的に採取した流出液中のニッケル及びコバルトの濃度を測定した。測定結果を表2および図1に示す。なお、カラムに廃液を通液する速度は200mL/時(SV=2)であった。すなわち、1時間に当該カラム内容量100mLの2倍量を通液することになる。
モデル廃液Cの代わりにモデル廃液Aを用いたこと以外は、実施例1と同様にカラムへの通液を行った。測定結果を表2および図2に示す。
モデル廃液Cの代わりにモデル廃液Bを用いたこと以外は、実施例1と同様にカラムへの通液を行った。測定結果を表2および図3に示す。
以下に示す方法で、モデル廃液Dを作製した。なお、モデル廃液Dは、試験1の実施例1において、イオン交換樹脂に吸着されずに流出した水溶液を想定したものである。モデル廃液Dにおけるコバルトの濃度は、100mg/Lであった。
(a)蒸留水3L中に塩化ナトリウム606gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(b)前記(a)で得られた溶液に、塩化アンモニウム155gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(c)前記(b)で得られた溶液に、クエン酸1水和物586gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(d)前記(c)で得られた溶液に、塩化コバルト16.3gを加え、よく攪拌して溶解させた。
(e)前記(d)で得られた溶液に、25質量%水酸化ナトリウム溶液を加えて、pHを4、6、8にそれぞれ調整した。
Claims (13)
- 下記A群から選ばれる少なくとも1種の金属(A群金属)と、下記B群から選ばれる少なくとも1種の金属(B群金属)と、を含む水溶液と、下記酸と、下記アルカリと、を混合して、A群金属のアルカリ錯体とB群金属の酸錯体とを含む混合溶液を得る混合工程(1)と、
前記混合工程(1)で得られた混合溶液とイオン交換樹脂とを接触させることにより、A群金属のアルカリ錯体を吸着したイオン交換樹脂と、B群金属の酸錯体を含む水溶液と、に分離する分離工程(2)と、
を含む、金属の分離方法。
A群:ニッケル、銅、鉛、亜鉛、および、カドミウム
B群:コバルト、鉄、および、マンガン
酸:カルボン酸およびその錯体、ラクトン構造を有する化合物、ならびに、グルコン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種
アルカリ:アンモニア、および、アミン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種 - さらに、前記分離工程(2)で得られたA群金属のアルカリ錯体を吸着したイオン交換樹脂から、前記A群金属を回収するA群金属回収工程(3)を含む、請求項1に記載の金属の分離方法。
- さらに、前記分離工程(2)で得られたB群金属の酸錯体を含む水溶液から、前記B群金属を回収するB群金属回収工程(4)を含む、請求項1または2に記載の金属の分離方法。
- 前記イオン交換樹脂がキレート樹脂である、請求項1~3のいずれか一項に記載の金属の分離方法。
- 前記混合工程(1)で得られた混合溶液のpHが8.5以上14以下である、請求項1~4のいずれか一項に記載の金属の分離方法。
- 前記酸がヒドロキシ酸およびその錯体である、請求項1~5のいずれか一項に記載の金属の分離方法。
- 前記酸がクエン酸である、請求項1~6のいずれか一項に記載の金属の分離方法。
- 前記アルカリがアンモニアである、請求項1~7のいずれか一項に記載の金属の分離方法。
- 前記A群金属がニッケルであり、前記B群金属がコバルトである、請求項1~8のいずれか一項に記載の金属の分離方法。
- 前記分離工程(2)では、混合溶液とイオン交換樹脂との接触を、イオン交換樹脂が充填されたカラムに混合溶液を通液することにより実施し、
該カラムに混合溶液を通液する速度は、0.05L/時以上20L/時以下である、請求項1~9のいずれか一項に記載の金属の分離方法。 - 下記A群から選ばれる少なくとも1種の金属(A群金属)と、下記B群から選ばれる少なくとも1種の金属(B群金属)と、を含む水溶液と、下記酸と、下記アルカリと、を混合して、A群金属のアルカリ錯体とB群金属の酸錯体とを含む混合溶液を得る混合部(11)と、
前記混合部(11)で得られた混合溶液とイオン交換樹脂とを接触させることにより、A群金属のアルカリ錯体を吸着したイオン交換樹脂と、B群金属の酸錯体を含む水溶液と、に分離する分離部(12)と、
前記分離部(12)により分離されたB群金属の酸錯体を含む水溶液を貯水する貯水部(13)と、
を含む、金属の分離装置。
A群:ニッケル、銅、鉛、亜鉛、および、カドミウム
B群:コバルト、鉄、および、マンガン
酸:カルボン酸およびその錯体、ラクトン構造を有する化合物、ならびに、グルコン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種
アルカリ:アンモニア、および、アミン化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種 - さらに、A群金属のアルカリ錯体を吸着したイオン交換樹脂から、前記A群金属を回収するA群金属回収部(14)を含む、請求項11に記載の金属の分離装置。
- さらに、B群金属の酸錯体を含む水溶液から、前記B群金属を回収するB群金属回収部(15)を含む、請求項11または12に記載の金属の分離装置。
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- 2020-08-07 JP JP2020134391A patent/JP7249317B2/ja active Active
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