JPH01254249A - マンガン酸化物系リチウム吸着剤からリチウムの脱着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマンガン酸化物系リチウム吸着剤からリチウム
の脱着方法に関するものである。更に詳しく言えば、リ
チウムの脱着が容易で、かつ吸着剤の損失が極めて少な
く、しかも脱着処理後の吸着性能が変化しない優れた脱
着方法に関するものである。

近年、リチウムはセラミックス、グリース、空調用冷媒
、医薬品、電池等の原料として使用されており、将来は
核融合燃料、アルミニウム合金材料等の重要な物質とし
て着目されている。

しかしながら、我が国はリチウム鉱石資源に乏しく、リ
チウム原料は海外からの輸入に依存している現状である
。このため、地熱水、温泉水、地下かん水あるいは海水
等のリチウムを含む溶液からの吸着採取技術の確立が強
く要望されている。従って、リチウム吸着剤の開発と共
にリチウムの肌着方法の確立が不可欠である。本発明は
、希薄リチウム溶液からのリチウムの吸着採取の分野に
利用される。

〔従来の技術〕

従来、マンガン酸化物系吸着剤からのリチウムの脱着方
法としては塩酸、硝酸等の水溶液を脱着剤として用い、
回分式あるいは連続式処理により脱着しティる（　Ｓ　
ｅｐａｒａｔｉｏｎ　　Ｓ　ｃｉｅｎｃｅａｎｄ　　Ｔ
ｅｃｈｎｏ＋ｏｇｙ　、第２１巻、第７５５ページ（１
９８６）　）。その場合、酸濃度を高くすれば、脱着速
度も大きくなるが、同時に吸着剤の溶解損失量も増大す
る。脱着率８５％以上を得るには酸濃度を０．０５　Ｎ
以上にする必要がある。このときの吸着剤の溶解損失率
は約２％である。

更に吸着剤の結晶状態が変化し、吸着性能の劣化が認め
られている（　５ｅｐａｒａｔｉｏｎ　　３　ｃｉｅｎ
ｃｅａｎｄ　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　、第３２巻、第
１８１ページ（１９８８）　）。このような種々の欠点
があり、今だ満足しつるｖ１着方法は確立されていない
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

吸着剤からリチウムの脱着処理において、リチウムの脱
着速度が大きく、吸着剤の溶解損失量が極めて少なく、
更に脱着処理後の吸着剤の吸着性能の低下がなく、かつ
脱着処理費が安価な方法が要求される。すなわち、これ
ら問題点が解決できれば、吸着−脱着のくり返しが可能
となり、効率的かつ経済的なリチウム採取システムを構
築することができる。

本発明の目的は、このような要件を満足しうる脱着方法
の提供にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、酸性かつ酸化性溶
液を脱着剤として用いることにより、容易に前記諸問題
を解決しうろことを見い出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。

すなわち、マンガン酸化物はマンガンの原子価が大きく
なるほど耐酸性を示すことに着目し、酸化剤の共存下で
の酸性脱着処理を考案した。

酸性かつ酸化性を示す溶液としては、酸性酸化剤を含む
溶液、または、酸化剤と酸の混合溶液を用いることがで
きるが、効率の面から酸性酸化剤を用いる方法が好まし
い。酸性酸化剤としてはベルオクソニ硫酸塩、臭素など
が知られているが、水溶液中で弱酸性を示す酸化剤なら
ばいずれも使用可能である。ベルオクソニ硫酸イオンは
水溶液中で加熱処理すると５Ａ酸水素イオンと酸素に分
解する。この発生Ｍ素が酸化作用を示し、硫酸水素イオ
ンが溶液を酸性化し、リチウムの脱着を進行させる。臭
素の場合、水溶液中でわずかに加水分解して次亜臭素酸
を生成し弱酸性を示す。該脱着液を用いてリチウムを脱
着するためには、吸着剤を該脱着液に浸漬すればよい。

回分式あるいは連続カラム方式のいずれの処理法も適用
できる。脱着剤溶液の濃度はベルオクソニ硫酸塩では０
．５〜１Ｎ、臭素ではＯ，ＯＳ〜０．２Ｎが好適である
が、これに限定するものではない。脱着温度は常温でも
よいが、脱着速度の点から３０℃以上が好ましい。脱着
したリチウムは従来技術の濃縮分離法を用いることによ
り、固体としてとり出すことができる。

なお、臭素を用いた場合は、くり返して脱着に使用し、
濃厚な臭化リチウム溶液として回収することも可能であ
る。

〔発明の効果〕

本発明の脱着方法によれば、リチウムの脱着率９５％以
上が容易に得られ、そのときの吸着剤の溶解損失率は０
．２％以下である。また、本発明の脱着処理後の吸着剤
は元と同じであり、脱着後の吸着性能には変化が認めら
れなかった。従って、吸着−脱着のくり返し使用が可能
となり、リチウム吸着採取において、極めて効果的な脱
着方法である。

〔実施例〕

次に実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ リチウムを吸着させたマンガン酸化物系吸着剤２５０Ｉ
Ｒｇ（リチウム吸着量４．ＩＩｆｔｇ／ｇ）を５００ｄ
容聞の三角フラスコにとり、１Ｎのベルオクソニ１Ａｆ
ｉ！アンモニウム溶液２５０ｄを加え、２０〜４０℃に
加温してかきまぜた。その場合の脱着速度および吸着剤
の溶解損失率を求めた（溶解損失率は溶解マンガン量を
定石したのち計算により求めた）。その結果を第１図に
示す。この図から明らかなように、脱着温度が高くなる
とリチウムの脱着速度も大きくなった。一方、吸着剤の
溶解損失率は減少した。３０℃−１時間の場合、脱着率
は約９７％、溶解損失率は０．１８％で極めてよい結果
が得られた。

実施例２ 実施例１と同一の吸着剤２５０Ｉｔｇを５００ｄ容吊の
三角フラスコにとり、０．１〜２Ｎのベルオクソニ硫酸
アンモニウム溶液２５０Ｉｎｉを加え、３０℃で２時間
膜着処理を行った。そのときの脱着率および吸着剤の溶
解損失率を求めた結果を第２図に示す。ベルオクソニ硫
酸アンモニウム溶液の濃度が０．５Ｎ以上では脱着率９
０％以上が得られた。一方、その場合の損失率は０．１
５％以下であった。この結果から、この固液比において
は、ベルオクソニ硫酸アンモニウムの濃度は、０．５〜
１Ｎが適当であることがわかった。

実施例３ 実施例２の脱着処理後の吸着剤についてＸ線回折を行っ
た。比較のために脱着処理前の吸着剤についても測定し
た。その結果を第３図に示す。両試料の結晶状態には相
違が認められず、この脱着処理工程では、結晶構造への
影響はないことがわかった。このように、高い脱着率が
得られるにもかかわらず、吸着剤は安定であり、優れた
脱着方法であることがねがった。

実施例４ 実施例１と同一の吸着剤２５０Ｉｔｇを５００ｍ１！容
吊の三角フラスコにとり、０．ＩＮの臭素水溶液２５０
　ｄを加え、室温で４時間がきまぜて脱着処理を行った
。リチウムの脱着率は９５％に達した。

一方、吸着剤の溶解損失率は０．２％以下であった。こ
のように臭素水溶液を用いた場合にもよい結果が得られ
た。

実施例５ 実施例２で得られた脱着処理後の吸着剤５０■を海水２
Ｌに加え、２５℃で５日間吸着実験を行った。そのリチ
ウム吸ＩＩは３．９ＩＩｔｇ／ｇを示し、初期の吸着剤
とほぼ同じ吸着性能が得られた（初期の吸着ｆｆｉ　４
．１■／ｇ）。従って、この脱着処理により吸着性能へ
の影響は認められず、本発明の脱着処理により吸着−１
１１２着のくり返し使用が可能なことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の脱着方法によるリチウムの脱着速度と
そのときの吸着剤の溶解損失率の１例を示すグラフであ
り、横軸は脱着時間、縦軸左はリチウムの脱着率（％）
、縦軸布は吸着剤の損失率（％）を表す。この図におい
て、■−■は脱着温度４０℃、・−・は脱着温度３０℃
、ムームは１５２Ｗｍ度２０℃の場合である。第３図は
本発明の脱着処理前後の吸着剤のＸ線回折図である。回
折図Ａは脱着処理前、回折図Ｂは脱着処理後のものであ
る。 特許出願人　　ｒ業技術院長　飯塚十三す＋ウム＾＋ｔ
Ａ等（％） −Ｎω仝 Ｑｌ１ｇ剤ｎ喪や〔％〕 １ｊ＋ウム脱羞率（％） 一＾　　慎　　　ω 噴着を」１！失牟（％） χ３Ｉ２１ 印１（２θ）（Ｃｕｋ慎引１） 手続禎ｌ旧［方式） ％式％ ２、発明の名称 マンガン酸化物系リチウム吸着剤からリチウムのＩ！！
２着方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都千代田区霞がｌ１ＱｉＴ目３番１号（１１４）工
業技術院長　　飯　塚　幸　三４、指定代理１人 香川県高松市花ノ宮町２丁目３番３号 −：。 □−二 ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 ７、補正の内容 明細書の図面の簡単な説明の欄を以下のとおり補正しま
す。 第９頁第７行目［・・・・・・・・・２０℃の場合であ
る。」の次に以下の文を追加する。 「第２図は本発明の脱着方法によるベルオクソニ硫酸ア
ンモニウム濃度とリチウム脱着率および吸着剤の溶解損
失率の一例を示すグラフであり、横軸はベルオクソニ硫
酸アンモニウムの濃＋１（Ｎ＞、縦軸右はリチウムの脱
着率（％）、縦軸左は吸着剤の損失率（％）を表わす。 」 以Ｆ余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、マンガン酸化物系リチウム吸着剤を酸性かつ酸化性
   を示す溶液で処理してリチウムを脱着する方法。 ２、脱着液として用いる酸性かつ酸化性を示す溶液とし
   ては、酸性酸化剤を含む溶液あるいは酸化剤と酸の混合
   物を含む溶液であることを特徴とする特許請求範囲第１
   項記載のリチウムの脱着方法。