JPH0765127B2 - コバルトの分離回収方法 - Google Patents

コバルトの分離回収方法

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JPH0765127B2
JPH0765127B2 JP61071870A JP7187086A JPH0765127B2 JP H0765127 B2 JPH0765127 B2 JP H0765127B2 JP 61071870 A JP61071870 A JP 61071870A JP 7187086 A JP7187086 A JP 7187086A JP H0765127 B2 JPH0765127 B2 JP H0765127B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコバルトの分離回収方法に関する。さらに詳し
くは、コバルトを含有する水溶液から特定の官能基を有
するキレート樹脂を用いてコバルトを選択的に吸着し分
離回収する方法に関する。
〔従来の技術〕
現在コバルトはフィッシャー−トロプッシュ合成、オキ
ソ法、カルボニル化反応やニトリルの還元用等の触媒と
して、あるいは、高速度鋼、磁性材料等の合金材料、非
鉄金属の機械的諸性質を改良する超合金材料、さらに鍍
金材料等に用いられている。
コバルトは鉱石から精錬して得る他に、有価な金属であ
るため上記合金のスクラップの再生、あるいは廃触媒、
鍍金廃水から回収する必要がある。
しかしながら、これらの原料、加工材料、廃水等はコバ
ルトの他に種々の夾雑物を含み、コバルトを回収するに
は困難を伴う。例えばコバルトの鉱石である、スマルタ
イト、キコバルト鉱、コバルト華、アスボライト等は、
コバルトの他にニッケル、銅、鉛、鉄等を含み、合金ス
クラップは鉄を、又、廃触媒は反応に用いた有機物を含
み、さらに廃水では有機物、共存塩、配管から溶出する
鉄、クロム、銅等を含む。中でも鉄が共存するとコバル
トと分離し難く、例えば鉱石から製造する場合、コバル
ト鉱を塩酸に溶かし、銅、鉛等は硫化水素で沈澱させ、
次に鉄は塩素で酸化した後に炭酸カルシウムにより水酸
化鉄として沈澱させ、コバルトと分離する等複雑な工程
となる。
通常、水溶液から金属を回収する方法としてキレート樹
脂を用いる方法が検討されているが、コバルトと共に鉄
を含む場合、これらを簡単に分離する方法は未だ知られ
ていない。
水中のコバルトに対しキレート樹脂を用いた例として、
(1)キレート樹脂による廃水中のコバルトの除去(水
処理技術、Vol,22 P13〜18 1981年)、(2)特公昭60
−23176等が報告されている。
〔従来技術の問題点〕
しかしながら上記の方法では本発明が目的とする、鉄、
クロム等の金属、有機物あるいは共存塩を含有する水溶
液からコバルトを簡単に分離回収することはできない。
例えば(1)の方法はイミノジ酢酸基を有するキレート
樹脂を用いて廃水中のコバルトを除去するものであり、
共存塩、有機物とコバルトを含む混合液からコバルトの
分離は行なえるものの、水中の金属を全て吸着してしま
い、コバルトとその他の金属との分離ができない。特に
廃水のように金属濃度が低い場合、鉄はコバルトより選
択順位が大きいため、鉄を優先的に吸着しコバルトとの
分離は行なえない。
(2)の方法は不純物として銅を含むニッケルおよび/
またはコバルト含有溶液に特定の官能基を有するキレー
ト樹脂を接触し、銅をキレート樹脂に吸着させ、銅を除
去したニッケルおよび/またはコバルト含有溶液を得る
方法であるが、原水中の銅以外の不純物、例えばコバル
トを溶解するに必要とした過剰の酸、あるいは過剰の酸
を中和して生じる塩、有機物等は全く吸着されず処理水
中に移行し、これらとコバルトとは分離できない。
通常、コバルトを含有する水溶液中にはコバルトの他に
有機物、共存塩あるいはコバルトと分離し難い金属を含
むため、水溶液中からコバルトを回収する方法として
は、これらの夾雑物とコバルトを簡単な操作で分離する
方法であることが望ましい。
本発明は上記の点に着目しなされたもので、コバルトを
含有する水からキレート樹脂を用いてコバルトを選択的
に分離回収することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究した結
果、特定のキレート樹脂に一定条件下のコバルト含有水
を接触させることによりコバルトを選択的に分離回収す
ることができることを見出し本発明を完成するに至っ
た。
即ち本発明は、コバルトを10000〜70000ppm含有する水
溶液をpH7以下に調整したのち、樹脂母体としてスチレ
ン−ジビニルベンゼン共重合体、エポキシ樹脂及びフェ
ノール樹脂からなる群より選ばれたる少なくとも一種に
アミノ酸基、イミノ酢酸基、イミノジ酢酸基、イミノプ
ロピオン酸基、イミノジプロピオン酸基、アルキレンリ
ン酸基、リン酸基、あるいはこれらの塩からなる群より
選ばれたる少くとも1種を官能基として有するキレート
樹脂に接触させることにより、コバルトを選択的に吸着
し分離するコバルトの分離回収方法である。
本発明に用いるコバルトを含有する水溶液としては、コ
バルトを含む鉱石、廃触媒並びに磁性材料、耐熱材料等
の酸溶解液、あるいは鍍金廃液、鉱山排水等が挙げら
れ、コバルトを10000〜70000ppm含有する水溶液であれ
ばこれらに限定されない。
本発明において用いるキレート樹脂としては、グリシン
基、グルタミン酸基、リジン基等のアミノ酸基、イミノ
酢酸基、イミノジ酢酸基、イミノプロピオン酸基、イミ
ノジプロピオン酸基、アルキレンリン酸基、リン酸基、
あるいはこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩
等からなる群より選ばれたる少なくとも1種を官能基と
して有するキレート樹脂が挙げられる。なかでもイミノ
ジ酢酸基、アルキレンリン酸基あるいはこれらの塩を官
能基として有するキレート樹脂がコバルトの吸着量が大
きく、又吸着したコバルトの溶離性も良く、好ましい。
上記官能基を有するキレート樹脂の樹脂母体としてはス
チレン−ジビニルベンゼン共重合体、アクリル酸メチル
−ジビニルベンゼン共重合体、メタクリル酸メチル−ジ
ビニルベンゼン共重合体、アクリロニトリル−ジビニル
ベンゼン共重合体等のジビニルベンゼン系共重合体、エ
ポキシ樹脂、レゾルシン樹脂、フェノール樹脂、塩化ビ
ニル樹脂等が挙げられ、かつ樹脂の形体がゲル型である
より多孔質型(MR型)であることが好ましい。それは処
理水中に有機物が存在している場合、ゲル型のキレート
樹脂は金属の吸着能力が低下するのに対し、MR型のキレ
ート樹脂は吸着能が低下し難く、かつ樹脂の再生時に起
る体積変化による樹脂破砕の損失が少ないためである。
本発明においてコバルトを含有する水溶液から上記キレ
ート樹脂を用いてコバルトを分離回収するには、まずコ
バルトを含有する水溶液をpH調整したのち、この水溶液
をキレート樹脂に接触させる。コバルトを含有する水溶
液のpHは7以下が好ましく、pH3〜5がより好ましい。p
Hが1以下ではキレート樹脂へのコバルトの吸着量が低
下し、又7以上ではその他の金属、例えば鉄等の水酸化
物が生成しキレート樹脂の吸着効率を低下させる。又水
溶液中のコバルト濃度は10,000〜70,000ppmが好まし
く、コバルト濃度が低いと、鉄の吸着量が大となり、得
られる回収液中のコバルトの純度が低下し、コバルト濃
度が上記の高濃度範囲では鉄等の金属よりコバルトの吸
着量が大となり、これらの金属とコバルトとの分離性を
高めることができ、同時に共存塩、有機物等とも分離す
ることができる。この濃度範囲の水溶液は鉱石、合金ス
クラップ、廃触媒等を酸で溶解し、さらに所定のpHに調
節して得るか、又は鉱山排水、鍍金廃水等のコバルト濃
度の低い水を対象とする場合、これらの水を一度イオン
交換樹脂、キレート樹脂で処理し濃縮した後のその溶離
液を用いて調製することができる。
本発明においてコバルトを含有する水(以下被処理水と
称する)を上記キレート樹脂に接触させる方法として
は、例えば被処理水中にキレート樹脂を浸漬するか、浸
漬しさらに撹拌するバッチ方式、キレート樹脂を充填し
たカラムに被処理水を通過せしめるカラム方式等が挙げ
られ、またカラム方式には一過方式と循環方式があるが
いずれの方式でもよく、さらに通液方式として上向流、
下向流のいずれの方法も採用できる。またカラム方式に
おいては、通液速度をSV0.05〜50、好ましくは0.1〜3
で通液し吸着させる方法、あるいは被処理水を循環させ
てコバルトを吸着させる方法等いずれにも用いることが
できる。又コバルトの吸着能力を高めるために被処理水
を30〜80℃に加温し、同温度でキレート樹脂に接触して
も良い。
上記のようにして、有機物、無機塩あるいは鉄、クロム
等のコバルト以外の金属を含有する被処理水からコバル
トをキレート樹脂に吸着し分離することができ、キレー
ト樹脂に吸着したコバルトはキレート樹脂を溶離剤とし
て0.5〜20N、好ましくは2〜6Nの塩酸、硫酸、硝酸、燐
酸、酢酸等の酸を用いて溶離し回収することができる。
キレート樹脂に吸着したコバルトの溶離方法としては前
期溶離剤とキレート樹脂とをバッチ式、カラム式で接触
し溶離する方法が挙げられ、いずれの方式でも良い。カ
ラム式の場合、溶離剤の通液速度SV0.05〜10、好ましく
は0.1〜3でゆっくり通液するか溶離剤を循環させて溶
離することができる。キレート樹脂より溶離せしめたコ
バルトイオンは、例えば電解等の方法によって金属とし
て回収することができる。またコバルトを溶離した後の
キレート樹脂は再び水溶液中のコバルトの吸着用として
繰り返し用いることができる。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
実施例1 実施例1と同様のクロロメチル化樹脂にイミノジ酢酸を
反応させ、イミノジ酢酸基を有するキレート樹脂を得
た。このキレート樹脂のうち10〜48メッシュの樹脂200m
lをカラム(内径25mmφ)に充填した後、コバルト触媒
廃液(コバルト:31g/、鉄:0.62g/、クロム:0.57g/
、硫酸ナトリウム:20%、β−ヒドロキシプロピオン
酸などの有機物:TOC濃度25g/、pH4.0)600mlを通液速
度SV0.5、温度25℃、下向流にて通液した。所定通液量
(樹脂1当たりの通液量:単位を/−Rで示
す。)毎に流出液のサンプルを採取して流出液中の金属
イオン濃度およびTOC濃度を測定した。結果を図−1に
示す。
次に、金属吸着樹脂にイオン交換水を500ml通液しカラ
ム内に残留した廃液を押し出した後2NHCl水溶液500mlを
通液速度SV0.5、下向流にて通液し、樹脂から金属イオ
ンの溶離を行なった。所定通液量毎に流出液のサンプリ
ングを行ない、流出液中の金属イオン濃度およびTOC濃
度を測定し、回収量を求めた。結果を表−1および2に
示す。
比較例1 実施例1に用いたスチレン−ジビニルベンゼン共重合体
よりなるMR型の球状樹脂を硫酸と反応させ、スルホン酸
基を有する強酸性イオン交換樹脂を得た。この強酸性イ
オン交換樹脂のうち10〜48メッシュの樹脂2gを、実施例
1と同様のコバルト触媒廃液500mlに添加し、25℃で3
時間撹拌した後、樹脂を分離してコバルト触媒廃液中の
コバルト、鉄、クロムおよびTOCの残存濃度を測定し、
樹脂への吸着量を求めた。樹脂1kg当たりの吸着量は、
コバルト:10.3g/kg−R、鉄:0.8g/kg−R、クロム:0.2g
/kg−R、TOC:1.3g/kg−Rであった。
実施例2 ペンタエチレンヘキサミンテトラプロピオン酸メチルに
1.3−ビス(1.2−エポキシプロポキシ)ベンゼンを反応
させ硬化樹脂を得た。得られた硬化樹脂を20〜60メッシ
ュに粉砕し、水酸化ナトリウム水溶液にてケン化してイ
ミノプロピオン酸基を有するキレート樹脂を得た。この
キレート樹脂2gをコバルト触媒廃液(コバルト:28g/
、鉄:0.60g/、クロム:0.3g/、硫酸ナトリウム:18
%、β−ヒドロキシプロピオン酸などの有機物:TOC濃度
18g/、pH4.5)500mlに添加し、30℃で8時間撹拌した
後樹脂を分離して、コバルト触媒廃液中のコバルト、
鉄、クロムおよびTOCの残存濃度を測定し、キレート樹
脂への吸着量を求めた。キレート樹脂1kg当りの吸着量
はコバルト28.3g/kg−R(樹脂1kg当りの吸着量の単位
をg/kg−Rで示す。)、鉄:0.09g/kg−R、クロム:0.06
g/kg−R、TOC0.8g/kg−Rであり、コバルトを選択的に
吸着していた。
実施例3 スチレン92重量%とジビニルベンゼン8重量%を懸濁重
合して得られたスチレン−ジビニルベンゼン共重合体よ
りなる多孔質型球状樹脂(10〜60メッシュ)をエチレン
ジクロリド中で膨潤させたのち、無水塩化亜鉛の存在下
にクロロメチルエーテルを反応させてクロロメチル化し
球状樹脂を得た(塩素含有率:21.8/wt%)。次いで得ら
れたクロロメチル化樹脂に、メチルリン酸を反応させ、
メチルリン酸基を官能基として有する多孔質型キレート
樹脂を得た。実施例2に用いたと同じコバルト触媒廃液
につき、実施例2と同様に処理を行った。キレート樹脂
への金属イオンおよび有機物の吸着量はコバルト:39.8g
/kg−R、鉄:0.08g/kg−R、クロム:0.05g/kg−R、TO
C:1.0g/kg−Rであった。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、一定の濃度及びpHに調整
したコバルトを含有する水溶液を特定の官能基を有する
キレート樹脂に接触させることにより、コバルトを選択
的にキレート樹脂に吸着し、分離回収する方法であり、
本発明の方法によれば水溶液中の共存塩、有機物あるい
はコバルトと分離し難い鉄、クロム等の金属とコバルト
を分離することができ、従来の水酸化物沈澱法より容易
な操作で、又イオン交換樹脂、キレート樹脂法より純度
の高いコバルトを回収することができる等の効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例3のキレート樹脂にコバルト触媒廃液を
通液した時の、通液量と流出液中の金属濃度及びTOC濃
度との関係を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コバルトを10000〜70000ppm含有する水溶
    液をpH7以下に調整したのち、樹脂母体としてスチレン
    −ジビニルベンゼン共重合体、エポキシ樹脂及びフェノ
    ール樹脂からなる群より選ばれたる少なくとも一種に、
    アミノ酸基、イミノ酢酸基、イミノジ酢酸基、イミノプ
    ロピオン酸基、イミノジプロピオン酸基、アルキレンリ
    ン酸基及びリン酸基、あるいはこれらの塩からなる群よ
    り選ばれたる少くとも一種を官能基として有するキレー
    ト樹脂に接触させることによりコバルトを選択的に吸着
    し分離することを特徴とするコバルトの分離回収方法。
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