JPH11100623A - 希土類元素の抽出剤および抽出方法 - Google Patents
希土類元素の抽出剤および抽出方法Info
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- JPH11100623A JPH11100623A JP9263704A JP26370497A JPH11100623A JP H11100623 A JPH11100623 A JP H11100623A JP 9263704 A JP9263704 A JP 9263704A JP 26370497 A JP26370497 A JP 26370497A JP H11100623 A JPH11100623 A JP H11100623A
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- extractant
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- 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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 希土類元素の分離係数、特にはホルミウム／
ジスプロシウム、ガドリニウム／ユーロピウム、ネオジ
ム／プラセオジムの分離係数が大きい抽出剤およびそれ
を用いる抽出方法を提供する。 【解決手段】 アルキルホスホン酸エステル化合物およ
び有機リン酸エステル化合物のアルキル基を、一般式Ｃ
Ｈ3 （ＣＨ2 ）n （ＣＨ3 ）ＣＨ（ｎは２≦ｎ≦８の整
数）で示され、炭素数が５以上１１以下で１位にメチル
基を１つ有するアルキル基とする抽出剤およびそれを用
いる抽出方法。
ジスプロシウム、ガドリニウム／ユーロピウム、ネオジ
ム／プラセオジムの分離係数が大きい抽出剤およびそれ
を用いる抽出方法を提供する。 【解決手段】 アルキルホスホン酸エステル化合物およ
び有機リン酸エステル化合物のアルキル基を、一般式Ｃ
Ｈ3 （ＣＨ2 ）n （ＣＨ3 ）ＣＨ（ｎは２≦ｎ≦８の整
数）で示され、炭素数が５以上１１以下で１位にメチル
基を１つ有するアルキル基とする抽出剤およびそれを用
いる抽出方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類元素を溶媒
抽出法で分離する際の抽出剤およびその抽出剤を用いる
抽出方法に関する。
抽出法で分離する際の抽出剤およびその抽出剤を用いる
抽出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類元素は一般に溶媒抽出法で分離、
精製されている。従来、抽出剤としては、ＴＢＰ（リン
酸トリブチル）、カルボン酸（例えば、ナフテン酸、バ
ーサチックアシッド［Ｓｈｅｌｌ社製商品名］、酸性リ
ン酸エステル、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物
等が使用されている。例えば、酸性リン酸エステルとし
ては、（化３）で示されるdi-2-ethylhexyl-phosphoric
acid （Ｄ２ＥＨＰＡ）等が使用され、ホスホン酸化合
物としては、（化４）で示される2-ethylhexyl-phospho
nic acid-mono-2'-ethylhexyl ester（ＥＨＰＡ−ＥＨ
Ｅ）［ＰＣ−８８Ａ：大八化学工業社製商品名、ＩＯＮ
ＱＵＥＳＴ８０１、Ｐ５０７］等が使用され、ホスフィ
ン酸化合物としては、（化５）で示されるbis(2,4,4-tr
imethylpentyl)phosphinic acid ［ＣＹＡＮＥＸ２７
２：Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｙａｎａｍｉｄ社製商品名］
等が使用されている。
精製されている。従来、抽出剤としては、ＴＢＰ（リン
酸トリブチル）、カルボン酸（例えば、ナフテン酸、バ
ーサチックアシッド［Ｓｈｅｌｌ社製商品名］、酸性リ
ン酸エステル、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物
等が使用されている。例えば、酸性リン酸エステルとし
ては、（化３）で示されるdi-2-ethylhexyl-phosphoric
acid （Ｄ２ＥＨＰＡ）等が使用され、ホスホン酸化合
物としては、（化４）で示される2-ethylhexyl-phospho
nic acid-mono-2'-ethylhexyl ester（ＥＨＰＡ−ＥＨ
Ｅ）［ＰＣ−８８Ａ：大八化学工業社製商品名、ＩＯＮ
ＱＵＥＳＴ８０１、Ｐ５０７］等が使用され、ホスフィ
ン酸化合物としては、（化５）で示されるbis(2,4,4-tr
imethylpentyl)phosphinic acid ［ＣＹＡＮＥＸ２７
２：Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｙａｎａｍｉｄ社製商品名］
等が使用されている。
【化３】
【化４】
【化５】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、溶媒抽出法
の分離効率は、抽出剤の性能、特に分離係数によって決
まる。分離係数が大きいほど溶媒抽出法の分離効率は高
くなり、抽出段数が少なくてすみ、設備が小規模でも良
い。一方、分離係数が小さいと抽出段数が多く必要とな
り、設備が大規模となる。しかし、現在実用化されてい
る抽出剤のうちで分離係数が大きいと言われるＥＨＰＡ
−ＥＨＥでも、ホルミウム／ジスプロシウム、ガドリニ
ウム／ユーロピウム、ネオジム／プラセオジムの分離係
数は２以下と小さく、ホルミウム、ジスプロシウム、ガ
ドリニウム、ユーロピウム、ネオジム、プラセオジムを
分離、精製する際に、ＥＨＰＡ−ＥＨＥより分離係数が
大きい抽出剤の開発が待望されている。具体的には、従
来法では、ホルミウム／ジスプロシウム＝１．９、ガド
リニウム／ユーロピウム＝１．９、ネオジム／プラセオ
ジム＝１．５であった（化学工学論文集、Vol.21,No.3,
pp603-607,1995参照）。従って、本発明は、希土類元素
の分離係数、特にはホルミウム／ジスプロシウム、ガド
リニウム／ユーロピウム、ネオジム／プラセオジムの分
離係数が大きい抽出剤およびそれを用いる抽出方法を提
供することを課題とする。
の分離効率は、抽出剤の性能、特に分離係数によって決
まる。分離係数が大きいほど溶媒抽出法の分離効率は高
くなり、抽出段数が少なくてすみ、設備が小規模でも良
い。一方、分離係数が小さいと抽出段数が多く必要とな
り、設備が大規模となる。しかし、現在実用化されてい
る抽出剤のうちで分離係数が大きいと言われるＥＨＰＡ
−ＥＨＥでも、ホルミウム／ジスプロシウム、ガドリニ
ウム／ユーロピウム、ネオジム／プラセオジムの分離係
数は２以下と小さく、ホルミウム、ジスプロシウム、ガ
ドリニウム、ユーロピウム、ネオジム、プラセオジムを
分離、精製する際に、ＥＨＰＡ−ＥＨＥより分離係数が
大きい抽出剤の開発が待望されている。具体的には、従
来法では、ホルミウム／ジスプロシウム＝１．９、ガド
リニウム／ユーロピウム＝１．９、ネオジム／プラセオ
ジム＝１．５であった（化学工学論文集、Vol.21,No.3,
pp603-607,1995参照）。従って、本発明は、希土類元素
の分離係数、特にはホルミウム／ジスプロシウム、ガド
リニウム／ユーロピウム、ネオジム／プラセオジムの分
離係数が大きい抽出剤およびそれを用いる抽出方法を提
供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討を重ね、抽出剤のアルキル基を
変えると希土類元素の分離係数が変化することに着目
し、アルキルホスホン酸エステル化合物および有機リン
酸エステル化合物のアルキル基を、一般式ＣＨ3（ＣＨ2
）n （ＣＨ3 ）ＣＨ（ｎは２≦ｎ≦８の整数）で示さ
れ、炭素数が５以上１１以下で１位にメチル基を１つ有
するアルキル基とすることにより、希土類元素、特には
ホルミウム／ジスプロシウム、ガドリニウム／ユーロピ
ウム、ネオジム／プラセオジムの分離係数が２以上と大
きい抽出剤を開発した。
解決するために鋭意検討を重ね、抽出剤のアルキル基を
変えると希土類元素の分離係数が変化することに着目
し、アルキルホスホン酸エステル化合物および有機リン
酸エステル化合物のアルキル基を、一般式ＣＨ3（ＣＨ2
）n （ＣＨ3 ）ＣＨ（ｎは２≦ｎ≦８の整数）で示さ
れ、炭素数が５以上１１以下で１位にメチル基を１つ有
するアルキル基とすることにより、希土類元素、特には
ホルミウム／ジスプロシウム、ガドリニウム／ユーロピ
ウム、ネオジム／プラセオジムの分離係数が２以上と大
きい抽出剤を開発した。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の抽出剤は、一般式（化６）で示されるアルキル
ホスホン酸エステル化合物の一種類以上または一般式
（化７）で示される有機リン酸エステル化合物の一種類
以上からなるもので、式中のＲ1 およびＲ2 は同一また
は異種で、一般式ＣＨ3 （ＣＨ2 ）n （ＣＨ3 ）ＣＨで
示され、ｎが２≦ｎ≦８の整数となるアルキル基より選
択される。アルキル基のｎが２未満であると低分子であ
るために水への溶解度が大きくなり抽出剤ロスが増え、
８を超えると抽出剤の製造コストが高くなり、工業化が
難しくなる。また、１位にメチル基を１つ有するアルキ
ル基とすることにより、立体異性により、希土類元素間
の分離係数が大きくなる。
本発明の抽出剤は、一般式（化６）で示されるアルキル
ホスホン酸エステル化合物の一種類以上または一般式
（化７）で示される有機リン酸エステル化合物の一種類
以上からなるもので、式中のＲ1 およびＲ2 は同一また
は異種で、一般式ＣＨ3 （ＣＨ2 ）n （ＣＨ3 ）ＣＨで
示され、ｎが２≦ｎ≦８の整数となるアルキル基より選
択される。アルキル基のｎが２未満であると低分子であ
るために水への溶解度が大きくなり抽出剤ロスが増え、
８を超えると抽出剤の製造コストが高くなり、工業化が
難しくなる。また、１位にメチル基を１つ有するアルキ
ル基とすることにより、立体異性により、希土類元素間
の分離係数が大きくなる。
【化６】
【化７】
【０００６】具体的には、アルキル基は、１−メチルブ
チル、１−メチルペンチル、１−メチルヘキシル、１−
メチルヘプチル、１−メチルオクチル、１−メチルノニ
ル、１−メチルデシルから選択される。
チル、１−メチルペンチル、１−メチルヘキシル、１−
メチルヘプチル、１−メチルオクチル、１−メチルノニ
ル、１−メチルデシルから選択される。
【０００７】本発明の抽出剤を用いる抽出方法によれ
ば、従来の溶媒抽出法に準じて、分離すべき希土類元素
を含む水溶液を、上記の抽出剤を含有する有機相と接触
させることにより、分離効率よく希土類元素を分離、抽
出できる。以下、一例として、図１に示す向流多段ミキ
サーセトラーによる溶媒抽出について説明する。図１に
おいて、Ａは抽出部、Ｂはスクラブ部、Ｃは逆抽出部
で、それぞれの段数は適宜設定される。１〜８は、ミキ
サーセトラーへの流入、または流出する流れを示し、配
管である。１より希土類元素溶液、２より抽出剤を含有
する有機相、３より水酸化ナトリウム水溶液等のアルカ
リ溶液、４、６より塩酸水溶液等の酸水溶液を導入し、
５より有機相に抽出されず残留した希土類元素を含む水
相、７より有機相に抽出された希土類元素を逆抽出した
水溶液を回収する。抽出部Ａにおいては、水相のｐＨを
希土類元素の種類に応じて調整し、希土類元素を有機相
と水相に分離する。スクラブ部Ｂにおいては、有機相中
に少量溶解している水相に残留すべき希土類元素だけを
選択的に抽出する酸水溶液を用いて、有機相を洗浄す
る。逆抽出部Ｃにおいては、有機相に抽出された希土類
元素を酸水溶液中に逆抽出する。また、８より希土類元
素を逆抽出した抽出剤を循環させ再利用することができ
る。
ば、従来の溶媒抽出法に準じて、分離すべき希土類元素
を含む水溶液を、上記の抽出剤を含有する有機相と接触
させることにより、分離効率よく希土類元素を分離、抽
出できる。以下、一例として、図１に示す向流多段ミキ
サーセトラーによる溶媒抽出について説明する。図１に
おいて、Ａは抽出部、Ｂはスクラブ部、Ｃは逆抽出部
で、それぞれの段数は適宜設定される。１〜８は、ミキ
サーセトラーへの流入、または流出する流れを示し、配
管である。１より希土類元素溶液、２より抽出剤を含有
する有機相、３より水酸化ナトリウム水溶液等のアルカ
リ溶液、４、６より塩酸水溶液等の酸水溶液を導入し、
５より有機相に抽出されず残留した希土類元素を含む水
相、７より有機相に抽出された希土類元素を逆抽出した
水溶液を回収する。抽出部Ａにおいては、水相のｐＨを
希土類元素の種類に応じて調整し、希土類元素を有機相
と水相に分離する。スクラブ部Ｂにおいては、有機相中
に少量溶解している水相に残留すべき希土類元素だけを
選択的に抽出する酸水溶液を用いて、有機相を洗浄す
る。逆抽出部Ｃにおいては、有機相に抽出された希土類
元素を酸水溶液中に逆抽出する。また、８より希土類元
素を逆抽出した抽出剤を循環させ再利用することができ
る。
【０００８】本発明では分離係数βR1/R2 を、平衡状態
での有機相（Ｏ相）と水相（Ａ相）中の希土類元素Ｒ
1 、Ｒ2 の濃度を、［Ｒ1 ］O 、［Ｒ1 ］A 、［Ｒ2 ］
O 、［Ｒ2 ］A として、以下のように定義する。 βR1/R2 ＝（［Ｒ1 ］O ／［Ｒ1 ］A ）／（［Ｒ2 ］O
／［Ｒ2 ］A ） また、多段の抽出器における分離係数βR1/R2 は、ｎを
抽出部Ａとスクラブ部Ｂの段数の合計とし、第ｎ段での
希土類元素Ｒ1 、Ｒ2 の濃度を［Ｒ1 ］n 、［Ｒ2 ］n
として、以下のように定義する。 βR1/R2 n-1＝（［Ｒ1 ］n ／［Ｒ2 ］n ）／（［Ｒ1 ］
1 ／［Ｒ2 ］1 ） 本発明によれば、希土類元素の分離係数は大きく改善さ
れ分離効率が向上する。特に、ホルミウム／ジスプロシ
ウムの分離係数は２．２、ガドリニウム／ユーロピウム
は２．９、ネオジム／プラセオジムは５．１、４．３、
７．４等と２以上となり、従来に比べ非常に大きな値と
なる。以上のように、本発明の抽出剤は分離係数が大き
いので、それを用いれば従来に比べ抽出段数が少なくて
良く、設備投資が抑えられる。なお、本発明での希土類
元素とは、イットリウムおよび原子番号５７〜７１のラ
ンタノイド類である。
での有機相（Ｏ相）と水相（Ａ相）中の希土類元素Ｒ
1 、Ｒ2 の濃度を、［Ｒ1 ］O 、［Ｒ1 ］A 、［Ｒ2 ］
O 、［Ｒ2 ］A として、以下のように定義する。 βR1/R2 ＝（［Ｒ1 ］O ／［Ｒ1 ］A ）／（［Ｒ2 ］O
／［Ｒ2 ］A ） また、多段の抽出器における分離係数βR1/R2 は、ｎを
抽出部Ａとスクラブ部Ｂの段数の合計とし、第ｎ段での
希土類元素Ｒ1 、Ｒ2 の濃度を［Ｒ1 ］n 、［Ｒ2 ］n
として、以下のように定義する。 βR1/R2 n-1＝（［Ｒ1 ］n ／［Ｒ2 ］n ）／（［Ｒ1 ］
1 ／［Ｒ2 ］1 ） 本発明によれば、希土類元素の分離係数は大きく改善さ
れ分離効率が向上する。特に、ホルミウム／ジスプロシ
ウムの分離係数は２．２、ガドリニウム／ユーロピウム
は２．９、ネオジム／プラセオジムは５．１、４．３、
７．４等と２以上となり、従来に比べ非常に大きな値と
なる。以上のように、本発明の抽出剤は分離係数が大き
いので、それを用いれば従来に比べ抽出段数が少なくて
良く、設備投資が抑えられる。なお、本発明での希土類
元素とは、イットリウムおよび原子番号５７〜７１のラ
ンタノイド類である。
【０００９】
【実施例】つぎに本発明の実施の形態を実施例および比
較例に基づいて説明する。 （実施例１）（化８）で示される1-methylheptyl-phosp
honic acid-mono-1'-methylheptylester(以下ＭＨＰＡ
−ＭＨＥと略す) ３０ｍｌとエクソール Ｄ４０（エク
ソン社製、ケロシン）７０ｍｌを混合し、ＭＨＰＡ−Ｍ
ＨＥが約１モル／リットルに希釈された有機相１００ｍ
ｌとした。また、ガドリニウム：ユーロピウム＝１：１
モル比で、ガドリニウム＋ユーロピウム＝０．１モル／
リットルとなる塩化ガドリニウムと塩化ユーロピウムの
混合溶液１００ｍｌを水相とした。上記有機相と水相を
分液漏斗に入れ、室温（２０℃）で約２０分間振盪し、
抽出させ、平衡に達した後、有機相と水相を分離した。
さらに、有機相１００ｍｌは５Ｎ−塩酸１００ｍｌと分
液漏斗に入れ、室温（２０℃）で２０分間振盪し、有機
相に抽出された希土類元素を塩酸水溶液中に逆抽出し
た。水相と逆抽出した塩酸水溶液中のガドリニウムとユ
ーロピウムの濃度をＩＣＰ発光分析装置（ＳＰＳ４００
０：セイコー電子工業（株）社製商品名）で測定したと
ころ、［Ｇｄ］O ＝０．０３ｍｏｌ／ｌ、［Ｇｄ］A ＝
０．０２ｍｏｌ／ｌ、［Ｅｕ］O ＝０．０１７ｍｏｌ／
ｌ、［Ｅｕ］A ＝０．０３３ｍｏｌ／ｌであった。この
結果から、ＭＨＰＡ−ＭＨＥのガドリニウム／ユーロピ
ウムの分離係数βは２．９であった。
較例に基づいて説明する。 （実施例１）（化８）で示される1-methylheptyl-phosp
honic acid-mono-1'-methylheptylester(以下ＭＨＰＡ
−ＭＨＥと略す) ３０ｍｌとエクソール Ｄ４０（エク
ソン社製、ケロシン）７０ｍｌを混合し、ＭＨＰＡ−Ｍ
ＨＥが約１モル／リットルに希釈された有機相１００ｍ
ｌとした。また、ガドリニウム：ユーロピウム＝１：１
モル比で、ガドリニウム＋ユーロピウム＝０．１モル／
リットルとなる塩化ガドリニウムと塩化ユーロピウムの
混合溶液１００ｍｌを水相とした。上記有機相と水相を
分液漏斗に入れ、室温（２０℃）で約２０分間振盪し、
抽出させ、平衡に達した後、有機相と水相を分離した。
さらに、有機相１００ｍｌは５Ｎ−塩酸１００ｍｌと分
液漏斗に入れ、室温（２０℃）で２０分間振盪し、有機
相に抽出された希土類元素を塩酸水溶液中に逆抽出し
た。水相と逆抽出した塩酸水溶液中のガドリニウムとユ
ーロピウムの濃度をＩＣＰ発光分析装置（ＳＰＳ４００
０：セイコー電子工業（株）社製商品名）で測定したと
ころ、［Ｇｄ］O ＝０．０３ｍｏｌ／ｌ、［Ｇｄ］A ＝
０．０２ｍｏｌ／ｌ、［Ｅｕ］O ＝０．０１７ｍｏｌ／
ｌ、［Ｅｕ］A ＝０．０３３ｍｏｌ／ｌであった。この
結果から、ＭＨＰＡ−ＭＨＥのガドリニウム／ユーロピ
ウムの分離係数βは２．９であった。
【化８】
【００１０】（実施例２）実施例１と同じＭＨＰＡ−Ｍ
ＨＥ溶液を有機相とし、ネオジム：プラセオジム＝１：
１モル比で、ネオジム＋プラセオジム＝０．１モル／リ
ットルとなる塩化ネオジムと塩化プラセオジムの混合溶
液１００ｍｌを水相とした。それ以外は実施例１と同様
にして、水相と逆抽出した塩酸水溶液中のネオジムとプ
ラセオジムの濃度を測定したところ、［Ｎｄ］O ＝０．
０４ｍｏｌ／ｌ、［Ｎｄ］A ＝０．０１ｍｏｌ／ｌ、
［Ｐｒ］O ＝０．０２２ｍｏｌ／ｌ、［Ｐｒ］A ＝０．
０２８ｍｏｌ／ｌであった。この結果から、ＭＨＰＥ−
ＭＨＥのネオジム／プラセオジムの分離係数βは５．１
であった。
ＨＥ溶液を有機相とし、ネオジム：プラセオジム＝１：
１モル比で、ネオジム＋プラセオジム＝０．１モル／リ
ットルとなる塩化ネオジムと塩化プラセオジムの混合溶
液１００ｍｌを水相とした。それ以外は実施例１と同様
にして、水相と逆抽出した塩酸水溶液中のネオジムとプ
ラセオジムの濃度を測定したところ、［Ｎｄ］O ＝０．
０４ｍｏｌ／ｌ、［Ｎｄ］A ＝０．０１ｍｏｌ／ｌ、
［Ｐｒ］O ＝０．０２２ｍｏｌ／ｌ、［Ｐｒ］A ＝０．
０２８ｍｏｌ／ｌであった。この結果から、ＭＨＰＥ−
ＭＨＥのネオジム／プラセオジムの分離係数βは５．１
であった。
【００１１】（実施例３）（化９）で示されるdi-1-met
hylpentyl-phosphoric acid(以下Ｄ１ＭＰＰＡと略す)
３０ｍｌとエクソール Ｄ４０（前出）７０ｍｌを混合
し、Ｄ１ＭＰＰＡが約１モル／リットルに希釈された有
機相１００ｍｌとした。また、ホルミウム：ジスプロシ
ウム＝１：１モル比で、ホルミウム＋ジスプロシウム＝
０．１モル／リットルとなる塩化ホルミウムと塩化ジス
プロシウムの混合溶液１００ｍｌを水相とした。それ以
外は実施例１と同様にして、水相と逆抽出した塩酸水溶
液中のホルミウムとジスプロシウムの濃度を測定したと
ころ、［Ｈｏ］O ＝０．０３ｍｏｌ／ｌ、［Ｈｏ］A ＝
０．０２ｍｏｌ／ｌ、［Ｄｙ］O ＝０．０２ｍｏｌ／
ｌ、［Ｄｙ］A ＝０．０３ｍｏｌ／ｌであった。この結
果から、Ｄ１ＭＰＰＡのホルミウム／ジスプロシウムの
分離係数βは２．２であった。
hylpentyl-phosphoric acid(以下Ｄ１ＭＰＰＡと略す)
３０ｍｌとエクソール Ｄ４０（前出）７０ｍｌを混合
し、Ｄ１ＭＰＰＡが約１モル／リットルに希釈された有
機相１００ｍｌとした。また、ホルミウム：ジスプロシ
ウム＝１：１モル比で、ホルミウム＋ジスプロシウム＝
０．１モル／リットルとなる塩化ホルミウムと塩化ジス
プロシウムの混合溶液１００ｍｌを水相とした。それ以
外は実施例１と同様にして、水相と逆抽出した塩酸水溶
液中のホルミウムとジスプロシウムの濃度を測定したと
ころ、［Ｈｏ］O ＝０．０３ｍｏｌ／ｌ、［Ｈｏ］A ＝
０．０２ｍｏｌ／ｌ、［Ｄｙ］O ＝０．０２ｍｏｌ／
ｌ、［Ｄｙ］A ＝０．０３ｍｏｌ／ｌであった。この結
果から、Ｄ１ＭＰＰＡのホルミウム／ジスプロシウムの
分離係数βは２．２であった。
【化９】
【００１２】（実施例４）実施例３と同じＤ１ＭＰＰＡ
溶液を有機相とし、ネオジム：プラセオジム＝１：１モ
ル比で、ネオジム＋プラセオジム＝０．１モル／リット
ルとなる塩化ネオジムと塩化プラセオジムの混合溶液１
００ｍｌを水相とした。それ以外は実施例１と同様にし
て、水相と逆抽出した塩酸水溶液中のネオジムとプラセ
オジムの濃度を測定したところ、［Ｎｄ］O ＝０．０４
ｍｏｌ／ｌ、［Ｎｄ］A ＝０．０１ｍｏｌ／ｌ、［Ｐ
ｒ］O ＝０．０２４ｍｏｌ／ｌ、［Ｐｒ］A ＝０．０２
６ｍｏｌ／ｌであった。この結果から、Ｄ１ＭＰＰＡの
ネオジム／プラセオジムの分離係数βは４．３であっ
た。
溶液を有機相とし、ネオジム：プラセオジム＝１：１モ
ル比で、ネオジム＋プラセオジム＝０．１モル／リット
ルとなる塩化ネオジムと塩化プラセオジムの混合溶液１
００ｍｌを水相とした。それ以外は実施例１と同様にし
て、水相と逆抽出した塩酸水溶液中のネオジムとプラセ
オジムの濃度を測定したところ、［Ｎｄ］O ＝０．０４
ｍｏｌ／ｌ、［Ｎｄ］A ＝０．０１ｍｏｌ／ｌ、［Ｐ
ｒ］O ＝０．０２４ｍｏｌ／ｌ、［Ｐｒ］A ＝０．０２
６ｍｏｌ／ｌであった。この結果から、Ｄ１ＭＰＰＡの
ネオジム／プラセオジムの分離係数βは４．３であっ
た。
【００１３】（実施例５）以下、図１の抽出装置を用い
た例を示す。実施例１と同じＭＨＰＡ−ＭＨＥ溶液を有
機相とし、ネオジム：プラセオジム＝１：１モル比で、
ネオジム＋プラセオジム＝０．１モル／リットルとなる
塩化ネオジムと塩化プラセオジムの混合溶液１００ｍｌ
を水相とした。図１において、Ａを４段、Ｂを４段、Ｃ
を４段とした向流多段ミキサーセトラーで、上記有機相
と水相を混合し室温（２０℃）で抽出させ、定常状態に
達した後、有機相中の希土類元素を塩酸水溶液中に逆抽
出し、水相と逆抽出した塩酸水溶液中のネオジムとプラ
セオジムの濃度をＩＣＰ発光分光分析装置（前出）で測
定した。逆抽出した塩酸水溶液中のネオジム濃度は０．
２ｍｏｌ／ｌ、プラセオジム濃度は０．０００２ｍｏｌ
／ｌで、水相中のプラセオジム濃度は０．０３８ｍｏｌ
／ｌ、ネオジム濃度は０．００００３ｍｏｌ／ｌであ
り、逆抽出した塩酸水溶液中のネオジム純度（Ｎｄ／
（Ｎｄ＋Ｐｒ））は９９．９モル％、水相中のプラセオ
ジム純度（Ｐｒ／（Ｎｄ＋Ｐｒ））は９９．９％であっ
た。この結果から、ＭＨＰＡ−ＭＨＥのネオジム／プラ
セオジムの分離係数βは７．４であった。なお、１より
塩化ネオジム＋塩化プラセオジムの混合溶液を流量１５
リットル／時間で、２より抽出剤のＭＨＰＡ−ＭＨＥが
約１モル／リットルに希釈された有機相を流量６リット
ル／時間で、３より４モル／リットルの水酸化ナトリウ
ム水溶液を流量０．５リットル／時間で、４より４モル
／リットルの塩酸水溶液を流量１リットル／時間で導入
し、５より水相を流量１６．５リットル／時間で回収
し、６より４モル／リットルの塩酸水溶液を流量３リッ
トル／時間で導入し、７より逆抽出したネオジムを含む
塩酸水溶液を流量３リットル／時間で回収した。また、
抽出剤は８より循環させ再利用した。
た例を示す。実施例１と同じＭＨＰＡ−ＭＨＥ溶液を有
機相とし、ネオジム：プラセオジム＝１：１モル比で、
ネオジム＋プラセオジム＝０．１モル／リットルとなる
塩化ネオジムと塩化プラセオジムの混合溶液１００ｍｌ
を水相とした。図１において、Ａを４段、Ｂを４段、Ｃ
を４段とした向流多段ミキサーセトラーで、上記有機相
と水相を混合し室温（２０℃）で抽出させ、定常状態に
達した後、有機相中の希土類元素を塩酸水溶液中に逆抽
出し、水相と逆抽出した塩酸水溶液中のネオジムとプラ
セオジムの濃度をＩＣＰ発光分光分析装置（前出）で測
定した。逆抽出した塩酸水溶液中のネオジム濃度は０．
２ｍｏｌ／ｌ、プラセオジム濃度は０．０００２ｍｏｌ
／ｌで、水相中のプラセオジム濃度は０．０３８ｍｏｌ
／ｌ、ネオジム濃度は０．００００３ｍｏｌ／ｌであ
り、逆抽出した塩酸水溶液中のネオジム純度（Ｎｄ／
（Ｎｄ＋Ｐｒ））は９９．９モル％、水相中のプラセオ
ジム純度（Ｐｒ／（Ｎｄ＋Ｐｒ））は９９．９％であっ
た。この結果から、ＭＨＰＡ−ＭＨＥのネオジム／プラ
セオジムの分離係数βは７．４であった。なお、１より
塩化ネオジム＋塩化プラセオジムの混合溶液を流量１５
リットル／時間で、２より抽出剤のＭＨＰＡ−ＭＨＥが
約１モル／リットルに希釈された有機相を流量６リット
ル／時間で、３より４モル／リットルの水酸化ナトリウ
ム水溶液を流量０．５リットル／時間で、４より４モル
／リットルの塩酸水溶液を流量１リットル／時間で導入
し、５より水相を流量１６．５リットル／時間で回収
し、６より４モル／リットルの塩酸水溶液を流量３リッ
トル／時間で導入し、７より逆抽出したネオジムを含む
塩酸水溶液を流量３リットル／時間で回収した。また、
抽出剤は８より循環させ再利用した。
【００１４】（比較例）ＥＨＰＡ−ＥＨＥ３０体積％と
エクソールＤ４０（前出）７０体積％混合し、ＥＨＰＡ
−ＥＨＥが約１モル／リットルに希釈された有機相とし
た。また、ネオジム：プラセオジム＝１：１モル比で、
ネオジム＋プラセオジム＝０．１モル／リットルとなる
塩化ネオジムと塩化プラセオジムの混合溶液を水相とし
た。また、図１において、Ａを２１段、Ｂを２１段、Ｃ
を８段とした向流多段ミキサーセトラーを用いた。それ
以外は実施例５と同様にして、水相と逆抽出した塩酸水
溶液中のネオジムとプラセオジムの濃度を測定したとこ
ろ、逆抽出した塩酸水溶液中のネオジムの濃度が０．２
ｍｏｌ／ｌ、プラセオジムの濃度が０．０００２ｍｏｌ
／ｌで、水相中のプラセオジムの濃度が０．０３８ｍｏ
ｌ／ｌ、ネオジムの濃度が０．００００３ｍｏｌ／ｌで
あり、逆抽出した塩酸水溶液中のネオジム純度（Ｎｄ／
（Ｎｄ＋Ｐｒ））は９９．９％、水相中のプラセオジム
純度（Ｐｒ／（Ｎｄ＋Ｐｒ））は９９．９％であった。
この結果から、ＥＨＰＡ−ＥＨＥのネオジム／プラセオ
ジムの分離係数βは１．４であった。なお、抽出剤のＥ
ＨＰＡ−ＥＨＥ溶液は実施例５と同様に流量６リットル
／時間で導入した。以上のように、本発明の分離係数の
大きい抽出剤を用いると、同じ純度で同じ量を処理する
のに抽出器段数が小さくてすみ、初期投資が抑えられ
る。
エクソールＤ４０（前出）７０体積％混合し、ＥＨＰＡ
−ＥＨＥが約１モル／リットルに希釈された有機相とし
た。また、ネオジム：プラセオジム＝１：１モル比で、
ネオジム＋プラセオジム＝０．１モル／リットルとなる
塩化ネオジムと塩化プラセオジムの混合溶液を水相とし
た。また、図１において、Ａを２１段、Ｂを２１段、Ｃ
を８段とした向流多段ミキサーセトラーを用いた。それ
以外は実施例５と同様にして、水相と逆抽出した塩酸水
溶液中のネオジムとプラセオジムの濃度を測定したとこ
ろ、逆抽出した塩酸水溶液中のネオジムの濃度が０．２
ｍｏｌ／ｌ、プラセオジムの濃度が０．０００２ｍｏｌ
／ｌで、水相中のプラセオジムの濃度が０．０３８ｍｏ
ｌ／ｌ、ネオジムの濃度が０．００００３ｍｏｌ／ｌで
あり、逆抽出した塩酸水溶液中のネオジム純度（Ｎｄ／
（Ｎｄ＋Ｐｒ））は９９．９％、水相中のプラセオジム
純度（Ｐｒ／（Ｎｄ＋Ｐｒ））は９９．９％であった。
この結果から、ＥＨＰＡ−ＥＨＥのネオジム／プラセオ
ジムの分離係数βは１．４であった。なお、抽出剤のＥ
ＨＰＡ−ＥＨＥ溶液は実施例５と同様に流量６リットル
／時間で導入した。以上のように、本発明の分離係数の
大きい抽出剤を用いると、同じ純度で同じ量を処理する
のに抽出器段数が小さくてすみ、初期投資が抑えられ
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明の抽出剤は分離係数が大きく分離
効率よく希土類元素を分離、抽出できるので、初期投資
が抑えられ、工業的利用価値は高い。
効率よく希土類元素を分離、抽出できるので、初期投資
が抑えられ、工業的利用価値は高い。
【図１】向流多段ミキサーセトラーの図である。
１…希土類元素溶液を導入する配管 ２…抽出剤を含有する有機相を導入する配管 ３…アルカリ溶液を導入する配管 ４…酸水溶液を導入する配管 ５…有機相に抽出されず残留した希土類元素を含む水相
を回収する配管 ６…酸水溶液を導入する配管 ７…有機相に抽出された希土類元素を逆抽出した水溶液
を回収する配管 ８…抽出剤を循環させる配管
を回収する配管 ６…酸水溶液を導入する配管 ７…有機相に抽出された希土類元素を逆抽出した水溶液
を回収する配管 ８…抽出剤を循環させる配管
Claims (3)
- 【請求項１】 一般式（化１）で示されるアルキルホス
ホン酸エステル化合物（式中Ｒ1 およびＲ2 は同一また
は異種の一般式ＣＨ3 （ＣＨ2 ）n （ＣＨ3）ＣＨで示
されるアルキル基で、ｎは２≦ｎ≦８の整数）の１種類
以上からなる希土類元素の抽出剤。 【化１】 - 【請求項２】 一般式（化２）で示される有機リン酸エ
ステル化合物（式中Ｒ1 およびＲ2 は同一または異種の
一般式ＣＨ3 （ＣＨ2 ）n （ＣＨ3 ）ＣＨで示されるア
ルキル基で、ｎは２≦ｎ≦８の整数）の１種類以上から
なる希土類元素の抽出剤。 【化２】 - 【請求項３】 分離すべき希土類元素を含む水溶液を、
請求項１または２に記載の抽出剤を含有する有機相と接
触させることを特徴とする希土類元素の抽出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9263704A JPH11100623A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 希土類元素の抽出剤および抽出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9263704A JPH11100623A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 希土類元素の抽出剤および抽出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11100623A true JPH11100623A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17393173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9263704A Pending JPH11100623A (ja) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | 希土類元素の抽出剤および抽出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11100623A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002536550A (ja) * | 2000-02-02 | 2002-10-29 | ベイオトウ・アイアン・アンド・スティール・（グループ）・カンパニイ・リミテッド | 選択的抽出による混合希土類金属酸化物の直接製造処理経路 |
| CN114574697A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-03 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 一种磷酸酯类离子液体萃取分离稀土钕的方法 |
-
1997
- 1997-09-29 JP JP9263704A patent/JPH11100623A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002536550A (ja) * | 2000-02-02 | 2002-10-29 | ベイオトウ・アイアン・アンド・スティール・（グループ）・カンパニイ・リミテッド | 選択的抽出による混合希土類金属酸化物の直接製造処理経路 |
| CN114574697A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-03 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 一种磷酸酯类离子液体萃取分离稀土钕的方法 |
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