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Development of innovative flexible pincer type multi-collector for precious metals recycling and mineral processing

Research Project

Project/Area Number 19H04309
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 64030:Environmental materials and recycle technology-related
Research InstitutionAkita University

Principal Investigator

Shibayama Atsushi  秋田大学, 国際資源学研究科, 教授 (30323132)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 学  秋田大学, 理工学研究科, 講師 (90588477)
芳賀 一寿  秋田大学, 国際資源学研究科, 准教授 (10588461)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Keywordsマルチコレクター / 溶媒抽出 / 抽出剤 / 浮選 / 捕収剤 / 貴金属 / 硫化鉱物 / リサイクル / 鉱物処理
Outline of Research at the Start

貴金属リサイクルで多用される溶媒抽出について、貴金属イオンへの優れた選択性と抽出能力を有する抽出剤「可変式カニばさみ型マルチコレクター」を合成する。貴金属への高選択性や高抽出能力を付与するためには、基本構造となるベンゼン(ベンゼンジチオール)を対象に、硫黄(S)を介して官能基を2つ導入した特異的な構造物を合成する必要があり、貴金属イオン種への選択性や抽出能力を明らかにするとともに、抽出機構や配位する際の化学構造の解明を試みる。これらの結果をもとに貴金属リサイクルの可能性を検討しつつ、マルチコレクターの応用として、鉱物処理の浮選(浮遊選鉱法)で使用される捕収剤としての効果、可能性を調査する。

Outline of Final Research Achievements

This research was investigated to develop the new multi-collectors which have both performance of extractants for solvent extraction and collectors for froth flotation. Bis-(2-octylthio)-benzene and (octylthio)aniline were synthesized as extractants and collectors. In the case of bis-(2-octylthio)-benzene type extractants, it is confirmed that they have high extractabilities of palladium and gold from hydrochloric acid solution such as extraction efficiency more than 90%. On the other hand, (octylthio)aniline type collectors have high floatability for the copper or gold bearing sulfide minerals such as recovery of Cu and Au is more than 80% and 50- 60%, respectively. This investigation has been revealed the possibility of having the ability of extractants and collectors as a multi-collector.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、ベンゼン環に取り付ける官能基や官能基の構造、取り付け位置を変えることで、溶媒抽出用「抽出剤」と浮選用「捕収剤」の機能をもつマルチコレクターの開発を行った。今回合成したビス(オクチルチオエーテル)ベンゼン体と、(オクチルチオエーテル)アニリン体は、希釈剤を変えることで金およびパラジウムに対し良好な抽出特性を発揮するほか、アニリン体は銅鉱石あるいは金の硫化鉱石に対し、優れた捕収能力を有することがわかった。いずれも使用条件によって既存薬剤を上回る能力があり、貴金属抽出剤としての利用や低品位化した鉱石への浮選利用など、新たな分離薬剤として進展していくことが期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2019

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 鉱物処理の研究から展開した過熱水蒸気による基板リサイクルと溶媒抽出用「抽出剤」に関する研究2021

    • Author(s)
      柴山敦、山田学、川村茂、芳賀一寿
    • Journal Title

      金属

      Volume: 91 Pages: 863-866

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Environmentally friendly Pd(II) recovery from spent automotive catalysts using resins impregnated with a pincer-type extractant2021

    • Author(s)
      Yamada M.; Kimura S.; Rajiv Gandhi M.; Shibayama A.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 365-365

    • DOI

      10.1038/s41598-020-79614-2

    • NAID

      120007170404

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 溶媒抽出用抽出剤の観点から捕収剤に利用するためのマルチコレクターの開発と浮選効果2021

    • Author(s)
      柴山敦、山田学、芳賀一寿
    • Organizer
      資源・素材2021(札幌)、粉体精製工学部門委員会企画セッション「鉱物資源を有効利用するための最近の研究動向と事例紹介」
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Pincer型抽出剤等の開発と浮選用捕収剤に向けたマルチコレクターへの研究挑戦2021

    • Author(s)
      柴山敦、山田学、芳賀一寿
    • Organizer
      化学工学会 第52回秋季大会、SY-59. [SP] [分離プロセス部会シンポジウム]
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 過熱水蒸気による基板リサイクルと溶媒抽出用「抽出剤」に関する研究2021

    • Author(s)
      柴山 敦、山田 学、川村 茂、芳賀一寿
    • Organizer
      令和3年度金属資源プロセス研究センターシンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Metal Recovery and Recycling Towards Sustainable Mineral and Resource Development (Keynote Speaker)2021

    • Author(s)
      Atsushi Shibayama
    • Organizer
      5th International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resources
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 硫化鉱物浮選への利用を目的とした新規捕収剤の開発と浮選特性(英語での発表)2021

    • Author(s)
      趙 佳、芳賀 一寿、山田 学、柴山 敦
    • Organizer
      資源・素材学会2022年度春季大会、粉体精製工学部門委員会企画「学生賞セッション」
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ピンサー配位子の構造的特徴を利用したパラジウム抽出剤の開発2019

    • Author(s)
      山田学
    • Organizer
      資源・素材学会東北支部 若手の会(秋田)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of Pincer-Type Extractant for Separation of Palladium from Leach Liquors of Automotive Catalysts2019

    • Author(s)
      Manabu Yamada, Muniyappan Rajiv Gandhi, Kunda Uma Maheswara Rao, Haga Kazutoshi, Atsushi Shibayama
    • Organizer
      World Summit on Advances in Science, Engineering and Technology (Indiana Summit 2019), Indiana University - Purdue University Indianapolis
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 捕収剤、浮遊選鉱方法および化合物2022

    • Inventor(s)
      柴山敦、山田学、芳賀一寿、趙佳、浅野歩実
    • Industrial Property Rights Holder
      秋田大学・住友化学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-027875
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 化合物、金属捕収剤および金属抽出剤2021

    • Inventor(s)
      柴山敦、山田学、芳賀一寿、趙佳
    • Industrial Property Rights Holder
      住友化学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-149785
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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