ヒドロキサム酸糸キレ-ト化剤によるランタノイド(III)の分離

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650533
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 渡辺 寛人 北海道大学, 工学部, 教授 (80002856)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上舘 民夫 北海道大学, 工学部, 助教授 (70185990)
• Keywords: ランタノイド(III) / 溶媒抽出 / 分配平衝 / 分離係数 / アルキル置換ーNーフェニルヒドロキシルアミン

Research Abstract

NーアルキルカルボニルーNーフェニルヒドロキシルアミン(RーPHA)を用いて,酒石酸水溶液から11種のランタノイド(III)を抽出し,分配平衝を検討した。実験では,金属イオン(M)を含む水相30cm^3(イオン強度0.1)とRーPHAを含む5cm^3の四塩化炭素とを25℃で振りまぜた。
1.抽出されたランタノイド化学種はML_3(HL)_2(L=RーPHA)である。
2.抽出定数の対数値(logKex)は原子番号順に大きくなった。
3.直鎖置換基をもつNーオクタノイルーNーフェニルヒドロキシルアミン(C8PHA)と分岐したアルキル置換基をもつNー(2ープロピルペンタノイル)ーNーフェニルヒドロキシルアミン(PPーPHA),Nー(2ーヘキシルデカノイル)ーNーフェニルヒドロキシルアミン(HDーPHA)とをくらべると,後者のlog Kexは前者の1/100〜1/1000であった。
4.しかし,軽いランタイドの組にEu/Pr,重いランタノイドの組にYb/Euを選び,それぞれについてlog Kexの比,即ち分離係数(log SF)を求めたところ,HDーPHAについてlog SF(Yb/Eu)は2.64,C8PHAでは1.71となり,HDーPHAが重いランタノイドに高選択的であった。前者の値は,現在ランタノイドの工業抽出剤である,ジ-(2ーエチルヘキシル)リン酸(DEHPA)の値に匹敵する。
5.次に,重いランタノイドに富むゼノタイム鉱石を想定し,Ybと鉱石中に随伴するイットリウム(III)との分離を検討した。PPーPHAとHDーPHAとのlog SF(Yb/Y)はDEHPAのそれより,数十倍大きく,分岐したアルキル置換基がキレ-ト官能基のα位の炭素に結合しているRーPHAは重いランタノイド(III)に高選択的である事が明らかになった。
6.以上の結果,重いランタノイドの相互分離等にHDーPHAが工業抽出剤として有望であると判断した。

Research Products

• [Publications] 原口 謙策・山崎 要助・齋藤 徹・上舘 民夫・渡辺 寛人: "Solvent extraction of lanthanoids(III) with NーalkylcarbonylーsubstitutedーNーphenylhydroxylamines" Analytical Sciences. 6. 877-882 (1990)
• [Publications] 齋藤 徹・山崎 要助・原口 謙策・上舘 民夫・渡辺 寛人: "Distribution equilibria of nickel(II) and cobalt(II) chelates with NーalkylcarbonyーsubstitutedーNーphenylhydroxylamines" Analytical Sciences.