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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Hybrid Process for Simultaneous Recovery of Lithium and Boron from Geothermal Water

Research Project

Project/Area Number 16H04555
Research InstitutionThe University of Kitakyushu

Principal Investigator

吉塚 和治  北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (70191567)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西浜 章平  北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (00347668)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords吸着 / 電気透析 / 地熱水 / リチウム / ホウ素 / ハイブリッドシステム
Outline of Annual Research Achievements

平成29年度は、以下の2項の試験研究を行った。
1. 連結カラムを用いた地熱水からのリチウムとホウ素の分離回収試験
リチウム吸着剤とホウ素吸着剤を充填した吸着分離カラムを連結した2元素同時分離回収プロセスを用いて、地熱水からのリチウムとホウ素を選択的に吸着させ、他の共存元素を排除するシステムについて研究した。実験に使用する地熱水は、岩手県葛根田地熱発電所の地熱水を用いた。具体的には、地熱水よりリチウム吸着カラムとホウ素吸着カラムにリチウムおよびホウ素を選択的に吸着させ、その後、カラムを水洗浄したあと、薄い酸を用いて溶離して濃縮したリチウムとホウ素を含む脱着液を得た。このプロセスでの供給液速度、吸着後のカラム洗浄(スクラビング)、溶離についての最適操作条件の探索とその性能評価を行った。
2. バイポーラ電気透析法を用いたリチウムとホウ素の分離回収の基礎試験
リチウムとホウ素を含む塩酸酸性溶離液を、陽極室と陰極室とバイポーラ電気透析装置にて電解すると、陰極室から水酸化リチウムの濃厚水溶液を、陽極室からホウ酸の濃厚水溶液を、直接得ることができる。ここでは、まずその基礎研究として、ホウ酸リチウムを溶解した水溶液を用いてバイポーラ電気透析装置による電解を行い、水酸化リチウムとホウ酸の生産効率とpHやリチウム濃度、ホウ素濃度、電圧、電流との関係を明らかにした。このとき、試料液と陰極液および陽極液の液量比{試料液/陰極液(=陽極液)}の液量比を変化させ、水酸化リチウムおよびホウ酸の濃縮効果を明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初平成29年度に予定していた研究実施計画の2項目すべてを実施しており、おおむね順調に実験結果を積み上げることができた。地熱水は、東北自然エネルギー株式会社の協力を得られ、岩手県の葛根田地熱発電所の地熱水を供給していただき、実験を遂行しているが、この地熱水サンプルの供給によって、次年度の実験で使用する地熱水の確保を行うことができた。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度は、29年度に引き続き「地熱水からのリチウムとホウ素の同時分離回収のためのハイブリッドプロセス」に関する研究として、岩手県葛根田地熱発電所の地熱水を用いて、
1. 連結カラムを用いた地熱水からのリチウムとホウ素の分離回収試験
リチウム吸着剤とホウ素吸着剤を充填した吸着分離カラムを連結した2元素同時分離回収プロセスを用いて、地熱水からのリチウムとホウ素を選択的に吸着させ、他の共存元素を排除するシステムを開発する。このプロセスでの供給液速度、吸着後のカラム洗浄(スクラビング)、溶離についての最適操作条件の探索とその性能評価を行う。
2. 実地熱水から得られた溶離液からのバイポーラ電気透析法によるリチウムとホウ素の分離回収試験
1 の試験で得られるリチウムとホウ素が濃縮された溶離液を用いて、バイポーラ電気透析法を用いたリチウムとホウ素の分離回収試験を行い、水酸化リチウムとホウ酸の生産効率とpHやリチウム濃度、ホウ素濃度、電圧、電流との関係を明らかにする。

  • Research Products

    (15 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] エーゲ大学(トルコ)

    • Country Name
      TURKEY
    • Counterpart Institution
      エーゲ大学
  • [Journal Article] Application of Bipolar Membrane Electrodialysis (BMED) for Simultaneous Separation and Recovery of Boron and Lithium from Aqueous Solutions2017

    • Author(s)
      Bunani, S., Yoshizuka, K., Nishihama, S., Arda, M., Kabay, N.
    • Journal Title

      Desalination

      Volume: 424 Pages: 34-44

    • DOI

      10.1016/j.desal.2017.09.029

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Equilibrium and Kinetic Studies on Lithium Adsorption from Geothermal Water by λ-MnO22017

    • Author(s)
      Recepoglu, Y. K., Kabay, N., Yilmaz-Ipek, I., Arda, M., Yoshizuka, K., Nishihama, S., Yuksel, M.
    • Journal Title

      Solvent Extr. Ion Exch.

      Volume: 35 Pages: 221-231

    • DOI

      10.1080/07366299.2017.1319235

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Deboronation of Geothermal Water Using N-methyl-D-glucamine Based Chelating Resins and a Novel Fiber Adsorbent: Batch and Column Studies2017

    • Author(s)
      Recepoglu, Y. K., Kabay, N., Yilmaz-Ipek, I., Arda, M., Yoshizuka, K., Nishihama, S., Yuksel, M.
    • Journal Title

      J. Chem. Technol. Biotechnol.

      Volume: 92 Pages: 1540-1547

    • DOI

      10.1002/jctb.5234

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of Process Conditions on Recovery of Lithium and Boron from Water Using Bipolar Membrane Electrodialysis (BMED)2017

    • Author(s)
      Bunani, S., Arda, M., Kabay, N., Yoshizuka, K., Nishihama, S.
    • Journal Title

      Desalination

      Volume: 416 Pages: 10-15

    • DOI

      10.1016/j.desal.2017.04.017

  • [Presentation] イオン交換法を駆使した様々な資源からのリチウム回収に関する研究2017

    • Author(s)
      吉塚和治
    • Organizer
      第33回日本イオン交換研究発表会
    • Invited
  • [Presentation] Separation of Lithium from Salt Lake Brine by Solvent Extraction with Mixture of Tributyl Phosphate and Ionic Liquid2017

    • Author(s)
      関本拓真,西浜章平,吉塚和治
    • Organizer
      The 21st International Solvent Extraction Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Removal of Boron from Geothermal Water with Ion Exchange Technique2017

    • Author(s)
      塩田也人,西浜章平,吉塚和治,Muserref Arda,Nalan Kabay
    • Organizer
      The 21st International Solvent Extraction Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Separation of Boron from Water Environment with Glucamine-Based Chelate Adsorbents2017

    • Author(s)
      西浜章平,塩田也人,住吉勇樹,吉塚和治
    • Organizer
      2017 Korea/Japan/Taiwan Chemical Engineering Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adsorptive Removal of Boron from Geothermal Water Using Glucamine-Based Chelate Adsorbent2017

    • Author(s)
      塩田也人,西浜章平,吉塚和治,Muserref Arda,Nalan Kabay
    • Organizer
      2017 Korea/Japan/Taiwan Chemical Engineering Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adsorptive Recovery of Lithium from Geothermal Water2017

    • Author(s)
      臼井ありさ,西浜章平,吉塚和治
    • Organizer
      The 30th International Symposium on Chemical Engineering (ISChE 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Book] GeothermalWater Management2018

    • Author(s)
      Nalan Kabay, Idil Y. Ipek, Pelin K. Yilmaz, Saba Samatya, Marek Bryjak, Kazuharu Yoshizuka, S. Ali Tuncel, Umran Yuksel, Mithat Yuksel
    • Total Pages
      462
    • Publisher
      CRC Press
    • ISBN
      978-1-315-73497-2
  • [Remarks] 北九州市立大学国際環境工学部分離工学研究室

    • URL

      http://chemeng.env.kitakyu-u.ac.jp/jp/index_j.html

  • [Remarks] 北九州市立大学国際環境工学部エネルギー循環化学科 吉塚和治

    • URL

      https://www-st.kitakyu-u.ac.jp/env/subject/d-energy/Kazuharu_Yoshizuka/index.html

  • [Remarks] 北九州学術研究都市研究者情報 吉塚和治

    • URL

      http://fais.ksrp.or.jp/05kenkyusha/srchresult.asp?ID=k-yoshizuka01

URL: 

Published: 2018-12-17  

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