2018 Fiscal Year Research-status Report

過酸化水素・オゾンの発生・分解システムの低環境負荷的分離分析への展開

Research Project

Project/Area Number	16K05818
Research Institution	Ehime University
Principal Investigator	薮谷智規愛媛大学, 紙産業イノベーションセンター, 教授 (80335786)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山田洋平阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 助教 (70706936)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords	レアメタル / ペルオキソ錯体 / 過酸化水素 / モリブデン / タングステン / バナジウム / 固相抽出
Outline of Annual Research Achievements	本年度は、複数の金属を含むランタン共沈からの過酸化水素水溶離時の溶出金属の選択性について調査した。共沈担体としての硝酸ランタンを含む溶液に、金属標準液、金属塩試薬から調製したAl, Ca, Cu, Fe, K, Mn, Mo, Mg, P,V, W, Znを適宜希釈して添加し、アンモニアを添加して水酸化ランタンの沈殿を形成させた。沈殿をろ過後、沈殿を回収したろ紙上にH2O2ーNaOH水溶液を添加し、溶離液中の金属濃度をICP-AESにより定量した。その結果、溶離液中にMo, V, W, Al以外はほとんど検出されなかった。溶離されたMo, V, Wについてはペルオキソ錯体の形成が寄与しているものと思われる。Alについては水酸化物がアンモニア存在下で難溶性であることと、両性金属であることから、共沈殿相へ移行した後、溶離液の塩基性条件下で液相へ溶出したものと考えられる。Znも同様に両性金属であるが今回の条件下では溶離液中でほとんど検出されなかった。これは、Znが共沈していないこと（Znーアンミン錯体として溶液相で安定）に起因しているものと思われる。さらに、VとMo, Wを分離できる条件を見出しつつある。Vについては、H2O2ーNaOH系において、NaOH低濃度条件ではほとんど溶出せず、一方Mo, Wについては低濃度でも溶出した。このことは、ランタン固相に対する親和性に相関することが考えられるが、その機構については現在調査中である。このことは、複数の金属を含む溶液からのVの単離につながる知見である。V, Mo, Wの溶出率については、最大で５０％前後にとどまっており、沈殿と溶離液の接触時間を増加させる条件の探索、溶離液量の最適化を行う必要があるものと思われる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の計画通り、ランタン共沈からの金属溶出挙動、特に金属選択性に関する調査結果として、過酸化水素が共沈固相からのMo,V,Wの選択的溶出に寄与していることを明らかに出来た。さらに、溶離液組成の調整（H2O2ーNaOH濃度）により、VをMo, Wから分離（単離）できる条件について見出すことができた。さらに、ペルオキシ化合物（過炭酸）の金属リサイクルへの適用についても国際誌への掲載があった。
Strategy for Future Research Activity	過酸化水素がランタン固相からのMo, V, Wの選択的溶出に寄与することが明らかとなったが、V, Mo, Wの溶出率については、最大で５０％前後にとどまっている。本研究を金属リサイクルや分離分析用の技術として実用化するためには、溶出率の最適化を行う必要がある。これまでに、溶離液と沈殿の接触時間が短いことが課題として挙げられており、溶離時間、あるいは溶離液量の最適化を行う必要があるものと思われる。
Causes of Carryover	水酸化ランタンからの金属溶出について、論文誌へ投稿を念頭に、溶出金属の選択性の発現と水酸化ランタンの構造との相関について解析することと、溶出金属条件の一段の最適化を実施する必要が生じたために、事業期間の延長を行った。本年度は、上記の解析と条件の最適化を実施するととともに、最終年度となることから成果の積極的な公表を行う。