2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Integrated System for Selective Recovery and Purification of Lithium from Geothermal Water
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19H00842
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
吉塚 和治 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (70191567)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 達也 宮崎大学, 工学部, 教授 (00343335)
西浜 章平 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (00347668)
武井 孝行 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (90468059)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | リチウム / 分離回収 / 高純度精製 / 統合型システム / 地熱水 / 吸着分離 / 電気透析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 吸着分離法を用いた地熱水からのリチウムの分離回収の実証試験
リチウム吸着剤を充填した吸着分離カラムを設置した分離回収装置を用いて、実地熱水よりリチウム吸着カラムにリチウムを選択的に吸着し、その後カラムの水洗浄、塩酸を用いて脱着して濃縮したリチウム脱着液を得る実証試験を行い、供給液速度、吸着後のカラム洗浄（スクラビング）、脱着についての最適操作条件の探索とその性能評価を行っている。リチウム吸着剤としては、λ型二酸化マンガン系吸着剤を用い、地熱水中のナトリウムやカルシウム、シリカ、ヒ素などの共存イオンに対する吸着剤のリチウムの吸着特性や選択性について検討している。実験に使用する地熱水は、新潟県胎内市のJX石油開発の中条油業所にて天然ガスとともに汲み上げられている地熱水を用い、現地にて試験装置を設置して実証試験を行った。
(2) バイポーラ電気透析法を用いたリチウムの分離精製試験
バイポーラ電気透析装置にてリチウムを電解し、陰極室から水酸化リチウムの濃厚水溶液を、陽極室から塩酸の濃厚水溶液を直接得るための基礎研究として、塩化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、水酸化リチウムと塩酸の生産効率とpHやリチウム濃度、塩酸濃度、電圧、電流との関係を明らかにした。試料液／陰極液（＝陽極液）の液量比を10～20倍に変化させ、水酸化リチウムおよび塩酸の濃縮効果を検討した。加えて、(1)のリチウム溶離液を蒸発法による濃縮法も並行して行い、濃縮効率やエネルギー効率等の観点から比較検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初令和3年度に予定していた研究実施計画の項目の全てを実施しており、おおむね順調に実験結果を積み上げることができた。また、JX石油開発のご協力を得て、地熱水である天然ガスかん水からのリチウム回収の現地試験を実施することができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度は、令和3年度に引き続き「地熱水からのリチウムの分離回収ならびに高純度精製のための統合型システムの開発」に関する研究として、
(1) 地熱水からのリチウムの分離回収の実証試験・・・リチウム吸着剤を充填した吸着分離カラムを設置した分離回収装置を用いて、供給液速度、吸着後のカラム洗浄（スクラビング）、脱着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) バイポーラ電気透析法および電気透析法を用いたリチウムの分離濃縮試験・・・(1)の処理によって得られたリチウム脱着液をバイポーラ電気透析法および電気透析法により塩化リチウムの濃縮を行い、その濃縮効率やエネルギー効率について比較検討を行う。
(3) リチウム濃縮液の炭酸化とリキシビエーションによる炭酸リチウムの高純度精製試験・・・(2)の処理によって得られたリチウム濃縮液を炭酸ナトリウム添加による炭酸化により炭酸リチウムを生成する。加えて、生成した炭酸リチウムをリキシビエーションによる高純度精製を行い、精製効率や収率等について検討を行う。
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Research Products
(8 results)
