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湿式精錬による希土類高純度化とイオン液体電析の連携による新規希土類回収技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02848
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境材料・リサイクル
研究機関横浜国立大学

研究代表者

松宮 正彦  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (00370057)

研究分担者 綱島 克彦  和歌山工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (90550070)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード有価物回収 / イオン液体 / 湿式精錬 / 電解析出
研究成果の概要

本研究において、基礎研究ではRaman分光法により溶媒和構造を解析し、希土類アミド錯体は[Nd(TFSA)5]2-であることが判明した。また、核生成挙動が過電圧により変化すること及びEQCM解析からNd(III)/Nd(0)の還元過程を明らかにした。応用研究では、酸化磁粉3.4kgを使用し、前処理~湿式精錬~電解析出工程を実施した結果、鉄分離率>99.9%であり、種結晶法の導入により固液分離性の高い湿式精錬工程を確立できた。最終的に回収した希土類アミド塩は4.07kg(純度>96.0%)であり、高純度化技術にも貢献できた。電解析出工程では定電位電解により、Nd電析物:2.505gを回収できた。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation into coordination states of diglycolamide and dioxaoctanediamide complexes with lanthanide elements using spectroscopic methods2017

    • 著者名/発表者名
      Sena Murakami, Masahiko Matsumiya, Yuji Sasaki, Shinichi Suzuki, Shugo Hisamatsu, Koichiro Takao
    • 雑誌名

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      巻: 35 号: 4 ページ: 233-250

    • DOI

      10.1080/07366299.2017.1336049

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic and electrochemical analyses for neodymium complexes in potassium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide melts2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Matsumiya, Hisashi Ota, Keita Kuribara, Katsuhiko Tsunashima
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 164 号: 8 ページ: H5230-H5235

    • DOI

      10.1149/2.0361708jes

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of electrodeposition behavior for Nd(III) in [P2225][TFSA] ionic liquid by EQCM methods with elevated temperature2016

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Ota, Masahiko Matsumiya, Naoko Sasaya, Keiichi Nishihata, Katsuhiko Tsunashima
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 222 ページ: 20-26

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2016.11.038

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Physicochemical and electrochemical properties of room-temperature ionic liquids based on quaternary phosphonium cations and tetracyanoborate anion2016

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Nishihata, Katsuhiko Tsunashima, Masahiko Matsumiya
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 72 号: 33 ページ: 9-15

    • DOI

      10.1149/07233.0009ecst

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Purification of rare earth bis(trifluoromethyl-sulfonyl)amide salts by hydrometallurgy and electrodeposition of neodymium metal using potassium bis(trifluoromethyl-sulfonyl)amide melts2016

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Ota, Masahiko Matsumiya, Takahiro Yamada, Tetsuo Fujita, Satoshi Kawakami
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 170 ページ: 417-426

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2016.06.044

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solvation structure and thermodynamics for Pr(III), Nd(III) and Dy(III) complexes in ionic liquids evaluated by Raman spectroscopy and DFT calculation2016

    • 著者名/発表者名
      Keita Kuribara, Masahiko Matsumiya, Katsuhiko Tsunashima
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure

      巻: 1125 ページ: 186-192

    • DOI

      10.1016/j.molstruc.2016.06.059

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation into applicability of EQCM methods at elevated temperature for ionic liquids2016

    • 著者名/発表者名
      Naoko Sasaya, Masahiko Matsumiya, Sena Murakami, Keiichi Nishihata, Katsuhiko Tsunashima
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 194 ページ: 304-309

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2016.01.233

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of coordination states for Dy(II) and Dy(III) complexes in ionic liquids by Raman spectroscopy and DFT calculation2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Matsumiya, Ryo Kazama, Katsuhiko Tsunashima
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 215 ページ: 308-315

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2015.12.049

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 湿式精錬と低温溶融塩電析の連携による希土類回収技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 66(9) ページ: 688-695

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physical and Electrochemical Properties of Room-Temperature Ionic Liquids Containing Allyl-Based Phosphonium Cations and Bis(fluorosulfonyl)amide Anion2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tsunashima, Y.Sakai, M. Matsumiya
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 66 号: 27 ページ: 33-39

    • DOI

      10.1149/06627.0033ecst

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-diffusion behaviors of ionic liquids by MD simulation based on united-atom force field introduced charge scaling by ab initio MO simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Matsumiya, Katsunori Hata, Katsuhiko Tsunashima
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Liquids

      巻: 203 ページ: 125-130

    • DOI

      10.1016/j.molliq.2014.12.045

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solvation and electrochemical analyses of neodymium complexes in TFSA-based ionic liquids dissolving the nitrates synthesized from spent Nd-Fe-B magnets2015

    • 著者名/発表者名
      Naoko Sasaya, Masahiko Matsumiya, Katsuhiko Tsunashima
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 85 ページ: 888-893

    • DOI

      10.1016/j.poly.2014.10.019

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 湿式精錬による希土類高純度化とイオン液体電析の連携による希土類金属の回収に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦
    • 学会等名
      平成29年度イオン液体研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 湿式精錬による希土類高純度化とイオン液体電析の連携による希土類回収技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦、大田栄、西畑慶一
    • 学会等名
      第33回希土類討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] β-ジケトン抽出剤を用いたイオン液体抽出系における希土類抽出錯体の錯形成状態解析2016

    • 著者名/発表者名
      栗原慶太,村上勢菜,松宮正彦
    • 学会等名
      第35回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 湿式精錬とイオン液体電析の連携による希土類回収技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦,川上智
    • 学会等名
      平成28年度神奈川県ものづくり技術交流会
    • 発表場所
      神奈川県産業技術センター
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solvation structure and thermodynamics for Pr(III), Nd(III) and Dy(III) complexes in ionic liquids evaluated by Raman spectroscopy and DFT calculation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kuribara, M. Matsumiya, K. Tsunashima
    • 学会等名
      International Symposium on Lanthanide Coordination Chemistry (ISLCC 2016)
    • 発表場所
      Aoyama Gakuin University
    • 年月日
      2016-06-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 湿式精錬による希土類高純度化及びイオン液体電析の連携による希土類金属の回収2016

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦、川上智
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン液体を利用した希土類元素の抽出及び電析2015

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦
    • 学会等名
      第56回ナノプレーティング研究会
    • 発表場所
      大田区産業プラザ
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 湿式分離及び低温溶融塩電析の連携によるNd-Fe-B磁石からの希土類回収技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      大田栄、西村厚希、松宮正彦、川上智
    • 学会等名
      第47回溶融塩化学討論会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 希土類効率回収に向けたイオン液体系抽出―電解技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦、山田孝大、村上勢菜、河野雄次
    • 学会等名
      第34回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      金沢工業大学
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Physical and electrochemical properties of room-temperature ionic liquids containing allyl-based phosphonium cations and bis(trifluorosulfonyl)amide anion2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Tsunashima, Yuki Sakai, Masahiko Matsumiya
    • 学会等名
      228th Meeting of The Electrochemical Society
    • 発表場所
      Phoenix, AZ, Hyatt Regency Phoenix & Phoenix Convention Center
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加温式分光電気化学測定を利用した非水溶液系での希土類錯体の電気化学挙動解析2015

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦
    • 学会等名
      ビー・エー・エスセミナー2015第1回 電気化学の基礎
    • 発表場所
      曳舟文化センター
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] イオン液体研究最前線と社会実装2016

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦他
    • 総ページ数
      335
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] Application of Ionic Liquids on Rare Earth Green Separation and Utilization2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Matsumiya
    • 総ページ数
      257
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Electroplating of Nanostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Matsumiya
    • 総ページ数
      308
    • 出版者
      Intech
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 希土類元素の回収方法及び希土類元素の回収装置2015

    • 発明者名
      松宮正彦、川上智
    • 権利者名
      松宮正彦、川上智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-113450
    • 出願年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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