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レアアース効率回収に向けたイオン液体系での新規抽出-電解技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26550075
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
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)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード有価物回収 / イオン液体 / 溶媒抽出 / 電解析出 / 抽出分離法 / 電解析出法
研究成果の概要

我が国独自の希土類回収技術の確立に向けて、本研究ではイオン液体系で「抽出分離」と「電解析出」を連携させたプロセス開発を新規の要素として実施した。希土類種(Nd,Dy)の抽出機構解明では、抽出平衡式に関係する化学種の化学量論係数を決定し、希土類抽出機構が溶媒和形成とカチオン放出で進行することを明らかにした。また、ラマン分光法に基づく溶媒和数評価から抽出錯体は[Nd(TBP)3(TFSA)3]であることが判明した。最終的にNd-Fe-B磁石から「抽出-電解法」によりNd, Dy金属を回収できた。ここで、抽出錯体濃度の上昇により電流効率の向上が見受けられたため、抽出-電解法の適用性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Removal of iron and boron by solvent extraction with ionic liquids and recovery of neodymium metal by direct electrodeposition2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Matsumiya, Takahiro Yamada, Yuya Kikuchi, Satoshi Kawakami
    • 雑誌名

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      巻: 34(6) 号: 6 ページ: 522-534

    • DOI

      10.1080/07366299.2016.1218692

    • 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] Evaluation of the extraction properties and stability of extracted rare earth complexes in ionic liquid extraction system using β-diketone2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Matsumiya, Takahiro Yamada, Sena Murakami, Yuji Kohno, Katsuhiko Tsunashima
    • 雑誌名

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      巻: 34(5) 号: 5 ページ: 454-468

    • DOI

      10.1080/07366299.2016.1207393

    • 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] Extraction of Pr(III), Nd(III) and Dy(III) from HTFSA aqueous solution by TODGA/phosphonium-based ionic liquids2016

    • 著者名/発表者名
      Sena Murakami, Masahiko Matsumiya, Takahiro Yamada, Katsuhiko Tsunashima
    • 雑誌名

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      巻: 34(2) 号: 2 ページ: 172-187

    • DOI

      10.1080/07366299.2016.1144951

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extraction of rare earth ions by tri-n-butylphosphate/phosphonium ionic liquids and the feasibility of recovery by direct electrodeposition2014

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Matsumiya, Yuya Kikuchi, Takahiro Yamada, Satoshi Kawakami
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 130 ページ: 91-101

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2014.04.021

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Extraction of rare earth ions from Nd-Fe-B magnet wastes with TBP in tricaprylmethylammonium nitrate2014

    • 著者名/発表者名
      Yuya Kikuchi, Masahiko Matsumiya, Satoshi Kawakami
    • 雑誌名

      Solvent extraction research and development, Japan

      巻: 21(2) ページ: 137-145

    • NAID

      130004669672

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 分光学的手法を用いた希土類錯体の溶媒和構造及び安定性評価2016

    • 著者名/発表者名
      村上勢菜、松宮正彦、佐々木祐二
    • 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] 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
      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] 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 実施状況報告書
  • [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よる希土類抽出特性及び密度汎関数計算による錯体構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      山田孝大、村上勢菜、松宮正彦、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 実施状況報告書
  • [学会発表] 密度汎関数法及び分光学的手法を用いたTODGA-希土類抽出錯体の溶媒和構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      村上勢菜、山田孝大、松宮正彦、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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン液体電析用の希土類塩回収工程に対する希土類高純度化及びスケールアップ技術の検討2015

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦、石岡航太、山田孝大、川上智
    • 学会等名
      第32回希土類討論会
    • 発表場所
      鹿児島県民交流センター
    • 年月日
      2015-05-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体系抽出法による希土類抽出錯体の錯形成状態及び拡散係数評価2015

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦、山田孝大、村上勢菜、綱島克彦
    • 学会等名
      電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 沈殿分離/溶媒抽出とイオン液体電析の連携による希土類回収の検討2015

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦
    • 学会等名
      電解科学技術委員会・第95回委員会
    • 発表場所
      電気化学会会議室
    • 年月日
      2015-02-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TODGAを用いたイオン液体系抽出による希土類抽出及び電気化学挙動に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦、村上勢菜、山田孝大
    • 学会等名
      第33回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      ホテルプラザ神戸
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] TODGAを用いたイオン液体系抽出による希土類抽出挙動及び錯形成状態解析2014

    • 著者名/発表者名
      村上勢菜、山田孝大、松宮正彦
    • 学会等名
      第33回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      ホテルプラザ神戸
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体系溶媒抽出-電解析出法によるNd-Fe-B磁石からの希土類金属の回収2014

    • 著者名/発表者名
      松宮正彦、村上勢菜、山田孝大、川上智
    • 学会等名
      第5回イオン液体討論会
    • 発表場所
      横浜シンポジア
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [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
      渡邉正義、獨古薫、山室修、古府麻衣子、梅林泰宏、金久保光央、都築誠二、篠田渉、大内幸雄、片山靖、岡村浩之、下条晃司郎、松宮正彦、牧野貴至、松本一、高橋憲司、羽生宏人、伊里友一朗、三宅淳巳他
    • 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 実施状況報告書
  • [備考] 横浜国立大学大学院松宮研究室研究業績

    • URL

      http://www.matsumiya-lab.ynu.ac.jp/paper1.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [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
      国立大学法人横浜国立大学、DOWAホールディングス株式会社
    • 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 実施状況報告書
  • [産業財産権] イオン液体を利用した希土類元素の回収方法及び希土類元素の回収装置2014

    • 発明者名
      松宮正彦、川上智
    • 権利者名
      国立大学法人横浜国立大学、DOWAホールディングス株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-152291
    • 出願年月日
      2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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