界面を分離場として利用する希工類金属分離のための新規油溶性錯化剤の開発

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03555203
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中塩 文行 九州大学, 工学部, 教授 (70037729)
• 研究分担者: 坪井 彦忠 三井サイアナミッド(株), 技術研究所, 所長 ; 後藤 雅宏 九州大学, 工学部, 助教授 (10211921)
• キーワード: 希土類金属 / 抽出 / 分離 / 界面 / 錯化剤 / 液膜 / 界面活性剤 / エマルション

研究概要

本研究では界面を分離場として利用した希土類金属分離のための新しい油溶性錯化剤を開発することを目的として研究を行ない、以下のような新たな知見が得られた。
1、有機相一水相界面に希土類金属と相互作用を有する油溶性錯化剤を配向させることによって、希土類金属間の分離性能が飛躍的に向上することが明かとなった。具体的には、従来の水溶性錯化剤EDTAに長鎖のオレイル基を導入することによって油溶性にし、これらを有機相中に微量添加すると、イットリウムと重希土類金属間の分離係数が3倍程度増大することを見いだした。
2、界面を分離場として有効に機能させるためには錯化剤存在下における希土類金属の抽出機構を明かにすることが重要である。本研究では、抽出能力や分離性能におよぼす種々の操作因子を検討し、希土類金属が有機相にそのまま抽出される場合と、界面で一旦油溶性錯化剤と相互作用した後に抽出される二つの機構が並列して進行するという抽出機構を提案した。その結果、希土類金属イオンが界面を通過する際、界面に配向した油溶性錯化剤との安定度定数の違いによって選択性が発現することが明かとなった。また上記の抽出機構に基づき、新しい希土類金属分離プロセスとしての経済評価を行い、本分離プロセスが極めて効率のよいプロセスであることをモデル計算により立証した。本研究によって有機相一水相の界面が有用な一つの分離場になり得ることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] M.Goto,F.Nakashio: "Selective separation of rare earth metals with new oel-soluble complexing agents" J.Chem.Eng.Japan. 25. 349-351 (1992)
• [文献書誌] K.Yoshizuk,F.Nakashio: "Solvent extraction of holmium and yttrium with bis(2-ethylhexyl)phosphoric acid" Ind.Eng.Chem.Res.31. 1372-1378 (1992)
• [文献書誌] M.Goto,F.Nakashio: "Separation of yttrium in a hollow fiber membrane" J.Membrane Science. 74. 215-221 (1992)
• [文献書誌] 中塩 文行 後藤 雅宏: "希工類金属分離のための新規油溶性界面活性剤の開発" ケミカルエンジニヤリング. 37. 660-665 (1992)
• [文献書誌] 中塩 文行 後藤 雅宏: "流通液膜型中空糸膜抽出装置による希工類金属の抽出" ケミカルエンジニヤリング. 37. 1033-1038 (1992)
• [文献書誌] 後藤 雅宏 中塩 文行: "抽出工学" ケミカルエンジニヤリング. 38. 72-78 (1993)
• [文献書誌] 中塩 文行 後藤 雅宏: "高分子機能シリーズ7ー分離・輸送機能材料ー" 共立出版, 453 (1992)
• [文献書誌] 中塩 文行 後藤 雅宏: "分離科学ハンドブック" 共立出版, 736 (1993)