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2018 年度 実績報告書

未利用資源からのレアメタル回収を可能にする高効率イオン交換型分離媒体の創成

研究課題

研究課題/領域番号 16K06830
研究機関九州大学

研究代表者

久保田 富生子  九州大学, 工学研究院, 助教 (60294899)

研究分担者 後藤 雅宏  九州大学, 工学研究院, 教授 (10211921)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード抽出 / 抽出剤 / 分離回収 / レアメタル / 希土類 / 貴金属 / イオン交換 / リサイクル
研究実績の概要

前年度までに、二種類の工業用抽出剤の拮抗効果を利用する、あるいは一分子中に二種官能基を含む新規開発のアミド酸型の抽出剤を用いることによりこれまで難しかったScの分離回収を可能にした。前者は、従来抽出剤のScへの高過ぎる親和性を適度に緩和し、抽出したScを抽出相から剥離し易くすることにより選択的回収を可能するものである。本年度は、混合抽出剤におけるSc抽出緩和のメカニズムを明らかにし、これをさらに吸着剤として調整した。本混合抽出剤は液液抽出、分離膜および固液抽出(吸着)システムに導入することが可能で、いずれの場合も鉱石製錬残液から高選択的にScを回収可能であることを示した。一方、アミド酸型の新規抽出剤も、Scに対し抽出剤混合系と同様の優れた効果を示した。逆抽出が可能であることから、液液抽出を発展させたScの膜分離への応用が可能となった。分子の基本骨格に、異なる側鎖を導入可能であり、これによって本抽出剤の高度分離への展開が可能となった。
本アミド酸型抽出剤は、抽出条件により陽イオン交換型あるいは陰イオン交換型の抽出剤となり、後者の場合には金・白金族金属の抽出分離が可能であるが、さらに白金族金属(PGMs)の分離に対しては、ホスホニウム型イオン液体が有用であることを示した。このイオン液体を抽出溶媒として、PdとRhを含むスクラップの酸浸出液からのPGMsの分離回収を検討した。その結果、抽出、逆抽出などの各工程における操作条件を調整することにより、多量の遷移金属を含む原料溶液の中から、PdとRhをそれぞれ高選択的に回収可能であることを明らかにした。
以上、イオン交換能を有する新規抽出剤あるいはイオン液体抽出系は、これまで困難であったレアメタルの分離を容易にし、未利用資源からのこれら金属回収への応用が可能であることを示した。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] メルボルン大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      メルボルン大学
  • [雑誌論文] Selective Separation and Recovery of Pt(IV) from Pd(II) through an Imidazolium-ionic-liquid-based Supported Liquid Membrane2019

    • 著者名/発表者名
      W. Yoshida、F. Kubota、R. Kono、M. Goto
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 35 ページ: 343~346

    • DOI

      https://doi.org/10.2116/analsci.18N020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective transport of scandium(III) across polymer inclusion membranes with improved stability which contain an amic acid carrier2019

    • 著者名/発表者名
      W. Yoshida, Y. Baba, F. Kubota, S.D. Kolev, M. Goto
    • 雑誌名

      J. Membr. Sci.

      巻: 572 ページ: 291-299

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2018.11.021

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recovery of gold ions from discarded mobile phone leachate by solvent extraction and polymer inclusion membrane (PIM) based separation using an amic acid extractant2019

    • 著者名/発表者名
      F. Kubota, R. Kono, W. Yoshida, M. Sharif, S.D. Kolev, M. Goto
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 214 ページ: 156~161

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2018.04.031

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Novel Binary-Extractant-Impregnated Resin for Selective Recovery of Scandium2019

    • 著者名/発表者名
      M. Sharaf、W. Yoshida、F. Kubota、M. Goto
    • 雑誌名

      JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN

      巻: 52 ページ: 49~55

    • DOI

      10.1252/jcej.18we175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of a Novel Phosphonium-Based Ionic Liquid to the Separation of Platinum Group Metals from Automobile Catalyst Leach Liquor2019

    • 著者名/発表者名
      M. L. Firmansyah、F. Kubota、W. Yoshida、M. Goto
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 58 ページ: 3845~3852

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.8b05848

    • 査読あり
  • [雑誌論文] レアメタルの高度分離のための新規抽出システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      久保田富生子、マハ・シャラフ、後藤雅宏
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 63 ページ: 484~490

  • [雑誌論文] Selective Extraction of Scandium by a Long Alkyl Chain Carboxylic Acid/Organophosphonic Ester Binary Extractant2018

    • 著者名/発表者名
      M. Sharaf、W. Yoshida、F. Kubota、M. Goto
    • 雑誌名

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      巻: 36 ページ: 647~657

    • DOI

      10.1080/07366299.2018.1532139

    • 査読あり
  • [学会発表] イオン液体の開発とPGMsリサイクルへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      久保田富生子、M. L. Firmansyah、吉田航、後藤雅宏
    • 学会等名
      分離技術会年会2018
  • [学会発表] イミダゾリウム型イオン液体を含浸させた支持液膜による白金の選択的膜透過分離2018

    • 著者名/発表者名
      吉田航、河野里穂、久保田富生子、後藤雅宏
    • 学会等名
      分離技術会年会2018
  • [学会発表] Extraction equilibria of scandium(III) with the amic acid-type extractants and application to a polymer inclusion membrane2018

    • 著者名/発表者名
      W. Yoshida, F. Kubota, S. D. Kolev, M. Goto
    • 学会等名
      7th Int. Conf. on Ion Exchange
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of novel phosphonium-based ionic liquid to the separation of platinum group metals from automobile catalyst waste solution2018

    • 著者名/発表者名
      M. L. Firmansyah, F. Kubota, W. Yoshida, M. Goto
    • 学会等名
      7th Int. Conf. on Ion Exchange
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規イオン液体による自動車触媒浸出液からのPGMsの抽出分離2018

    • 著者名/発表者名
      久保田富生子、M. L. Firmansyah、吉田航、後藤雅宏,
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
  • [学会発表] 種々のアミド酸誘導体によるスカンジウムの溶媒抽出平衡と膜分離システムへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      吉田航、久保田富生子、Kolev S. D、後藤雅宏
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
  • [学会発表] 廃自動車触媒からの高分子包含膜を用いたロジウム分離2018

    • 著者名/発表者名
      花田隆文, M. L. Firmansyah, 吉田航, 久保田富生子
    • 学会等名
      膜シンポジウム2018
  • [学会発表] Separation of critical metal ions from iron(III) using a polymer inclusion membrane containing an amic acid carrier and quinone,2018

    • 著者名/発表者名
      W. Yoshida, F. Kubota, S. D. Kolev, M. Goto,
    • 学会等名
      The 31th Int. Symp. on Chem. Eng.,
    • 国際学会
  • [学会発表] Polymer inclusion membrane containing trioctyl(dodecyl)phosphonium chloride for the separation of platinum group metals from spent automotive catalyst,2018

    • 著者名/発表者名
      T. Hanada, M. L. Firmansyah, W. Yoshida, F. Kubota, M. Goto
    • 学会等名
      The 31th Int. Symp. on Chem. Eng.,
    • 国際学会
  • [産業財産権] スカンジウムの精製方法、スカンジウム抽出剤2016

    • 発明者名
      後藤雅宏、久保田富生子、松岡いつみ,浅野聡、小林宙
    • 権利者名
      九州大学、住友金属鉱山(株)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      6373913

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公開日: 2019-12-27  

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