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本研究では新たなレアアース資源として注目を集めているアパタイト鉱石(レアアース品位約10%)に着目し、経済的にも合理性の高い安価な硫酸を用いたレアアース浸出条件を明らかにするとともに、溶媒抽出、沈殿法を用いたレアアースおよびリンの分離回収プロセスの開発を試みた。平成30年度はこれまでの研究で検討したアパタイト鉱石の硫酸浸出により得られたレアアースとリンを含む溶液を対象に、シュウ酸沈殿によるレアアース回収、溶媒抽出を用いたレアアースの相互分離条件の最適化に加え、MAP法を用いたリンの回収を検討した。
シュウ酸沈殿によるレアアース回収における溶液初期pHの影響を検討した結果、アンモニア水を用いてpH1～3に調整すると99%以上のレアアースを回収できたが、pHを1.5以上では溶液中に共存するカルシウムが共沈することから、レアアースが選択的に回収できるpH1を最適条件とした。また、溶媒抽出では、溶媒種がレアアース抽出率に与える影響を検討し、溶媒としてジ-2-エチルヘキシルリン酸を用いることで、硫酸浸出後液に含まれる重希土類元素を選択的に抽出できる可能性が見出された。加えて、溶媒抽出で分離・濃縮されたレアアースは、前述のシュウ酸沈殿によって固相回収できることを確認したほか、得られたシュウ酸沈殿物を焼成処理することで、品位約50%まで濃縮したレアアース酸化物が回収できることを明らかにした。レアアース回収後の溶液に残留するリンを回収するため、塩化マグネシウムと水酸化ナトリウムを添加しMAPとして沈殿回収を検討した結果、溶液のpHを8.5以上に調整することで、93%以上のリンを沈殿物として回収できた。
以上の成果より、浸出法と沈殿法、溶媒抽出法を組み合わせたプロセスにより、アパタイトからのレアアースおよびリン酸回収できることを明らかにし、レアアースの新たな供給源ととしての可能性を見出した。
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