光酸化還元反応と溶媒抽出法を組み合わせた新規なレアメタルの高度分離プロセス

结合光氧化还原反应和溶剂萃取法的新型先进稀有金属分离工艺

• 批准号: 05855110
• 负责人: 平井 隆之
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855110/
• 关键词: 溶媒抽出法; レアメタル; 希土類元素; 高度分離; 光還元; 選択的逆抽出; ユーロピウム; バナジウム

溶媒抽出法は工業的に優れたレアメタルの分離精製法であるが、分配比の類似した金属どうしの相互分離は容易ではない。そこで、溶媒抽出法に光還元反応を組み合わせ、逆抽出段階で特定の金属を還元して選択的に逆抽出して高度分離する手法について検討した。まず、VとMoの分離プロセスについて検討した。低圧水銀灯やハロゲン灯を光源として用いた光照射によって、水溶液中および有機相(両金属を抽出した第四級アンモニウム塩酸塩のベンゼン溶液)中のVは5価から4価または3価に光還元された。両金属を含む有機相と水相を混合しながら光照射することにより、Moのほとんどを有機相に残したままVを選択的に水相に還元逆抽出できた。逆抽出率は100%に達し、1回の抽出-逆抽出により分離係数として最高で約2000の値を得た。続いて、Eu^<3+>の光還元反応を組み込んだ溶媒抽出プロセスによるEuのSm、Gdからの分離について検討した。Sm,Eu、Gdは、ジ(2-エチルヘキシル)リン酸のヘキサンまたはシクロヘキサン溶液に抽出した。ラジカルスカベンジャーとしてギ酸イソプロピルを有機相に添加し、1M硫酸アンモニウム水溶液と接触させながら低圧水銀灯を光源として光照射することにより、有機相中のEu^<3+>はEu^<2+>に光還元され、水相中で硫酸ユーロピウムとして選択的に沈殿分離できた。3成分を等量含む有機相からの逆抽出プロセスにおけるEuの回収率は最大89%、得られた沈殿中のEuの純度は約95%であり、逆抽出の段階での分離が可能であることを確認した。また、いずれのプロセスにおいても、逆抽出後の有機相は新たな抽出に再利用できることを確認した。光還元逆抽出においては、抽出剤の希釈剤(有機溶媒)、ラジカルスカベンジャー、光源の波長、水相のpHなどの選択が、目的金属の回収率や純度に大きな影響を及ぼすことがあきらかとなり、新規な分離プロセスとしての設計指針を明らかにできた。

溶剂提取是分离和净化稀有金属的工业上优越的方法，但是将具有相似分配比率的金属分开并不容易。因此，我们研究了一种方法，其中一种将溶剂提取方法与光量化反应相结合的方法，并在后萃取阶段降低了特定的金属，选择性地提取并高度分离。首先，我们使用低压汞灯或卤素灯作为光源，在水溶液中和有机相（从两种金属中提取的盐酸铵的溶液）在水液中检查了V和Mo之间的分离过程。通过在混合有机相的同时，通过辐照包含金属和水相的有机相，将V选择性地减小并反向水相中，同时将大部分MO留在有机相中。返回率达到100％，单个提取式提取的最高为2000，作为分离系数。接下来，研究了通过结合Eu^<3+>的光递增反应的溶剂提取过程将欧盟与SM和GD分离。将SM，EU和GD提取到己烷或环己烷中的Di（2-乙基己基）磷酸溶液中。通过将异丙基形成作为有机阶段的根本清除剂，并用低压汞灯作为光源辐射，同时与1m硫酸铵水溶液接触，在有机相中，Eu^<3+>在有机相中被光化为Eu^<2+>，并将其分离为Europium upioum upioum硫酸盐含量。从包含相等数量的三个组成部分的有机相中的后萃取过程中回收欧盟，最高为89％，欧盟在产生的沉淀物中的纯度约为95％，使得可以在后萃取阶段分离。还可以证实，在任何过程中，可以将背部提取后的有机阶段重复用于新提取。在萃取光递减中，很明显，萃取剂稀释剂（有机溶剂），自由基清除剂，光源波长，水相的pH值等对目标金属的恢复和纯度具有重大影响，并阐明了新型分离过程的设计指南。

项目成果

T.Hirai: "Photoreductive Stripping of Eu in Solvent Extraction Procerss for Seaparation of Sm/Eu/Gd" Proceedings of Symposium on Solvent Extraction. 83-84 (1993)

T.Hirai：“在溶剂萃取过程中光还原剥离Eu以分离Sm/Eu/Gd”溶剂萃取研讨会论文集。

T.Hirai: "Separation and Purification of Rare Metals by Combination of Solvent Extraction Techniques and Redox Reactions" Solvent Extraction in the Process Industries,D.H.Logsdail and M.J.Slater(Editor),Society of Chemical Industry,London(1993). 356-363 (

T.Hirai：“通过结合溶剂萃取技术和氧化还原反应来分离和纯化稀有金属”《流程工业中的溶剂萃取》，D.H.Logsdail 和 M.J.Slater（编辑），化学工业学会，伦敦（1993 年）。

T.Hirai: "Photoreductive Stripping of Vanadium in Solvent Extraction Procerss for Seaparation of Vanadium and Molybdenum" Journal of Chemical Engineering of Japan. 26(4). 416-421 (1993)

T.Hirai：“用于分离钒和钼的溶剂萃取过程中钒的光还原剥离”日本化学工程杂志。

平井隆之: "光還元反応を組み合わせた液-液抽出法によるサマリウム/ユウロピウム/ガドリニウム混合溶液からのユウロピウムの高性能分離プロセス" 分析化学. 42(11). 681-686 (1993)

Takayuki Hirai：“液-液萃取结合光还原反应从钐/铕/钆混合溶液中高效分离铕”分析化学42(11) (1993)。