金属置換反応の速度差を利用した電気透析法による有価金属の分離

利用金属取代反应的速率差通过电渗析分离有价金属

基本信息

批准号：
06750785
负责人：
高橋博
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Akita 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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

電気透析槽内で有価金属-EDTA錯体と銅との金属置換反応を行いながら,反応によって生じる有価金属イオンを膜分離する手法により,金属の相互分離を行った。なお本年度は特にニッケルとコバルトについて実験を行った。実験装置は電極室,フィード室,反応室,ストリップ室,電極室の5室からなる回分循環型電気透析槽であり,反応室の両側は旭硝子社製陽イオン交換膜SELEMION CMVで仕切られている。実験はフィード室に塩化銅水溶液を,反応室にはコバルト,ニッケル-EDTA錯体水溶液を流し,所定の液速度及び電流密度の下で行った。コバルトあるいはニッケル-EDTA単成分錯体を用いて実験を行った結果,いずれの系においても時間の経過と共に銅イオンがフィード室から反応室へ透過し,反応室内では金属置換反応によって生じたフリーな金属イオンが生成した。また,その一部がストリップ室へ透過し,EDTAから金属が分離・回収される結果を得た。しかし,反応室内で生じる両金属の生成量を比較した場合,ニッケルの方がコバルトイオンの約30%程度と低く,コバルトとニッケルでは銅との金属置換反応速度に大きな違いがあることがわかった。次に,単成分系における知見を基に,コバルトーニッケル-EDTA錯体を用いてコバルトとニッケルの相互分離を行った。その結果,コバルトイオンは時間の経過と共にストリップ室へ透過するがニッケルイオンの透過には約6時間もの長い誘導期が存在し,この間両金属の分離が良好に進行することがわかった。また,このような各金属イオンの膜透過特性は主に銅との金属置換反応の速度差によって生じているものと考えられるため,金属置換反応が十分に平衡に達した溶液を用いて電気透析を行い,分離係数を比較した。その結果,金属置換反応を生じさせながら電気透析を行った方が分離係数が高くなる傾向を示した。これらの結果より,本手法による金属の高度な分離は主に銅との金属置換反応の速度差によって生じていることが明らかになった。

金属的相互分离是通过在电渗析槽中进行有价金属-EDTA络合物与铜之间的金属取代反应，并通过膜分离反应产生的有价金属离子的方法来进行的。今年我们特别对镍和钴进行了实验。实验设备为间歇式循环式电渗析罐，由电极室、进料室、反应室、剥离室、电极室五个室组成，反应室两侧用SELEMION CMV（一种韩国公司生产的阳离子交换膜）隔开。旭硝子.实验是在规定的液速和电流密度下，将氯化铜水溶液流入进料室，将钴、镍-EDTA络合物水溶液流入反应室。使用单组分钴或镍-EDTA络合物进行的实验结果发现，在任一系统中，随着时间的推移，铜离子从进料室渗透到反应室，并且反应中出现金属取代反应产生的游离金属。室中产生了离子。此外，一些EDTA渗透到反萃室中，金属从EDTA中分离和回收。然而，当比较反应室中两种金属的生成量时，发现镍的含量较低，约为钴离子的30%，并且钴和镍与铜的金属取代反应速率存在较大差异。接下来，基于单组分系统的知识，使用钴-镍-EDTA络合物将钴和镍彼此分离。结果表明，随着时间的推移，钴离子渗透到反萃室中，但镍离子的诱导期较长，约为6小时，在此期间，两种金属的分离进展顺利。另外，由于各金属离子的膜透过特性被认为主要是由与铜的金属取代反应的速率的差异引起的，因此使用其中金属取代反应已达到充分平衡的溶液进行电渗析。进行并比较分离系数。结果表明，在发生金属取代反应的同时进行电渗析，分离系数有较高的趋势。这些结果表明，该方法金属的高度分离主要是由于金属与铜的取代反应速率的差异造成的。