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技術 希土類元素の分離法

出願人 鈴木達也藤井靖彦
発明者 鈴木達也藤井靖彦
出願日 2003年9月19日 (17年2ヶ月経過) 出願番号 2003-366690
公開日 2005年4月7日 (15年7ヶ月経過) 公開番号 2005-089858
状態 未査定
技術分野 クロマトグラフィによる材料の調査、分析 金属の製造または精製
主要キーワード 錯形成定数 工学材料 常温条件 多孔質シリカ担体 希土類溶液 樹脂柱 切り替えバルブ 溶離溶液
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この項目の情報は公開日時点(2005年4月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

従来法であるα−HIBAと陽イオン交換樹脂を用いた希土類元素分離法では分離した希土類元素と共にα−HIBAが存在し、その分離が困難であった。また、強塩基性陰イオン交換樹脂と酸−アルコール混合溶媒を用いる方法も提案されているが高温高圧分離操作を行う必要があり、操作条件制約により一般的に用いるには困難であった。

解決手段

本発明では三級陰イオン交換樹脂充填した樹脂柱を用いて硝酸−アルコール混合溶媒と言う組み合わせを用いることにより樹脂への吸着特性を高め、高温高圧を用いることなく常温条件下で溶液が流れる程度の圧力を掛けるだけで簡単に希土類元素を相互に分離することを可能にするものである。この発明ではまた、α−HIBAのような有機酸を使わず、構造の簡単な無機酸である硝酸とアルキル基しか持たないアルコールを用いることにより分離後の希土類元素の精製を容易になる。

概要

背景

高度に希土類元素を分離する方法としてはアルファヒドロキシイソブチル酪酸(以下α−HIBAと示す。)を溶離剤とする陽イオン交換樹脂充填剤とする分離法が用いられている。α−HIBAを用いる希土類元素分離法は陽イオン交換樹脂に希土類元素を吸着させて、α−HIBAを溶離剤として樹脂柱に流し、α−HIBAと各々の希土類元素の錯形成定数が異なることを利用しクロマトグラフによって分離する方法である。α−HIBAを用いる方法は分離特性が非常によく希土類元素が高度に分離されるが、分離した希土類元素の中にα−HIBAが残ってしまい、α−HIBAを取り除くのための余分な操作が発生し、且つ分離操作が困難である。
また、強塩基性陰イオン交換樹脂充填した樹脂柱に本提案と同様にアルコールを混合させた硝酸もしくは塩酸を用いて分離する手法も提案されてきたが、高温高圧化で分離を行う必要があり、操作状況が過酷で工業的分離など一般的な分離法には不適であった。

概要

従来法であるα−HIBAと陽イオン交換樹脂を用いた希土類元素分離法では分離した希土類元素と共にα−HIBAが存在し、その分離が困難であった。また、強塩基性陰イオン交換樹脂と酸−アルコール混合溶媒を用いる方法も提案されているが高温高圧で分離操作を行う必要があり、操作条件制約により一般的に用いるには困難であった。 本発明では三級陰イオン交換樹脂を充填した樹脂柱を用いて硝酸−アルコール混合溶媒と言う組み合わせを用いることにより樹脂への吸着特性を高め、高温高圧を用いることなく常温条件下で溶液が流れる程度の圧力を掛けるだけで簡単に希土類元素を相互に分離することを可能にするものである。この発明ではまた、α−HIBAのような有機酸を使わず、構造の簡単な無機酸である硝酸とアルキル基しか持たないアルコールを用いることにより分離後の希土類元素の精製を容易になる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ピリジンやイミダーゾールなどを樹脂化した三級陰イオン交換樹脂充填した樹脂柱硝酸メタノールエタノールプロパノールなどのアルキルアルコールを混合させた溶液希土類元素をそれぞれクロマトグラフィで分離する方法

請求項2

請求項1の分離法に於いて、三級陰イオン交換樹脂は多孔質シリカ担体もしくは溶液中で化学変化しない物質で作られた多孔質担体中に担持、もしくは樹脂自身を多孔質体としたものを充填した樹脂柱を用いることを特徴とする希土類元素の分離法

請求項3

請求項1の硝酸−アルコール混合溶液の混合比および硝酸濃度を一定もしくは濃度を変化させながらクロマトグラフィを行うことを特徴とする希土類元素の分離法

請求項4

請求項1のクロマトグラフィでは溶液を流す方向を樹脂柱の上方もしくは下方などの方向を問わず成り立つことを特徴とする希土類元素の分離法

技術分野

0001

本発明は希土類元素分離法に関するもので、個々の希土類元素と樹脂との間の吸着特性の違いを利用してクロマトグラフィにより希土類元素の分離を行うものである。

背景技術

0002

高度に希土類元素を分離する方法としてはアルファヒドロキシイソブチル酪酸(以下α−HIBAと示す。)を溶離剤とする陽イオン交換樹脂充填剤とする分離法が用いられている。α−HIBAを用いる希土類元素分離法は陽イオン交換樹脂に希土類元素を吸着させて、α−HIBAを溶離剤として樹脂柱に流し、α−HIBAと各々の希土類元素の錯形成定数が異なることを利用しクロマトグラフによって分離する方法である。α−HIBAを用いる方法は分離特性が非常によく希土類元素が高度に分離されるが、分離した希土類元素の中にα−HIBAが残ってしまい、α−HIBAを取り除くのための余分な操作が発生し、且つ分離操作が困難である。
また、強塩基性陰イオン交換樹脂充填した樹脂柱に本提案と同様にアルコールを混合させた硝酸もしくは塩酸を用いて分離する手法も提案されてきたが、高温高圧化で分離を行う必要があり、操作状況が過酷で工業的分離など一般的な分離法には不適であった。

発明が解決しようとする課題

0003

前記α−HIBAを用いた希土類元素分離法では分離した希土類元素と共にα−HIBAが存在し、その分離が困難であった。

0004

前記強塩基性陰イオン交換樹脂を用いる方法では高温高圧で分離操作を行う必要があり、操作条件制約により一般的に用いるには困難である。

課題を解決するための手段

0005

本発明では三級陰イオン交換樹脂と硝酸−アルコール混合溶媒と言う組み合わせを用いることにより樹脂への吸着特性を高め、高温高圧を用いることなく常温条件下で溶液が流れる程度の圧力を掛けるだけで希土類元素を分離することを可能にした。また、α−HIBAのような有機酸を使わず、構造の簡単な無機酸である硝酸とアルキル基しか持たないアルコールを用いることにより分離後の希土類元素の精製を容易にした。

発明の効果

0006

本発明によれば、希土類元素を容易に分離・回収することが可能であり、工学材料などへの使用を目的で行う希土類元素の精製分離および分析のために必要な希土類元素の分離ならびに希土類元素分析法などに使用可能である。

発明を実施するための最良の形態

0007

本発明では、図1に示すように三級陰イオン交換樹脂を充填した樹脂塔希土類が入った容器溶離に用いる硝酸−アルコール混合溶液が入った容器とそれらの容器から溶液を樹脂柱に送るためのポンプならびに希土類溶液溶離溶液切り替えバルブおよび樹脂柱を通って分離された希土類を集める容器から成る。なお、希土類元素が少量のときはポンプでの送液や溶離溶液との切り替えバルブが不要になることもある。
本発明の希土類の分離手法では、三級陰イオン交換樹脂を充填した樹脂柱に希土類元素が入った溶液を適当量注入し、希土類元素を相互にクロマトグラフィにより分離し、溶離してきた個々の希土類元素を別々に採集することにより分離を行う。

0008

実施例として、三級陰イオン交換樹脂としてピリジン樹脂化したものを充填して50cmの長さの樹脂柱を作り、アルコールとしてメタノールを使用してクロマトグラフィにより希土類元素の分離を行った。分離結果図2に示した。

図面の簡単な説明

0009

希土類元素分離装置概念図実施例1による希土類元素の分離図

符号の説明

0010

1:三級陰イオン交換樹脂樹脂柱
2:送液ポンプ
3:切替バルブ
4:希土類元素溶液
5:硝酸−アルコール混合溶液
6:分離した希土類の回収容器

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