JP2000265224A - Method for refining zirconium - Google Patents

Method for refining zirconium

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JP2000265224A
JP2000265224A JP7054799A JP7054799A JP2000265224A JP 2000265224 A JP2000265224 A JP 2000265224A JP 7054799 A JP7054799 A JP 7054799A JP 7054799 A JP7054799 A JP 7054799A JP 2000265224 A JP2000265224 A JP 2000265224A
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烈 吉田
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禎親 梅本
Toshio Nakatani
利雄 中谷
Munehiro Wakita
宗弘 脇田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove Ti in particular from a zirconium raw material. SOLUTION: This method for refining zirconium has the following steps: (1) a first step where a solution containing zirconium ions is prepared from a zirconium raw material; (2) a second step where a liquid mixture containing the solution, hydroxylcalyx[n]arene-p-sulfonate (nι2), trioctyl ammonium chloride and organic solvent; and (3) a third step where the liquid mixture is subjected to phase separation into a first aqueous phase and a first organic phase and the zirconium ions are recovered in the aqueous phase.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なジルコニウ
ムの精製方法に関する。特に、ジルコニウム原料からT
iを取り除く方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel method for purifying zirconium. In particular, T
i.

【0002】[0002]

【従来技術】ジルコンサンド、バッデライト等のジルコ
ニウム鉱石には、通常1〜2%(場合によっては1〜4
%)のハフニウム(Hf)が含有されている。しかし、
熱中性子吸収断面積の小さいZrを原子炉材料として用
いる場合等には、熱中性子吸収断面積の大きいHfを分
離除去する必要がある。日本工業規格によれば、核燃料
被覆用のZr合金中のHf含有量は0.010%以下に
することが定められている。しかし、ZrとHfは、電
子構造、原子半径(Zr:1.45Å、Hf:1.44
Å)及びイオン半径(Zr:0.74Å、Hf:0.7
5Å)が相互に類似しており、化学的性質が似ているた
め、両者の分離は困難となっている。従来より、Zrと
Hfの分離方法として、例えば溶媒抽出法、分別沈殿
法、イオン交換法等が提案されているが、分離性、経済
性等になお問題があり、しかも環境問題の見地からもさ
らなる改善が望まれている。
2. Description of the Related Art Zirconium ores such as zircon sand and badderite usually contain 1 to 2% (in some cases, 1 to 4%).
%) Of hafnium (Hf). But,
When using Zr having a small thermal neutron absorption cross section as a reactor material, it is necessary to separate and remove Hf having a large thermal neutron absorption cross section. According to Japanese Industrial Standards, the Hf content in the Zr alloy for nuclear fuel coating is set to be 0.010% or less. However, Zr and Hf have an electronic structure and an atomic radius (Zr: 1.45 °, Hf: 1.44).
Å) and ion radius (Zr: 0.74Å, Hf: 0.7)
5)) are similar to each other, and their chemical properties are similar, making it difficult to separate them. Conventionally, as a method for separating Zr and Hf, for example, a solvent extraction method, a fractional precipitation method, an ion exchange method, and the like have been proposed. However, there are still problems in separability, economy, etc. Further improvements are desired.

【0003】ところで、Zrは、近年においてガラス、
センサー、電子材料、ファインセラミックス用素材等と
しての用途が高まりつつある。この種の用途において
は、ZrからHfを除去する必要性は特にない。その一
方で、これらの用途における製品の性能を低下させるT
i、Fe等をむしろ優先的に除去する必要がある。特
に、Tiは、ジルコニアガラスにおける着色原因となる
成分であり、製品の品質を低下させるものである。
Incidentally, Zr has recently been used for glass,
Applications as sensors, electronic materials, materials for fine ceramics and the like are increasing. In this type of application, there is no particular need to remove Hf from Zr. On the other hand, T which degrades product performance in these applications
It is necessary to remove i, Fe, etc. preferentially. In particular, Ti is a component that causes coloring in zirconia glass, and degrades product quality.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これらTi、Fe等の
元素は、どの産地のジルコニウム鉱石にも微量成分とし
て含まれているものであるが、これらをジルコニウムか
ら有効に除去できる技術は未だ確立されていないのが現
状である。
The elements such as Ti and Fe are contained as trace components in zirconium ore in any locality, but a technique for effectively removing these elements from zirconium is still established. It is not at present.

【0005】従って、本発明は、ジルコニウム原料から
特にTiを除去することを主な目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to remove particularly Ti from a zirconium raw material.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術の
問題点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、ヒドロキシカリッ
クス[n]アレーン−p−スルホン酸塩(n≧2)及び
トリオクチルアンモニウムクロライドをジルコニウムの
精製において用いることにより、上記目的を達成できる
ことを見出し、ついに本発明を完成するに至った。
The present inventor has made extensive studies in view of the problems of the prior art, and as a result, found that hydroxycalix [n] arene-p-sulfonate (n ≧ 2) and trioctylammonium chloride. It has been found that the above object can be achieved by using in the purification of zirconium, and finally the present invention has been completed.

【0007】すなわち、本発明は、ジルコニウムの精製
方法であって、(1)ジルコニウム原料からジルコニウ
ムイオンを含む溶液を調製する第一工程(2)上記溶
液、ヒドロキシカリックス[n]アレーン−p−スルホ
ン酸塩(n≧2)、トリオクチルアンモニウムクロライ
ド及び有機溶剤を含む混合液を調製する第二工程及び
(3)上記混合液を第一水相と第一有機相に分相し、ジ
ルコニウムイオンを水相中に回収する第三工程を有する
ことを特徴とする精製方法に係るものである。
That is, the present invention relates to a method for purifying zirconium, wherein (1) a first step of preparing a solution containing zirconium ions from a zirconium raw material (2) the above solution, hydroxycalix [n] arene-p-sulfone A second step of preparing a mixed solution containing an acid salt (n ≧ 2), trioctylammonium chloride and an organic solvent; and (3) separating the mixed solution into a first aqueous phase and a first organic phase to remove zirconium ions. The present invention relates to a purification method characterized by having a third step of recovering in an aqueous phase.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】(1)第一工程 第一工程では、ジルコニウム原料からジルコニウムイオ
ンを含む溶液を調製する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (1) First Step In the first step, a solution containing zirconium ions is prepared from a zirconium raw material.

【0009】本発明の第一工程で用いるジルコニウム原
料としては、特に制限されず、ジルコニウム鉱石のみな
らず、ジルコニウム試薬、ジルコニウム化合物試薬等も
使用でき、本発明方法でこれらの精製を行うことができ
る。ジルコニウム鉱石は、鉱石の種類、産地等を特に問
わない。例えば、世界各地で産出されるジルコンサン
ド、バッデライト等の鉱石をそのまま用いることができ
る。
The zirconium raw material used in the first step of the present invention is not particularly limited, and not only zirconium ore but also zirconium reagents, zirconium compound reagents and the like can be used, and these can be purified by the method of the present invention. . The zirconium ore is not particularly limited in the kind of the ore, the place of production, and the like. For example, ores such as zircon sand and badderite produced in various parts of the world can be used as they are.

【0010】溶液の調製方法は、最終的にジルコニウム
を溶液化(イオン化)できる限り特に制限されず、公知
の方法も用いることができる。例えば、ジルコンサンド
(ZrO2・SiO2)をジルコニウム原料として用いる
場合は、ジルコンサンドをアルカリ土類金属化合物(N
2CO3等)と高温(〜1000℃)で反応させ、得ら
れたジルコニウム化合物(Na2ZrO3等)を塩酸等の
鉱酸に溶解させることによって調製することがてきる。
この溶液中には、一般には、ジルコニウムイオンをはじ
め、ジルコニウム中に含まれる不純物金属(Ti、F
e、Al等)が金属イオンとして含まれる。
The method for preparing the solution is not particularly limited as long as zirconium can be finally turned into a solution (ionized), and a known method can also be used. For example, when zircon sand (ZrO 2 · SiO 2 ) is used as the zirconium raw material, the zircon sand is converted to an alkaline earth metal compound (N
a 2 CO 3 ) at a high temperature (up to 1000 ° C.), and dissolving the obtained zirconium compound (eg, Na 2 ZrO 3 ) in a mineral acid such as hydrochloric acid.
In this solution, zirconium ions and impurity metals (Ti, F) contained in zirconium are generally contained.
e, Al, etc.) are included as metal ions.

【0011】上記溶液におけるジルコニウムイオン濃度
は、ジルコニウムイオンとして安定に存在していれば特
に制限されないが、通常0.0001〜1M(1M=1
moldm-3)程度、特に0.05〜0.5Mに調整す
ることが好ましい。ジルコニウムイオンの濃度調整は、
例えば水を配合することによって適宜行うことができ
る。
The zirconium ion concentration in the above solution is not particularly limited as long as it is stably present as zirconium ions, but it is usually 0.0001 to 1M (1M = 1).
It is preferably adjusted to about moldm −3 ), particularly 0.05 to 0.5M. Zirconium ion concentration adjustment
For example, it can be suitably performed by mixing water.

【0012】また、上記溶液では、塩酸、水酸化ナトリ
ウム等の酸又はアルカリを添加することにより水素イオ
ン濃度を調節することもできる。溶液中における水素イ
オン濃度は用いるジルコニウム原料等に応じて適宜設定
すれば良いが、通常は0.01〜3M程度、好ましくは
0.5〜1.5Mとすれば良い。なお、溶液中には、本
発明の効果を妨げない範囲内でこれらの必要成分以外の
ものが含まれていても良い。 (2)第二工程 第二工程では、上記溶液、ヒドロキシカリックス[n]
アレーン−p−スルホン酸塩(n≧2)、トリオクチル
アンモニウムクロライド及び有機溶剤を含む混合液を調
製する。
In the above solution, the concentration of hydrogen ions can be adjusted by adding an acid or an alkali such as hydrochloric acid or sodium hydroxide. The hydrogen ion concentration in the solution may be appropriately set according to the zirconium raw material to be used and the like, but is usually about 0.01 to 3M, preferably 0.5 to 1.5M. The solution may contain components other than these necessary components as long as the effects of the present invention are not impaired. (2) Second Step In the second step, the above solution, hydroxycalix [n]
A mixed solution containing arene-p-sulfonate (n ≧ 2), trioctylammonium chloride and an organic solvent is prepared.

【0013】この混合液は、実質的に水相及び有機相か
ら構成される。水相と有機相の体積割合は、各成分の種
類・濃度等に応じて適宜設定できるが、通常は1:0.
5〜5程度とすれば良い。
[0013] This mixture is substantially composed of an aqueous phase and an organic phase. The volume ratio of the aqueous phase and the organic phase can be appropriately set according to the type and concentration of each component, but is usually 1: 0.
It may be about 5-5.

【0014】混合液における各成分の含有量は、所望の
効果が得られる限り特に限定されず、通常は以下のよう
な範囲とすれば良い。ジルコニウムイオンの濃度は、一
般に水相中5×10-5M〜0.4M程度となるように調
節すれば良い。ヒドロキシカリックス[n]アレーン−
p−スルホン酸塩の濃度は、一般に水相中5×10-4
〜1M程度となるように調節すれば良い。また、トリオ
クチルアンモニウムクロライドの濃度は、一般に有機相
中5×10-3M〜1M程度となるように調節すれば良
い。
The content of each component in the mixture is not particularly limited as long as a desired effect can be obtained, and usually may be in the following range. The zirconium ion concentration may be generally adjusted to be about 5 × 10 −5 M to 0.4 M in the aqueous phase. Hydroxycalix [n] arene-
The concentration of p-sulphonate is generally 5 × 10 −4 M in the aqueous phase.
It may be adjusted so as to be about 1M. The concentration of trioctylammonium chloride may be generally adjusted to be about 5 × 10 −3 M to 1 M in the organic phase.

【0015】上記ヒドロキシカリックス[n]アレーン
−p−スルホン酸塩(以下「水溶性カリックスアレー
ン」ともいう)は、下式に示すような構造(例えば、ナ
トリウム塩の場合)を有するものである。
The hydroxycalix [n] arene-p-sulfonate (hereinafter also referred to as “water-soluble calixarene”) has a structure represented by the following formula (for example, in the case of a sodium salt).

【0016】[0016]

【化1】 Embedded image

【0017】本発明で用いる水溶性カリックスアレーン
は、水に可溶性のものであれば特に制限されず、通常は
アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩の少なくとも1
種を用いる。この中でも、特にアルカリ金属塩(ナトリ
ウム塩、カリウム塩等)を用いることが好ましい。ま
た、水溶性カリックスアレーンは、特に上記式中nが6
又は8のものを用いることが好ましい。これら水溶性カ
リックスアレーンは、1種又は2種以上で用いることが
できる。
The water-soluble calixarene used in the present invention is not particularly limited as long as it is soluble in water. Usually, at least one of an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt is used.
Use seeds. Among these, it is particularly preferable to use an alkali metal salt (sodium salt, potassium salt, etc.). In addition, the water-soluble calixarene is particularly preferable when n in the above formula is 6
Or it is preferable to use the thing of 8. One or more of these water-soluble calixarenes can be used.

【0018】水溶性カリックスアレーンの使用量は、溶
液中に存在する不純物金属のイオン(以下、単に「金属
イオン」という)と結合するに足りる十分な量とすれば
良い。すなわち、上記金属イオンと結合するのに必要な
化学当量以上(当該化学当量の1倍以上)とすれば良
く、好ましくは当該化学当量の1〜1.5倍程度とすれ
ば良い。
The water-soluble calixarene may be used in an amount sufficient to bind to the ions of the impurity metal present in the solution (hereinafter simply referred to as “metal ions”). That is, the chemical equivalent required for binding to the above-mentioned metal ion should be at least the chemical equivalent (at least one time the chemical equivalent), and preferably about 1 to 1.5 times the chemical equivalent.

【0019】水溶性カリックスアレーンの添加に際して
は、攪拌しながら徐々に添加するのが好ましい。また、
予め水溶性カリックスアレーン水溶液としておき、この
水溶液を添加しても良い。この場合の水溶液の濃度は、
水溶性カリックスアレーンの種類等に応じて適宜調整す
れば良い。
When adding the water-soluble calixarene, it is preferable to gradually add it while stirring. Also,
A water-soluble calixarene aqueous solution may be prepared in advance, and this aqueous solution may be added. The concentration of the aqueous solution in this case is
What is necessary is just to adjust suitably according to the kind of water-soluble calix arene, etc.

【0020】本発明で用いるトリオクチルアンモニウム
クロライドは、下記に示す構造を有するものである。
The trioctylammonium chloride used in the present invention has the following structure.

【0021】[0021]

【化2】 Embedded image

【0022】トリオクチルアンモニウムクロライドは、
公知の製法により調製されたもの又は市販品を用いるこ
ともできる。市販品としては、例えば「カプリコート」
(商標名、(株)同仁化学研究所製)等を好適に用いる
ことができる。混合液中におけるトリオクチルアンモニ
ウムクロライドの使用量は、混合液中に存在する水溶性
カリックスアレーンと会合するのに必要な化学当量以上
(すなわち、当該化学当量の1倍以上)とすれば良く、
好ましくは当該化学当量の1〜1.5倍程度とすれば良
い。
Trioctylammonium chloride is
A product prepared by a known production method or a commercially available product can also be used. As a commercially available product, for example, "Capricoat"
(Trade name, manufactured by Dojin Chemical Laboratory Co., Ltd.) and the like can be preferably used. The amount of trioctylammonium chloride used in the mixture may be at least the chemical equivalent required to associate with the water-soluble calixarene present in the mixture (that is, at least one time the chemical equivalent).
Preferably, it should be about 1 to 1.5 times the chemical equivalent.

【0023】有機溶剤としては、特に制限されないが、
好ましくはクロロホルム、オクタノール等の極性有機溶
剤が使用できる。本発明では、特に、クロロホルムが好
ましい。また、本発明では、トリオクチルアンモニウム
クロライドを予め有機溶剤に溶解し、この溶液を各成分
と配合することが好ましい。この場合、有機溶剤中(有
機相中)のトリオクチルアンモニウムクロライド濃度
は、トリオクチルアンモニウムクロライドが溶解する限
りは特に制限されず、金属イオンの種類、有機溶剤の種
類等に応じて適宜設定すれば良いが、通常0.01〜2
M程度とすれば良い。
The organic solvent is not particularly limited.
Preferably, a polar organic solvent such as chloroform and octanol can be used. In the present invention, chloroform is particularly preferred. In the present invention, it is preferable that trioctyl ammonium chloride is dissolved in an organic solvent in advance, and this solution is blended with each component. In this case, the concentration of trioctyl ammonium chloride in the organic solvent (in the organic phase) is not particularly limited as long as the trioctyl ammonium chloride is dissolved, and may be appropriately set according to the type of metal ion, the type of organic solvent, and the like. Good, but usually 0.01-2
It may be set to about M.

【0024】本発明では、混合液の調製に際し、各成分
を配合する順序は特に制限されない。例えば、上記溶液
に水溶性カリックスアレーンを添加した後、有機溶剤及
びトリオクチルアンモニウムクロライド(又は有機溶剤
にトリオクチルアンモニウムクロライドを溶解させた溶
液)を添加したり、あるいは上記溶液と水溶性カリック
スアレーンを混合した後、有機溶剤にトリオクチルアン
モニウムクロライドを溶解させた溶液を添加すれば良
い。また、混合液の調製後は、必要に応じてさらに混合
・攪拌しても良い。
In the present invention, the order of mixing the components in preparing the mixed solution is not particularly limited. For example, after adding a water-soluble calixarene to the above solution, an organic solvent and trioctylammonium chloride (or a solution of trioctylammonium chloride dissolved in an organic solvent) are added, or the solution and the water-soluble calixarene are added. After mixing, a solution in which trioctyl ammonium chloride is dissolved in an organic solvent may be added. After the preparation of the mixture, the mixture may be further mixed and stirred as necessary.

【0025】混合液のpHは、水溶性カリックスアレー
ンが金属イオン(特にTiイオン)を捕捉できる雰囲気
にできれば特に制限されないが、通常は7以下、好まし
くは5以下、より好ましくは3以下とすれば良い。上記
pHの範囲に調節することにより、特にTiの有機相中
への抽出率をより高めることができる。pHの調節は、
例えば塩酸、水酸化ナトリウム等の水溶液により行うこ
とができる。これらの水溶液濃度は、通常0.1〜3モ
ル/リットル程度で使用すれば良い。
The pH of the mixture is not particularly limited as long as the atmosphere allows the water-soluble calixarene to capture metal ions (particularly Ti ions), but is usually 7 or less, preferably 5 or less, more preferably 3 or less. good. By adjusting the pH within the above range, the extraction rate of Ti into the organic phase can be further increased. Adjustment of pH
For example, it can be carried out with an aqueous solution of hydrochloric acid, sodium hydroxide or the like. The concentration of these aqueous solutions may be generally used at about 0.1 to 3 mol / liter.

【0026】また、混合液には、必要に応じて酢酸イオ
ンを存在させることもできる。酢酸イオンの存在させる
ことにより、特にTiの有機相中への抽出率を高めるこ
とができる。酢酸イオンを存在させる方法としては、例
えば混合液に酢酸又はその塩(Na塩、K塩等)を混合
液に配合すれば良い。酢酸イオンの濃度は、金属イオン
の種類等に応じて適宜設定すれば良いが、通常は水相中
0.01〜0.05M程度とすれば良い。 (3)第三工程 第三工程では、上記混合液を第一水相と第一有機相に分
相し、ジルコニウムイオンを第一水相中に回収する。こ
れにより、ジルコニウムイオンは、不純物である金属イ
オン(特にTi)が取り除かれた状態で回収することが
できる。
[0026] In the mixed solution, acetate ions may be present as necessary. The presence of acetate ions can increase the extraction rate of Ti into the organic phase. As a method for causing acetate ions to exist, for example, acetic acid or a salt thereof (Na salt, K salt, or the like) may be added to the mixture. The concentration of the acetate ion may be appropriately set according to the type of the metal ion and the like, but is usually about 0.01 to 0.05 M in the aqueous phase. (3) Third Step In the third step, the mixed solution is separated into a first aqueous phase and a first organic phase, and zirconium ions are recovered in the first aqueous phase. Thus, zirconium ions can be recovered in a state where metal ions (particularly Ti) as impurities have been removed.

【0027】分相する方法は、水相と有機相とを分相す
る公知の方法により実施すれば良く、抽出方法等に応じ
て適宜選択することができる。例えば、バッチ式溶媒抽
出法であれば遠心分離法等を採用することができる。
The method for phase separation may be carried out by a known method for phase separation between an aqueous phase and an organic phase, and can be appropriately selected according to the extraction method and the like. For example, if it is a batch type solvent extraction method, a centrifugal separation method or the like can be adopted.

【0028】また、水相からジルコニウムを回収する方
法としては、公知の回収方法に従えば良い。例えば、ま
ず水相に硫酸及びアンモニアを添加し、硫酸ジルコニウ
ムの沈殿を生成させ、ろ過した後、沈殿物をアンモニア
で中和すれば水酸化ジルコニウムとして回収することが
できる。 (4)第四工程 本発明では、必要に応じて第四工程を実施することもで
きる。第四工程では、第一有機相に酸性水溶液を添加・
混合し、次いで第二水相と第二有機相に分相することに
より、ヒドロキシカリックス[n]アレーン−p−スル
ホン酸塩(n≧2)又は金属イオンを水相中に回収す
る。
The method for recovering zirconium from the aqueous phase may be a known recovery method. For example, first, sulfuric acid and ammonia are added to the aqueous phase to generate a precipitate of zirconium sulfate, and after filtration, the precipitate is neutralized with ammonia to be recovered as zirconium hydroxide. (4) Fourth step In the present invention, the fourth step can be performed as necessary. In the fourth step, an acidic aqueous solution is added to the first organic phase.
The hydroxycalix [n] arene-p-sulfonate (n ≧ 2) or metal ions are recovered in the aqueous phase by mixing and then separating into a second aqueous phase and a second organic phase.

【0029】第一有機相に添加する酸性水溶液として
は、特に制限されず、例えば塩酸、硫酸、酢酸等の水溶
液が挙げられる。これら水溶液の種類・濃度は、使用す
る水溶性カリックスアレーン等の種類等に応じて適宜選
択することができる。酸性水溶液の濃度も、使用する水
溶性カリックスアレーン等の種類等に応じて適宜設定す
ることができるが、通常0.01〜20N程度、好まし
くは1〜10Nとすれば良い。酸性水溶液の添加後は、
必要に応じてさらに攪拌しても良い。
The acidic aqueous solution to be added to the first organic phase is not particularly limited, and examples thereof include aqueous solutions of hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid and the like. The type and concentration of these aqueous solutions can be appropriately selected according to the type of the water-soluble calixarene used and the like. The concentration of the acidic aqueous solution can also be appropriately set according to the type of the water-soluble calixarene or the like to be used, but is usually about 0.01 to 20 N, preferably 1 to 10 N. After the addition of the acidic aqueous solution,
If necessary, stirring may be further performed.

【0030】第二水相と第二有機相との分相方法及び第
二水相からの金属の回収方法は、前記第三工程と同様の
方法を採用すれば良い。 (5)第五工程 本発明では、さらに必要に応じて第五工程を実施するこ
ともできる。第五工程では、第二有機相に酸性水溶液を
添加・混合し、次いで第三水相と第三有機相に分相する
ことにより、ヒドロキシカリックス[n]アレーン−p
−スルホン酸塩(n≧2)を第三水相中に回収する。図
10は、第五工程及び循環工程まで含めた本発明精製方
法の一例を示す工程図である。
The method for separating the second aqueous phase and the second organic phase and the method for recovering the metal from the second aqueous phase may be the same as those in the third step. (5) Fifth Step In the present invention, a fifth step can be further performed as necessary. In the fifth step, an acidic aqueous solution is added to and mixed with the second organic phase, and then separated into a third aqueous phase and a third organic phase, whereby hydroxycalix [n] arene-p is added.
Recover the sulfonate (n ≧ 2) in the third aqueous phase. FIG. 10 is a process chart showing an example of the purification method of the present invention including the fifth step and the circulation step.

【0031】第二有機相に添加する酸性水溶液として
は、特に制限されず、例えば塩酸、硫酸、酢酸等の水溶
液が挙げられる。これら水溶液の種類・濃度は、使用す
る水溶性カリックスアレーン等の種類等に応じて適宜選
択することができる。酸性水溶液の濃度も、使用する水
溶性カリックスアレーン等の種類等に応じて適宜設定す
ることができるが、通常0.01〜5N程度、好ましく
は0.01〜0.1Nとすれば良い。酸性水溶液の添加
後は、必要に応じてさらに攪拌しても良い。
The acidic aqueous solution to be added to the second organic phase is not particularly restricted but includes, for example, aqueous solutions of hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid and the like. The type and concentration of these aqueous solutions can be appropriately selected according to the type of the water-soluble calixarene used and the like. The concentration of the acidic aqueous solution can also be appropriately set according to the type of the water-soluble calixarene or the like to be used, but is usually about 0.01 to 5N, preferably 0.01 to 0.1N. After the addition of the acidic aqueous solution, stirring may be further performed as necessary.

【0032】第三水相と第三有機相との分相方法及び第
三水相からの金属の回収方法は、それぞれ前記第三工程
と同様の方法で実施すれば良い。
The method for separating the third aqueous phase and the third organic phase and the method for recovering the metal from the third aqueous phase may be carried out in the same manner as in the third step.

【0033】ここで得られた第三水相は、第一水相に循
環させることができる。また、第三有機相も、同様にし
て第一有機相に循環させることができる。第一水相及び
/又は第一有機相に循環させる循環工程を採用すること
により、ヒドロキシカリックス[n]アレーン−p−ス
ルホン酸ナトリウム及びトリオクチルアンモニウムクロ
ライドを再利用することができ、しかも各金属(Ti
等)の回収率を高めることが可能となる。
The third aqueous phase obtained here can be recycled to the first aqueous phase. Also, the third organic phase can be recycled to the first organic phase in a similar manner. By employing a circulation step of circulating in the first aqueous phase and / or the first organic phase, hydroxycalix [n] arene-sodium p-sulfonate and trioctylammonium chloride can be reused, and each metal (Ti
Etc.) can be increased.

【0034】[0034]

【作用】金属配位子として用いるヒドロキシカリックス
[n]アレーン−p−スルホン酸イオン(ln n-、n=
6、8等)は、環状分子下縁部に配列した水酸基群が水
溶液中で金属イオンに配位し、フェノラート型錯体を形
成する。多くの金属イオンは、ln n-とアルカリ溶液中
でフェノラート型錯体を形成するが、Ti(IV)とFe(I
II)は例外的に酸性溶液中(特にpH2〜3付近)で反
応する。他方、ln n-はトリオクチルアンモニウムクロ
ライド(TMA+Cl-)とイオン会合体を形成し、水相
から有機相に定量的に抽出される。この抽出された会合
体はTMA+が主としてln n-のスルホン酸基とイオン会
合したものであり、金属イオンの配位能を有する水酸基
はほとんどそのままのかたちで残っている。従って、l
n n-はその水酸基で金属イオンを捕捉したフェノラート
型錯体のかたちでもTMA+と会合し、有機相中に抽出
される。この場合、Zr(IV)は有機相中に抽出されず、
水相中に残存する。その結果、Zr(IV)と他の金属イオ
ンとの相互分離が可能となる。
[Function] Hydroxycalix used as a metal ligand
[N] arene-p-sulfonic acid ion (ln n-, N =
6, 8 etc.) are hydroxyl groups arranged at the lower edge of the cyclic molecule.
Coordinates with metal ions in solution to form phenolate complex
To achieve. Many metal ions have ln n-And in alkaline solution
Form a phenolate-type complex with Ti (IV) and Fe (I
II) is exceptionally effective in acidic solutions (particularly around pH 2-3).
Respond. On the other hand, ln n-Is trioctyl ammonium chloride
Ride (TMA+Cl-) And an ion aggregate, forming an aqueous phase
Is extracted quantitatively into the organic phase. This extracted meeting
The body is TMA+Is mainly ln n-Sulfonic acid group and ion association
Hydroxyl group that has the coordination ability of metal ions
Remains almost intact. Therefore, l
n n-Is a phenolate that captures a metal ion with its hydroxyl group
TMA in the form of a complex+And extracted into the organic phase
Is done. In this case, Zr (IV) is not extracted into the organic phase,
Remains in the aqueous phase. As a result, Zr (IV) and other metal ions
Can be separated from each other.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明のジルコニアの精製方法によれ
ば、ヒドロキシカリックス[n]アレーン−p−スルホ
ン酸ナトリウム及びトリオクチルアンモニウムクロライ
ドを用いて不純物である金属イオン(特にTiイオン)
を選択的に有機相に抽出することができるので、ジルコ
ニア原料から不純物金属を確実かつ効率的に除去するこ
とができる。
According to the method for purifying zirconia of the present invention, metal ions (particularly Ti ions) as impurities using hydroxycalix [n] arene-sodium p-sulfonate and trioctylammonium chloride.
Can be selectively extracted into the organic phase, so that the impurity metal can be reliably and efficiently removed from the zirconia raw material.

【0036】また、循環工程を採用する場合には、ヒド
ロキシカリックス[n]アレーン−p−スルホン酸ナト
リウム及びトリオクチルアンモニウムクロライドの再利
用を図ることができるとともに、不純物金属の回収率を
より高めることができる。
When the circulation step is adopted, it is possible to reuse sodium hydroxycalix [n] arene-p-sulfonate and trioctylammonium chloride, and to further increase the recovery rate of impurity metals. Can be.

【0037】[0037]

【実施例】以下、実施例等を示し、本発明の特徴をより
一層明確にする。
[Examples] Hereinafter, examples and the like will be shown to further clarify the features of the present invention.

【0038】実施例で用いたヒドロキシカリックス
[n]アレーン−p−スルホン酸ナトリウム(nは6又
は8)を「Nann」と略記する。また、トリオクチル
アンモニウムクロライドは「TMA+Cl-」と略記す
る。ZrはZr(IV)、TiはTi(IV)、FeはFe(II
I)及びAlはAl(III)を示す。
[0038] Hydroxy calix [n] arene -p- sodium sulfonate used in Example (n is 6 or 8) is abbreviated as "Na n l n". Also, tri-octyl ammonium chloride - abbreviated as "TMA + Cl". Zr is Zr (IV), Ti is Ti (IV), Fe is Fe (II
I) and Al represent Al (III).

【0039】溶液中のジルコニウムイオン濃度及び各金
属イオン濃度の定量分析及び定性分析は、高周波誘導結
合プラズマ発光分光分析(以下「ICP−AES」と略
記する)法に従って装置「SPS−1200VR型」
(セイコー電子工業(株)製)を用いて測定した。
The quantitative and qualitative analysis of the zirconium ion concentration and the concentration of each metal ion in the solution is performed by an apparatus “SPS-1200VR type” according to a high frequency inductively coupled plasma emission spectroscopy (hereinafter abbreviated as “ICP-AES”) method.
(Seiko Electronics Co., Ltd.).

【0040】調製例1 (1)各溶液の調製 Nann(n=6又は8、スガイ化学工業製)及びTM
+Cl-(「カプリコート」同仁化学研究所製)を用い
てモデル溶液の調製を行う。次いで、分相操作を行う。
[0040] Preparation Example 1 (1) Preparation Na n l n (n = 6 or 8, made Sugaikagakukogyo) of each solution and TM
A model solution is prepared using A + Cl (“Capricoat” manufactured by Dojindo Laboratories). Next, a phase separation operation is performed.

【0041】まず、Nannは、水−メタノール混合溶
媒から1回再結晶させ、真空デシケータ中で減圧下に乾
燥した。このNa668.32g及びNa8811.0
8gを500mlの水に溶解させ、0.01M(1M=
1moldm-3)水溶液をそれぞれ調製する。また、T
MA+Cl-は、予め7.80gをクロロホルム100m
lに溶解させて0.015M溶液(TMA+Cl-溶液)
を調製する。
Firstly, Na n l n are water - was once recrystallized from methanol mixed solvent, and dried under reduced pressure in a vacuum desiccator. The Na 6 l 6 8.32 g and Na 8 l 8 11.0
8 g was dissolved in 500 ml of water, and 0.01M (1M =
1 moldm -3 ) Prepare aqueous solutions. Also, T
MA + Cl - was previously prepared by adding 7.80 g of chloroform to 100 m 2.
1M solution (TMA + Cl - solution)
Is prepared.

【0042】一方、Zr、Fe及びAlは各金属イオン
の塩化物(特級試薬)、Tiは1000ppm原子吸光
分析用標準液(和光純薬製)をそれぞれ水に溶解させ、
ジルコニウムイオン及び各金属イオンの0.01M溶液
を調製する。EDTA滴定法により標定した後、正確に
1/10に希釈して1×10-3M水溶液とした。 (2)モデル混合液の調製及び分相操作 50ml遠心沈殿管に金属イオン溶液15mlとNan
nの水溶液15mlを採取し、これにTMA+Cl-
液15mlを添加し、モデル混合液とする。モデル混合
液を毎分400ストロークで10分間振とうし、抽出を
行う。次に、2000rpmで3分間遠心分離した後、
分相した。このときのpHと金属イオン濃度[M]w,e
を測定する。
On the other hand, Zr, Fe and Al are chlorides of each metal ion (special grade reagent), and Ti is a 1000 ppm standard solution for atomic absorption analysis (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) dissolved in water.
Prepare a 0.01 M solution of zirconium ions and each metal ion. After standardization by EDTA titration, it was diluted exactly 1/10 to obtain a 1 × 10 −3 M aqueous solution. (2) metal ions Preparation and phase separation operations 50ml centrifuge settling tube model mixture solution 15ml and Na n
The aqueous solution 15ml of l n was taken, to which TMA + Cl - A solution 15ml, and the model mixture. The model mixture is shaken at 400 strokes per minute for 10 minutes to extract. Next, after centrifugation at 2000 rpm for 3 minutes,
Phase separated. PH and metal ion concentration [M] w, e
Is measured.

【0043】一方、有機相であるクロロホルム相10m
lを別の50ml遠心沈殿管にとり、3M硫酸を10m
l添加し、毎分400ストロークで60分間振とうし、
抽出を行う。次に、2000rpmで3分間遠心分離し
た後、水相中の金属イオン濃度を測定する。これより有
機相中の金属イオン濃度[M]o,eを求めた。金属イオ
ンの抽出率(%E)は、正抽出水相中に金属イオンの水
酸化物等の沈殿物が見られない場合は下記式1により求
めた。
On the other hand, a chloroform phase as an organic phase was 10 m
l into another 50 ml centrifugal sedimentation tube.
l, shake at 400 strokes per minute for 60 minutes,
Perform the extraction. Next, after centrifuging at 2000 rpm for 3 minutes, the metal ion concentration in the aqueous phase is measured. From this, the metal ion concentration [M] o, e in the organic phase was determined. The extraction rate (% E) of metal ions was determined by the following formula 1 when no precipitate such as hydroxide of metal ions was found in the positively extracted aqueous phase.

【0044】%E={([M]w,i−[M]w,e)/
[M]w,i}×100 但し、[M]w,iは、金属イオンの仕込み濃度である。
% E = {([M] w, i − [M] w, e ) /
[M] w, i } × 100 where [M] w, i is the charged concentration of metal ions.

【0045】正抽出水相中に金属イオンの水酸化物等の
沈殿物が見られない場合は下記式2により求めた。
When no precipitates such as hydroxides of metal ions were found in the positively extracted aqueous phase, it was determined by the following equation (2).

【0046】%E={[M]o,e/[M]w,i}×100 参考例1 Na66とTMA+Cl-を用いるZr抽出率のpH依存
性について調べた。
% E = {[M] o, e / [M] w, i } × 100 Reference Example 1 The pH dependence of the extraction rate of Zr using Na 6 16 and TMA + Cl was examined.

【0047】調製例1の各溶液を用い、[Zr]w,i
2.10×10-4M、[Na66w ,i=1.09×1
-3M、TMA+Cl-の有機相中の仕込み濃度[TMA
+Cl-o,i=0.0103Mとしたモデル混合液を調
製し、調製例1に従って分相を実施した。pHの調節
は、水酸化ナトリウム水溶液又は塩酸水溶液により行っ
た。この結果を図1に示す。
Using each solution of Preparation Example 1, [Zr] w, i =
2.10 × 10 −4 M, [Na 6 16 ] w , i = 1.09 × 1
0 -3 M, TMA + Cl concentration in the organic phase [TMA
+ Cl ] o, i = 0.0103M A model mixture was prepared, and the phases were separated according to Preparation Example 1. The pH was adjusted with an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous hydrochloric acid solution. The result is shown in FIG.

【0048】図1より、ZrはpH2〜12の範囲でN
66によって全く抽出されないことがわかる。
As shown in FIG. 1, Zr is N2 in the pH range of 2 to 12.
It can be seen that not at all extracted by a 6 l 6.

【0049】参考例2 Na66とTMA+Cl-を用いるTi、Fe及びAl抽
出率のpH依存性についてそれぞれ調べた。
Reference Example 2 The pH dependence of the extraction rates of Ti, Fe and Al using Na 6 16 and TMA + Cl was examined.

【0050】Tiの場合は、[Ti]w,i=2.09×
10-4M、[Na66w,i=1.09×10-3M、
[TMA+Cl-o,i=0.0103Mとしたほかは、
調製例1に従ってモデル混合液を調製し、抽出・分相し
た。
In the case of Ti, [Ti] w, i = 2.09 ×
10 −4 M, [Na 6 16 ] w, i = 1.09 × 10 −3 M,
[TMA + Cl -] o, addition to the i = 0.0103M is,
A model mixture was prepared according to Preparation Example 1, and extracted and phase-separated.

【0051】Feの場合は、[Fe]w,i=2.09×
10-4M、[Na66w,i=1.09×10-3M、
[TMA+Cl-o,i=0.0103Mとしたほかは、
調製例1に従ってモデル混合液を調製し、抽出・分相し
た。
In the case of Fe, [Fe] w, i = 2.09 ×
10 −4 M, [Na 6 16 ] w, i = 1.09 × 10 −3 M,
[TMA + Cl -] o, addition to the i = 0.0103M is,
A model mixture was prepared according to Preparation Example 1, and extracted and phase-separated.

【0052】Alの場合は、[Al]w,i=2.09×
10-4M、[Na66w,i=1.09×10-3M、
[TMA+Cl-o,i=0.0103Mとしたほかは、
調製例1に従ってモデル混合液を調製し、抽出・分相し
た。
In the case of Al, [Al] w, i = 2.09 ×
10 −4 M, [Na 6 16 ] w, i = 1.09 × 10 −3 M,
[TMA + Cl -] o, addition to the i = 0.0103M is,
A model mixture was prepared according to Preparation Example 1, and extracted and phase-separated.

【0053】これらの結果をそれぞれ図2〜4に示す。
なお、図中、○は式2より計算した値、△は式1より計
算した値を示す(以下、同じ)。
The results are shown in FIGS.
In the figures, ○ indicates a value calculated from Expression 2, and Δ indicates a value calculated from Expression 1 (the same applies hereinafter).

【0054】図2の結果より、TiはpH1.2より高
い範囲で抽出されはじめ、pH2.3〜3.0で最大と
なり、約80%に達することがわかる。また、図3及び
図4の結果より、Na66を用いた場合は、Fe及びA
lは抽出されないことがかわる。
From the results shown in FIG. 2, it can be seen that Ti begins to be extracted in a range higher than pH 1.2, reaches a maximum at pH 2.3 to 3.0, and reaches about 80%. Also, from the results in FIGS. 3 and 4, when Na 6 16 is used, Fe and A
In other words, 1 is not extracted.

【0055】参考例3 Na88とTMA+Cl-を用いるZr抽出率のpH依存
性について調べた。
Reference Example 3 The pH dependence of the extraction rate of Zr using Na 8 18 and TMA + Cl was examined.

【0056】[Zr]w,i=2.10×10-4M、[N
88w,i=1.09×10-3M、[TMA+Cl-
o,i=0.0155Mとしたほかは、調製例1に従って
モデル混合液を調製し、抽出・分相した。この結果を図
5に示す。
[Zr] w, i = 2.10 × 10 −4 M, [N
a 8 l 8] w, i = 1.09 × 10 -3 M, [TMA + Cl -]
A model mixture was prepared according to Preparation Example 1 except that o, i was 0.0155 M, and extraction and phase separation were performed. The result is shown in FIG.

【0057】図5より、ZrはpH2〜12の範囲でN
88によって全く抽出されないことがわかる。
As shown in FIG. 5, Zr is N in the pH range of 2 to 12.
It can be seen that not at all extracted by a 8 l 8.

【0058】参考例4 Na88とTMA+Cl-を用いるTi、Fe及びAl抽
出率のpH依存性についてそれぞれ調べた。
We examined each Ti, the pH dependence of the Fe and Al extraction rate using - [0058] Reference Example 4 Na 8 l 8 and TMA + Cl.

【0059】Tiの場合は、[Ti]w,i=2.09×
10-4M、[Na88w,i=1.09×10-3M、
[TMA+Cl-o,i=0.0103Mとしたほかは、
調製例1に従ってモデル混合液を調製し、抽出・分相し
た。
In the case of Ti, [Ti] w, i = 2.09 ×
10 −4 M, [Na 8 l 8 ] w, i = 1.09 × 10 −3 M,
[TMA + Cl -] o, addition to the i = 0.0103M is,
A model mixture was prepared according to Preparation Example 1, and extracted and phase-separated.

【0060】Feの場合は、[Fe]w,i=2.09×
10-4M、[Na88w,i=1.09×10-3M、
[TMA+Cl-o,i=0.0103Mとしたほかは、
調製例1に従ってモデル混合液を調製し、抽出・分相し
た。
In the case of Fe, [Fe] w, i = 2.09 ×
10 −4 M, [Na 8 l 8 ] w, i = 1.09 × 10 −3 M,
[TMA + Cl -] o, addition to the i = 0.0103M is,
A model mixture was prepared according to Preparation Example 1, and extracted and phase-separated.

【0061】Alの場合は、[Al]w,i=2.09×
10-4M、[Na88w,i=1.09×10-3M、
[TMA+Cl-o,i=0.0103Mとしたほかは、
調製例1に従ってモデル混合液を調製し、抽出・分相し
た。
In the case of Al, [Al] w, i = 2.09 ×
10 −4 M, [Na 8 l 8 ] w, i = 1.09 × 10 −3 M,
[TMA + Cl -] o, addition to the i = 0.0103M is,
A model mixture was prepared according to Preparation Example 1, and extracted and phase-separated.

【0062】これらの結果をそれぞれ図6〜8に示す。
なお、図中、○は式2より計算した値、△は式1より計
算した値を示す。
The results are shown in FIGS.
In the drawing, ○ indicates a value calculated from Equation 2, and Δ indicates a value calculated from Equation 1.

【0063】図6の結果より、TiはpH1.2より高
い範囲で抽出されはじめ、pH2.3〜3.0で最大と
なり、約80%に達することがわかる。また、図7及び
図8の結果より、Na88を用いた場合は、Feも抽出
され、pH3で最大となり、約60%に達することがか
わる。
From the results shown in FIG. 6, it can be seen that Ti begins to be extracted in a range higher than pH 1.2, becomes maximum at pH 2.3 to 3.0, and reaches about 80%. Further, from the results of FIGS. 7 and 8, in the case of using Na 8 l 8, Fe is also extracted maximum at pH 3, alternative may reach about 60%.

【0064】参考例5 酢酸イオンがTiの抽出率に及ぼす影響について調べ
た。
Reference Example 5 The influence of acetate ions on the extraction rate of Ti was examined.

【0065】[Ti]w,i=2.09×10-4M、[N
nnw,i(nは6又は8)=1.1×10-3M、p
H=2.1、[TMA+Cl-o,i=0.0155Mと
したほかは、調製例1に従ってモデル混合液を調製し、
抽出・分相した。その結果を表1に示す。表1の左欄は
Na66、右欄はNa88による結果を示す。
[Ti] w, i = 2.09 × 10 −4 M, [N
a n l n] w, i (n is 6 or 8) = 1.1 × 10 -3 M , p
A model mixture was prepared according to Preparation Example 1, except that H = 2.1 and [TMA + Cl ] o, i = 0.0155M.
Extraction and phase separation. Table 1 shows the results. Table 1 left column Na 6 l 6, right column shows the results of Na 8 l 8.

【0066】[0066]

【表1】 [Table 1]

【0067】表1の結果より、Na88によるTiの抽
出率は酢酸の存在により向上し、0.04Mの酢酸が存
在する場合、その抽出率は、それが存在しない場合(7
0%)に比べて大きく向上し、95.6%に達すること
がわかる。これは、酢酸イオンがTi−l8 8-錯体に付
加的に配位し、この錯体の極性が低下する結果、クロロ
ホルム中に分配され易くなったためと考えられる。一
方、Na66によるTiの抽出率は酢酸の存在により低
くなる。これは、Ti−l6 6-錯体では分子が混み合
い、余分のTMA+イオンが付加できないためと考えら
れる。
[0067] Table than one result, the extraction rate of the Ti by Na 8 l 8 is improved by the presence of acetic acid, if there are acetic acid 0.04 M, the extraction rate, if it does not exist (7
0%), which is significantly improved, and reaches 95.6%. This acetate ions additionally coordinated to Ti-l 8 8- complex, results polarity of this complex is reduced, presumably because that is easily distributed into chloroform. On the other hand, the extraction ratio of Ti by Na 6 l 6 is lowered by the presence of acetic acid. This is a Ti-l 6 6- complex molecules crowded, extra TMA + ions is considered can not be added.

【0068】参考例6 参考例5において、Na88を用い、酢酸を0.05M
と固定することにより、pHによるTi抽出率の依存性
を調べた。その結果を図9に示す。図9の結果より、図
5に示した酢酸が存在しない場合と同様の曲線を示す
が、pH2〜3におけるTiの抽出率は10%以上高く
なり、pH3でほぼ定量的(98%)に抽出されてい
る。
[0068] Reference Example 6 Reference Example 5, using Na 8 l 8, an acetate 0.05M
, The dependence of the Ti extraction rate on pH was examined. FIG. 9 shows the result. The results in FIG. 9 show a curve similar to that in the case where no acetic acid shown in FIG. 5 is present. However, the extraction ratio of Ti at pH 2 to 3 was increased by 10% or more, and almost quantitatively (98%) was extracted at pH 3. Have been.

【0069】実施例1 Na88を用い、Zr、Ti、Al及びFeが共存する
モデル混合液からZrの精製を行った。
Example 1 Zr was purified from a model mixture in which Zr, Ti, Al and Fe coexisted using Na 8 18 .

【0070】モデル混合液は、[Zr]w,i=[Ti]
w,i=[Al]w,i=[Fe]w,i=2.0×10-4M、
[Na88w,i=1.1×10-3M、pH=2.1、
[TMA+Cl-o,i=0.0155M、[CH3COO
H]w,i=0.05M、としたほかは、調製例1に従っ
て調製した。このモデル混合液を用い、調製例1と同様
にして抽出・分相を行った。その結果を表2に示す。
The model mixture is [Zr] w, i = [Ti]
w, i = [Al] w, i = [Fe] w, i = 2.0 × 10 −4 M,
[Na 8 l 8] w, i = 1.1 × 10 -3 M, pH = 2.1,
[TMA + Cl -] o, i = 0.0155M, [CH 3 COO
H] w, i = 0.05 M, except that it was prepared according to Preparation Example 1. Using this model mixture, extraction and phase separation were carried out in the same manner as in Preparation Example 1. Table 2 shows the results.

【0071】[0071]

【表2】 [Table 2]

【0072】表2より、Zrの抽出率は5.0%、Al
の抽出率は0%であることから、これらはほとんど抽出
されていないことがかわる。これに対し、Tiの抽出率
は90%、Feの抽出率は45%であった。この結果、
1回の抽出操作によって、Tiに対するZrの純度Zr
/Zr+Tiは抽出前の65%から95%に向上した。
According to Table 2, the extraction rate of Zr was 5.0%,
Is 0%, which means that these are hardly extracted. On the other hand, the extraction ratio of Ti was 90% and the extraction ratio of Fe was 45%. As a result,
By one extraction operation, the purity of Zr with respect to Ti, Zr
/ Zr + Ti improved from 65% before extraction to 95%.

【0073】実施例2 Na88を用い、ZrがTi、Al及びFeに対して過
剰に存在するモデル混合液からZrの精製を行った。
Example 2 Zr was purified from a model mixture in which Zr was present in excess of Ti, Al and Fe using Na 8 l 8 .

【0074】モデル混合液は、[Zr]w,i=5.9×
10-4M、[Ti]w,i=7.0×10-5M、[Al]
w,i=7.3×10-5M、[Fe]w,i=8.2×10-5
M、[Na88w,i=1.1×10-3M、pH=2.
1、[TMA+Cl-o,i=0.0155M、[CH3
OOH]w,i=0.05Mとしたほかは、調製例1に従
って調製した。このモデル混合液を用い、調製例1と同
様にして抽出・分相を行った。その結果を表2に示す。
The model mixture is [Zr] w, i = 5.9 ×
10 −4 M, [Ti] w, i = 7.0 × 10 −5 M, [Al]
w, i = 7.3 × 10 −5 M, [Fe] w, i = 8.2 × 10 −5
M, [Na 8 l 8 ] w, i = 1.1 × 10 −3 M, pH = 2.
1, [TMA + Cl -] o, i = 0.0155M, [CH 3 C
OOH] w, i = 0.05 M, except that it was prepared according to Preparation Example 1. Using this model mixture, extraction and phase separation were carried out in the same manner as in Preparation Example 1. Table 2 shows the results.

【0075】[0075]

【表3】 [Table 3]

【0076】表3より、Zrの濃度が高いことから、Z
rとl8 8-がスルホン酸型フェノラート型の混合配座錯
体(ZrO)7(l8-6)・16H2Oとして水中に沈
殿した。その結果、均一溶液系での液−液抽出は行え
ず、抽出後の水相中のZr濃度は見かけ上減少した。T
iは有機相中に抽出され、沈殿したZrを含め、Tiに
対するZrの純度Zr/Zr+Tiは抽出前の94%か
ら99%に向上した。
As shown in Table 3, since the concentration of Zr is high,
r and l 8 8- precipitated in water as a sulfonic acid type phenolate type mixing conformation complex of (ZrO) 7 (l 8 H -6) · 16H 2 O. As a result, liquid-liquid extraction in a homogeneous solution system could not be performed, and the Zr concentration in the aqueous phase after the extraction was apparently reduced. T
i was extracted into the organic phase, and the purity of Zr relative to Ti, including precipitated Zr, Zr / Zr + Ti was improved from 94% before extraction to 99%.

【0077】実施例3 硫酸イオンを存在させたほかは、実施例2と同様にして
モデル混合液からZrの精製を行った。
Example 3 Zr was purified from the model mixture in the same manner as in Example 2 except that sulfate ions were present.

【0078】モデル混合液は、[Zr]w,i=5.9×
10-4M、[Ti]w,i=7.0×10-5M、[Al]
w,i=7.3×10-5M、[Fe]w,i=8.2×10-5
M、[Na88w,i=1.1×10-3M、pH=2.
1、[TMA+Cl-o,i=0.0155M、[CH3
OOH]w,i=0.05M、[Na2SO4w,i=0.0
1Mとしたほかは、調製例1に従って調製した。このモ
デル混合液を用い、調製例1と同様にして抽出・分相を
行った。その結果を表4に示す。
The model mixture is [Zr] w, i = 5.9 ×
10 −4 M, [Ti] w, i = 7.0 × 10 −5 M, [Al]
w, i = 7.3 × 10 −5 M, [Fe] w, i = 8.2 × 10 −5
M, [Na 8 l 8 ] w, i = 1.1 × 10 −3 M, pH = 2.
1, [TMA + Cl -] o, i = 0.0155M, [CH 3 C
OOH] w, i = 0.05 M, [Na 2 SO 4 ] w, i = 0.0
Except for 1M, it was prepared according to Preparation Example 1. Using this model mixture, extraction and phase separation were carried out in the same manner as in Preparation Example 1. Table 4 shows the results.

【0079】[0079]

【表4】 [Table 4]

【0080】表4より、Ti及びFeの抽出率はそれぞ
れ77.7%及び36.1%であった。これは、硫酸イ
オンが存在しない場合に比べて若干低くなっている。一
方、Zrはそのほとんどが水相中に残っており、硫酸イ
オンを存在させることによって均一溶液系での溶媒抽出
が可能となることがわかる。また、このときのZrとT
iの分配比に66倍の差異が見られることから、両者の
相互分離が可能であることがわかる。
From Table 4, the extraction rates of Ti and Fe were 77.7% and 36.1%, respectively. This is slightly lower than when no sulfate ion is present. On the other hand, most of Zr remains in the aqueous phase, and it can be seen that the presence of sulfate ions enables solvent extraction in a homogeneous solution system. In this case, Zr and T
A 66-fold difference is seen in the distribution ratio of i, which indicates that the two can be separated from each other.

【0081】Zrの濃度が高いことから、Zrとl8 8-
がスルホン酸型フェノラート型の混合配座錯体(Zr
O)7(l8-8)・16H2Oとして水中に沈殿した。
その結果、均一溶液系での液−液抽出は行えず、抽出後
の水相中のZr濃度は見かけ上減少した。Tiは有機相
中に抽出され、沈殿したZrを含め、Tiに対するZr
の純度Zr/Zr+Tiは抽出前の94%から99%に
向上した。
[0081] Because of the high concentration of Zr, Zr and l 8 8-
Is a sulfonic acid type phenolate type mixed conformation complex (Zr
O) 7 (l 8 H -8 ) · 16H precipitated in water as 2 O.
As a result, liquid-liquid extraction in a homogeneous solution system could not be performed, and the Zr concentration in the aqueous phase after the extraction was apparently reduced. Ti is extracted into the organic phase and contains Zr,
The purity of Zr / Zr + Ti was increased from 94% before extraction to 99%.

【0082】参考例6 表5に示す種々の鉱酸を逆抽出剤として用いてクロロホ
ルム中のln n-とTiを逆抽出し、その回収率を調べ
た。
[0082] using various mineral acid shown in Reference Example 6 in Table 5 as a stripping agent were back extracted with l n n-and Ti in chloroform, were examined their recovery.

【0083】モデル混合液は、金属イオン溶液としてT
iイオン溶液を用いたほかは、調製例1に従って調製
し、抽出・分相を行った。次いで、分相されたクロロホ
ルム相10mlに対し、表5に示す各鉱酸を逆抽出剤と
して10ml用い、調製例1と同様にして抽出・分相を
行った。ここで得られた水相中のTイオン濃度を測定し
た。その回収率は、上記クロロホルム相中のイオン量を
100として求めた。その結果を表5に示す。
The model mixture is a metal ion solution of T
Except for using the i-ion solution, it was prepared according to Preparation Example 1, and extraction and phase separation were performed. Next, extraction and phase separation were performed in the same manner as in Preparation Example 1, using 10 ml of each of the mineral acids shown in Table 5 as a back-extracting agent for 10 ml of the separated chloroform phase. The T ion concentration in the aqueous phase obtained here was measured. The recovery was determined with the amount of ions in the chloroform phase as 100. Table 5 shows the results.

【0084】[0084]

【表5】 [Table 5]

【0085】表5の結果より、l6 6-は3M硫酸、l8 8-
は4M塩酸を用いるとほぼ定量的に回収できる。一方、
6 6-が定量的に回収できる条件でも、l8 8-−Ti錯体
の回収率は88.4%であった。また、6M塩酸では、
逆に低い値を示した。塩酸の代わりに3M硫酸による逆
抽出でl8 8-−Ti錯体は81.6%回収できた。これ
に対し、l8 8-自体の逆抽出は1.34%にすぎず、そ
のほとんどがクロロホルム相に残ることがわかる。この
ことは、クロロホルム相をまず3M硫酸で逆抽出処理
し、金属イオンだけを回収し、次いで4M塩酸で逆抽出
してl8 8-を回収できることがかわる。
[0085] From the results of Table 5, l 6 6- are 3M sulfuric acid, l 8 8-
Can be almost quantitatively recovered using 4M hydrochloric acid. on the other hand,
even under the condition that l 6 6- can be quantitatively recovered, the recovery rate of l 8 8- -Ti complex was 88.4%. Also, in 6M hydrochloric acid,
Conversely, it showed a low value. L 8 8- -Ti complex by reverse extraction with 3M sulfuric acid in place of hydrochloric acid could be recovered 81.6%. In contrast, back extraction of l 8 8- itself is only 1.34%, it can be seen that most of remains in the chloroform phase. This was back extracted with First 3M sulfuric chloroform phase, only the metal ions were recovered, and then replace it can be back extracted to recover l 8 8- with 4M hydrochloric acid.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】参考例1において、Na66とTMA+Cl-
用いるZr抽出率のpH依存性について調べた結果を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the results of a study on the pH dependence of the extraction rate of Zr using Na 6 16 and TMA + Cl in Reference Example 1.

【図2】参考例2において、Na66とTMA+Cl-
用いるTi抽出率のpH依存性を調べた結果を示す図で
ある。
FIG. 2 is a view showing the result of examining the pH dependence of the Ti extraction rate using Na 6 16 and TMA + Cl in Reference Example 2.

【図3】参考例2において、Na66とTMA+Cl-
用いるFe抽出率のpH依存性を調べた結果を示す図で
ある。
FIG. 3 is a graph showing the result of examining the pH dependence of the Fe extraction rate using Na 6 16 and TMA + Cl in Reference Example 2.

【図4】参考例2において、Na66とTMA+Cl-
用いるAl抽出率のpH依存性を調べた結果を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing the results of examining the pH dependence of the Al extraction rate using Na 6 16 and TMA + Cl in Reference Example 2.

【図5】参考例3において、Na88とTMA+Cl-
用いるZr抽出率のpH依存性を調べた結果を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing the results of examining the pH dependence of the Zr extraction rate using Na 8 18 and TMA + Cl in Reference Example 3.

【図6】参考例4において、Na88とTMA+Cl-
用いるTi抽出率のpH依存性を調べた結果を示す図で
ある。
FIG. 6 is a graph showing the result of examining the pH dependence of the Ti extraction rate using Na 8 18 and TMA + Cl in Reference Example 4.

【図7】参考例4において、Na88とTMA+Cl-
用いるFe抽出率のpH依存性を調べた結果を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing the results of examining the pH dependence of the Fe extraction rate using Na 8 18 and TMA + Cl in Reference Example 4.

【図8】参考例4において、Na88とTMA+Cl-
用いるAl抽出率のpH依存性を調べた結果を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing the results of examining the pH dependence of the Al extraction rate using Na 8 18 and TMA + Cl in Reference Example 4.

【図9】参考例6において、Na88を用い、酢酸を
0.05Mと固定することにより、pHによるTi抽出
率の依存性を調べた結果を示す図である。
In Figure 9 reference example 6, using Na 8 l 8, by fixing the acetic acid and 0.05 M, is a diagram showing the results of examining the dependency of Ti extraction rate by the pH.

【図10】第五工程及び循環工程まで含めた本発明精製
方法の一例を示す工程図である。
FIG. 10 is a process chart showing an example of the purification method of the present invention including the fifth step and the circulation step.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 宗弘 大阪府吹田市桃山台1−1−C4−8 Fターム(参考) 4K001 AA31 BA04 DB04 DB11 DB23 DB25  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Munehiro Wakita 1-1-C4-8 Momoyamadai, Suita-shi, Osaka F-term (reference) 4K001 AA31 BA04 DB04 DB11 DB23 DB25

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ジルコニウムの精製方法であって、(1)
ジルコニウム原料からジルコニウムイオンを含む溶液を
調製する第一工程(2)上記溶液、ヒドロキシカリック
ス[n]アレーン−p−スルホン酸塩(n≧2)、トリ
オクチルアンモニウムクロライド及び有機溶剤を含む混
合液を調製する第二工程及び(3)上記混合液を第一水
相と第一有機相に分相し、ジルコニウムイオンを水相中
に回収する第三工程を有することを特徴とする精製方
法。
1. A method for purifying zirconium, comprising: (1)
First step of preparing a solution containing zirconium ions from zirconium raw materials (2) A mixed solution containing the above solution, hydroxycalix [n] arene-p-sulfonate (n ≧ 2), trioctylammonium chloride and an organic solvent A purification method comprising: a second step of preparing; and (3) a third step of separating the mixed solution into a first aqueous phase and a first organic phase, and recovering zirconium ions in the aqueous phase.
【請求項2】有機溶剤がクロロホルムである請求項1記
載の精製方法。
2. The method according to claim 1, wherein the organic solvent is chloroform.
【請求項3】ヒドロキシカリックス[n]アレーン−p
−スルホン酸塩が、ナトリウム塩(nは6又は8)であ
る請求項1記載の精製方法。
3. Hydroxycalix [n] arene-p
The purification method according to claim 1, wherein the sulfonate is a sodium salt (n is 6 or 8).
【請求項4】混合液のpHを7以下とする請求項1記載
の精製方法。
4. The purification method according to claim 1, wherein the pH of the mixture is 7 or less.
【請求項5】混合液中に酢酸イオンを含有させる請求項
1記載の精製方法。
5. The method according to claim 1, wherein the mixed solution contains acetate ions.
【請求項6】第一有機相に酸性水溶液を添加・混合し、
次いで第二水相と第二有機相に分相することにより、ヒ
ドロキシカリックス[n]アレーン−p−スルホン酸塩
(n≧2)及び/又は金属イオンを第二水相中に回収す
る第四工程をさらに有する請求項1記載の精製方法。
6. An acidic aqueous solution is added to and mixed with the first organic phase,
Then, the second aqueous phase and the second organic phase are separated, whereby hydroxycalix [n] arene-p-sulfonate (n ≧ 2) and / or metal ions are recovered in the second aqueous phase. The purification method according to claim 1, further comprising a step.
【請求項7】第二有機相に酸性水溶液を添加・混合し、
次いで第三水相と第三有機相に分相することにより、ヒ
ドロキシカリックス[n]アレーン−p−スルホン酸塩
(n≧2)を第三水相中に回収する第五工程をさらに有
する請求項6記載の精製方法。
7. An acidic aqueous solution is added to and mixed with the second organic phase.
Next, the method further comprises a fifth step of recovering hydroxycalix [n] arene-p-sulfonate (n ≧ 2) in the third aqueous phase by separating into a third aqueous phase and a third organic phase. Item 7. The purification method according to Item 6.
【請求項8】第三水相を第一水相に循環させる請求項7
記載の精製方法。
8. The method according to claim 7, wherein the third aqueous phase is circulated to the first aqueous phase.
Purification method as described.
【請求項9】第三有機相を第一有機相に循環させる請求
項7記載の精製方法。
9. The purification method according to claim 7, wherein the third organic phase is circulated to the first organic phase.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103183621A (en) * 2011-12-30 2013-07-03 王炜 Calix[4]arene derivative, non-phosphorus scale inhibition, dispersion and corrosion inhibition agent, preparation method and application

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