JP2002079059A - リチウム同位体分離方法とその装置 - Google Patents
リチウム同位体分離方法とその装置Info
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- B01D59/42—Separation by electrochemical methods by electromigration; by electrophoresis
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水銀等の有害物質を使用することなく、従っ
て環境に対する悪影響が少なく、しかも同位体分離係数
が高く、化学的に安定したＬｉ同位体を分離し、濃縮す
る。 【解決手段】 Ｌｉイオン伝導体の両面にＬｉイオン伝
導体の分解電圧以上の直流電圧を印加し、6Ｌｉと7ＬＩ
とが混在する原料がある正電位側から6Ｌｉを負電位側
に移動させ、6Ｌｉを分離濃縮する。
て環境に対する悪影響が少なく、しかも同位体分離係数
が高く、化学的に安定したＬｉ同位体を分離し、濃縮す
る。 【解決手段】 Ｌｉイオン伝導体の両面にＬｉイオン伝
導体の分解電圧以上の直流電圧を印加し、6Ｌｉと7ＬＩ
とが混在する原料がある正電位側から6Ｌｉを負電位側
に移動させ、6Ｌｉを分離濃縮する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水銀を使用するア
マルガム法に代わり、環境の調和に配慮し、なお且つ高
効率でＬｉ同位体を分離する方法と装置に関する。より
具体的には、Ｌｉイオン伝導体を用いた電解法により、
6Ｌｉと7Ｌｉとが混在する原料の中から、 6Ｌｉを分離
し、濃縮するＬｉ同位体分離方法とその装置に関する。
マルガム法に代わり、環境の調和に配慮し、なお且つ高
効率でＬｉ同位体を分離する方法と装置に関する。より
具体的には、Ｌｉイオン伝導体を用いた電解法により、
6Ｌｉと7Ｌｉとが混在する原料の中から、 6Ｌｉを分離
し、濃縮するＬｉ同位体分離方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、核融合エネルギー開発は急務であ
り、とりわけ、Ｌｉを含んだセラミックスである核融合
炉用トリチウム増殖材の開発は最重要項目の一つであ
る。日本はＬｉ資源の全量を海外からの輸入に頼ってい
る。トリチウム増殖材として必須の原料である濃縮6Ｌ
ｉは、その供給量が乏しく、研究用材料としてすらも満
足できる濃縮度のものが入手しにくい。しかも、希少原
料であるため、非常に高価なのが現状である。
り、とりわけ、Ｌｉを含んだセラミックスである核融合
炉用トリチウム増殖材の開発は最重要項目の一つであ
る。日本はＬｉ資源の全量を海外からの輸入に頼ってい
る。トリチウム増殖材として必須の原料である濃縮6Ｌ
ｉは、その供給量が乏しく、研究用材料としてすらも満
足できる濃縮度のものが入手しにくい。しかも、希少原
料であるため、非常に高価なのが現状である。
【０００３】現在、Ｌｉ原料から6Ｌｉを分離抽出する6
Ｌｉの製造技術としては、水銀を使用するアマルガム法
が採用されている。その理由は、アマルガム法の6Ｌｉ
の分離効率を示す同位体分離係数が、１．０２〜１．０
７と、比較的高いためである。
Ｌｉの製造技術としては、水銀を使用するアマルガム法
が採用されている。その理由は、アマルガム法の6Ｌｉ
の分離効率を示す同位体分離係数が、１．０２〜１．０
７と、比較的高いためである。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
述のアマルガム法は、水銀を大量に使用するため、今後
の環境調和型技術の開発への社会的要請を考えると、Ｌ
ｉ資源の国産化を計るための技術としてはふさわしくな
い。一方、環境調和型Ｌｉ同位体分離方法の開発研究も
多く行われており、例えば、無機系吸着材による分離法
等が検討されている。しかし、この無機系吸着材による
分離法は、分離係数が高い場合でも１．０１以下と低
く、十分な性能が得られていない。
述のアマルガム法は、水銀を大量に使用するため、今後
の環境調和型技術の開発への社会的要請を考えると、Ｌ
ｉ資源の国産化を計るための技術としてはふさわしくな
い。一方、環境調和型Ｌｉ同位体分離方法の開発研究も
多く行われており、例えば、無機系吸着材による分離法
等が検討されている。しかし、この無機系吸着材による
分離法は、分離係数が高い場合でも１．０１以下と低
く、十分な性能が得られていない。
【０００５】天然に存在するＬｉは、質量７．０１５の
7Ｌｉが９２．５８％、質量６．０１５の6Ｌｉが７．４
２％程度の比率であり、従来提案されているどのような
方法を用いるにしても、一度の分離操作で6Ｌｉを１０
０％近くまで濃縮することはできない。従って、実用的
なＬｉ同位体分離法としては、分離操作を繰り返し行
い、濃縮率を高める必要がある。そのため、できるだけ
高い同位体分離係数を有する分離法であることが要求さ
れる。
7Ｌｉが９２．５８％、質量６．０１５の6Ｌｉが７．４
２％程度の比率であり、従来提案されているどのような
方法を用いるにしても、一度の分離操作で6Ｌｉを１０
０％近くまで濃縮することはできない。従って、実用的
なＬｉ同位体分離法としては、分離操作を繰り返し行
い、濃縮率を高める必要がある。そのため、できるだけ
高い同位体分離係数を有する分離法であることが要求さ
れる。
【０００６】なお、同位体分離係数（Ｓ）は、分離前後
の原子数比を使って、（7Ｌｉ／6Ｌｉ）分離前／（7Ｌ
ｉ／6Ｌｉ）分離後で定義される。また、環境調和型で
あるためには、環境汚染に結びつく水銀などを使用しな
いこと、化学的に安定な材料であることが必要である。
の原子数比を使って、（7Ｌｉ／6Ｌｉ）分離前／（7Ｌ
ｉ／6Ｌｉ）分離後で定義される。また、環境調和型で
あるためには、環境汚染に結びつく水銀などを使用しな
いこと、化学的に安定な材料であることが必要である。
【０００７】本発明は、前記従来のＬｉ同位体分離技術
における課題に鑑み、環境調和型Ｌｉ同位体分離方法と
して、水銀等の有害物質を使用することなく、従って環
境に対する悪影響が少なく、しかも同位体分離係数が高
く、化学的に安定したＬｉ同位体分離方法を提案するこ
とを目的とする。
における課題に鑑み、環境調和型Ｌｉ同位体分離方法と
して、水銀等の有害物質を使用することなく、従って環
境に対する悪影響が少なく、しかも同位体分離係数が高
く、化学的に安定したＬｉ同位体分離方法を提案するこ
とを目的とする。
【０００８】
【発明が解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明者らは、Ｌｉイオン伝導体の両端に多孔性電
極を焼結し、電極間に直流電圧を印加し、電解により陰
極側に6Ｌｉを濃縮する方法を見出した。すなわち、Ｌ
ｉイオン伝導体の両面にＬｉイオン伝導体の分解電圧以
上の直流電圧を印加し、6Ｌｉと7Ｌｉとが混在する原料
がある正電位側から6Ｌｉを負電位側に移動させ、6Ｌｉ
を分離し、濃縮するものである。
め、本発明者らは、Ｌｉイオン伝導体の両端に多孔性電
極を焼結し、電極間に直流電圧を印加し、電解により陰
極側に6Ｌｉを濃縮する方法を見出した。すなわち、Ｌ
ｉイオン伝導体の両面にＬｉイオン伝導体の分解電圧以
上の直流電圧を印加し、6Ｌｉと7Ｌｉとが混在する原料
がある正電位側から6Ｌｉを負電位側に移動させ、6Ｌｉ
を分離し、濃縮するものである。
【０００９】より具体的に言うと、本発明によるＬｉ同
位体分離方法は、イオン伝導体に電界を加え、6Ｌｉと7
Ｌｉとの前記Ｌｉイオン伝導体のイオン伝導度の違いに
より、6Ｌｉを正電位側から負電位側へと前記Ｌｉイオ
ン伝導体を移動させ、原料の中から6Ｌｉを分離するも
のである。
位体分離方法は、イオン伝導体に電界を加え、6Ｌｉと7
Ｌｉとの前記Ｌｉイオン伝導体のイオン伝導度の違いに
より、6Ｌｉを正電位側から負電位側へと前記Ｌｉイオ
ン伝導体を移動させ、原料の中から6Ｌｉを分離するも
のである。
【００１０】Ｌｉイオン伝導体としては、例えば、Ｌｉ
イオン伝導性固体電解質を使用することができる。より
具体的には、ＬｉＩ、ＬｉＩ−ＣａＩ2、ＬｉＩ−Ｃａ
Ｏ、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＡｌＦ4、ＬｉＩ−Ａｌ2Ｏ3、
ＬｉＦ−Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＢｒ−Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ−Ｔ
ｉＯ2、Ｌａ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2、Ｌｉ3Ｎ、Ｌｉ3
ＮＩ2、Ｌｉ3Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ3Ｎ−ＬｉＣ
ｌ、Ｌｉ6ＮＢｒ3、ＬｉＳＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ3Ｐ
Ｏ4−Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ4ＧｅＯ4−Ｌｉ3ＶＯ4、Ｌｉ4
ＳｉＯ4−Ｌｉ3ＶＯ4、Ｌｉ4ＧｅＯ4−Ｚｎ2ＧｅＯ2、
Ｌｉ4ＳｉＯ4−ＬｉＭｏＯ4、Ｌｉ3ＰＯ4−Ｌｉ4ＳｉＯ
4、ＬｉＳｉＯ4−Ｌｉ4ＺｒＯ4から選ばれた少なくとも
１種からなる固体電解質セラミックスを使用することが
できる。この固体電解質セラミックスは、ペロブスカイ
ト型、スピネル型、ラムズデライト型の何れのリチウム
酸化物であってもよい。
イオン伝導性固体電解質を使用することができる。より
具体的には、ＬｉＩ、ＬｉＩ−ＣａＩ2、ＬｉＩ−Ｃａ
Ｏ、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＡｌＦ4、ＬｉＩ−Ａｌ2Ｏ3、
ＬｉＦ−Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＢｒ−Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ−Ｔ
ｉＯ2、Ｌａ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2、Ｌｉ3Ｎ、Ｌｉ3
ＮＩ2、Ｌｉ3Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ3Ｎ−ＬｉＣ
ｌ、Ｌｉ6ＮＢｒ3、ＬｉＳＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ3Ｐ
Ｏ4−Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ4ＧｅＯ4−Ｌｉ3ＶＯ4、Ｌｉ4
ＳｉＯ4−Ｌｉ3ＶＯ4、Ｌｉ4ＧｅＯ4−Ｚｎ2ＧｅＯ2、
Ｌｉ4ＳｉＯ4−ＬｉＭｏＯ4、Ｌｉ3ＰＯ4−Ｌｉ4ＳｉＯ
4、ＬｉＳｉＯ4−Ｌｉ4ＺｒＯ4から選ばれた少なくとも
１種からなる固体電解質セラミックスを使用することが
できる。この固体電解質セラミックスは、ペロブスカイ
ト型、スピネル型、ラムズデライト型の何れのリチウム
酸化物であってもよい。
【００１１】さらに、他のＬｉイオン伝導性固体電解質
としては、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＮａＳＣＮ、
ＮａＣＦ3ＳＯ3、ＮａＩ、ＫＳＣＮ、ＣｓＳＣＮから選
ばれた少なくとも一つのアルカリ金属塩とポリエチレン
オキシド（ＰＥＯ）との錯体からなる高分子錯体固体電
解質をあげることができる。
としては、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＮａＳＣＮ、
ＮａＣＦ3ＳＯ3、ＮａＩ、ＫＳＣＮ、ＣｓＳＣＮから選
ばれた少なくとも一つのアルカリ金属塩とポリエチレン
オキシド（ＰＥＯ）との錯体からなる高分子錯体固体電
解質をあげることができる。
【００１２】このようなＬｉイオン伝導性固体電解質の
両側に電極を配置し、電極間に分解電圧以上の電圧をか
けることによって、6Ｌｉを正電位側から負電位側へと
Ｌｉイオン伝導性固体電解質を移動させる。これによ
り、負電位側に6Ｌｉが分離されるので、それを濃縮す
ることができる。より具体的には、Ｌｉイオン伝導性固
体電解質の片側に、無機リチウム化合物を原料として配
置し、この原料をその融点以上に加熱して溶融し、この
状態でＬｉイオン伝導性固体電解質に電界を加えること
により、原料中の6ＬｉをＬｉイオン伝導性固体電解質
中で移動させることにより、原料から6Ｌｉを分離し、
濃縮することができる。この場合、Ｌｉイオン伝導体の
導電率が１０-2Ｓ・ｃｍ-1になる温度以上に加熱するの
が好ましい。これにより、Ｌｉイオン伝導性固体電解質
中を移動するＬｉイオン数を多くすることができ、分解
電圧を低く抑えることができる。
両側に電極を配置し、電極間に分解電圧以上の電圧をか
けることによって、6Ｌｉを正電位側から負電位側へと
Ｌｉイオン伝導性固体電解質を移動させる。これによ
り、負電位側に6Ｌｉが分離されるので、それを濃縮す
ることができる。より具体的には、Ｌｉイオン伝導性固
体電解質の片側に、無機リチウム化合物を原料として配
置し、この原料をその融点以上に加熱して溶融し、この
状態でＬｉイオン伝導性固体電解質に電界を加えること
により、原料中の6ＬｉをＬｉイオン伝導性固体電解質
中で移動させることにより、原料から6Ｌｉを分離し、
濃縮することができる。この場合、Ｌｉイオン伝導体の
導電率が１０-2Ｓ・ｃｍ-1になる温度以上に加熱するの
が好ましい。これにより、Ｌｉイオン伝導性固体電解質
中を移動するＬｉイオン数を多くすることができ、分解
電圧を低く抑えることができる。
【００１３】このようなＬｉ同位体分離装置を実施する
ための装置は、6Ｌｉと7Ｌｉとが混在する原料を収納す
る原料槽と、この原料槽の少なくとも一部の壁体を形成
するよう設けられたＬｉイオン伝導体と、このＬｉイオ
ン導電体の前記原料槽の内側と外側に設けられた一対の
電極と、この電極に電圧を印加する電源とを備える。
ための装置は、6Ｌｉと7Ｌｉとが混在する原料を収納す
る原料槽と、この原料槽の少なくとも一部の壁体を形成
するよう設けられたＬｉイオン伝導体と、このＬｉイオ
ン導電体の前記原料槽の内側と外側に設けられた一対の
電極と、この電極に電圧を印加する電源とを備える。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
前述したように本発明によるＬｉ同位体分離法はＬｉイ
オン伝導体に分解電圧以上の直流電圧を印加し、陰極側
に6Ｌｉを濃縮する。このような方法で使用するＬｉイ
オン伝導体は化学的安定性が必要であるため、好ましく
は無機固体電解質を選択する。このような、無機固体電
解質としては、酸化物系および非酸化物系がある。しか
しそのうち、単結晶のＬｉ3Ｎ、非晶質のＰ2Ｓ5−Ｌｉ2
Ｓ−ＬｉＩなどやハロゲン化スピネルのＬｉ2ＭＣｌ
4（Ｍ＝Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ等）に代表される非酸化物系
のＬｉイオン伝導体は吸湿性が強いなど扱いにくい。
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
前述したように本発明によるＬｉ同位体分離法はＬｉイ
オン伝導体に分解電圧以上の直流電圧を印加し、陰極側
に6Ｌｉを濃縮する。このような方法で使用するＬｉイ
オン伝導体は化学的安定性が必要であるため、好ましく
は無機固体電解質を選択する。このような、無機固体電
解質としては、酸化物系および非酸化物系がある。しか
しそのうち、単結晶のＬｉ3Ｎ、非晶質のＰ2Ｓ5−Ｌｉ2
Ｓ−ＬｉＩなどやハロゲン化スピネルのＬｉ2ＭＣｌ
4（Ｍ＝Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ等）に代表される非酸化物系
のＬｉイオン伝導体は吸湿性が強いなど扱いにくい。
【００１５】これに対し、酸化物系のＬｉイオン伝導体
は化学的に安定であり好適である。酸化物系Ｌｉイオン
伝導体としては、γII−Ｌｉ3ＰＯ4型のＬｉ3+xＰ1-xＳ
ｉxＯ4、ＬｉＸＯ4−Ｌｉ4ＹＯ4（Ｘ＝Ｐ、Ａｓ、Ｖ
等、Ｙ＝Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ等）、Ｌｉ１4Ｚｎ（Ｇｅ
Ｏ4）4、ＬｉＺｒ2（ＰＯ4）3型のＬｉＴｉ2（Ｐ
Ｏ4）3、Ｌｉ1+xＭｘＴｉ2-x（ＰＯ4）3（Ｍ＝金属元
素、ｘ＝係数）、スピネル型のＬｉ 4Ｔｉ5Ｏ12、ぺロブ
スカイト型のＬａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3、Ｌａ0.59Ｌｉ
0.35ＴｉＯ3、ラムズデライト型のＬｉ2Ｔｉ3Ｏ7、アル
ミノシリケートのＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6、ガラスのＬｉ4Ｓ
ｉＯ4−Ｌｉ3ＢＯ3、Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5など多
数あり、いずれも使用することができる。その中でも成
型しやすく、導電率が高いものが好ましく、Ｌｉ2Ｏ−
ＴｉＯ2系酸化物が好適であり、特に、スピネル型Ｌｉ1
＋ｘＴｉ2−ｘＯ4、ラムズデライト型Ｌｉ2Ｔｉ3Ｏ7お
よびペロブスカイト型Ｌａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3が好適
である。
は化学的に安定であり好適である。酸化物系Ｌｉイオン
伝導体としては、γII−Ｌｉ3ＰＯ4型のＬｉ3+xＰ1-xＳ
ｉxＯ4、ＬｉＸＯ4−Ｌｉ4ＹＯ4（Ｘ＝Ｐ、Ａｓ、Ｖ
等、Ｙ＝Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ等）、Ｌｉ１4Ｚｎ（Ｇｅ
Ｏ4）4、ＬｉＺｒ2（ＰＯ4）3型のＬｉＴｉ2（Ｐ
Ｏ4）3、Ｌｉ1+xＭｘＴｉ2-x（ＰＯ4）3（Ｍ＝金属元
素、ｘ＝係数）、スピネル型のＬｉ 4Ｔｉ5Ｏ12、ぺロブ
スカイト型のＬａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3、Ｌａ0.59Ｌｉ
0.35ＴｉＯ3、ラムズデライト型のＬｉ2Ｔｉ3Ｏ7、アル
ミノシリケートのＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6、ガラスのＬｉ4Ｓ
ｉＯ4−Ｌｉ3ＢＯ3、Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5など多
数あり、いずれも使用することができる。その中でも成
型しやすく、導電率が高いものが好ましく、Ｌｉ2Ｏ−
ＴｉＯ2系酸化物が好適であり、特に、スピネル型Ｌｉ1
＋ｘＴｉ2−ｘＯ4、ラムズデライト型Ｌｉ2Ｔｉ3Ｏ7お
よびペロブスカイト型Ｌａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3が好適
である。
【００１６】これらのＬｉイオン伝導体は通常の方法で
原料粉末が製造でき、公知の方法で成型、焼結して所望
の形状とすることができる。成型したＬｉイオン伝導体
の両面に焼結する電極は、化学的に安定で、濃縮された
Ｌｉイオンが侵入しやすいＰｔやＡｕなどの多孔性電極
が望ましい。焼結したＬｉイオン伝導体の両面にＰｔや
Ａｕのペーストを塗布し、これを焼き付けることによ
り、多孔性のＰｔやＡｕの膜からなる電極を形成する。
或いは、ＰｔやＡｕのメッシュをＬｉイオン伝導体の両
面に貼り付け、これを電極とする。
原料粉末が製造でき、公知の方法で成型、焼結して所望
の形状とすることができる。成型したＬｉイオン伝導体
の両面に焼結する電極は、化学的に安定で、濃縮された
Ｌｉイオンが侵入しやすいＰｔやＡｕなどの多孔性電極
が望ましい。焼結したＬｉイオン伝導体の両面にＰｔや
Ａｕのペーストを塗布し、これを焼き付けることによ
り、多孔性のＰｔやＡｕの膜からなる電極を形成する。
或いは、ＰｔやＡｕのメッシュをＬｉイオン伝導体の両
面に貼り付け、これを電極とする。
【００１７】図１に示すように、前記のように両面に電
極を焼結したＬｉイオン伝導体の陽極側に7Ｌｉと6Ｌｉ
とが混在する原料（ＬｉＨＳＯ4）を満たす。そして、
Ｌｉイオン伝導体の両面の陽極と陰極の分解電圧以上の
直流電圧を印加すると、先に述べたように、7Ｌｉと6Ｌ
ｉとでは質量が約１７％異なっているために、Ｌｉイオ
ン伝導体中での7Ｌｉイオンと6Ｌｉイオンの移動速度に
差が生じ、6Ｌｉイオンの方が7Ｌｉイオンより速く陰極
側に移動する。したがって、一定時間後には陰極側に6
Ｌｉが濃縮される。
極を焼結したＬｉイオン伝導体の陽極側に7Ｌｉと6Ｌｉ
とが混在する原料（ＬｉＨＳＯ4）を満たす。そして、
Ｌｉイオン伝導体の両面の陽極と陰極の分解電圧以上の
直流電圧を印加すると、先に述べたように、7Ｌｉと6Ｌ
ｉとでは質量が約１７％異なっているために、Ｌｉイオ
ン伝導体中での7Ｌｉイオンと6Ｌｉイオンの移動速度に
差が生じ、6Ｌｉイオンの方が7Ｌｉイオンより速く陰極
側に移動する。したがって、一定時間後には陰極側に6
Ｌｉが濃縮される。
【００１８】この工程において、Ｌｉイオン伝導体の両
面の電極に印加する電圧がその分解電圧以下では、Ｌｉ
イオン伝導体中のＬｉイオンの移動が始まると同時に陽
極側でＬｉイオンの不足が生じ、電流が流れにくくな
り、Ｌｉイオンの移動が起こらなくなる。このため、Ｌ
ｉ原料の供給あるいはＬｉイオン伝導体の分解電圧以上
の電圧を印加することが必要である。
面の電極に印加する電圧がその分解電圧以下では、Ｌｉ
イオン伝導体中のＬｉイオンの移動が始まると同時に陽
極側でＬｉイオンの不足が生じ、電流が流れにくくな
り、Ｌｉイオンの移動が起こらなくなる。このため、Ｌ
ｉ原料の供給あるいはＬｉイオン伝導体の分解電圧以上
の電圧を印加することが必要である。
【００１９】また、一般にＬｉイオン伝導体の導電率は
高温ほど高くなり、Ｌｉイオンの移動は起こりやすくな
る。あまり低温では導電率が低く、移動するＬｉイオン
数が少なかったり、分解電圧が高くなり過ぎ好ましくな
い。そのため、Ｌｉイオン伝導体の導電率が約１０-2Ｓ
・ｃｍ-1になる温度でＬｉイオンを移動させることが好
ましい。
高温ほど高くなり、Ｌｉイオンの移動は起こりやすくな
る。あまり低温では導電率が低く、移動するＬｉイオン
数が少なかったり、分解電圧が高くなり過ぎ好ましくな
い。そのため、Ｌｉイオン伝導体の導電率が約１０-2Ｓ
・ｃｍ-1になる温度でＬｉイオンを移動させることが好
ましい。
【００２０】図２は、前記のようにリチウム同位体分離
方法を実施するためのリチウム同位体分離装置の例を示
す。同図に示すように、原料であるＬｉＨＳＯ4を収納
し、加熱溶融する原料槽が設けられており、この原料槽
には図示してない加熱手段が設けられ、原料であるＬｉ
ＨＳＯ4を溶融する。原料槽の底には、金属Ｌｉが沈降
する。
方法を実施するためのリチウム同位体分離装置の例を示
す。同図に示すように、原料であるＬｉＨＳＯ4を収納
し、加熱溶融する原料槽が設けられており、この原料槽
には図示してない加熱手段が設けられ、原料であるＬｉ
ＨＳＯ4を溶融する。原料槽の底には、金属Ｌｉが沈降
する。
【００２１】例えば、金属Ｌｉの融点は１８０℃、Ｌｉ
ＨＳＯ4の融点は１２０℃、ＬｉＨ2ＰＯ4の融点は１２
０℃、ＬｉＣｌＯ3の融点は１２８℃、ＬｉＦの融点は
８４８℃、ＬｉＣｌの融点は６０５℃、ＬｉＢｒの融点
は５５０℃、ＬｉＩの融点は４４６℃、ＬｉＩ・３Ｈ2
Ｏの融点は７３℃である。原料槽では、これらの原料の
融点以上の温度に加熱し、原料を溶融状態とする。
ＨＳＯ4の融点は１２０℃、ＬｉＨ2ＰＯ4の融点は１２
０℃、ＬｉＣｌＯ3の融点は１２８℃、ＬｉＦの融点は
８４８℃、ＬｉＣｌの融点は６０５℃、ＬｉＢｒの融点
は５５０℃、ＬｉＩの融点は４４６℃、ＬｉＩ・３Ｈ2
Ｏの融点は７３℃である。原料槽では、これらの原料の
融点以上の温度に加熱し、原料を溶融状態とする。
【００２２】原料槽の底壁を形成するように、両面にＰ
ｔメッシュ電極を貼ったＬｉイオン伝導体が設けられ、
Ｐｔメッシュ電極には、原料槽側が正、その下の濃縮槽
側が負となるような電圧が印加される。これにより、Ｌ
ｉイオン伝導体の陽極側から陰極側に6Ｌｉが移動さ
れ、濃縮された6ＬｉがＬｉイオン伝導体の陰極側の下
に設けられた容器状の濃縮槽に析出する。この濃縮槽の
上部であって、Ｌｉイオン伝導体の下にはホッパが設け
られ、析出した6Ｌｉは、このホッパで集められて濃縮
槽の底部に溜まる。
ｔメッシュ電極を貼ったＬｉイオン伝導体が設けられ、
Ｐｔメッシュ電極には、原料槽側が正、その下の濃縮槽
側が負となるような電圧が印加される。これにより、Ｌ
ｉイオン伝導体の陽極側から陰極側に6Ｌｉが移動さ
れ、濃縮された6ＬｉがＬｉイオン伝導体の陰極側の下
に設けられた容器状の濃縮槽に析出する。この濃縮槽の
上部であって、Ｌｉイオン伝導体の下にはホッパが設け
られ、析出した6Ｌｉは、このホッパで集められて濃縮
槽の底部に溜まる。
【００２３】濃縮槽の内部は常に排気され、負圧に維持
されると共に、Ｌｉイオン伝導体の陰極面には、カバー
ガスとしてＡｒが吹き付けられる。さらに、ホッパの内
部には、キャリアガスとしてのＡｒガスと共にＨ2Ｏガ
スが送り込まれる。濃縮槽の内部であって、ホッパの外
部には、キャリアガスとしてのＡｒガスと共にＣＯ2ガ
スが送り込まれる。濃縮された6ＬｉはＣＯ2ガスと反応
し、Ｌｉ2ＣＯ3として回収される。
されると共に、Ｌｉイオン伝導体の陰極面には、カバー
ガスとしてＡｒが吹き付けられる。さらに、ホッパの内
部には、キャリアガスとしてのＡｒガスと共にＨ2Ｏガ
スが送り込まれる。濃縮槽の内部であって、ホッパの外
部には、キャリアガスとしてのＡｒガスと共にＣＯ2ガ
スが送り込まれる。濃縮された6ＬｉはＣＯ2ガスと反応
し、Ｌｉ2ＣＯ3として回収される。
【００２４】この装置における原料中の6Ｌｉからその
凝縮回収に至る反応式は次の通りである。但し、（１）
の陽極での反応は不明確で、推測である。原料として
は、ＬｉＨＳＯ4の他、金属Ｌｉ、ＬｉＦ、ＬｉＨ2ＳＯ
4等が使用される。 ＬｉＨＳＯ4→陽極→7Ｌｉ(+)＋6Ｌｉ(+)＋ＨＳＯ4(-) …（１） 7Ｌｉ(+)＋6Ｌｉ(+)→陰極→濃縮された6Ｌｉ(金属) …（２） 濃縮された２6Ｌｉ＋Ｈ2Ｏ→Ｌｉ2Ｏ＋Ｈ2 …（３） Ｌｉ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｌｉ2ＣＯ3 …（４）
凝縮回収に至る反応式は次の通りである。但し、（１）
の陽極での反応は不明確で、推測である。原料として
は、ＬｉＨＳＯ4の他、金属Ｌｉ、ＬｉＦ、ＬｉＨ2ＳＯ
4等が使用される。 ＬｉＨＳＯ4→陽極→7Ｌｉ(+)＋6Ｌｉ(+)＋ＨＳＯ4(-) …（１） 7Ｌｉ(+)＋6Ｌｉ(+)→陰極→濃縮された6Ｌｉ(金属) …（２） 濃縮された２6Ｌｉ＋Ｈ2Ｏ→Ｌｉ2Ｏ＋Ｈ2 …（３） Ｌｉ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｌｉ2ＣＯ3 …（４）
【００２５】このようなＬｉイオン伝導体を用いたＬｉ
同位体分離法では、陰極側に平均で１．０３〜１．２以
上の同位体分離係数で6Ｌｉを濃縮でき、この値は水銀
を用いるアマルガム法と同等あるいは高い値である。
同位体分離法では、陰極側に平均で１．０３〜１．２以
上の同位体分離係数で6Ｌｉを濃縮でき、この値は水銀
を用いるアマルガム法と同等あるいは高い値である。
【００２６】
【実施例】次に、本発明を実施例について、具体的な数
値をあげて説明する。 （実施例１）テトライソプロポキシチタン０．１５４ｍ
ｏｌのエタノール溶液と、酢酸リチウム０．５３７ｍｏ
ｌおよび酢酸ランタン０．０８４４ｍｏｌの水溶液を混
合し、攪拌しながらゲル化させた。その後、ロータリー
エバポレーターにより、５０℃の温度で１２時間かけて
減圧下で溶媒を除去して前駆体粉末を得た。大気中雰囲
気に維持された焼成炉に前記前駆体粉末を導入し、１時
間に１００℃の焼温速度で１１００℃まで加熱し、１１
００℃で１２時間保持し、その後常温に戻してぺロブス
カイト型のＬａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3粉末を得た。
値をあげて説明する。 （実施例１）テトライソプロポキシチタン０．１５４ｍ
ｏｌのエタノール溶液と、酢酸リチウム０．５３７ｍｏ
ｌおよび酢酸ランタン０．０８４４ｍｏｌの水溶液を混
合し、攪拌しながらゲル化させた。その後、ロータリー
エバポレーターにより、５０℃の温度で１２時間かけて
減圧下で溶媒を除去して前駆体粉末を得た。大気中雰囲
気に維持された焼成炉に前記前駆体粉末を導入し、１時
間に１００℃の焼温速度で１１００℃まで加熱し、１１
００℃で１２時間保持し、その後常温に戻してぺロブス
カイト型のＬａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3粉末を得た。
【００２７】この粉末をエタノールを用いてボールミル
により１０時間湿式粉砕し、平均粒径を１μｍ以下とし
たものを５００ｍｇ秤量し、成型圧力約３００ＭＰａの
一軸加圧してディスク状に成型した。これを大気中にお
いて１１７５℃の温度で２４時間焼結し、直径１１．５
ｍｍ、厚さ０．９７ｍｍ、相対密度９１．３％のぺロブ
スカイト型のＬａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3製のディスク状
のＬｉイオン伝導体を得た。
により１０時間湿式粉砕し、平均粒径を１μｍ以下とし
たものを５００ｍｇ秤量し、成型圧力約３００ＭＰａの
一軸加圧してディスク状に成型した。これを大気中にお
いて１１７５℃の温度で２４時間焼結し、直径１１．５
ｍｍ、厚さ０．９７ｍｍ、相対密度９１．３％のぺロブ
スカイト型のＬａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3製のディスク状
のＬｉイオン伝導体を得た。
【００２８】このディスク状のＬｉイオン伝導体の両面
にＰｔペーストを塗布し、これを９００℃の温度で焼き
付け、多孔質電極を形成した。このＬｉイオン伝導体の
複素インピーダンスを測定し、その分解電圧を測定し、
その結果分解条件を、分解温度１００℃、分解電圧５．
０Ｖとした。
にＰｔペーストを塗布し、これを９００℃の温度で焼き
付け、多孔質電極を形成した。このＬｉイオン伝導体の
複素インピーダンスを測定し、その分解電圧を測定し、
その結果分解条件を、分解温度１００℃、分解電圧５．
０Ｖとした。
【００２９】このディスク状のＬｉイオン伝導体を、図
２に示す装置の原料槽の底面及び濃縮槽の天面を形成す
るよう装着した。そして、前述のようにして、原料から
6Ｌｉを分離し、濃縮し、所定時間後、陰極側の電極部
から硝酸によりＬｉを溶解した。ＩＣＰ−ＭＳ分析によ
り、この時のＬｉ同位体分離係数Ｓを算出した。その結
果として、分解時間とＬｉ同位体分離係数の関係を図３
に示す。同図から明らか通り、１．０３〜１．０４程度
のＬｉ同位体分離係数が得られていることがわかる。
２に示す装置の原料槽の底面及び濃縮槽の天面を形成す
るよう装着した。そして、前述のようにして、原料から
6Ｌｉを分離し、濃縮し、所定時間後、陰極側の電極部
から硝酸によりＬｉを溶解した。ＩＣＰ−ＭＳ分析によ
り、この時のＬｉ同位体分離係数Ｓを算出した。その結
果として、分解時間とＬｉ同位体分離係数の関係を図３
に示す。同図から明らか通り、１．０３〜１．０４程度
のＬｉ同位体分離係数が得られていることがわかる。
【００３０】（実施例２）テトライソプロポキシチタン
０．５００ｍｏｌのエタノール溶液と、酢酸リチウム
０．４００ｍｏｌの水溶液を混合し、攪拌しながらゲル
化させた。その後、ロータリーエバポレーターで５０℃
で１２時間かけて減圧下で溶媒を除去し、前駆体粉末を
得た。これを、大気中雰囲気の焼成炉において１時間に
１００℃の焼温速度で７００℃まで加熱し、７００℃で
５時間保持して、スピネル型のＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12粉末を得
た。
０．５００ｍｏｌのエタノール溶液と、酢酸リチウム
０．４００ｍｏｌの水溶液を混合し、攪拌しながらゲル
化させた。その後、ロータリーエバポレーターで５０℃
で１２時間かけて減圧下で溶媒を除去し、前駆体粉末を
得た。これを、大気中雰囲気の焼成炉において１時間に
１００℃の焼温速度で７００℃まで加熱し、７００℃で
５時間保持して、スピネル型のＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12粉末を得
た。
【００３１】この粉末をボールミルによりエタノールを
用いて１０時間湿式粉砕し、平均粒径を１μｍ以下とし
たものを４００ｍｇ秤量し、成型圧力約３００ＭＰａの
一軸加圧してディスク状に成型した。これを大気中雰囲
気の焼成炉において９００℃の温度で１０時間焼結し、
直径１１．８ｍｍ、厚さ１．０８ｍｍ、相対密度８７．
５％のスピネル型のＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12のディスク状のＬｉ
イオン伝導体を得た。
用いて１０時間湿式粉砕し、平均粒径を１μｍ以下とし
たものを４００ｍｇ秤量し、成型圧力約３００ＭＰａの
一軸加圧してディスク状に成型した。これを大気中雰囲
気の焼成炉において９００℃の温度で１０時間焼結し、
直径１１．８ｍｍ、厚さ１．０８ｍｍ、相対密度８７．
５％のスピネル型のＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12のディスク状のＬｉ
イオン伝導体を得た。
【００３２】このディスク状のＬｉイオン伝導体の両面
にＰｔペーストを塗布し、これを９００℃で焼き付け、
多孔質電極を形成した。このＬｉイオン伝導体の複素イ
ンピーダンスを測定し、その分解電圧を測定し、その結
果分解条件を、分解温度６５０℃、分解電圧２．５Ｖと
した。
にＰｔペーストを塗布し、これを９００℃で焼き付け、
多孔質電極を形成した。このＬｉイオン伝導体の複素イ
ンピーダンスを測定し、その分解電圧を測定し、その結
果分解条件を、分解温度６５０℃、分解電圧２．５Ｖと
した。
【００３３】このディスク状のＬｉイオン伝導体を、図
２に示す装置の原料槽の底面及び濃縮槽の天面を形成す
るよう装着した。そして、前述のようにして、原料から
6Ｌｉを分離し、濃縮し、所定時間後、陰極側の電極部
から硝酸によりＬｉを溶解した。ＩＣＰ−ＭＳ分析によ
り、この時のＬｉ同位体分離係数Ｓを算出した。その結
果として、分解時間とＬｉ同位体分離係数の関係を図４
に示す。同図から明らか通り、１．０３程度のＬｉ同位
体分離係数が得られていることがわかる。
２に示す装置の原料槽の底面及び濃縮槽の天面を形成す
るよう装着した。そして、前述のようにして、原料から
6Ｌｉを分離し、濃縮し、所定時間後、陰極側の電極部
から硝酸によりＬｉを溶解した。ＩＣＰ−ＭＳ分析によ
り、この時のＬｉ同位体分離係数Ｓを算出した。その結
果として、分解時間とＬｉ同位体分離係数の関係を図４
に示す。同図から明らか通り、１．０３程度のＬｉ同位
体分離係数が得られていることがわかる。
【００３４】（実施例３）テトライソプロポキシチタン
０．３００ｍｏｌのエタノール溶液と、酢酸リチウム
０．２００ｍｏｌの水溶液を混合し、攪拌しながらゲル
化させた。その後、ロータリーエバポレーターで５０℃
の温度で１２時間かけて減圧下で溶媒を除去し、前駆体
粉末を得た。これを、大気中雰囲気の焼成炉において１
時間に１００℃の焼温速度で９００℃まで加熱し、９０
０℃で５時間保持し、ラムズデライト型のＬｉ2Ｔｉ3Ｏ
7粉末を得た。
０．３００ｍｏｌのエタノール溶液と、酢酸リチウム
０．２００ｍｏｌの水溶液を混合し、攪拌しながらゲル
化させた。その後、ロータリーエバポレーターで５０℃
の温度で１２時間かけて減圧下で溶媒を除去し、前駆体
粉末を得た。これを、大気中雰囲気の焼成炉において１
時間に１００℃の焼温速度で９００℃まで加熱し、９０
０℃で５時間保持し、ラムズデライト型のＬｉ2Ｔｉ3Ｏ
7粉末を得た。
【００３５】この粉末をボールミルによりエタノールを
用いて１０時間湿式粉砕し、平均粒径を１μｍ以下とし
たものを４００ｍｇ秤量し、成型圧力約３００ＭＰａの
一軸加圧し、ディスク状に成型した。この成形体を大気
中雰囲気の焼成炉おいて１１００℃の温度で１０時間焼
成し、直径１２．０ｍｍ、厚さ１．０３ｍｍ、相対密度
８６．３％のラムズデライト型のＬｉ2Ｔｉ3Ｏ7のディ
スク状のＬｉイオン伝導体を得た。
用いて１０時間湿式粉砕し、平均粒径を１μｍ以下とし
たものを４００ｍｇ秤量し、成型圧力約３００ＭＰａの
一軸加圧し、ディスク状に成型した。この成形体を大気
中雰囲気の焼成炉おいて１１００℃の温度で１０時間焼
成し、直径１２．０ｍｍ、厚さ１．０３ｍｍ、相対密度
８６．３％のラムズデライト型のＬｉ2Ｔｉ3Ｏ7のディ
スク状のＬｉイオン伝導体を得た。
【００３６】このディスク状のＬｉイオン伝導体の両面
にＰｔペーストを塗布し、これを９００℃で焼き付け、
多孔質電極を形成した。このＬｉイオン伝導体の複素イ
ンピーダンスを測定し、その分解電圧を測定し、分解条
件を、分解温度４２７℃、分解電圧３．５Ｖとした。
にＰｔペーストを塗布し、これを９００℃で焼き付け、
多孔質電極を形成した。このＬｉイオン伝導体の複素イ
ンピーダンスを測定し、その分解電圧を測定し、分解条
件を、分解温度４２７℃、分解電圧３．５Ｖとした。
【００３７】このディスク状のＬｉイオン伝導体を、図
２に示す装置の原料槽の底面及び濃縮槽の天面を形成す
るよう装着した。そして、前述のようにして、原料から
6Ｌｉを分離し、濃縮し、所定時間後、陰極側の電極部
から硝酸によりＬｉを溶解した。ＩＣＰ−ＭＳ分析によ
り、この時のＬｉ同位体分離係数Ｓを算出した。その結
果として、分解時間とＬｉ同位体分離係数の関係を図５
に示す。同図から明らか通り、１．０６程度のＬｉ同位
体分離係数が得られていることがわかった。そして、こ
のＬｉ同位体分離係数は、時間の経過に従って上昇し、
繰り返し試験の結果、１．２を越える値に達した。
２に示す装置の原料槽の底面及び濃縮槽の天面を形成す
るよう装着した。そして、前述のようにして、原料から
6Ｌｉを分離し、濃縮し、所定時間後、陰極側の電極部
から硝酸によりＬｉを溶解した。ＩＣＰ−ＭＳ分析によ
り、この時のＬｉ同位体分離係数Ｓを算出した。その結
果として、分解時間とＬｉ同位体分離係数の関係を図５
に示す。同図から明らか通り、１．０６程度のＬｉ同位
体分離係数が得られていることがわかった。そして、こ
のＬｉ同位体分離係数は、時間の経過に従って上昇し、
繰り返し試験の結果、１．２を越える値に達した。
【００３８】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、Ｌ
ｉイオン伝導体により、水銀を用いるアマルガム法と同
程度あるいはそれ以上の同位体分離係数でＬｉ同位体が
分離できる。しかも、水銀を用いないため、環境調和型
Ｌｉ同位体分離濃縮システムを構築することができる。
すなわち、Ｌｉイオン伝導体をＬｉポンプとして使用
し、溶融塩から6Ｌｉの分離、濃縮が可能であり、目的
に合致したＬｉ同位体分離方法と装置を提供することが
できる。
ｉイオン伝導体により、水銀を用いるアマルガム法と同
程度あるいはそれ以上の同位体分離係数でＬｉ同位体が
分離できる。しかも、水銀を用いないため、環境調和型
Ｌｉ同位体分離濃縮システムを構築することができる。
すなわち、Ｌｉイオン伝導体をＬｉポンプとして使用
し、溶融塩から6Ｌｉの分離、濃縮が可能であり、目的
に合致したＬｉ同位体分離方法と装置を提供することが
できる。
【図１】本発明のリチウム同位体分離方法の原理を示す
概念図である。
概念図である。
【図２】本発明の一実施形態によるリチウム同位体分離
方法とこれを実施するためのリチウム同位体分離装置の
例を示す概念図である。
方法とこれを実施するためのリチウム同位体分離装置の
例を示す概念図である。
【図３】同実施形態によるリチウム同位体分離方法と装
置において、Ｌｉイオン伝導体としてぺロブスカイト型
Ｌａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3を用いた実施例における電解
時間とＬｉ同位体分離係数との関係を示すグラフであ
る。
置において、Ｌｉイオン伝導体としてぺロブスカイト型
Ｌａ0.55Ｌｉ0.35ＴｉＯ3を用いた実施例における電解
時間とＬｉ同位体分離係数との関係を示すグラフであ
る。
【図４】同実施形態によるリチウム同位体分離方法と装
置において、Ｌｉイオン伝導体としてスピネル型Ｌｉ4
Ｔｉ5Ｏ12を用いた実施例における電解時間とＬｉ同位
体分離係数との関係を示すグラフである。
置において、Ｌｉイオン伝導体としてスピネル型Ｌｉ4
Ｔｉ5Ｏ12を用いた実施例における電解時間とＬｉ同位
体分離係数との関係を示すグラフである。
【図５】同実施形態によるリチウム同位体分離方法と装
置において、Ｌｉイオン伝導体としてラムズデライト型
Ｌｉ2Ｔｉ3Ｏ7を用いた実施例における電解時間とＬｉ
同位体分離係数との関係を示すグラフである。
置において、Ｌｉイオン伝導体としてラムズデライト型
Ｌｉ2Ｔｉ3Ｏ7を用いた実施例における電解時間とＬｉ
同位体分離係数との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 栄治 茨城県水戸市堀町1044番地 株式会社化研 内 (72)発明者 南条 吉保 茨城県水戸市堀町1044番地 株式会社化研 内 (72)発明者 河村 弘 茨城県東茨城郡大洗町成田町新堀3607番地 日本原子力研究所 大洗研究所内 (72)発明者 土谷 邦彦 茨城県東茨城郡大洗町成田町新堀3607番地 日本原子力研究所 大洗研究所内 (72)発明者 梅田 幹 茨城県那珂郡東海村白方白根２番地の４ 日本原子力研究所 東海研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 6Ｌｉと7Ｌｉとが混在する原料の中か
ら、6Ｌｉを分離する方法であって、Ｌｉイオン伝導体
に電界を加え、6Ｌｉと7Ｌｉとの前記Ｌｉイオン伝導体
のイオン伝導度の違いにより、6Ｌｉを正電位側から負
電位側へと前記Ｌｉイオン伝導体中を移動させ、原料の
中から6Ｌｉを分離することを特徴とするリチウム同位
体分離方法。 - 【請求項２】 Ｌｉイオン伝導体が、Ｌｉイオン伝導性
固体電解質であることを特徴とする請求項１に記載のリ
チウム同位体分離方法。 - 【請求項３】 Ｌｉイオン伝導性固体電解質が、Ｌｉ
Ｉ、ＬｉＩ−ＣａＩ2、ＬｉＩ−ＣａＯ、ＬｉＡｌＣ
ｌ4、ＬｉＡｌＦ4、ＬｉＩ−Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＦ−Ａｌ2
Ｏ3、ＬｉＢｒ−Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2、Ｌａ2Ｏ
3−Ｌｉ2Ｏ−ＴｉＯ2、Ｌｉ3Ｎ、Ｌｉ3ＮＩ2、Ｌｉ3Ｎ
−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ3Ｎ−ＬｉＣｌ、Ｌｉ6ＮＢｒ
3、ＬｉＳＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ3ＰＯ4−Ｌｉ4Ｓｉ
Ｏ4、Ｌｉ4ＧｅＯ4−Ｌｉ3ＶＯ4、Ｌｉ4ＳｉＯ4−Ｌｉ3
ＶＯ4、Ｌｉ4ＧｅＯ4−Ｚｎ2ＧｅＯ2、Ｌｉ4ＳｉＯ4−
ＬｉＭｏＯ4、Ｌｉ3ＰＯ4−Ｌｉ4ＳｉＯ4、ＬｉＳｉＯ4
−Ｌｉ 4ＺｒＯ4から選ばれた少なくとも１種からなる固
体電解質セラミックスであることを特徴とする請求項２
に記載のリチウム同位体分離方法。 - 【請求項４】 Ｌｉイオン伝導性固体電解質がペロブス
カイト型、スピネル型、ラムズデライト型のリチウム酸
化物であることを特徴とする請求項３に記載のリチウム
同位体分離方法。 - 【請求項５】 Ｌｉイオン伝導性固体電解質が、ＬｉＢ
Ｆ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ 3、ＮａＳＣＮ、ＮａＣＦ3ＳＯ3、
ＮａＩ、ＫＳＣＮ、ＣｓＳＣＮから選ばれた少なくとも
一つのアルカリ金属塩とポリエチレンオキシドとの錯体
からなる高分子錯体固体電解質であることを特徴とする
請求項２に記載のリチウム同位体分離方法。 - 【請求項６】 Ｌｉイオン伝導性固体電解質の両面に電
極を配置し、電極間に分解電圧以上の電圧をかけること
によって、6Ｌｉを固体電解質中で移動させることを特
徴とする請求項２〜５の何れかに記載のリチウム同位体
分離方法。 - 【請求項７】 Ｌｉイオン伝導性固体電解質の片側に、
無機リチウム化合物を原料として配置し、この原料をそ
の融点以上に加熱して溶融し、この状態でＬｉイオン伝
導性固体電解質に電界を加えることを特徴とする請求項
２〜６の何れかに記載のリチウム同位体分離方法。 - 【請求項８】 Ｌｉイオン伝導性固体電解質の導電率が
１０-2Ｓ・ｃｍ-1になる温度以上に加熱することを特徴
とする請求項２〜７の何れかに記載のリチウム同位体分
離方法。 - 【請求項９】 6Ｌｉと7Ｌｉとが混在する原料の中か
ら、6Ｌｉを分離する装置であって、6Ｌｉと7Ｌｉとが
混在する原料を収納する原料槽と、この原料槽の少なく
とも一部の壁体を形成するよう設けられたＬｉイオン伝
導体と、このＬｉイオン導電体の前記原料槽の内側と外
側に設けられた一対の電極と、この電極に電圧を印加す
る電源とを備えることを特徴とするリチウム同位体分離
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000272876A JP4603664B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | リチウム同位体分離方法とその装置 |
| EP20010250320 EP1186337B1 (en) | 2000-09-08 | 2001-09-07 | Method and apparatus for lithium isotope separation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000272876A JP4603664B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | リチウム同位体分離方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002079059A true JP2002079059A (ja) | 2002-03-19 |
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ID=18758926
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000272876A Expired - Fee Related JP4603664B2 (ja) | 2000-09-08 | 2000-09-08 | リチウム同位体分離方法とその装置 |
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|---|---|
| EP (1) | EP1186337B1 (ja) |
| JP (1) | JP4603664B2 (ja) |
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| WO2016178437A1 (ja) * | 2015-05-07 | 2016-11-10 | 株式会社フォワードサイエンスラボラトリ | トリチウム吸収電極膜、およびトリチウムを回収する方法 |
| JP2017051942A (ja) * | 2015-05-07 | 2017-03-16 | 株式会社フォワードサイエンスラボラトリ | トリチウム吸収電極膜、およびトリチウムを回収する方法 |
| JP2019141808A (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 国立大学法人弘前大学 | リチウム同位体濃縮装置および多段式リチウム同位体濃縮装置、ならびにリチウム同位体濃縮方法 |
| CN110559858A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-13 | 前沿新材料研究院（深圳）有限公司 | 分离锂同位素的萃取体系与锂同位素分离方法 |
| CN113265541A (zh) * | 2020-02-14 | 2021-08-17 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种萃取-电迁移耦合分离富集6Li同位素的方法 |
| WO2023003044A1 (ja) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | 国立大学法人弘前大学 | リチウム同位体濃縮装置および多段式リチウム同位体濃縮装置、ならびにリチウム同位体濃縮方法 |
| WO2023190771A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 国立大学法人弘前大学 | リチウム同位体濃縮装置、多段式リチウム同位体濃縮装置、およびリチウム同位体濃縮方法 |
| WO2024071106A1 (ja) * | 2022-09-26 | 2024-04-04 | 京都フュージョニアリング株式会社 | 水素同位体移送装置及び水素同位体移送方法 |
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|---|---|---|---|---|
| EP1431423A1 (de) * | 2002-12-16 | 2004-06-23 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Lithiumionenleiters |
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