JP2008119638A - リチウム同位体分離剤及びそれを用いたリチウム同位体濃縮物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記一般式(1):
HxM(8−x)Nb22O59・nH2O (1)
(式中、Mは、アルカリ金属であり、xは、5〜8であり、nは、0≦n≦10である)で表される化合物を有効成分とするリチウム同位体分離剤の提供。
【選択図】図1
Description
項1. 下記一般式(1):
HxM(8−x)Nb22O59・nH2O (1)
(式中、Mは、アルカリ金属であり、xは、5〜8であり、nは、0≦n≦10である)で表される化合物を有効成分とするリチウム同位体分離剤。
項2. 項1記載の分離剤にリチウム化合物水溶液を接触させてリチウムイオンを吸着させ、酸水溶液で吸着したリチウムイオンを溶出させ、溶出したリチウムイオンを含む溶出液を分画することを特徴とする、分離剤に接触させる前のリチウムイオン含有溶液と比較して質量数6のリチウム同位体が濃縮された濃縮物及び/又は質量数7のリチウム同位体が濃縮された濃縮物を製造する方法。
項3. 質量数6のリチウム同位体濃縮物及び/又は質量数7のリチウム同位体濃縮物を製造する方法であって、以下の工程:
工程1:リチウム化合物水溶液を項1記載の分離剤と接触させて、リチウムイオンを該分離剤に吸着させる工程;
工程2:工程1で得たリチウムイオンを吸着した分離剤を酸水溶液で溶出し、溶出液を分画して質量数6のリチウム同位体が濃縮された溶液及び/又は質量数7のリチウム同位体が濃縮された溶液を得る工程;
工程3:工程2で得られた質量数6のリチウム同位体濃縮溶液及び/又は質量数7のリチウム同位体濃縮溶液を、必要に応じて、工程1におけるリチウム化合物水溶液の代わりに用いて工程1及び2を繰り返して、質量数6のリチウム同位体濃縮溶液又は質量数7のリチウム同位体濃縮溶液をさらに濃縮する工程;
を含む方法。
リチウム同位体分離剤
本発明のリチウム同位体分離剤は、下記一般式(1):
HxM(8−x)Nb22O59・nH2O (1)
(式中、Mは、アルカリ金属であり、xは、5〜8であり、nは、0≦n≦10である)で表される化合物を有効成分とするものである。
また、その他方法として、上記した一般式(1)の化合物又はプロトン化する前の前駆体を製造した後、その粉砕物と粉末状ポリエチレンとを混合し、加圧成形した後、加熱処理して硬化した成形体とし、これを必要な大きさに粉砕することによって造粒物とすることもできる。この方法では、ポリエチレンの使用量は、上記した一般式(1)の化合物又はプロトン化前の前駆体100重量部に対して20重量部程度以下とすることが好ましく、5〜10重量部程度とすることがより好ましい。加熱処理の温度は、500℃程度以上とすることが好ましく、1000〜1200℃程度とすることがより好ましい。
本発明によれば、上記のようにして製造される本発明のリチウム同位体分離剤を用いて、質量数6及び/又は7のリチウム同位体の濃縮溶液を製造することができる。具体的には、上記一般式(1)で表される化合物を有効成分とするリチウム同位体分離剤に、リチウム化合物水溶液を接触させてリチウムイオンの一部を吸着させることによって、分離剤に接触させる前のリチウムイオン含有溶液と比較して、質量数7のリチウム同位体が濃縮された溶液を得ることができる。言い換えれば、リチウム同位体分離剤中には濃縮された質量数6のリチウム同位体が吸着していることを意味しており、分離剤に吸着したリチウムイオンを酸水溶液で溶出させることによって、質量数6のリチウム同位体が濃縮された溶液を得ることができる。これは、質量数6のリチウム同位体の方がより強く本発明の分離剤に吸着するという性質を利用するものである。このようにして濃縮された質量数6又は7のリチウム同位体溶液を、再度分離剤に接触させ、必要に応じて、分離剤を酸水溶液で処理するという工程を繰り返すことによって、質量数6及び/又は7のリチウム同位体がより濃縮された溶液を得ることができる。
炭酸ルビジウム(Rb2CO3)、酸化ニオブ(Nb2O5)をモル比4:11で混合し、電気炉内で室温から600℃まで0.5時間、600℃から1200℃まで2時間、1200℃で24時間保持した。得られた化合物の結晶構造をX線回折装置で調べたところ、Rb8Nb22O59と一致した。
実施例1で得られた化合物70.4gを内径10mm、長さ500mmのガラス製カラムに充填した。カラム上部から0.05モル/リットルの酢酸リチウムを240mL供給して、リチウム吸着帯を形成させ、次に、イオン交換水を流した後、0.1モル/リットルの硝酸を供給して吸着帯を展開させ、カラム下部からの流出液をフラクションコレクターで分画採取した。流出液のリチウム濃度は原子吸光光度計で測定し、リチウム同位体比はICP型質量分析装置で測定した。この結果を、図1に示す。
実施例1で得られた化合物を、メノウ乳鉢で微粉砕した。次に、0.07モル/リットルの水酸化リチウムと0.03モル/リットルの塩化リチウムの混合溶液10mL中に、微粉砕した化合物を1g浸せきし、25℃で3日間振とうした。
Claims (3)
- 下記一般式(1):
HxM(8−x)Nb22O59・nH2O (1)
(式中、Mは、アルカリ金属であり、xは、5〜8であり、nは、0≦n≦10である)で表される化合物を有効成分とするリチウム同位体分離剤。 - 請求項1記載の分離剤にリチウム化合物水溶液を接触させてリチウムイオンを吸着させ、酸水溶液で吸着したリチウムイオンを溶出させ、溶出したリチウムイオンを含む溶出液を分画することを特徴とする、分離剤に接触させる前のリチウムイオン含有溶液と比較して質量数6のリチウム同位体が濃縮された濃縮物及び/又は質量数7のリチウム同位体が濃縮された濃縮物を製造する方法。
- 質量数6のリチウム同位体濃縮物及び/又は質量数7のリチウム同位体濃縮物を製造する方法であって、以下の工程:
工程1:リチウム化合物水溶液を請求項1記載の分離剤と接触させて、リチウムイオンを該分離剤に吸着させる工程;
工程2:工程1で得たリチウムイオンを吸着した分離剤を酸水溶液で溶出し、溶出液を分画して質量数6のリチウム同位体が濃縮された溶液及び/又は質量数7のリチウム同位体が濃縮された溶液を得る工程;
工程3:工程2で得られた質量数6のリチウム同位体濃縮溶液及び/又は質量数7のリチウム同位体濃縮溶液を、必要に応じて、工程1におけるリチウム化合物水溶液の代わりに用いて工程1及び2を繰り返して、質量数6のリチウム同位体濃縮溶液又は質量数7のリチウム同位体濃縮溶液をさらに濃縮する工程;
を含む方法。
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