JP2020023741A - クラッドの分離方法、溶媒抽出方法及びクラッド分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶媒抽出工程において、ミキサーセトラの出口がクラッドの発生により閉塞されることを防止するクラッドの分離方法、溶媒抽出方法及びクラッド分離装置を提供する。【解決手段】複数の金属元素を含有する水溶液から目的とする金属を溶媒抽出法により回収する際に発生するクラッドを分離するクラッドの分離方法であって、水溶液に有機抽出剤を添加、混合することで水溶液中にクラッドを発生させる混合工程Ｓ１と、混合後の溶液を静置し、水相と有機相に分離すると共に、クラッドをその密度差に応じて各相の界面に局在化させる分離工程Ｓ２と、各相の界面に局在化したクラッドを濾材により捕集、除去する除去工程Ｓ３とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の金属元素を含有する水溶液から目的とする金属を溶媒抽出法により回収する際に発生するクラッドを分離するクラッドの分離方法、溶媒抽出方法及びクラッド分離装置に関する。

非鉄金属の湿式製錬法においては、鉱石その他の原料から有価金属を浸出し、得られた浸出液からそれらを分離精製する種々の方法が行なわれている。例えば、液中に低濃度に含まれる元素を濃縮し、また他の元素との分離が工業的に可能である有機溶媒からなる抽出剤を用いる溶媒抽出法が有効な方法であることが知られている。

例えば、特許文献１には、
１：スカンジウムを含有する溶液をイオン交換樹脂に通液し、そのイオン交換樹脂から溶離した溶離液に中和剤を添加して中和処理を施し、固液分離により１次中和澱物と１次中和濾液とを得る第１の中和工程。
２：１次中和濾液にさらに中和剤を添加して中和処理を施し、固液分離により２次中和澱物と２次中和濾液とを得る第２の中和工程。
３：２次中和澱物に酸を添加して水酸化物溶解液を得る水酸化物溶解工程。
４：水酸化物溶解液を溶媒抽出に付す溶媒抽出工程。
５：溶媒抽出工程にて分離された抽残液から酸化スカンジウムを回収するスカンジウム回収工程。
の５つの工程からなるスカンジウムの回収方法が記載されている。

このような溶媒抽出法では、理由は不明ながら、固形物（以下、クラッドと呼ぶ）が析出することがある。例えば、ミキサーセトラ内で水酸化物溶解液（に含まれる不純物）と有機溶媒を混合させるとクラッドが発生してしまい、クラッドは抽出後液や抽残液に混入して、水相の出口がクラッドで閉塞される等、後工程の設備の運転を妨げたり、製品の純度を下げたりする問題があった。

これに関して、特許文献２には、溶媒抽出する前に水溶液中のＴＯＣ（全有機炭素）を活性炭により捕集してＴＯＣ濃度を下げる技術が開示されている。

特開２０１７−１３３０５０号公報 特開２０１６−１５３５２０号公報

しかしながら、特許文献２のような方法を用いた場合、活性炭の製造費用、再生費用、廃棄費用などの費用がかかり、活性炭の吸着能力を監視する手間も大きい。そこで、活性炭を要しないようにするか、あるいは活性炭の消費を低減することが求められていた。

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、溶媒抽出工程において、ミキサーセトラの出口がクラッドの発生により閉塞されることを防止するクラッドの分離方法、溶媒抽出方法及びクラッド分離装置を提供する。

本発明者らは、鋭意検討した結果、クラッドは少量の原因物質で構成されるとの考え、ならびに原因物質の少なくとも１種は水酸化物溶解液に含有され原因物質の残りは有機溶媒に含有されるとの考えに至り、ミキサーセトラの前工程で水酸化物溶解液（水溶液）と有機溶媒を混合させることで強制的にクラッドを発生させる方法で本発明の完成に至ったものである。

すなわち、本発明の一態様は、複数の金属元素を含有する水溶液から目的とする金属を溶媒抽出法により回収する際に発生するクラッドを分離するクラッドの分離方法であって、水溶液に有機抽出剤を添加、混合することで水溶液中にクラッドを発生させる混合工程と、混合後の溶液を静置し、水相と有機相に分離すると共に、クラッドをその密度差に応じて各相の界面に局在化させる分離工程と、各相の界面に局在化したクラッドを濾材により捕集、除去する除去工程とを有する。

本発明の一態様によれば、金属を含有する水溶液に有機抽出剤を添加して意図的にクラッドを発生させ、分離、除去することにより、後の溶媒抽出工程において、ミキサーセトラの出口がクラッドの発生により閉塞されることを防止することができる。

このとき、本発明の一態様では、複数の金属元素を含有する水溶液は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法の過程で得られた溶液であり、目的とする金属はスカンジウムであるとすることができる。

本出願人は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法の過程で得られた溶液からスカンジウムを回収する方法を既に開示しており、本発明の一態様は、このようなスカンジウムの回収方法において、好適に用いることができる。

また、本発明の一態様では、濾材が金網であり、クラッドが局在化している高さに上方から交換可能な手段で金網を設置することにより、クラッドを捕集、除去するとしても良い。

クラッドはその密度に応じて、各相の界面に局在化するため、濾材として金網を用いることで、安価にかつ簡便にクラッドを捕集、除去することができる。

本発明の他の態様は、上述したクラッドの分離方法によりクラッドを分離した水溶液に、新たな有機抽出剤を添加して溶媒抽出を行う溶媒抽出方法である。

上述したクラッドの分離方法を用いてクラッドを除去した水溶液に対して溶媒抽出を行えば、クラッドの発生を抑制できるため、ミキサーセトラの出口がクラッドの発生により閉塞されることを防止することができる。

さらに、本発明の他の態様は、複数の金属元素を含有する水溶液から目的とする金属を溶媒抽出法により回収する際に発生するクラッドを分離するクラッドの分離装置であって、水溶液と有機抽出剤とを混合しクラッドを発生させるクラッド生成槽と、発生したクラッドを回収するクラッド回収槽とを備え、クラッド回収槽には、水相の溶液を排出する水相出口と、有機相の溶液を排出する有機相出口と、発生したクラッドを捕集、除去する濾材とが設けられ、クラッド回収槽の上方には濾材を挿入可能な開口部が設けられている。

本発明の他の態様によれば、まずクラッド生成槽でクラッドを意図的に生成させた後、クラッド回収槽でクラッドを分離除去することができる。またこの時、クラッド回収槽の上方に開口部を設けることで上部から濾材を挿入してクラッドを捕集、除去することもできる。

また、本発明の他の態様では、濾材は金網であり、水相出口及び／又は有機相出口のノズルの内側に設置されていても良い。

水相出口及び／又は有機相出口のノズルの内側に濾材としての金網を設置することにより、各出口から排出される液体に含まれるクラッドを効率的に捕集、除去することができる。

本発明によれば、予め溶液中にクラッドを発生させて捕集、除去するため、後の溶媒抽出工程において、ミキサーセトラの出口がクラッドの発生により閉塞されることを防止することができる。

本発明の一実施形態に係るクラッドの分離方法におけるプロセスの概略を示す工程図である。 ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の概略の一例を示す工程図である。 本発明の一実施形態に係るクラッドの分離方法を適用したスカンジウムの回収方法の概略の一例を示す工程図である。 分離工程において各相に分離した状態を示す模式図である。 溶媒抽出方法の概略の一例を示す工程図である。 溶媒抽出方法の概略の他の例を示す工程図である。 本発明の一実施形態に係るクラッドの分離装置の概略構成図である。

本発明を適用した具体的な実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について、以下の順序で図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることが可能である。
１．クラッドの分離方法
１−１．混合工程
１−２．分離工程
１−３．除去工程
２．溶媒抽出方法
３．クラッドの分離装置
３−１．クラッド生成槽
３−２．クラッド回収槽

＜１．クラッドの分離方法＞
図１は、本発明の一実施形態に係るクラッドの分離方法におけるプロセスの概略を示す工程図である。本発明の一態様は、複数の金属元素を含有する水溶液から目的とする金属を溶媒抽出法により回収する際に発生するクラッドを分離するクラッドの分離方法であって、水溶液に有機抽出剤を添加、混合することで水溶液中にクラッドを発生させる混合工程Ｓ１と、混合後の溶液を静置し、水相と有機相に分離すると共に、クラッドをその密度差に応じて各相の界面に局在化させる分離工程Ｓ２と、各相の界面に局在化したクラッドを濾材により捕集、除去する除去工程Ｓ３とを有する。

このように、金属を含有する水溶液に有機抽出剤を添加して意図的にクラッドを発生させ、分離、除去することにより、後の溶媒抽出工程において、ミキサーセトラの出口がクラッドの発生により閉塞されることを防止することができる。意図的にクラッドを発生させることによって、クラッドの原因物質（または少なくとも１種類の原因物質）の大半を消費しつくすことになる。

本発明の一態様に係るクラッドの分離方法は、ニッケル、コバルトや希土類元素などの有価金属を溶媒抽出法を用いて回収する際に、クラッドと呼ばれる固形の析出物が生成する状況に対して適用することができる。

本発明の一態様に係るクラッドの分離方法の好ましい適用例としてニッケル酸化鉱石の湿式製錬法の過程で得られた硫化後液からスカンジウム（Ｓｃ）を回収する方法が挙げられる。以下、このようなスカンジウムの回収方法を例に説明するが、もちろん本発明の一態様に係るクラッドの分離方法の適用例はこれのみに限定されるわけではない。

図２は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法の概略の一例を示す工程図である。このニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、高圧酸浸出法（ＨＰＡＬ法）を用いて、ニッケル酸化鉱石からニッケル及びコバルトを浸出させて回収する湿式製錬方法である。図２に示すように、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法は、数種類のニッケル酸化鉱石を混合し、水と混合・分級して鉱石スラリーを調製するスラリー調製工程Ｓ１１と、得られたニッケル酸化鉱石のスラリーに硫酸を添加して高温高圧下で浸出処理を施す浸出工程Ｓ１２と、浸出工程Ｓ１２にて得られた浸出スラリーのｐＨを所定範囲に調整する予備中和工程Ｓ１３と、ｐＨ調整をした浸出スラリーを多段洗浄しながら残渣を分離して、ニッケル及びコバルトと共に不純物元素を含む浸出液を得る固液分離工程Ｓ１４を有する。

さらに、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬方法では、固液分離工程Ｓ１４で固液分離した浸出液のｐＨを調整し、不純物元素を含む中和澱物を分離してニッケル及びコバルトと共に亜鉛を含む中和終液を得る中和工程Ｓ１５と、中和終液に硫化水素ガス等の硫化剤を添加することで亜鉛硫化物を生成させ、その亜鉛硫化物を分離除去してニッケル及びコバルトを含むニッケル回収用母液を得る脱亜鉛工程Ｓ１６と、ニッケル回収用母液に硫化剤を添加することでニッケル及びコバルトを含む混合硫化物と、それ以外の金属や不純物を含む硫化後液を形成する硫化工程Ｓ１７とを有する。

この硫化工程Ｓ１７で形成された硫化後液にはスカンジウムも含まれており、例えば、上記特許文献１に記載のスカンジウムの回収方法を用いて硫化後液からスカンジウムを回収する。詳しい条件については特許文献１に記載されているため、ここでは、有価金属（スカンジウム）の回収方法と本発明の一実施形態に係るクラッドの分離方法の関係について流れを説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係るクラッドの分離方法を適用したスカンジウムの回収方法の概略の一例を示す工程図である。上記ニッケルの酸化鉱石の湿式製錬方法の過程で得られた硫化後液は、スカンジウム溶離工程Ｓ２１において、例えばキレート樹脂を使用したイオン交換処理による方法で、酸性溶液である硫化後液に含まれるアルミニウム等の不純物を分離して除去し、スカンジウムを濃縮させたスカンジウム溶離液を得ることができる。

次に、中和工程Ｓ２２では、スカンジウム溶離液中のスカンジウム濃度を上昇させるために、スカンジウム溶離工程Ｓ２１においてキレート樹脂から溶離させたスカンジウム溶離液に対して２段階で中和剤を添加してｐＨを調整し、最終的に水酸化スカンジウムの沈殿物を形成させる。

次に、水酸化物溶解工程Ｓ２３では、中和工程Ｓ２２における２段階の中和処理を経て回収された水酸化スカンジウムを主成分とする中和澱物（２次中和澱物）に対して、酸を添加することによって溶解し、再溶解液である水酸化物溶解液を得る。

従来のスカンジウムの回収方法では、水酸化物溶解工程Ｓ２３で得られた水酸化物溶解液を溶媒抽出工程Ｓ２４で、溶媒抽出処理していたが、ミキサーセトラ内で水酸化物溶解液と有機溶媒を混合するとクラッドが発生してしまい、ミキサーセトラの出口の閉塞の原因ともなっていた。そこで、本発明の一態様では、水酸化物溶解工程Ｓ２３と溶媒抽出工程Ｓ２４の間に、本発明の一実施形態に係るクラッドの分離方法Ｓ１００を適用することで、ミキサーセトラにおけるクラッドの発生を防止するものである。以下、本発明の一実施形態に係るクラッドの分離方法Ｓ１００の各工程である混合工程Ｓ１、分離工程Ｓ２、及び除去工程Ｓ３について詳しく述べる。

（１−１．混合工程）
混合工程Ｓ１では、水溶液（水酸化物溶解液）に有機抽出剤を添加、混合することで水溶液中にクラッドを発生させる。溶媒抽出工程Ｓ２４よりも前の段階で有機抽出剤を添加することで、クラッドを意図的に発生させ、回収しやすい状態で予めクラッドを捕集、除去しておけば、溶媒抽出工程Ｓ２４でミキサーセトラの出口がクラッドにより閉塞することを防止できる。

混合工程Ｓ１で添加する有機抽出剤については、溶媒抽出工程Ｓ２４で用いる溶媒抽出剤と同じであることが望ましいが、異なっていても良い。有機抽出剤の一例としてスカンジウムとの選択性が低いことからアミン系抽出剤を用いることができる。例えば、１級アミンであるＰｒｉｍｅｎｅＪＭＴ、２級アミンであるＬＡ−１、３級アミンであるＴＮＯＡ（Ｔｒｉ−ｎ−ｏｃｔｙｌａｍｉｎｅ）、ＴＩＯＡ（Ｔｒｉ−ｉ−ｏｃｔｙｌａｍｉｎｅ）等の商品名で知られるアミン系抽出剤を炭化水素系の有機溶媒等で希釈して使用することができる。有機溶媒中のアミン系抽出剤の濃度としては、１体積％以上１０体積％以下程度であることが好ましい。

混合工程Ｓ１は、例えば、後述するクラッド生成槽において行う。混合は、一般的な撹拌機によって行うことができる。また、混合工程Ｓ１では、クラッドを意図的に発生させることが目的であるため、後述するクラッド回収槽でクラッドを回収しやすいような界面高さになるように添加する有機抽出剤の量を決定することができる。

（１−２．分離工程）
分離工程Ｓ２では、混合工程Ｓ１で混合後の溶液を静置し、水相と有機相に分離すると共に、クラッドをその密度差に応じて各相の界面に局在化させる。ここで、図４は、分離工程Ｓ２において各相に分離した状態を示す模式図である。混合工程Ｓ１で混合された水溶液と有機溶媒は、分離工程Ｓ２で重力により水相（水溶液）１１と有機相（有機溶媒）１２に分離される。分離された水相１１は後の抽出工程、有機相１２は逆抽出工程に供給される。また、生成したクラッドはその密度差に応じて有機相１２の最上部に浮遊するクラッド１３ａと、有機相１２と水相１１の界面に局在するクラッド１３ｂと、水相の最下部（底板と接する辺り）に沈降するクラッド１３ｃに分離する。クラッドの分離は、例えば後述するクラッド回収槽で行われる。

（１−３．除去工程）
除去工程Ｓ３では、分離工程Ｓ２により各相の界面に局在化したクラッドを濾材により捕集、除去する。濾材としては網（金網等）などを用いてクラッド回収槽で捕集してもよい。あるいは、クラッド生成槽の段階で捕集できるようにしても良い。浮遊するクラッドは、捕集したのちクラッド生成槽及びクラッド回収槽の上部から随時回収される。沈降するクラッドは休転時にクラッド生成槽やクラッド回収槽から液を抜いて、底部から回収することもできる。

また、濾材をクラッド回収槽の水相１１と有機相１２の排出口に設置することにより、クラッドを回収しても良い。濾材としては、金網を用いることが好ましく、金網の目開きは０．１〜２．０ｍｍがよい。０．１ｍｍ以上だと、金網が詰まりにくく、液の流れを乱しにくいので、金網の揺れや乱流によってクラッドをこぼす恐れが小さく、水相と有機相の分相性もよくなる。２．０ｍｍ以下だと、凝集したクラッドを取り逃がしにくい利点がある。

本発明の一実施形態に係るクラッドの分離方法によれば、溶媒抽出工程でのクラッドを低減できるので、上述した特許文献２のように活性炭を用いる必要がない。とはいえ、本発明に活性炭を組み合わせてもよく、組み合わせることにより効率的にクラッドを低減できる。例えば、活性炭を用いてＴＯＣ（全有機炭素）を吸着により低減したあと、発生しえるクラッドを本発明により低減することができる。このようにしておくと、ＴＯＣをある程度まで低減するのに適した吸着細孔径の活性炭を用いることができ、活性炭の費用対効果も大きくできる。

このように、本発明によれば、後の抽出反応のミキサーセトラでクラッドの発生を防止できるので、出口がクラッドにより閉塞される事が無くなり、更に、滞留時間（反応時間）を変化させなくても分離処理を完了させることができる。

＜２．溶媒抽出方法＞
次に溶媒抽出方法について説明する。本発明の一態様は、上述したクラッドの分離方法によりクラッドを分離した水溶液に、新たな有機抽出剤を添加して溶媒抽出を行う溶媒抽出方法である。上述したクラッドの分離方法を用いてクラッドを除去した水溶液に対して溶媒抽出を行えば、クラッドの発生を抑制できるため、ミキサーセトラの出口がクラッドの発生により閉塞されることを防止することができる。以下、溶媒抽出方法の工程について簡単に説明する。

図５は、溶媒抽出方法の概略の一例を示す工程図である。本発明の一実施形態に係る溶媒抽出方法は、クラッドの分離方法Ｓ１００によりクラッドを除去した水相の溶液（スカンジウム含有溶液）に有機溶媒である抽出剤を混合して、不純物と僅かなスカンジウムを抽出した抽出後有機溶媒（有機相）と、スカンジウムを残した抽残液（水相）とに分離する抽出工程Ｓ３１と、抽出後有機溶媒に硫酸溶液を混合して抽出後有機溶媒に抽出された僅かなスカンジウムを水相に分離させて洗浄後液を得るスクラビング工程Ｓ３２と、洗浄後有機溶媒に逆抽出剤を添加して洗浄後有機溶媒から不純物を逆抽出する逆抽出工程Ｓ３３とを有する。

抽出工程Ｓ３１では、クラッドの分離方法Ｓ１００によりクラッドが除去されたスカンジウム含有溶液と、抽出剤を含む有機溶媒とを混合して、有機溶媒中に不純物を選択的に抽出し、不純物を含有する有機溶媒と抽残液とを得る。抽出剤としては、例えば上述したようなアミン系抽出剤が用いられる。抽出工程Ｓ３１で得られた抽残液（水相）からスカンジウムが回収される。

スクラビング工程Ｓ３２では、抽出工程Ｓ３１にて得られた抽出液を逆抽出する前に、その有機溶媒（有機相）に対してスクラビング（洗浄）処理を施し、スカンジウムを水相に分離して抽出剤中から回収する。スクラビングに用いる溶液（洗浄溶液）としては、硫酸溶液や塩酸溶液等を使用することができる。

逆抽出工程Ｓ３３では、クラッドの分離方法Ｓ１００で得られた有機相、及び抽出工程Ｓ３１にて不純物を抽出した有機溶媒から、またはこれらいずれかをスクラビングした後の有機溶媒から、不純物を逆抽出する。具体的に、逆抽出工程Ｓ３３では、抽出剤を含む有機溶媒に逆抽出溶液（逆抽出始液）を添加して混合することによって、抽出工程Ｓ３１における抽出処理とは逆の反応を生じさせて不純物を逆抽出し、不純物を含む逆抽出後液を得る。逆抽出溶液としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩を含有する溶液を用いることが好ましい。このようにして抽出後の抽出剤又はスクラビング後の抽出剤に炭酸ナトリウム等の炭酸塩溶液を添加して逆抽出処理を行って不純物を分離させた後の抽出剤は、再び、抽出工程Ｓ３１において抽出剤として繰り返して使用することができる。

なお、図６は、溶媒抽出方法の概略の他の一例を示す工程図である。図６に示すようにクラッドの分離方法Ｓ１００を実施した際に、スカンジウムの量や抽出剤の量に対して不純物の量が少なく、不純物をほとんど抽出しきったと判断できる場合には、そのまま水相の溶液（スカンジウム含有溶液）をスカンジウムを回収する工程に移しても良い。すなわち、クラッドの分離方法Ｓ１００後に抽出工程Ｓ３１を行わず、クラッドの分離方法Ｓ１００と抽出工程Ｓ３１を一度の工程で済ませることも可能である。

＜３．クラッドの分離装置＞
次にクラッドの分離装置について説明する。図７は、本発明の一実施形態に係るクラッドの分離装置の概略構成図である。本発明の一態様は、複数の金属元素を含有する水溶液から目的とする金属を溶媒抽出法により回収する際に発生するクラッドを分離するクラッドの分離装置１００であって、水溶液と有機抽出剤とを混合しクラッドを発生させるクラッド生成槽２０と、発生したクラッドを回収するクラッド回収槽３０とを備え、クラッド回収槽３０には、水相の溶液を排出する水相出口３１と、有機相の溶液を排出する有機相出口３２と、発生したクラッドを捕集、除去する濾材（３３Ａ，３３Ｂ）とが設けられ、クラッド回収槽３０の上方には濾材を挿入可能な開口部３４が設けられている。

本発明の一実施形態に係るクラッド除去装置１００によれば、まずクラッド生成槽２０でクラッドを意図的に生成させた後、クラッド回収槽３０でクラッドを分離除去することができる。またこの時、クラッド回収槽３０の上方に開口部３４を設けることで上部から濾材を挿入してクラッドを捕集、除去することもできる。以下、クラッド生成槽２０とクラッド回収槽３０の各構成について詳しく説明する。

（３−１．クラッド生成槽）
クラッド生成槽２０は、水溶液と有機抽出剤とを混合し意図的にクラッドを発生させる槽である。クラッド生成槽２０は、例えば、溶液を混合するための撹拌機２１等を備える。また、クラッドは、基本的には後述するクラッド回収槽３０で回収するが、クラッド生成槽２０の時点で上方から濾材により捕集しても良いし、クラッド生成槽２０の出口の送液管２２付近に濾材を設置してクラッドを回収しても良い。

（３−２．クラッド回収槽）
クラッド回収槽３０は、発生したクラッドを回収する槽である。クラッド回収槽３０は基本的にはミキサーセトラのセトラ部分と同様の構造で良いが、クラッドを捕集しやすいように上方に開口部３４を設ける等、濾材によりクラッドを捕集、除去しやすい構造としておくことが好ましい。

クラッド回収槽３０では、重力により水相（水溶液）と有機相（有機溶媒）に分離される。各相の界面の高さは、界面高さ調整部３６で調整されるが、クラッドの分離装置１００では、クラッドを回収、除去することが目的であるため、クラッド生成槽２０で添加する有機抽出剤の量やクラッド回収槽３０で抜き出す有機抽出剤の量を調整することにより界面高さは決めておくこともできる。ここで、クラッドには有機相の最上部に浮遊するものと、水相の最下部（底板と接する辺り）に沈降するものの両方が発生することがある。クラッドは網などの濾材を用いて濾過によりクラッド回収槽３０で捕集する。浮遊するクラッドは、捕集したのちクラッド回収槽３０の上部から随時回収される。沈降するクラッドは休転時にクラッド回収槽３０あるいはクラッド生成槽２０から液を抜いてから回収することもできる。

クラッド回収槽内３０で水相（水溶液）と有機相（有機溶媒）に分離された各相は、例えば、隔壁３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃで隔てられ、水相出口３１及び有機相出口３２から次工程に送られる。分離された水相は抽出工程、有機相は逆抽出工程に供給される。この時、水相出口３１及び／又は有機相出口３２のノズルの内側に金網等の濾材を設置することが好ましい。水相出口及び／又は有機相出口のノズルの内側に濾材としての金網を設置することにより、各出口から排出される液体に含まれるクラッドを効率的に捕集、除去することができる。上述したように、金網の目開きは０．１〜２．０ｍｍがよい。

以下に示す実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例及び比較例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、スカンジウムを含有する水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨ６．０まで中和し、スカンジウム水酸化物の沈殿を得た。この沈殿に硫酸をｐＨ１．０となる比率で添加したところ、沈殿が溶解し、水酸化物溶解液が得られた。この水酸化物溶解液を、クラッド生成槽に受け入れてＴＮＯＡ（Ｔｒｉ−ｎ−ｏｃｔｙｌａｍｉｎｅ）を含有する有機溶媒と混合したところ、クラッド（固形物）が析出した。

次に、この混合液をクラッド回収槽に送った。クラッド回収槽で混合液は重力により水相（水溶液）と油相（有機溶媒）に分離されており、水相は下部側壁に設けた配管から抜き出して抽出工程のミキサーセトラへ送り、油相（有機溶媒）は上部側壁に設けた配管から抜き出して逆抽出工程のミキサーセトラに供給した。

クラッド生成槽内ではクラッド（析出物）が目視で確認できたが、クラッド回収槽から送り出される水溶液や有機溶媒にはクラッド（析出物）がみられなかった。

（実施例２）
実施例２では、実施例１の方法を用いて１ヶ月間運用したが、ミキサーセトラの出口の閉塞は起こらなかった。この間、クラッド生成槽に設置した金網を交換し、クラッド回収槽に設置した金網を交換したところ、金網にはいずれも茶褐色の固形物が付着し堆積していた。固形物は、１次粒子径が１ｍｍ未満の凝集物であった。また、１ヶ月後にクラッド生成槽とクラッド回収槽から液を取り除いたうえで内部を確認したところ、いずれの底部にも茶褐色の固形物がみられた。固形物は凝集物であった。

（比較例１）
比較例１では、金網とクラッド回収槽を用いず、水酸化物溶解液とＴＮＯＡをクラッド生成槽とクラッド回収槽のかわりに抽出工程のミキサーセトラへ送った点以外は実施例１と同様にしたところ、ミキサーセトラのミキサー部には固形物が発生し、発生した固形物がセトラ部にかけて滞留し流れが悪くなった。セトラ部から回収した水相と有機相にも析出した凝集物（固形物）がみられた。

以上の結果から、本発明の一実施形態に係るクラッドの分離方法及びクラッドの分離装置を適用することにより、溶媒抽出工程において、ミキサーセトラの出口がクラッドの発生により閉塞されることを防止することができることが分かった。

なお、上記のように本発明の一実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、クラッドの分離方法、溶媒抽出方法及びクラッド分離装置の構成も本発明の一実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

１１ 水相、１２ 有機相、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ クラッド、２０ クラッド生成槽、２１ 撹拌機、２２ 送液管、３０ クラッド回収槽、３１ 水相出口、３２ 有機相出口、３３Ａ，３３Ｂ 濾材、３４ 開口部、３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ 隔壁、３６ 界面高さ調整部

Claims (6)

1. 複数の金属元素を含有する水溶液から目的とする金属を溶媒抽出法により回収する際に発生するクラッドを分離するクラッドの分離方法であって、
   前記水溶液に有機抽出剤を添加、混合することで該水溶液中にクラッドを発生させる混合工程と、
   前記混合後の溶液を静置し、水相と有機相に分離すると共に、前記クラッドをその密度差に応じて各相の界面に局在化させる分離工程と、
   前記各相の界面に局在化したクラッドを濾材により捕集、除去する除去工程と
   を有することを特徴とするクラッドの分離方法。
2. 前記複数の金属元素を含有する水溶液は、ニッケル酸化鉱石の湿式製錬法の過程で得られた溶液であり、前記目的とする金属はスカンジウムであることを特徴とする請求項１に記載のクラッドの分離方法。
3. 前記濾材が金網であり、前記クラッドが局在化している高さに上方から交換可能な手段で前記金網を設置することにより、前記クラッドを捕集、除去することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクラッドの分離方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のクラッドの分離方法によりクラッドを分離した水溶液に、新たな有機抽出剤を添加して溶媒抽出を行うことを特徴とする溶媒抽出方法。
5. 複数の金属元素を含有する水溶液から目的とする金属を溶媒抽出法により回収する際に発生するクラッドを分離するクラッドの分離装置であって、
   前記水溶液と有機抽出剤とを混合しクラッドを発生させるクラッド生成槽と、
   前記発生したクラッドを回収するクラッド回収槽とを備え、
   前記クラッド回収槽には、水相の溶液を排出する水相出口と、有機相の溶液を排出する有機相出口と、発生した前記クラッドを捕集、除去する濾材とが設けられ、該クラッド回収槽の上方には前記濾材を挿入可能な開口部が設けられていることを特徴とするクラッドの分離装置。
6. 前記濾材は金網であり、
   前記水相出口及び／又は前記有機相出口のノズルの内側に設置されていることを特徴とする請求項５に記載のクラッドの分離装置。

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