JP2994405B2 - Purification method of alkali hydroxide - Google Patents

Purification method of alkali hydroxide

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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は水酸化アルカリの精製法に関する。さらに詳
しく言えば本発明は、水酸化アルカリ水溶液に過酸化水
素水と希土類元素の無機酸塩を添加することにより共沈
澱法により、水酸化アルカリ中に含まれる不純物を除去
し高品位の水酸化アルカリを得る方法である。更に、本
発明は、水酸化アルカリ溶液中に溶解度以下にて含有さ
れる微量のアルカリ土類金属及び鉄の除去に関するもの
である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for purifying an alkali hydroxide. More specifically, the present invention provides a high-quality hydroxide by removing impurities contained in an alkali hydroxide by co-precipitation by adding an aqueous solution of hydrogen peroxide and an inorganic acid salt of a rare earth element to an aqueous alkali hydroxide solution. This is a method for obtaining alkali. Furthermore, the present invention relates to the removal of trace amounts of alkaline earth metals and iron contained below the solubility in an alkali hydroxide solution.

〔背景技術〕(Background technology)

近年、分析機器の開発や進歩により分析感度が向上
し、極めて微量の元素の存在も検出し得るようになって
きた。電子部品、磁性材料、触媒、半導体等の材料分野
においては、特に新機能の発現を期待し、これらの材料
の高純度化が盛んに試みられている。それに伴い微量の
不純物の分析も行われている。この様に材料の高純度化
に伴い目的とする元素の存在量が微量となりその検出量
が微小になればなるほど、分析に使用される試薬のブラ
ンク量は無視できなくなり、微量分析においては試薬中
の不純物の除去すなわち精製が重要な技術の一つとなっ
ている。分析化学において、水酸化アルカリは、各種材
料の溶解、酸性化した試料の中和、キレート樹脂や溶媒
抽出等の分離濃縮時におけるpH調整やアルカリ溶融な
ど、種々の目的で使用される基本的な試薬であり、広く
用いられているが、ソーダ工業から産出される水酸化ア
ルカリ中にはバリウム、カルシウム、マグネシウム、ス
トロンチウム、鉄及びアルミニウム等の金属が多く含む
ことが知られている。一方、この水酸化アルカリは、そ
の精製が難しいため高純度の試薬が必要であるにもかか
わらず、未だ、その要望を満たし得る試薬は、存在して
いない。
In recent years, analysis sensitivity has been improved due to the development and progress of analytical instruments, and it has become possible to detect the presence of extremely small amounts of elements. In the field of materials such as electronic components, magnetic materials, catalysts, and semiconductors, particularly, new functions are expected to be exhibited, and high purity of these materials has been actively attempted. Accordingly, a trace amount of impurities has been analyzed. In this way, as the amount of the target element present becomes smaller and the detection amount becomes smaller as the material becomes more purified, the blank amount of the reagent used in the analysis cannot be ignored. Removal of impurities, that is, purification, has become one of the important technologies. In analytical chemistry, alkali hydroxide is used for various purposes such as dissolution of various materials, neutralization of acidified sample, pH adjustment during separation and concentration such as chelation resin and solvent extraction, and alkali melting. Although it is a reagent and widely used, it is known that alkali hydroxide produced from the soda industry contains many metals such as barium, calcium, magnesium, strontium, iron and aluminum. On the other hand, although this alkali hydroxide is difficult to purify and requires a high-purity reagent, there is still no reagent that can satisfy the demand.

一方、半導体工業においても、水酸化アルカリはウエ
ツトエツチングプロセスに使用される。この場合におい
ても品質向上は重要な課題であり、当然のことながら微
細化の進展と共に、ますます厳しい品質水準が要求され
ている。すなわち、試薬中の微粒子、金属不純物及び微
生物は、製品の歩留まりやデバイス特性の信頼性の低下
を招くと言われ、金属不純物を含まない高純度のものが
要求されている。
On the other hand, also in the semiconductor industry, alkali hydroxide is used in a wet etching process. Even in this case, quality improvement is an important issue, and as a matter of course, with the progress of miniaturization, increasingly strict quality standards are required. That is, the fine particles, metal impurities and microorganisms in the reagent are said to cause a decrease in the yield of the product and the reliability of the device characteristics, and high-purity particles containing no metal impurities are required.

従来技術として、一般的には、溶液中に微量(μg以
下)に含まれる不純物を添加剤によって共沈澱を生成さ
せ、溶液中から微量に含まれる不純物のみを沈澱物とし
て除去するという共沈澱法が知られているが、この方法
においては、溶液中に、この添加剤が必ず残存すること
となる。すなわち、この沈澱剤自体の溶解度から言って
もその除去は不可能といってよい。したがって、沈澱剤
自体に基づく汚染は避けられない。例えば共沈澱法を用
いた苛性ソーダの精製法の1例について説明すると、軽
金属協会規格のアルミニウム中のカルシウム定量法に
は、その定量法で使用する6M−苛性ソーダ溶液を精製す
る方法が示されている。
As a conventional technique, a co-precipitation method is generally used in which an impurity contained in a very small amount (μg or less) in a solution is co-precipitated with an additive, and only a small amount of an impurity contained in the solution is removed as a precipitate. However, in this method, the additive always remains in the solution. That is, it can be said that the removal of the precipitant is impossible even in view of the solubility of the precipitant itself. Therefore, contamination based on the precipitant itself is inevitable. For example, an example of a method for purifying caustic soda using a coprecipitation method will be described. The method for quantifying calcium in aluminum specified by the Japan Institute of Light Metals shows a method for purifying a 6M sodium hydroxide solution used in the quantification method. .

そこに記載されているように6M−苛性ソーダ溶液を、
加熱撹拌し、その間に、鉄塩の濃厚溶液を滴下し、水酸
化鉄の沈澱を熟成させる。これを紙を用いて過して
除去することによってカルシウムを含まない6M−苛性ソ
ーダ溶液を得ている。しかしながら、この場合、共沈澱
剤として添加した鉄塩が残存することとなる。苛性アル
カリ溶液中にppmレベルで含まれるニツケルの除去法と
しては特開昭56−40086記載の方法がある。この方法
は、苛性アルカリ溶液中に次亜塩素酸を添加することに
よって、ニツケルをより高次の化合物とし、溶解度を小
さくすることにより除去精製する方法である。この方法
においても大量に使用する次亜塩素酸による汚染が残
る。このように従来知られている方法では、添加した共
沈澱剤や酸化剤がアルカリ中に残存する結果、高純度の
苛性アルカリを得る精製法として適さないことが判明し
ている。
6M-caustic soda solution as described there,
Heat and stir, during which time a concentrated solution of iron salt is added dropwise to ripen the precipitate of iron hydroxide. This was filtered off with paper to obtain a calcium-free 6M sodium hydroxide solution. However, in this case, the iron salt added as a coprecipitant will remain. As a method for removing nickel contained at a ppm level in a caustic alkali solution, there is a method described in JP-A-56-40086. In this method, nickel is made into a higher-order compound by adding hypochlorous acid to a caustic alkali solution, and the nickel is removed and purified by reducing its solubility. Even in this method, contamination by hypochlorous acid used in a large amount remains. As described above, it has been found that the conventionally known method is not suitable as a purification method for obtaining high-purity caustic alkali as a result of the added coprecipitant and oxidizing agent remaining in the alkali.

〔発明の開示〕[Disclosure of the Invention]

本発明者らは、希土類元素の無機酸塩が、アルカリ性
下において少量の過酸化水素水を添加することによって
希土類自体の溶解度を減少させると同時に、それに伴っ
てアルカリ中の不純物をその希土類の水酸化物に表面吸
着し除去されることを見出した。本発明は、かかる知見
に基づいてなされたものである。すなわち、本発明は、
アルカリ土類金属及び鉄を不純物として含有する水酸化
アルカリ水溶液に、過酸化水素水と希土類元素の無機酸
塩を添加撹拌し、冷却下に、共沈澱物を生成させ、この
共沈澱物を過により除去することを特徴とする水酸化
アルカリの精製法を提供するものである。
The present inventors have found that the inorganic acid salt of the rare earth element reduces the solubility of the rare earth itself by adding a small amount of aqueous hydrogen peroxide under alkaline conditions, and at the same time, removes impurities in the alkali from the rare earth water. It was found that it was adsorbed on the surface of the oxide and removed. The present invention has been made based on such findings. That is, the present invention
An aqueous solution of hydrogen peroxide and an inorganic acid salt of a rare earth element are added to an aqueous alkali hydroxide solution containing alkaline earth metals and iron as impurities, and the mixture is stirred, and a coprecipitate is formed under cooling. And a method for purifying an alkali hydroxide.

以下に本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

水酸化アルカリ水溶液は、通常は、0.5〜5M水溶液と
して提供されるが、これを冷却し、これに濃度30%の過
酸化水素水を滴下撹拌する。この際鉄等の不純物は、よ
り高次の化合物になり溶解度自体が減少する。この水酸
化アルカリ水溶液中に、更に希土類元素の無機酸塩の水
溶液を撹拌しながら滴下する。一定時間冷却して放置す
ると、希土類の酸化物、水酸化物もしくは水和物等の不
定形沈澱を生成し、これに先の不純物が表面に吸着し共
沈澱する。これをフイルターを用いて過することによ
って水酸化アルカリ溶液中にppmレベル又はそれ以下で
存在しているバリウム、カルシウム、マグネシウム、ス
トロンチウム及び鉄等が除去され、高純度の水酸化アル
カリ溶液を得ることができる。すなわち、本発明の方法
においては、水酸化アルカリ水溶液に対し、少量の過酸
化水素水を添加し、冷却撹拌し、更に希土類元素の無機
酸塩例えば、希土類元素の塩化物、臭化物、ふっ化物、
りん酸塩、硫酸塩又は硝酸塩等の濃厚溶液(通常、1〜
1000mg/ml)を滴下、撹拌、冷却、放置することによ
り、希土類元素の不定形水酸化物が生成し沈澱するが、
この際、水酸化アルカリ水溶液中に微量含まれるアルカ
リ土類金属や鉄、コバルト、カドミウム、ニッケル及び
クロム等の重金属が、この希土類の水酸化物に表面吸着
され沈澱するものであり、この水酸化アルカリ溶液をフ
イルターを用いて過することによって高純度な水酸化
アルカリ溶液が得られるものである。
The aqueous alkali hydroxide solution is usually provided as a 0.5 to 5 M aqueous solution, and this is cooled, and a 30% strength aqueous hydrogen peroxide solution is dropped and stirred. At this time, impurities such as iron become higher-order compounds and the solubility itself decreases. An aqueous solution of an inorganic acid salt of a rare earth element is further dropped into this aqueous alkali hydroxide solution while stirring. When left to cool for a certain period of time, amorphous precipitates such as rare earth oxides, hydroxides or hydrates are formed, and the above impurities are adsorbed on the surface and coprecipitate. By passing this through a filter, barium, calcium, magnesium, strontium, iron, etc., which are present at the ppm level or lower in the alkali hydroxide solution, are removed to obtain a high-purity alkali hydroxide solution. Can be. That is, in the method of the present invention, a small amount of aqueous hydrogen peroxide is added to an aqueous solution of an alkali hydroxide, and the mixture is stirred under cooling, and further, an inorganic acid salt of a rare earth element, for example, a chloride, bromide, or fluoride of a rare earth element,
A concentrated solution of phosphate, sulfate or nitrate (usually
(1000 mg / ml) is dropped, stirred, cooled, and allowed to stand to form and precipitate amorphous hydroxide of rare earth element.
At this time, alkaline earth metals and heavy metals such as iron, cobalt, cadmium, nickel and chromium contained in a trace amount in the aqueous alkali hydroxide solution are adsorbed and precipitated on the surface of the rare earth hydroxide. By passing the alkaline solution using a filter, a high-purity alkaline hydroxide solution can be obtained.

本発明者らは本発明に係わる水酸化アルカリの精製法
に関し、水酸化アルカリの濃度、添加する過酸化水素水
の量と希土類元素の種類及び処理温度について種々検討
したところ、以下の如き知見を得た。
The present inventors conducted various studies on the concentration of alkali hydroxide, the amount of hydrogen peroxide to be added, the type of rare earth element, and the treatment temperature with respect to the method for purifying alkali hydroxide according to the present invention. Obtained.

水酸化アルカリ溶液の精製に使用出来る最大濃度
は、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムの場合は
7Mであり、好ましくは6M以下である。水酸化リチウムの
場合は、最大濃度は3Mである。それ以上の濃度では添加
する沈澱剤が水酸化アルカリ中に混入する。
The maximum concentration that can be used for purification of alkali hydroxide solution is sodium hydroxide or potassium hydroxide.
7M, preferably 6M or less. In the case of lithium hydroxide, the maximum concentration is 3M. At higher concentrations, the added precipitant mixes into the alkali hydroxide.

水酸化アルカリ溶液1に添加する30%過酸化水素
水の添加量は0.1〜5mlが好ましいが、特に好ましくは0.
5〜2mlである。0.1ml以下では不純物の除去率が低下す
る。5ml以上ではより以上の除去効果が得られない。
The addition amount of the 30% hydrogen peroxide solution to be added to the alkali hydroxide solution 1 is preferably 0.1 to 5 ml, particularly preferably 0.1 to 5 ml.
5 to 2 ml. If the amount is less than 0.1 ml, the removal rate of impurities decreases. If it is 5 ml or more, no further removal effect can be obtained.

使用する希土類元素としてはスカンジウム、イツト
リウム、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジ
ウム、プロメシウム、サマリウム、ユーロピウム、ガド
リニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、
エルビウム、ツリウム、イツテルビウム又はルテチウム
があげられその無機酸塩が用いられる。特に、効果的な
ものはイツトリウム、ネオジウム、ユーロピウム又はツ
リウムの無機酸塩である。
The rare earth elements used include scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promesium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium,
Erbium, thulium, ytterbium or lutetium are mentioned, and their inorganic acid salts are used. Particularly effective are the inorganic acid salts of yttrium, neodymium, europium or thulium.

処理温度は10℃〜−10℃の範囲が好ましいが、特に
好ましくは5℃〜−5℃である。10℃以上では不純物の
溶解が増し、除去効果が減少する。−10℃以下の温度
は、より以上の除去効果がなく、経済的でない。
The treatment temperature is preferably in the range of 10 ° C to -10 ° C, particularly preferably 5 ° C to -5 ° C. Above 10 ° C., the dissolution of impurities increases and the removal effect decreases. Temperatures below -10 ° C have no further removal effect and are not economical.

以下に本発明の実施例を掲げ、本発明を具体的により
詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples of the present invention.

実施例 1 市販の特級水酸化ナトリウム120gを水に溶かし更に水
を加え1とし、3M−水酸化ナトリウム溶液を調製す
る。この溶液に市販の金属標準溶液(1mg/ml)を用い
て、バリウム、カルシウム、マグネシウムおよびストロ
ンチウムの各溶液各1ml添加した。得られた溶液を高周
波誘導結合プラズマ発光分析法によってバリウム、カル
シウム、マグネジウム及びストロンチウムを定量したと
ころ、バリウム、カルシウム、マグネシウム及びストロ
ンチウムを約1ppm含有するものであった。この溶液に対
し温度0℃において、濃度30%の過酸化水素水を1.0ml
添加し撹拌する。更に硝酸イツトリウム溶液(10mgY/m
l)を40ml添加1時間撹拌する。0℃にて1日間放置す
ると白色不定形の沈澱を生成する。その沈澱を、0.2μ
mのPTFEフイルターを使用し、減圧過する。この3M−
水酸化ナトリウム溶液中のバリウム、カルシウム、マグ
ネシウム、ストロンチウム及びイツトリウムを高周波誘
導結合プラズマ発光分析法によって定量した。このとき
のこれらのアルカリ土類金属とイツトリウムの除去率に
ついて以下に示す。
Example 1 120 g of commercially available special grade sodium hydroxide is dissolved in water, and water is added to make 1 to prepare a 3M sodium hydroxide solution. Using a commercially available metal standard solution (1 mg / ml), 1 ml of each of barium, calcium, magnesium and strontium solutions was added to this solution. When barium, calcium, magnesium and strontium were quantified in the obtained solution by high frequency inductively coupled plasma emission analysis, it was found to contain about 1 ppm of barium, calcium, magnesium and strontium. At a temperature of 0 ° C., 1.0 ml of a 30% concentration of hydrogen peroxide solution
Add and stir. In addition, yttrium nitrate solution (10mgY / m
l) was added and stirred for 1 hour. A white amorphous precipitate forms upon standing at 0 ° C. for 1 day. 0.2 μ of the precipitate
Use a PTFE filter with a pressure of m. This 3M-
Barium, calcium, magnesium, strontium and yttrium in sodium hydroxide solution were quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. The removal rates of these alkaline earth metals and yttrium at this time are shown below.

過酸化水素水1.0mlで添加処理すると、バリウムは0.0
3ppm、カルシウムは0.01ppm、マグネシウムは0.05ppm、
ストロンチウムは0.01ppm及びイツトリウムは0.006ppm
となり、それぞれの除去率はバリウム97%、カルシウム
99%、マグネシウム95%、ストロンチウム99%及びイツ
トリウムは99.998%と、除去効果が良好であることが認
められた。
When added with 1.0 ml of hydrogen peroxide solution, barium becomes 0.0
3ppm, 0.01ppm for calcium, 0.05ppm for magnesium,
0.01 ppm strontium and 0.006 ppm yttrium
The removal rate of each is 97% barium, calcium
99%, 95% of magnesium, 99% of strontium, and 99.998% of yttrium showed that the removal effect was good.

実施例 2 市販の特級、水酸化ナトリウム120gを水に溶かし、更
に水を加え1とする。3M−水酸化ナトリウム溶液を調
製する。更に市販の鉄標準溶液(1mgFe/ml)を0.1ml添
加し、高周波誘導結合プラズマ発光分析法によって鉄を
定量し、鉄を0.132ppm含む3M−水酸化ナトリウム溶液1
を調製する。この溶液に対し温度0℃において、濃度
30%の過酸化水素水2mlを添加撹拌する。更に硝酸イツ
トリウム溶液(10mgY/ml)を40ml添加1時間撹拌する。
0℃にて3日間放置すると白色不定形の沈澱を生成す
る。その沈澱を、0.2μmのPTFEフイルターを使用し減
圧過する。この3M−水酸化ナトリウム溶液を高周波誘
導結合プラズマ発光分析法にて定量した。このときの鉄
とイツトリウムの除去率について以下に示す。
Example 2 A commercially available special grade, 120 g of sodium hydroxide was dissolved in water, and water was added to make 1. Prepare a 3M sodium hydroxide solution. Further, 0.1 ml of a commercially available iron standard solution (1 mg Fe / ml) was added, iron was quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry, and a 3M sodium hydroxide solution containing 0.132 ppm of iron was added.
Is prepared. At a temperature of 0 ° C,
2 ml of 30% aqueous hydrogen peroxide is added and stirred. Further, 40 ml of an yttrium nitrate solution (10 mgY / ml) was added and the mixture was stirred for 1 hour.
Upon standing at 0 ° C. for 3 days, a white amorphous precipitate forms. The precipitate is vacuumed using a 0.2 μm PTFE filter. This 3M sodium hydroxide solution was quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. The removal rates of iron and yttrium at this time are shown below.

鉄濃度0.132ppmを処理すると鉄濃度は0.006ppmとなり
除去率は93%である。またイツトリウムは0.002ppmとな
り除去率は99.999%である。
Treatment with 0.132 ppm iron gives 0.006 ppm iron and a removal rate of 93%. In addition, yttrium is 0.002 ppm, and the removal rate is 99.999%.

以上に見られるように0.132ppmの鉄は93%の除去率を
示し、除去効果が良好であることが認められた。また、
添加したイツトリウムもほぼ100%近く除去することが
できる。
As seen above, 0.132 ppm of iron showed a removal rate of 93%, indicating that the removal effect was good. Also,
Almost 100% of the added yttrium can be removed.

実施例 3 市販の特級水酸化ナトリウム120gを水に溶かし、更に
水を加えて1とし、3M−水酸化ナトリウム溶液を調製
する。更に1mgFe/mlの標準溶液を0.1ml添加し、高周波
誘導結合プラズマ発光分析法によって鉄を定量し、鉄を
0.130ppm含む3M−水酸化ナトリウム溶液1を調製す
る。この溶液に対し温度0℃において、濃度30%の過酸
化水素水2mlを添加撹拌する。更に塩化ネオジウムの溶
液(10mgNd/ml)を40ml添加1時間撹拌する。0℃にて
1昼夜放置すると不定形の沈澱を生成する。その沈澱を
0.2μmのPTFEフイルターを使用し減圧過する。この3
M−水酸化ナトリウム水溶液中の鉄を高周波誘導結合プ
ラズマ発光分析法によって定量した結果、鉄濃度は0.00
7ppmであり除去率は95%であることが認められた。
Example 3 120 g of commercially available special grade sodium hydroxide is dissolved in water, and water is further added to make 1 to prepare a 3M sodium hydroxide solution. Further, 0.1 ml of a standard solution of 1 mgFe / ml was added, and iron was quantified by high-frequency inductively coupled plasma emission spectrometry.
A 3M sodium hydroxide solution 1 containing 0.130 ppm is prepared. At a temperature of 0 ° C., 2 ml of a 30% strength hydrogen peroxide solution is added to the solution and stirred. Further, 40 ml of a neodymium chloride solution (10 mgNd / ml) was added and stirred for 1 hour. On standing at 0 ° C. for one day, an amorphous precipitate forms. The precipitate
Reduce the pressure using a 0.2 μm PTFE filter. This 3
As a result of quantifying iron in the aqueous solution of M-sodium hydroxide by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry, the iron concentration was 0.00
It was 7 ppm and the removal rate was found to be 95%.

実施例 4 市販の特級水酸化ナトリウム120gを水に溶かし、更に
水を加えて1とし、3M−水酸化ナトリウム溶液を調製
する。次に1mgFe/mlの標準溶液を0.1ml添加し、高周波
誘導結合プラズマ発光分析法によって鉄を定量し、鉄を
0.150ppm含む3M−水酸化ナトリウム溶液1を調製す
る。この溶液を5℃において、濃度30%過酸化水素水2m
lを添加撹拌する。更に、硝酸イツトリウム溶液(10mgY
/ml)を40ml添加1時間撹拌する。5℃にて1昼夜放置
すると不定形沈澱を生成する。その沈澱を0.2μmのPTF
Eフイルターを使用し減圧過する。この3M−水酸化ナ
トリウム溶液中の鉄とイツトリウムを高周波誘導結合プ
ラズマ発光分析法によって定量した結果、鉄濃度は0.02
6ppmとなり除去率は83%であることが認められた。
Example 4 120 g of commercially available special grade sodium hydroxide is dissolved in water, and water is further added to make 1 to prepare a 3M sodium hydroxide solution. Next, 0.1 ml of a 1 mg Fe / ml standard solution was added, and iron was quantified by high-frequency inductively coupled plasma emission spectrometry.
A 3M sodium hydroxide solution 1 containing 0.150 ppm is prepared. This solution was heated at 5 ° C at a concentration of 30% hydrogen peroxide 2m
Add l and stir. Further, an yttrium nitrate solution (10 mg Y
/ ml) and stirred for 1 hour. An amorphous precipitate forms when left overnight at 5 ° C. The precipitate was washed with 0.2 μm
Reduce pressure using an E-filter. As a result of quantifying iron and yttrium in the 3M-sodium hydroxide solution by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry, the iron concentration was 0.02.
The removal rate was 6 ppm, and it was confirmed that the removal rate was 83%.

実施例 5 市販の特級水酸化ナトリウム120gを水に溶かし、更に
水を加えて1とし、3M−水酸化ナトリウム溶液を調製
する。更に1mgCd/ml、1mgCo/ml、1mgNi/ml及び1mgCr/ml
の混合標準溶液を1ml添加し、高周波誘導結合プラズマ
発光分析法によってカドミウム、コバルト、ニツケル及
びクロムを定量し、カドミウム、コバルト、ニツケル及
びクロムを約1ppm含む3M−水酸化ナトリウム溶液を調製
する。この溶液に対し温度0℃において、温度30%の過
酸化水素水を2ml添加撹拌する。更に硝酸イツトリウム
溶液(10mgY/ml)を40ml添加撹拌する。0℃にて1昼夜
放置すると不定形の沈澱を生成する。その沈澱を0.2μ
mのPTFEフイルターを使用し減圧過する。この3M−水
酸化ナトリウム溶液中のカドミウム、コバルト、ニツケ
ル及びクロムを高周波誘導結合プラズマ発光分析法によ
って定量した。このときの除去率を以下に示す。
Example 5 120 g of commercially available special grade sodium hydroxide is dissolved in water, and water is further added to make 1 to prepare a 3M sodium hydroxide solution. 1mgCd / ml, 1mgCo / ml, 1mgNi / ml and 1mgCr / ml
Of cadmium, cobalt, nickel and chromium are determined by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry to prepare a 3M sodium hydroxide solution containing about 1 ppm of cadmium, cobalt, nickel and chromium. To this solution, at a temperature of 0 ° C., 2 ml of 30% aqueous hydrogen peroxide was added and stirred. Further, 40 ml of an yttrium nitrate solution (10 mgY / ml) is added and stirred. On standing at 0 ° C. for one day, an amorphous precipitate forms. 0.2μ of the precipitate
Reduce the pressure using a PTFE filter. Cadmium, cobalt, nickel and chromium in the 3M sodium hydroxide solution were quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. The removal rate at this time is shown below.

処理するとカドミウム0.014ppm、コバルト0.013ppm、
ニツケル0.015ppm及びクロム0.3ppmとなり、除去率はそ
れぞれ、カドミウム86%、コバルト87%、ニツケル95%
及びクロム70%である。
When processed, cadmium 0.014 ppm, cobalt 0.013 ppm,
Nickel: 0.015 ppm and chromium: 0.3 ppm. The removal rates are 86% for cadmium, 87% for cobalt, and 95% for nickel, respectively.
And 70% chromium.

以上の結果より、鉄、カドミウム、コバルト、ニツケ
ル及びクロムの除去効果が良好なことが認められた。
From the above results, it was confirmed that the effect of removing iron, cadmium, cobalt, nickel and chromium was good.

実施例 6 市販の特級水酸化カリウム360gを水に溶かし、更に水
を加えて1とし、6M−水酸化カリウム溶液を調製す
る。更に1mgCa/ml、1mgMg/ml、1mgSr/mlの混合標準液を
1ml添加し、高周波誘導結合プラズマ発光分析法によっ
てカルシウム、マグネシウム、ストロンチウムを定量
し、カルシウム1.42ppm、マグネシウム1.03ppm及びスト
ロンチウム1.30ppm含む6M−水酸化カリウム溶液1を
調製する。この水酸化カリウム溶液に対し温度0℃にお
いて、濃度30%の過酸化水素水を1mlを添加撹拌する。
更に硝酸イツトリウム溶液(6mgY/ml)を20ml添加1時
間撹拌する。0℃にて1日間放置すると白色不定形の沈
澱を生成する。その沈澱を0.2μmのPTFEフイルターを
使用し減圧過する。この6M−水酸化カリウム溶液を高
周波誘導結合プラズマ発光分析法にて定量した。このと
きのカルシウム、マグネシウム、ストロンチウム及びイ
ツトリウムの除去率について以下に示す。
Example 6 360 g of commercially available special-grade potassium hydroxide is dissolved in water, and water is further added to make 1 to prepare a 6M potassium hydroxide solution. Further mix 1mgCa / ml, 1mgMg / ml, 1mgSr / ml standard solution
1 ml is added, and calcium, magnesium, and strontium are quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry, and 6M-potassium hydroxide solution 1 containing 1.42 ppm of calcium, 1.03 ppm of magnesium, and 1.30 ppm of strontium is prepared. At a temperature of 0 ° C., 1 ml of a 30% strength aqueous hydrogen peroxide solution was added to the potassium hydroxide solution, followed by stirring.
Further, 20 ml of an yttrium nitrate solution (6 mgY / ml) was added and the mixture was stirred for 1 hour. A white amorphous precipitate forms upon standing at 0 ° C. for 1 day. The precipitate is vacuumed using a 0.2 μm PTFE filter. This 6M-potassium hydroxide solution was quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. The removal rates of calcium, magnesium, strontium and yttrium at this time are shown below.

6M−水酸化カリウム溶液を処理するとカルシウム濃度
は0.048ppmとなり除去率は97%である。またマグネシウ
ム濃度は0.036ppmとなり除去率は97%である。ストロン
チウム濃度は0.116ppmとなり除去率は91%である。イツ
トリウム濃度は0.004ppmで除去率は99.99%となり除去
効果が良好であることが認められた。
When the 6M potassium hydroxide solution is treated, the calcium concentration becomes 0.048 ppm, and the removal rate is 97%. The magnesium concentration was 0.036 ppm, and the removal rate was 97%. The strontium concentration is 0.116 ppm, and the removal rate is 91%. The yttrium concentration was 0.004 ppm, and the removal rate was 99.99%, indicating that the removal effect was good.

実施例 7 試薬1級の水酸化カリウム360gを水に溶かし更に水を
加えて1とし、6M−水酸化カリウム溶液を調製する。
この溶液のカルシウム、マグネシウム及びストロンチウ
ムを高周波誘導結合プラズマ発光分析法によって定量す
る。この6M−水酸化カリウム溶液に対し、温度0℃にお
いて、濃度30%の過酸化水素水を1mlを添加撹拌する。
更に硝酸イツトリウム溶液(6mgY/ml)を20ml添加1時
間撹拌する。0℃にて1日間放置すると白色不定形の沈
澱を生成する。その沈澱を0.2μmのPTFEフイルターを
使用し減圧過する。この6M−水酸化カリウム溶液を高
周波誘導結合プラズマ発光分析法にて定量した。このと
きのカルシウム、マグネシウム、ストロンチウム及びイ
ツトリウムの除去率について以下に示す。
Example 7 360 g of potassium hydroxide of the first grade is dissolved in water and further added with water to make 1 to prepare a 6M potassium hydroxide solution.
The calcium, magnesium and strontium in this solution are quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. To this 6M-potassium hydroxide solution, at a temperature of 0 ° C., 1 ml of 30% hydrogen peroxide was added and stirred.
Further, 20 ml of an yttrium nitrate solution (6 mgY / ml) was added and the mixture was stirred for 1 hour. A white amorphous precipitate forms upon standing at 0 ° C. for 1 day. The precipitate is vacuumed using a 0.2 μm PTFE filter. This 6M-potassium hydroxide solution was quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. The removal rates of calcium, magnesium, strontium and yttrium at this time are shown below.

カルシウム濃度0.540ppmを処理すると濃度は0.001ppm
となり除去率は99%である。またマグネシウムは0.019p
pmが0.005ppmとなり除去率は74%である。さらにストロ
ンチウムは0.015ppmが0.001ppmとなり除去率は93%であ
る。イツトリウムは0.001ppmとなり除去率は99.998%で
ある。0.1〜0.01ppmレベルで存在したこれらアルカリ土
類元素が0.001ppmレベル;即ちppbレベルまで精製され
る。
0.001ppm when processing calcium concentration 0.540ppm
And the removal rate is 99%. Magnesium is 0.019p
The pm becomes 0.005 ppm, and the removal rate is 74%. Further, strontium has a removal rate of 0.001 ppm from 0.015 ppm, and a removal rate of 93%. Yttrium is 0.001 ppm, and the removal rate is 99.998%. These alkaline earth elements, which were present at 0.1-0.01 ppm level, are purified to 0.001 ppm level; ie, ppb level.

実施例 8 市販の特級水酸化リチウム−水和物120gを水に溶か
し、更に水を加えて1とし、約3M−水酸化リチウム溶
液を調製する。この溶液のカルシウム、マグネシウム及
びストロンチウムを高周波誘導結合プラズマ発光分析法
によって定量する。この溶液に対し、温度0℃におい
て、濃度30%の過酸化水素水1ml添加撹拌する。更に硝
酸イツトリウム溶液(6mgY/ml)を40ml添加1時間撹拌
する。0℃にて1昼夜放置すると不定形の沈澱を生成す
る。その沈澱を0.2μmのPTFEフイルターを使用し減圧
過する。この約3M−水酸化リチウム溶液中のカルシウ
ム、マグネシウム及びストロンチウムを高周波誘導結合
プラズマ発光分析法によって定量した結果、カルシウム
濃度8.7ppmから0.47ppmとなり除去率は95%であること
が認められた。マグネシウムは0.058ppmから0.025ppmと
なり除去率は57%であり、また、ストロンチウムは0.17
2ppmから0.015ppmとなり除去率は91%であることが認め
られた。このように水酸化リチウムにおいても良好な精
製効果が認められた。
Example 8 120 g of commercially available special grade lithium hydroxide-hydrate is dissolved in water, and water is further added to make 1 to prepare a 3 M lithium hydroxide solution. The calcium, magnesium and strontium in this solution are quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. To this solution, at a temperature of 0 ° C., 1 ml of a 30% strength aqueous hydrogen peroxide solution is added and stirred. Further, 40 ml of an yttrium nitrate solution (6 mgY / ml) was added and the mixture was stirred for 1 hour. On standing at 0 ° C. for one day, an amorphous precipitate forms. The precipitate is vacuumed using a 0.2 μm PTFE filter. Calcium, magnesium and strontium in the approximately 3M lithium hydroxide solution were quantified by high-frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. As a result, the calcium concentration was changed from 8.7 ppm to 0.47 ppm, and the removal rate was found to be 95%. Magnesium is reduced from 0.058 ppm to 0.025 ppm, the removal rate is 57%, and strontium is 0.17 ppm
From 2 ppm to 0.015 ppm, the removal rate was found to be 91%. Thus, a favorable refining effect was also observed for lithium hydroxide.

実施例 9 市販の特級水酸化ナトリウム240gを水に溶かし、更に
水を加え1とし、水酸化ナトリウム溶液を精製する。
この溶液に市販の金属標準溶液(1mgCa/ml)、(1mgMg/
ml)及び(1mgSr/ml)の各1mlを添加し、得られた水酸
化ナトリウム溶液を高周波誘導結合プラズマ発光分析法
によって、カルシウム、マグネシウム及びストロンチウ
ムを定量したところ、カルシウム、マグネシウム及びス
トロンチウムを約1ppm含有する水酸化ナトリウム溶液で
あった。この溶液に対し、温度0℃において濃度30%の
過酸化水素水1mlを添加撹拌する。更に硝酸イツトリウ
ム溶液(6mgY/ml)を20ml添加1時間撹拌する。0℃に
て1日間放置すると白色不定形の沈澱を生成する。その
沈澱を0.2μmのPTFEフイルターを使用し減圧過す
る。この水酸化ナトリウム溶液中のカルシウム、マグネ
シウム、ストロンチウム及びイツトリウムを高周波誘導
結合プラズマ発光分析法によって定量した。このときの
これらのアルカリ土類金属とイツトリウムの分析値につ
いて、表−1に示す。
Example 9 240 g of commercially available special grade sodium hydroxide is dissolved in water, and water is further added to make 1 to purify a sodium hydroxide solution.
A commercially available metal standard solution (1 mg Ca / ml), (1 mg Mg /
(ml) and (1 mgSr / ml) were added, and the obtained sodium hydroxide solution was quantified for calcium, magnesium and strontium by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. Containing sodium hydroxide solution. To this solution, 1 ml of 30% strength hydrogen peroxide solution is added at 0 ° C. and stirred. Further, 20 ml of an yttrium nitrate solution (6 mgY / ml) was added and the mixture was stirred for 1 hour. A white amorphous precipitate forms upon standing at 0 ° C. for 1 day. The precipitate is vacuumed using a 0.2 μm PTFE filter. Calcium, magnesium, strontium and yttrium in the sodium hydroxide solution were quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. Table 1 shows the analysis values of these alkaline earth metals and yttrium at this time.

比較例 市販特級水酸化ナトリウム240gを水に溶かし更に水を
加え1とし、6M−水酸化ナトリウム溶液を調製する。
この溶液に市販の金属標準溶液、1mgCa/ml、1mgMg/ml及
び1mgSr/mlの各1mlを添加し、得られた水酸化ナトリウ
ム溶液を高周波誘導結合プラズマ発光分析法によってカ
ルシウム、マグネシウム及びストロンチウムを定量した
ところ、カルシウム、マグネシウム及びストロンチウム
を約1ppm含有する水酸化ナトリウム溶液であった。この
溶液に対し、温度0℃において硝酸イツトリウム溶液
(6mgY/ml)を20ml添加1時間撹拌する。0℃にて1日
間放置すると白色不定形の沈澱を生成する。その沈澱を
0.2μmのPTFEフイルターを使用し減圧過する。この
水酸化ナトリウム溶液中のカルシウム、マグネシウム、
ストロンチウム及びイツトリウムを高周波誘導結合プラ
ズマ発光分析法によって定量した。このときのこれらの
アルカリ土類金属とイツトリウムの分析値と除去率を表
−1に示す。
Comparative Example 240 g of commercially available special grade sodium hydroxide was dissolved in water, and water was added to make 1 to prepare a 6M sodium hydroxide solution.
1 ml each of a commercially available metal standard solution, 1 mg Ca / ml, 1 mg Mg / ml and 1 mg Sr / ml was added to this solution, and the obtained sodium hydroxide solution was quantified for calcium, magnesium and strontium by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. As a result, it was a sodium hydroxide solution containing about 1 ppm of calcium, magnesium and strontium. To this solution, 20 ml of an yttrium nitrate solution (6 mgY / ml) was added at 0 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour. A white amorphous precipitate forms upon standing at 0 ° C. for 1 day. The precipitate
Reduce the pressure using a 0.2 μm PTFE filter. Calcium and magnesium in this sodium hydroxide solution,
Strontium and yttrium were quantified by high frequency inductively coupled plasma emission spectrometry. Table 1 shows the analysis values and removal rates of these alkaline earth metals and yttrium at this time.

この表に示された結果に見られるように、実施例と比
較例において、カルシウム、マグネシウム及びストロン
チウムの精製効果に大きな差は認められないがイツトリ
ウムについては大きな差が現われる。すなわち、添加し
たイツトリウム濃度は実施例では検出されない(検出限
界は0.005ppm)が、比較例では添加濃度、120ppmで、そ
の除去率は98%であるが、残存するイツトリウム濃度は
2.450ppmもあり、沈澱剤のイツトリウムが水酸化ナトリ
ウム溶液中に多量に残っていることが認められる。
As can be seen from the results shown in this table, there is no significant difference in the effect of purifying calcium, magnesium and strontium in Examples and Comparative Examples, but a large difference appears in Yttrium. That is, the added yttrium concentration is not detected in the examples (the detection limit is 0.005 ppm), but in the comparative example, the added concentration is 120 ppm and the removal rate is 98%, but the remaining yttrium concentration is
2.450 ppm, indicating that a large amount of the precipitant yttrium remains in the sodium hydroxide solution.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アルカリ土類金属及び鉄を不純物として含
有する水酸化アルカリ水溶液に、過酸化水素水と希土類
元素の無機酸塩を添加撹拌し、冷却下に、共沈澱物を生
成させ、この共沈澱物を過により除去することを特徴
とする水酸化アルカリの精製法。
1. An aqueous solution of hydrogen peroxide and an inorganic acid salt of a rare earth element are added to an aqueous solution of an alkali hydroxide containing an alkaline earth metal and iron as impurities, and the mixture is stirred and cooled to form a coprecipitate. A method for purifying an alkali hydroxide, comprising removing a coprecipitate by filtration.
【請求項2】前記の希土類元素の無機酸塩が、スカンジ
ウム、イツトリウム、ランタン、セリウム、プラセオジ
ウム、ネオジウム、プロメシウム、サマリウム、ユーロ
ピウム、ガドリニウム、テルビウム、デイスプロシウ
ム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イツテルビウ
ム又はルテチウムの塩化物又は硝酸塩である請求項1記
載の水酸化アルカリの精製法。
2. The method according to claim 1, wherein the inorganic acid salt of the rare earth element is scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promesium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium or The method for purifying an alkali hydroxide according to claim 1, which is a lutetium chloride or nitrate.
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