JP3412003B2 - 新規なリチウム吸着剤及びその製造方法 - Google Patents
新規なリチウム吸着剤及びその製造方法Info
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- JP3412003B2 JP3412003B2 JP29345199A JP29345199A JP3412003B2 JP 3412003 B2 JP3412003 B2 JP 3412003B2 JP 29345199 A JP29345199 A JP 29345199A JP 29345199 A JP29345199 A JP 29345199A JP 3412003 B2 JP3412003 B2 JP 3412003B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は新規なリチウム吸着
剤及びその製造方法に関するものである。更に詳しく言
えば本発明はリチウムに対する選択吸着性に優れ、かつ
吸着容量及び吸着速度が大きく、水溶液中で安定、かつ
安価なリチウム吸着剤及びそれをリチウム含有クロムリ
ン酸塩から製造する方法に関するものである。
剤及びその製造方法に関するものである。更に詳しく言
えば本発明はリチウムに対する選択吸着性に優れ、かつ
吸着容量及び吸着速度が大きく、水溶液中で安定、かつ
安価なリチウム吸着剤及びそれをリチウム含有クロムリ
ン酸塩から製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、リチウムは、例えばセラミック
ス、グリース、空調用冷媒、医薬品、電池等の原料とし
て使用されており、また将来は、大容量電池、アルミニ
ウム合金材料、核融合燃料などに用いられる重要な物質
として注目されている。しかるに、我が国においてはリ
チウム鉱石資源がなく、リチウム金属やその化合物は全
量輸入しているのが現状である。一方、地下かん水、地
熱水及び海水中には微量のリチウムが含まれており、そ
れらからリチウムを効率よく回収する技術の確立が強く
要望されている。これまでリチウムを含む希薄溶液から
該リチウムを回収する方法としては、共沈法、蒸発法、
吸着法などが提案されているが、吸着法がもっとも経済
的であると結論されている。そのため、リチウムに対し
高い選択吸着性を示し、かつ化学的に安定な吸着剤の開
発が強く要望されている。
ス、グリース、空調用冷媒、医薬品、電池等の原料とし
て使用されており、また将来は、大容量電池、アルミニ
ウム合金材料、核融合燃料などに用いられる重要な物質
として注目されている。しかるに、我が国においてはリ
チウム鉱石資源がなく、リチウム金属やその化合物は全
量輸入しているのが現状である。一方、地下かん水、地
熱水及び海水中には微量のリチウムが含まれており、そ
れらからリチウムを効率よく回収する技術の確立が強く
要望されている。これまでリチウムを含む希薄溶液から
該リチウムを回収する方法としては、共沈法、蒸発法、
吸着法などが提案されているが、吸着法がもっとも経済
的であると結論されている。そのため、リチウムに対し
高い選択吸着性を示し、かつ化学的に安定な吸着剤の開
発が強く要望されている。
【０００３】ところで、吸着法に用いるリチウム吸着剤
としては、これまでにヒ酸トリウム（「ジャーナル・オ
ブ・インオーガニック・ヌクレア・ケミストリー（Ｊ．
Ｉｎｏｒｇ．Ｎｕｃｌ．Ｃｈｅｍ．）」第３２巻、第１
７１９ぺ一ジ（１９７０））やアンチモン酸スズ（「ハ
イドロメタラージー（Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇ
ｙ）」第１２巻、第８３ぺ一ジ（１９８４））などが知
られているが、これらは吸着量が低く実用に供すること
はできなかった。
としては、これまでにヒ酸トリウム（「ジャーナル・オ
ブ・インオーガニック・ヌクレア・ケミストリー（Ｊ．
Ｉｎｏｒｇ．Ｎｕｃｌ．Ｃｈｅｍ．）」第３２巻、第１
７１９ぺ一ジ（１９７０））やアンチモン酸スズ（「ハ
イドロメタラージー（Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇ
ｙ）」第１２巻、第８３ぺ一ジ（１９８４））などが知
られているが、これらは吸着量が低く実用に供すること
はできなかった。
【０００４】そのほか、加熱処理したリチウム含有マン
ガン酸化物を酸処理して得られるリチウム吸着剤（特開
昭６１−１７１５３５号公報）や、マグネシウムを含む
マンガン−アルミニウム複合酸化物の加熱処理物からマ
グネシウムを酸で溶出して調製した複合型リチウム吸着
剤も知られている（特開昭６３−６２５４６号公報）。
しかし、これらの吸着剤はｐＨ９以上のアルカリ性領域
において高い吸着性能を示すが、弱酸性あるいは中性領
域では著しく吸着性能が低下するため、弱酸性あるいは
中性領域の地下かん水、地熱水からの回収に用いるには
まだ十分満足できるものではない。
ガン酸化物を酸処理して得られるリチウム吸着剤（特開
昭６１−１７１５３５号公報）や、マグネシウムを含む
マンガン−アルミニウム複合酸化物の加熱処理物からマ
グネシウムを酸で溶出して調製した複合型リチウム吸着
剤も知られている（特開昭６３−６２５４６号公報）。
しかし、これらの吸着剤はｐＨ９以上のアルカリ性領域
において高い吸着性能を示すが、弱酸性あるいは中性領
域では著しく吸着性能が低下するため、弱酸性あるいは
中性領域の地下かん水、地熱水からの回収に用いるには
まだ十分満足できるものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】リチウムを含む弱酸性
あるいは中性の地下かん水、地熱水などの希薄溶液から
該リチウムを実用的に吸着回収するためには、リチウム
に対する選択吸着性に優れ、かつ吸着速度及び吸着容量
が大きく、その上、化学的に安定であり、吸着・脱着の
繰り返しが可能である吸着剤の開発が必要である。
あるいは中性の地下かん水、地熱水などの希薄溶液から
該リチウムを実用的に吸着回収するためには、リチウム
に対する選択吸着性に優れ、かつ吸着速度及び吸着容量
が大きく、その上、化学的に安定であり、吸着・脱着の
繰り返しが可能である吸着剤の開発が必要である。
【０００６】本発明は、このような要件を満足しうるリ
チウム吸着剤を提供することを目的としてなされたもの
である。
チウム吸着剤を提供することを目的としてなされたもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、リチウム含 有
クロムリン酸塩を加熱処理した後、酸処理してリチウム
を溶出したものが前記の要件を満たすリチウム吸着剤で
あることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに
至った。すなわち、本発明は、加熱処理したリチウム含
有クロムリン酸塩から酸によりリチウムを溶出除去して
なるリチウム吸着剤、及びリチウム含有クロムリン酸塩
を５００℃以上の温度において加熱処理したのち、酸に
よりリチウムを溶出除去することを特徴とするリチウム
吸着剤の製造方法を提供するものである。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、リチウム含 有
クロムリン酸塩を加熱処理した後、酸処理してリチウム
を溶出したものが前記の要件を満たすリチウム吸着剤で
あることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに
至った。すなわち、本発明は、加熱処理したリチウム含
有クロムリン酸塩から酸によりリチウムを溶出除去して
なるリチウム吸着剤、及びリチウム含有クロムリン酸塩
を５００℃以上の温度において加熱処理したのち、酸に
よりリチウムを溶出除去することを特徴とするリチウム
吸着剤の製造方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明で用いられるリチウム含有
クロムリン酸塩の調製方法には、特に制限はなく、これ
まで知られている方法の中から任意に選んだ方法により
調製することができる。
クロムリン酸塩の調製方法には、特に制限はなく、これ
まで知られている方法の中から任意に選んだ方法により
調製することができる。
【０００９】このような方法としては、例えば、炭酸リ
チウムのようなリチウム化合物とリン酸及び炭酸クロム
を一定割合で混合し加熱する固相反応法、硝酸リチウム
溶液とリン酸及び硝酸クロム溶液の一定割合の混合溶液
を出発原料とする均質液相法などがある。
チウムのようなリチウム化合物とリン酸及び炭酸クロム
を一定割合で混合し加熱する固相反応法、硝酸リチウム
溶液とリン酸及び硝酸クロム溶液の一定割合の混合溶液
を出発原料とする均質液相法などがある。
【００１０】この際の各原料の混合割合は、クロム１原
子当りリチウム２原子以上、好ましくは２〜４原子にな
るモル比で選ばれる。これよりもリチウムが少ないと、
前駆体のリチウム含量が小さく、得られる吸着剤のリチ
ウム交換容量も小さくなり、希薄溶液からの該リチウム
吸着量が低下するし、またこれよりもリチウムが多くな
ると前駆体のリチウム含量が大きくなりすぎ、結晶構造
が不安定となり、化学的に安定な吸着剤が得られない。
リン酸の添加量はリチウム量及びクロム量に対応した化
学当量の１．１ないし１．３倍が望ましい。
子当りリチウム２原子以上、好ましくは２〜４原子にな
るモル比で選ばれる。これよりもリチウムが少ないと、
前駆体のリチウム含量が小さく、得られる吸着剤のリチ
ウム交換容量も小さくなり、希薄溶液からの該リチウム
吸着量が低下するし、またこれよりもリチウムが多くな
ると前駆体のリチウム含量が大きくなりすぎ、結晶構造
が不安定となり、化学的に安定な吸着剤が得られない。
リン酸の添加量はリチウム量及びクロム量に対応した化
学当量の１．１ないし１．３倍が望ましい。
【００１１】前駆体のリチウム含有クロムリン酸塩の加
熱処理温度は５００℃以上、好ましくは６００〜９００
℃である。この際、加熱とともに結晶化反応が進行する
が、加熱時間は１０分以上、好ましくは２時間以上であ
る。
熱処理温度は５００℃以上、好ましくは６００〜９００
℃である。この際、加熱とともに結晶化反応が進行する
が、加熱時間は１０分以上、好ましくは２時間以上であ
る。
【００１２】このようにして得た加熱処理物からリチウ
ムを溶出するにはｐＨ３以下の弱酸溶液で数時間以上、
好ましくは１日以上処理する。この際溶出に用いる酸は
ｐＨ３以下の酸溶液であればよいが、特に塩酸、硫酸、
硝酸、リン酸などの鉱酸が好ましい。
ムを溶出するにはｐＨ３以下の弱酸溶液で数時間以上、
好ましくは１日以上処理する。この際溶出に用いる酸は
ｐＨ３以下の酸溶液であればよいが、特に塩酸、硫酸、
硝酸、リン酸などの鉱酸が好ましい。
【００１３】
【発明の効果】本発明の吸着剤は、吸着サイトの酸強度
が高く、かつリチウムに対する選択吸着性に優れ、中性
あるいは弱酸性領域の地下かん水、地熱水からでもリチ
ウムを効率よく回収する。また、吸着速度及び吸着容量
が極めて大きく、しかも水溶液中で安定であり、実用的
な吸着剤である。本発明の吸着剤を用いることにより、
希薄溶液から該リチウムを極めて効率よく経済的に回収
することができる。
が高く、かつリチウムに対する選択吸着性に優れ、中性
あるいは弱酸性領域の地下かん水、地熱水からでもリチ
ウムを効率よく回収する。また、吸着速度及び吸着容量
が極めて大きく、しかも水溶液中で安定であり、実用的
な吸着剤である。本発明の吸着剤を用いることにより、
希薄溶液から該リチウムを極めて効率よく経済的に回収
することができる。
【００１４】
【実施例】次に、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。
【００１５】実施例１
硝酸リチウムと硝酸クロム及びリン酸をモル比２：１：
１．９で混合した溶液を調製した。この混合溶液を１２
０℃で加熱して大部分の水分を除去した。この混合物を
粉砕して１００メッシュ以下とした後、７００℃で４時
間加熱処理し、前駆体を得た。
１．９で混合した溶液を調製した。この混合溶液を１２
０℃で加熱して大部分の水分を除去した。この混合物を
粉砕して１００メッシュ以下とした後、７００℃で４時
間加熱処理し、前駆体を得た。
【００１６】次いで、この前駆体を１規定の塩酸溶液中
に３日間浸せきしてリチウムを抽出した後、濾過、乾燥
することによりリチウム吸着剤を調製した。次に、地下
かん水に塩化リチウムを添加してリチウム濃度５ｐｐｍ
とした溶液１リットルに、更に０．１規定塩酸及び０．
１規定水酸化ナトリウムを０．５〜３ミリリットル加え
てｐＨ３〜９の溶液を調製した。この溶液に吸着剤０．
１ｇを加えて３日間攪拌して吸着実験を行い、吸着前後
のリチウム濃度からリチウム吸着量を求めた。その結果
を図１に示す。この図からｐＨ３以上でリチウム吸着性
が認められ、ｐＨ６．２以上で最高の性能（１９ｍｇ／
ｇ）を発現することが分る。
に３日間浸せきしてリチウムを抽出した後、濾過、乾燥
することによりリチウム吸着剤を調製した。次に、地下
かん水に塩化リチウムを添加してリチウム濃度５ｐｐｍ
とした溶液１リットルに、更に０．１規定塩酸及び０．
１規定水酸化ナトリウムを０．５〜３ミリリットル加え
てｐＨ３〜９の溶液を調製した。この溶液に吸着剤０．
１ｇを加えて３日間攪拌して吸着実験を行い、吸着前後
のリチウム濃度からリチウム吸着量を求めた。その結果
を図１に示す。この図からｐＨ３以上でリチウム吸着性
が認められ、ｐＨ６．２以上で最高の性能（１９ｍｇ／
ｇ）を発現することが分る。
【００１７】このことから、本発明の吸着剤は、中性あ
るいは弱酸性の地下かん水で高いリチウム吸着性能を有
することが分る。
るいは弱酸性の地下かん水で高いリチウム吸着性能を有
することが分る。
【００１８】実施例２
炭酸リチウムと炭酸クロム及びリン酸をモル比３：１：
２．２で混合した混合物を１２０℃で乾燥した後粉砕し
た。次いでこれを８００℃で４時間加熱処理することに
より前駆体を得た。
２．２で混合した混合物を１２０℃で乾燥した後粉砕し
た。次いでこれを８００℃で４時間加熱処理することに
より前駆体を得た。
【００１９】次いで、この前駆体を１規定塩酸溶液で実
施例１と同様に処理して吸着剤を得た。この吸着剤２０
〜９０ｍｇを天然海水２リットルに加えて３日間攪拌し
て吸着実験を行い吸着等温線を求めた。その結果を図２
に示す。海水中での平衡吸着量は９．３ｍｇ／ｇであっ
た。
施例１と同様に処理して吸着剤を得た。この吸着剤２０
〜９０ｍｇを天然海水２リットルに加えて３日間攪拌し
て吸着実験を行い吸着等温線を求めた。その結果を図２
に示す。海水中での平衡吸着量は９．３ｍｇ／ｇであっ
た。
【００２０】このことから、本発明の吸着剤は天然海水
からレピドライト、ペタライトなどリチウム鉱石のリチ
ウム含量の半分に相当する吸着量が得られ、良好な吸着
性を有すのは明らかである。
からレピドライト、ペタライトなどリチウム鉱石のリチ
ウム含量の半分に相当する吸着量が得られ、良好な吸着
性を有すのは明らかである。
【００２１】実施例３
実施例１での吸着実験後の試料（リチウム吸着量１９ｍ
ｇ／ｇ）８０ｍｇを１規定の塩酸溶液１００ミリリット
ル中に入れ、２４時間攪拌した。攪拌後、上澄みのリチ
ウム濃度を測定しリチウム脱着率を求めたところ、９２
％となった。また、クロムの溶出率は０．２％、リン酸
の溶出率は０．３％であった。このことから、該吸着剤
は、脱着時においても化学的に極めて安定であることが
分る。
ｇ／ｇ）８０ｍｇを１規定の塩酸溶液１００ミリリット
ル中に入れ、２４時間攪拌した。攪拌後、上澄みのリチ
ウム濃度を測定しリチウム脱着率を求めたところ、９２
％となった。また、クロムの溶出率は０．２％、リン酸
の溶出率は０．３％であった。このことから、該吸着剤
は、脱着時においても化学的に極めて安定であることが
分る。
【図１】 本発明の吸着剤を用いた場合のｐＨとリチウ
ム吸着性との関係を示したグラフ。
ム吸着性との関係を示したグラフ。
【図２】 本発明の吸着剤を用いた場合のリチウム濃度
とリチウム吸着量との関係を示したグラフ。
とリチウム吸着量との関係を示したグラフ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大井 健太
香川県高松市林町2217番14号 工業技術
院四国工業技術研究所内
(56)参考文献 特開 昭63−80844（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01J 20/00 - 20/34
Claims (3)
- 【請求項１】 加熱処理したリチウム含有クロムリン酸
塩から酸によりリチウムを溶出除去してなるリチウム吸
着剤。 - 【請求項２】 リチウム含有クロムリン酸塩を５００℃
以上の温度において加熱処理したのち、酸によりリチウ
ムを溶出除去することを特徴とするリチウム吸着剤の製
造方法。 - 【請求項３】 リチウム含有クロムリン酸塩がクロム１
原子当り、リチウム２原子以上を含む請求項２記載のリ
チウム吸着剤の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29345199A JP3412003B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 新規なリチウム吸着剤及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29345199A JP3412003B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 新規なリチウム吸着剤及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001113164A JP2001113164A (ja) | 2001-04-24 |
| JP3412003B2 true JP3412003B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17794940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29345199A Expired - Lifetime JP3412003B2 (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 新規なリチウム吸着剤及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412003B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108079936A (zh) * | 2018-01-13 | 2018-05-29 | 天津市职业大学 | 一种磷酸盐型锂离子筛填料及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006037125A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Gunma Prefecture | 酸性の湧出水からの金属回収方法および資源循環システム |
-
1999
- 1999-10-15 JP JP29345199A patent/JP3412003B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108079936A (zh) * | 2018-01-13 | 2018-05-29 | 天津市职业大学 | 一种磷酸盐型锂离子筛填料及其制备方法 |
| CN108079936B (zh) * | 2018-01-13 | 2020-07-21 | 天津市职业大学 | 一种磷酸盐型锂离子筛填料及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001113164A (ja) | 2001-04-24 |
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|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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