JP5740227B2

JP5740227B2 - レアメタルの製造方法

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Publication number: JP5740227B2
Application number: JP2011146565A
Authority: JP
Inventors: 水口　浩司; 浩司水口; 祥平金村; 大里　哲夫; 哲夫大里; 優也高橋; 矢板　由美; 由美矢板; 雄生山下; 藤田　玲子; 玲子藤田; 孝大森; 矢澤　孝; 孝矢澤
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Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2031-06-30
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Description

本発明は、鉱物を浸出処理して主目的金属を採取した後の残渣液を原料とするレアメタルの製造方法に関する。

レニウム（Ｒｅ）は、レアメタルのなかでも、特に希少な金属で、航空機等のタービン材料を強化するのに用いられている。
希土類金属（ＲＥ；Rear Earth）は、水素吸蔵合金、二次電池原料、光学ガラス、強力な希土類磁石、蛍光体、研磨材などの材料となる。
鉱物を浸出処理して主目的金属を採取した後の残渣液を原料として、レニウム金属と希土類金属（ネオジム、ディスプロシウム）とを、一連の工程で分離回収する技術が公知となっている（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−２８５６８０号公報

この公知技術においては、残渣液中にＦｅ，Ａｌ等の不純物が含まれる場合、希土類金属の分離回収の妨げになる課題があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、残渣液中の不純物を除去する工程を設け、溶液組成に対するロバスト性の高いレアメタルの製造方法を提供することを目的とする。

レアメタルの製造方法において、鉱物を浸出処理して主目的金属を採取した後の第１残渣液を回収する工程と、前記第１残渣液に含まれる過レニウム酸イオンをアニオン交換樹脂及び／又は第１有機溶媒により抽出する工程と、前記アニオン交換樹脂又は第１有機溶媒に含まれる前記過レニウム酸イオンを第１溶離液に逆抽出する工程と、前記第１溶離液を電解して陰電極にレニウムを採取する工程と、前記第１残渣液から前記過レニウム酸イオンが抽出された後の第２残渣液を回収する工程と、前記第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ３以上ｐＨ５未満に調整し生じた沈殿物を除去する工程と、前記沈殿物の除去された第２残渣液に含まれる希土類金属イオンをカチオン交換樹脂及び／又は第２有機溶媒により抽出する工程と、前記カチオン交換樹脂又は第２有機溶媒に含まれる前記希土類金属イオンを第２溶離液に逆抽出する工程と、前記逆抽出した第２溶離液にシュウ酸を添加して希土類金属シュウ酸塩を沈殿させる工程と、前記希土類金属シュウ酸塩を回収して希土類金属酸化物に転換させる工程と、前記希土類金属酸化物を溶融塩電解して陰電極に希土類金属を採取する工程と、を含むことを特徴とする。

レアメタルの製造方法において、鉱物を浸出処理して主目的金属を採取した後の第１残渣液を回収する工程と、前記第１残渣液に含まれる過レニウム酸イオンをアニオン交換樹脂及び／又は第１有機溶媒により抽出する工程と、前記アニオン交換樹脂又は第１有機溶媒に含まれる前記過レニウム酸イオンを第１溶離液に逆抽出する工程と、前記逆抽出した第１溶離液を電解して陰電極にレニウムを採取する工程と、前記第１残渣液から前記過レニウム酸イオンが抽出された後の第２残渣液を回収する工程と、前記第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ５以上ｐＨ１１未満に調整し生じた沈殿物を回収する工程と、前記回収された沈殿物をｐＨ３以上ｐＨ５未満の水溶液に調整し残留沈殿物を除去する工程と、前記残留沈殿物の除去された水溶液にシュウ酸を添加して希土類金属シュウ酸塩を沈殿させる工程と、前記希土類金属シュウ酸塩を回収して希土類金属酸化物に転換させる工程と、前記希土類金属酸化物を溶融塩電解して陰電極に希土類金属を採取する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明により、残渣液中の不純物を除去する工程を設け、溶液組成に対するロバスト性の高いレアメタルの製造方法が提供される。

本発明に係るレアメタルの製造方法の第１実施形態を示すフローチャート。（Ａ）、（Ｂ）は各々第１実施形態において残差液に含まれる複数の希土類金属を分離抽出するためのレアメタルの製造方法のフローチャート。第１実施形態において不純物のＦｅの原子価を調整する工程を備えたレアメタルの製造方法のフローチャート。第２実施形態に係るレアメタルの製造方法のフローチャート。（Ａ）は第２実施形態において不純物のＡｌを除去する工程を備えたレアメタルの製造方法のフローチャート、（Ｂ）はさらに不純物のＦｅの原子価を調整する工程を備えたレアメタルの製造方法のフローチャート。第２実施形態において残差液に含まれる複数の希土類金属を分離抽出するためのレアメタルの製造方法のフローチャート。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように第１実施形態に係るレアメタルの製造方法は、予備処理（粉砕、選鉱、焙焼）した鉱物(Ｓ１１)を浸出処理(Ｓ１２)して主目的金属を採取(Ｓ１３)した後の第１残渣液を回収する工程（Ｓ１４）と、この第１残渣液に含まれる過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）をアニオン交換樹脂及び／又は第１有機溶媒により抽出する工程（Ｓ１５，Ｓ１６）と、このアニオン交換樹脂又は第１有機溶媒に含まれる過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）を第１溶離液に逆抽出する工程（Ｓ１７）と、この逆抽出した第１溶離液を電解(Ｓ１８)して陰電極にレニウムを採取する工程（Ｓ１９）と、を経る。

主目的金属の採取工程（Ｓ１３）において、主目的金属とは、実施形態においてはウラン、銅又はモリブデンなどを意図しているが、これらに限定されるものではない。
第１残渣液の回収工程（Ｓ１４）における第１残渣液には、過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）以外に、希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）が含まれており、その他に不純物としてＦｅ，Ａｌ，Ｃａ，Ｍｇのイオンが含まれている。

ここで、希土類金属とは、Ｓｃ（スカンジウム），Ｙ（イットリウム），Ｌａ（ランタン），Ｃｅ（セリウム），Ｐｒ（プラセオジム），Ｎｄ（ネオジム），Ｐｍ（プロメチウム），Ｓｍ（サマリウム），Ｅｕ（ユウロピウム），Ｇｄ（ガドリニウム），Ｔｂ（テルビウム），Ｄｙ（ジスプロシウム），Ｈｏ（ホルミウム），Ｅｒ（エルビウム），Ｔｍ（ツリウム），Ｙｂ（イッテルビウム），Ｌｕ（ルテチウム）といった、周期表において第３族のうち第４周期から第６周期までに位置する元素である。これらの元素は３価の陽イオンに成り易い性質を持っている。

アニオン交換樹脂によるＲｅＯ₄ ^-の固相抽出工程（Ｓ１５）におけるアニオン交換樹脂は、次式（１）に示されるように、母体Ｒに固定されているイオン交換基（固定イオン［−Ｎ(ＣＨ₃)⁺は例示］）を持ち、交換される可動性のイオン（対立イオン［ＯＨ^-は例示］）とイオン結合をしている。
そして、アニオン交換樹脂に第１残渣液の陰イオン（ここではＲｅＯ₄ ^-）が吸着すると、代わりに対立イオン（ここでは、ＯＨ^-）が第１残渣液に放出される。
Ｒ−Ｎ(ＣＨ₃)⁺ ＋ＯＨ^- （１）

第１有機溶媒によるＲｅＯ₄ ^-の分配抽出工程（Ｓ１６）における第１有機溶媒は、水溶液である第１残渣液とは相溶せず二相分離する。そして、第１有機溶媒及び第１残渣液は、それぞれ過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）の溶解度が異なる。このために、その界面における過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）の移動が平衡状態になると、この過レニウム酸イオンは、第１有機溶媒及び第１残渣液に一定割合で分配されることになる。
分配係数の大きい第１有機溶媒を用いることにより、第１残渣液から過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）を効率的に採取（濃縮）することができる。

ここで、アニオン交換樹脂によるＲｅＯ₄ ^-の固相抽出工程（Ｓ１５）、第１有機溶媒によるＲｅＯ₄ ^-の分配抽出工程（Ｓ１６）は、いずれか一方のみ実施する場合もあり、連続実施して過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）をさらに濃縮させる場合もある。一般に、イオン交換樹脂による抽出は、第１残渣液における低濃度の抽出対象イオンを濃縮する場合に有効で、有機溶媒による分配抽出は、それよりも高濃度の抽出対象イオンを濃縮する場合に有効である。

第１溶離液による逆抽出工程（Ｓ１７）における第１溶離液は、アニオン交換樹脂又は第１有機溶媒に分配された過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）を、この第１溶離液に逆抽出するものである。よって、アニオン交換樹脂によるＲｅＯ₄ ^-の固相抽出工程（Ｓ１５）、第１有機溶媒によるＲｅＯ₄ ^-の分配抽出工程（Ｓ１６）のいずれの工程を経るかによって第１溶離液の材質及び逆抽出方法は異なる。また、アニオン交換樹脂によるＲｅＯ₄ ^-の固相抽出工程（Ｓ１５）、第１有機溶媒によるＲｅＯ₄ ^-の分配抽出工程（Ｓ１６）を連続処理する場合は、図示を省略しているがアニオン交換樹脂によるＲｅＯ₄ ^-の固相抽出工程（Ｓ１５）、第１有機溶媒によるＲｅＯ₄ ^-の分配抽出工程（Ｓ１６）の間にも第１溶離液による逆抽出工程（Ｓ１７）の処理が存在する。

電解工程（Ｓ１８）においては、濃縮した過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）が溶解している第１溶離液を電解槽に投入し、電解質濃度を調整し、挿入した電極に直流電源を印加する。このとき、陽極において塩素が発生するが、ＤＳＥ電極を採用することでこの塩素の発生を抑制することができる。

さらにレアメタルの製造方法は、（Ｓ１４）〜（Ｓ１６）において第１残渣液から過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）が抽出された後の第２残渣液を回収する工程（Ｓ２０）と、この第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ３以上ｐＨ５未満に調整（Ｓ２１）し、生じた沈殿物（Ｆｅ(ＯＨ)_x）を除去する工程（Ｓ２２）と、この沈殿物（Ｆｅ(ＯＨ)_x）の除去された第２残渣液に含まれる希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）をカチオン交換樹脂及び／又は第２有機溶媒により抽出する工程（Ｓ２３，Ｓ２４）と、このカチオン交換樹脂又は第２有機溶媒に含まれる希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を第２溶離液に逆抽出する工程（Ｓ２５）と、この逆抽出した第２溶離液にシュウ酸（(ＣＯＯＨ)₂）を添加して希土類金属シュウ酸塩（ＲＥ₂(Ｃ₂Ｏ₄)₃）を沈殿させる工程（Ｓ２６）と、この希土類金属シュウ酸塩（ＲＥ₂(Ｃ₂Ｏ₄)₃）を回収（Ｓ２７）して希土類金属酸化物（ＲＥ₂Ｏ₃）に転換させる工程（Ｓ２８）と、この希土類金属酸化物（ＲＥ₂Ｏ₃）を溶融塩電解（Ｓ２９）して陰電極に希土類金属（ＲＥ）を採取する工程（Ｓ３０）と、を経る。

なお、上述において（Ｓ１１）〜（Ｓ２０）の工程のうち（Ｓ１５）〜（Ｓ２０）を省略し、第１残渣液を（Ｓ２１）〜（Ｓ３０）の工程で直接処理することもできる。

残渣液の水素イオン指数をｐＨ３以上ｐＨ５未満に調整する工程（Ｓ２１）においては、第２残渣液（又は第１残渣液）にアルカリ（アンモニア水溶液等）を投入する。これにより水素イオン指数をｐＨ３以上ｐＨ５未満の範囲に調整するが、好ましくはｐＨ３．５以上ｐＨ４以下の範囲である。ｐＨ３未満であると、不純物のＦｅイオンの沈殿除去が不充分となり、ｐＨ５以上であると回収対象の希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）まで沈殿してしまう。

カチオン交換樹脂による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の固相抽出工程（Ｓ２３）におけるカチオン交換樹脂は、次式（２）に示されるように、母体Ｒに固定されているイオン交換基（固定イオン［−ＳＯ^3-は例示］）を持ち、交換される可動性のイオン（対立イオン［Ｈ⁺は例示］）とイオン結合をしている。
そして、カチオン交換樹脂に第２残渣液の陽イオン（ここではＲＥ^3-）が吸着すると、代わりに対立イオン（ここでは、３Ｈ⁺）が第２残渣液に放出される。
Ｒ−ＳＯ^3- ＋３Ｈ⁺ （２）

第２有機溶媒による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の分配抽出工程（Ｓ２４）における第２有機溶媒は、水溶液である第２残渣液（又は第１残渣液）とは混じり合わず二相分離する。そして、第２有機溶媒と第２残渣液とは、希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）に対する溶解度が異なる。このために、その界面における希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の移動が平衡状態になると、この希土類金属イオンは、第２有機溶媒及び第２残渣液に一定割合で分配されることになる。
分配係数の大きい第２有機溶媒を用いることにより、第２残渣液から希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を効率的に採取（濃縮）することができる。
ここで、カチオン交換樹脂による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の固相抽出工程（Ｓ２３）、第２有機溶媒による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の分配抽出工程（Ｓ２４）は、いずれか一方のみ実施する場合もあり、連続実施して希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）をさらに濃縮させる場合もある。

第２溶離液による逆抽出工程（Ｓ２５）における第２溶離液は、カチオン交換樹脂又は第２有機溶媒に分配された希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を、この第２溶離液に逆抽出するものである。よって、カチオン交換樹脂による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の固相抽出工程（Ｓ２３）、第２有機溶媒による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の分配抽出工程（Ｓ２４）のいずれの工程を経るかによって第２溶離液の材質及び逆抽出方法は異なる。また、カチオン交換樹脂による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の固相抽出工程（Ｓ２３）、第２有機溶媒による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の分配抽出工程（Ｓ２４）を連続処理する場合は、図示を省略しているがカチオン交換樹脂による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の固相抽出工程（Ｓ２３）、第２有機溶媒による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の分配抽出工程（Ｓ２４）の間にも第２溶離液による逆抽出工程（Ｓ２５）の処理が存在する。

シュウ酸（(ＣＯＯＨ)₂）の添加工程（Ｓ２６）、希土類金属シュウ酸塩（ＲＥ₂(Ｃ₂Ｏ₄)₃）の回収工程（Ｓ２７）では、希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の含まれる第２溶離液にシュウ酸（(ＣＯＯＨ)₂）を添加すると、希土類金属シュウ酸塩（ＲＥ₂(Ｃ₂Ｏ₄)₃）が沈殿する。この沈殿した希土類金属シュウ酸塩（ＲＥ₂(Ｃ₂Ｏ₄)₃）を濾過により回収する。
希土類金属酸化物（ＲＥ₂Ｏ₃）への転換工程（Ｓ２８）では、回収した希土類金属シュウ酸塩（ＲＥ₂(Ｃ₂Ｏ₄)₃）を乾燥及びか焼することにより希土類金属酸化物（ＲＥ₂Ｏ₃）に転換する。

溶融塩電解工程（Ｓ２９）、陰極析出物（希土類金属（ＲＥ金属））採取工程（Ｓ３０）では、回収した希土類金属酸化物（ＲＥ₂Ｏ₃）に塩を加えて溶融塩電解をし、陰極において希土類金属（ＲＥ金属）を採取する。
ここで、溶融塩電解に用いる塩としては、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂといったアルカリ金属、またはＣａ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａといったアルカリ土類金属の塩化物、フッ化物、ヨウ化物等のハロゲン化物の組合せである。
また、このとき、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ，Ｒｂといったアルカリ金属、またはＣａ，Ｍｇ，Ｂｅ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａといったアルカリ土類金属の酸化物を、これら塩に混合することにより、陽極におけるハロゲン気体の発生を抑制する。

図２は、第１実施形態において残渣液に含まれる複数の希土類金属（ＲＥ）を分離抽出するためのレアメタルの製造方法を示している。
すなわち生じた沈殿物（Ｆｅ(ＯＨ)_x）を除去する工程（Ｓ２２）の後工程において、カチオン交換樹脂及び第２有機溶媒のいずれか一方は、複数の前記希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）に対し選択性を有している。そして、それぞれの希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を、成分毎に分離して抽出する（Ｓ２３Ａ，Ｓ２４Ｂ）。

図２（Ａ）においては、イオン選択性を有するカチオン交換樹脂を用いて、複数の希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を成分毎に分離する（Ｓ２３Ａ）。そして、異なる希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）がそれぞれ分配されている複数のカチオン交換樹脂を、別々に第２溶離液で逆抽出する（Ｓ２５）。さらに、第２有機溶媒による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の分配抽出工程（Ｓ２４）を経ることにより、それぞれの希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を濃縮することができる。
その後の（Ｓ２６）〜（Ｓ３０）の工程は、別々に逆抽出した第２溶離液毎に処理を実行する。

図２（Ｂ）においては、イオン選択性を有する第２有機溶媒を用いて、複数の希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を成分毎に分離する（Ｓ２４Ｂ）。そして、異なる希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）がそれぞれ分配されている複数の第２有機溶媒を、別々に第２溶離液で逆抽出する（Ｓ２５）。なお、事前に（Ｓ２４）の工程を経ることにより、全ての希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）をまとめて濃縮させておいてもよい。
その後の（Ｓ２６）〜（Ｓ３０）の工程は、別々に逆抽出した第２溶離液毎に処理を実行する。

図３は、第１実施形態における残渣液の水素イオン指数をｐＨ３以上ｐＨ５未満に調整する工程（Ｓ２１）の前に不純物の鉄イオンの原子価を調整する工程（Ｓ４０）が追加されている。
不純物の鉄イオンの原子価を調整する工程（Ｓ４０）は、具体的には、第２残渣液に空気や過酸化水素水などの酸化剤でバブリングすることにより、Ｆｅイオンの価数を２＋から３＋に変換する。

（第２実施形態）
図４に示すように第２実施形態に係るレアメタルの製造方法における、（Ｓ１１）から（Ｓ１９）までの工程は、第１実施形態の場合と同じであるので重複説明を省略する。また、（Ｓ２０）の工程以降においても、図４において図１と同一又は相当する部分は、同一符号で示し重複説明を省略する。

第２実施形態に係るレアメタルの製造方法は、（Ｓ１４）〜（Ｓ１６）において第１残渣液から前記過レニウム酸イオン（ＲｅＯ₄ ^-）が抽出された後の第２残渣液を回収する工程（Ｓ２０）と、この第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ５以上ｐＨ１１未満に調整（Ｓ４１）し生じた沈殿物（ＲＥ(ＯＨ)_x，Ｆｅ(ＯＨ)_x）を回収する工程（Ｓ４２）と、この回収された沈殿物（ＲＥ(ＯＨ)_x，Ｆｅ(ＯＨ)_x）をｐＨ３以上ｐＨ５未満の水溶液（ＲＥ³⁺）に調整（Ｓ２１）し残留沈殿物（Ｆｅ(ＯＨ)_x）を除去する工程（Ｓ２２）と、この残留沈殿物（Ｆｅ(ＯＨ)_x）の除去された水溶液（ＲＥ³⁺）にシュウ酸（(ＣＯＯＨ)₂）を添加（Ｓ２６）して希土類金属シュウ酸塩（ＲＥ₂(Ｃ₂Ｏ₄)₃）を沈殿させる工程（Ｓ２７）と、この希土類金属シュウ酸塩（ＲＥ₂(Ｃ₂Ｏ₄)₃）を回収して希土類金属酸化物（ＲＥ₂Ｏ₃）に転換させる工程（Ｓ２８）と、この希土類金属酸化物（ＲＥ₂Ｏ₃）を溶融塩電解（Ｓ２９）して陰電極に希土類金属（ＲＥ）を採取する工程（Ｓ３０）と、を経る。

第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ５以上ｐＨ１１未満に調整する工程（Ｓ４１）においては、第２残渣液（又は第１残渣液）にアルカリを投入する。これにより水素イオン指数をｐＨ５以上ｐＨ１１未満の範囲に調整するが、好ましくはｐＨ６以上ｐＨ８以下の範囲である。ｐＨ５未満またはｐＨ１１以上であると、回収対象の希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の沈殿が不充分となる。
生じた沈殿物（ＲＥ(ＯＨ)_x，Ｆｅ(ＯＨ)_x）を回収する工程（Ｓ４２）における沈殿物には、回収対象であるＲＥ(ＯＨ)_xの他に不純物であるＦｅ(ＯＨ)_xが含まれる。そして、その他の不純物であるＣａイオンやＭｇイオンは液相に残り、除去される。
その後、（Ｓ２１）〜（Ｓ３０）の工程を経ることによりＦｅが除去されて、希土類金属（ＲＥ）が採取される。

図５は、不純物のＡｌを除去する工程を備えたレアメタルの製造方法を示している。
ここでは、生じた沈殿物（ＲＥ(ＯＨ)_x，Ｆｅ(ＯＨ)_x）を回収する工程（Ｓ４２）で回収された沈殿物に不純物のＡｌが混入している場合を想定している。
図５（Ａ）においては、ｐＨ３以上ｐＨ５未満の水溶液に調整する工程（Ｓ２１）の前に、回収された沈殿物をｐＨ１１以上の水溶液で洗浄する工程（Ｓ４３）が追加され、この不純物のＡｌを除去する工程（Ｓ４４）が含まれている。

図５（Ｂ）は、さらに不純物のＦｅの原子価を調整する工程を備えたレアメタルの製造方法を示している。つまり、第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ５以上ｐＨ１１未満に調整する工程（Ｓ４１）の前に不純物の鉄イオンの原子価を調整する工程（Ｓ４０）が追加されている。

ここで、Ａｌの溶出除去工程（Ｓ４４）において水素イオン指数をｐＨ１１以上の範囲に調整するが（Ｓ４３）、好ましくはｐＨ１４以上の範囲である。ｐＨ１１未満であると、沈殿物に含まれる不純物のＡｌの溶解が不充分となりその除去が不充分となる。

図６は、第２実施形態において残渣液に含まれる複数の希土類金属を分離抽出するためのレアメタルの製造方法を示している。
すなわち、上述した実施形態のシュウ酸塩を添加する工程（Ｓ２６）の前に、残留沈殿物（Ｆｅ(ＯＨ)_x）の除去された水溶液に含まれる希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を選択性を有するカチオン交換樹脂及び／又は第２有機溶媒により成分毎に分離して抽出する工程（Ｓ２３Ａ，Ｓ２４Ｂ）と、このカチオン交換樹脂又は第２有機溶媒に含まれる希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を第２溶離液に逆抽出する工程Ｓ２５と、が追加されている。

つまり、複数の希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）が溶解している水溶液に対し、イオン選択性を有するカチオン交換樹脂を用いて、複数の希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を成分毎に分離する（Ｓ２３Ａ）。そして、異なる希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）がそれぞれ分配されている複数のカチオン交換樹脂を、別々に第２溶離液で逆抽出する（Ｓ２５）。さらに、第２有機溶媒による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の分配抽出工程（Ｓ２４）を経ることにより、それぞれの希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を濃縮することができる。

もしくは、複数の希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）が溶解している水溶液に対し、イオン選択性を有する第２有機溶媒を用いて、複数の希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）を成分毎に分離する（Ｓ２４Ｂ）。そして、異なる希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）がそれぞれ分配されている複数の第２有機溶媒を、別々に第２溶離液で逆抽出する（Ｓ２５）。なお、事前に第２有機溶媒による希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）の分配抽出工程（Ｓ２４）を経ることにより、全ての希土類金属イオン（ＲＥ³⁺）をまとめて濃縮させておいてもよい。
その後の（Ｓ２６）〜（Ｓ３０）の工程は、別々に逆抽出した第２溶離液毎に処理を実行する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims

鉱物を浸出処理して主目的金属を採取した後の第１残渣液を回収する工程と、
前記第１残渣液に含まれる過レニウム酸イオンをアニオン交換樹脂及び／又は第１有機溶媒により抽出する工程と、
前記アニオン交換樹脂又は第１有機溶媒に含まれる前記過レニウム酸イオンを第１溶離液に逆抽出する工程と、
前記逆抽出した第１溶離液を電解して陰電極にレニウムを採取する工程と、
前記第１残渣液から前記過レニウム酸イオンが抽出された後の第２残渣液を回収する工程と、
前記第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ３以上ｐＨ５未満に調整し生じた沈殿物を除去する工程と、
前記沈殿物の除去された第２残渣液に含まれる希土類金属イオンをカチオン交換樹脂及び／又は第２有機溶媒により抽出する工程と、
前記カチオン交換樹脂又は第２有機溶媒に含まれる前記希土類金属イオンを第２溶離液に逆抽出する工程と、
前記逆抽出した第２溶離液にシュウ酸を添加して希土類金属シュウ酸塩を沈殿させる工程と、
前記希土類金属シュウ酸塩を回収して希土類金属酸化物に転換させる工程と、
前記希土類金属酸化物を溶融塩電解して陰電極に希土類金属を採取する工程と、を含むことを特徴とするレアメタルの製造方法。
請求項１に記載のレアメタルの製造方法において、
前記カチオン交換樹脂及び前記第２有機溶媒のいずれか一方は、複数の前記希土類金属イオンに対し選択性を有し、成分毎に分離して抽出することを特徴とするレアメタルの製造方法。
請求項１又は請求項２に記載のレアメタルの製造方法において、
前記第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ３以上ｐＨ５未満に調整する工程の前に不純物の鉄イオンの原子価を調整する工程を含むことを特徴とするレアメタルの製造方法。
鉱物を浸出処理して主目的金属を採取した後の第１残渣液を回収する工程と、
前記第１残渣液に含まれる過レニウム酸イオンをアニオン交換樹脂及び／又は第１有機溶媒により抽出する工程と、
前記アニオン交換樹脂又は第１有機溶媒に含まれる前記過レニウム酸イオンを第１溶離液に逆抽出する工程と、
前記逆抽出した第１溶離液を電解して陰電極にレニウムを採取する工程と、
前記第１残渣液から前記過レニウム酸イオンが抽出された後の第２残渣液を回収する工程と、
前記第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ５以上ｐＨ１１未満に調整し生じた沈殿物を回収する工程と、
前記回収された沈殿物をｐＨ３以上ｐＨ５未満の水溶液に調整し残留沈殿物を除去する工程と、
前記残留沈殿物の除去された水溶液にシュウ酸を添加して希土類金属シュウ酸塩を沈殿させる工程と、
前記希土類金属シュウ酸塩を回収して希土類金属酸化物に転換させる工程と、
前記希土類金属酸化物を溶融塩電解して陰電極に希土類金属を採取する工程と、を含むことを特徴とするレアメタルの製造方法。
請求項４に記載のレアメタルの製造方法において、
前記ｐＨ３以上ｐＨ５未満の水溶液に調整する工程の前に、前記回収された沈殿物をｐＨ１１以上の水溶液で洗浄する工程を含むことを特徴とするレアメタルの製造方法。
請求項４又は請求項５に記載のレアメタルの製造方法において、
前記第２残渣液の水素イオン指数をｐＨ５以上ｐＨ１１未満に調整する工程の前に不純物の鉄イオンの原子価を調整する工程を含むことを特徴とするレアメタルの製造方法。
請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のレアメタルの製造方法において、
前記シュウ酸塩を添加する工程の前に、
前記残留沈殿物の除去された水溶液に含まれる希土類金属イオンを選択性を有するカチオン交換樹脂及び／又は第２有機溶媒により成分毎に分離して抽出する工程と、
前記カチオン交換樹脂又は第２有機溶媒に含まれる前記希土類金属イオンを第２溶離液に逆抽出する工程と、を含むことを特徴とするレアメタルの製造方法。