JP5854460B2 - Selective metal extractant containing piperazine alkyl derivatives - Google Patents

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Description

本発明は、金属を選択的に吸着する新規ピペラジンアルキル誘導体、該化合物を含有する金属の抽出剤、及び金属の回収方法に関する。   The present invention relates to a novel piperazine alkyl derivative that selectively adsorbs a metal, a metal extractant containing the compound, and a metal recovery method.

亜鉛は、鋼板のめっき材料に使用される他、マンガン電池又はアルカリ電池等の負極材料にも使用される。カドミウムは、亜鉛と同じ第12族に属する元素であり、亜鉛と同様に鋼板のめっき材料に使用される他、ニッカド電池の負極材料にも使用される。   Zinc is used for a negative electrode material such as a manganese battery or an alkaline battery, in addition to being used as a plating material for a steel sheet. Cadmium is an element belonging to the same group 12 as zinc, and is used not only for the plating material of the steel sheet, but also for the negative electrode material of the nickel-cadmium battery.

亜鉛は、亜鉛鉱を精錬して製造されるが、亜鉛鉱にはカドミウムが共存していることが多いため、亜鉛鉱から亜鉛を精錬する際に、カドミウムも製造される。このため、亜鉛鉱の精錬時には、亜鉛とカドミウムとを分離・回収する工程が必要となる。   Zinc is produced by refining zinc ore. Since cadmium often coexists in zinc ore, cadmium is also produced when refining zinc from zinc ore. For this reason, the process of isolate | separating and collect | recovering zinc and cadmium is needed at the time of refining zinc ore.

亜鉛とカドミウムとは、物理化学的性質が類似しており、随伴して挙動する。このため、通常の分離手段では、亜鉛とカドミウムとを選択的に分離することは困難である。それ故、高純度の亜鉛及び/又はカドミウムを製造するために、より選択性の高い分離手段の開発が必要とされている。   Zinc and cadmium have similar physicochemical properties and behave accordingly. For this reason, it is difficult to selectively separate zinc and cadmium with ordinary separation means. Therefore, in order to produce high purity zinc and / or cadmium, it is necessary to develop a separation means with higher selectivity.

特許文献1は、亜鉛を抽出する抽出剤として、ビス−ベンズイミダゾール組成物を記載する。当該文献によれば、上記の組成物を用いることにより、カドミウムを含む亜鉛塩含有液体から亜鉛を抽出することが出来る。   Patent Document 1 describes a bis-benzimidazole composition as an extractant for extracting zinc. According to the said literature, zinc can be extracted from the zinc salt containing liquid containing cadmium by using said composition.

特許文献2は、N-置換ピリドン誘導体を有効成分とする亜鉛の選択的抽出剤を記載する。当該文献によれば、亜鉛を含有し、カドミウムが共存している金属溶液からカドミウムを抽出せずに亜鉛を高選択的に抽出することが出来る。   Patent Document 2 describes a zinc selective extractant containing an N-substituted pyridone derivative as an active ingredient. According to this document, zinc can be extracted with high selectivity without extracting cadmium from a metal solution containing zinc and coexisting with cadmium.

特許文献3は、2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシルエステルによる溶媒抽出によって亜鉛を抽出する、亜鉛の分離回収方法を記載する。当該文献によれば、高濃度のカドミウムを含有する溶液から亜鉛を効率よく分離することが出来る。   Patent Document 3 describes a method for separating and recovering zinc by extracting zinc by solvent extraction with 2-ethylhexylphosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester. According to this document, zinc can be efficiently separated from a solution containing a high concentration of cadmium.

特開平5-25139号公報JP-A-5-25139 特開2007-126716号公報JP 2007-126716 A 特開2008-106348号公報JP 2008-106348 A

上記のように、亜鉛とカドミウムとを選択的に分離する手段として、様々な技術が開発されているが、カドミウムを効率よく分離、回収し得る方法は未だ提供されていない。また、亜鉛鉱の湿式精錬における中間材料である硫酸亜鉛水溶液、及びニッカド電池の電極廃液は強酸性水溶液であるため、リン又は硫黄原子を配位子とする抽出剤の場合、抽出剤が酸化により変性し易いという問題も存在した。   As described above, various techniques have been developed as means for selectively separating zinc and cadmium, but no method for efficiently separating and recovering cadmium has yet been provided. In addition, since zinc sulfate aqueous solution, which is an intermediate material in zinc ore refining, and electrode waste liquid of nicad battery are strongly acidic aqueous solutions, in the case of an extractant with phosphorus or sulfur atoms as a ligand, the extractant is oxidized by oxidation. There was also a problem that it was easily denatured.

それ故、本発明は、カドミウム及び亜鉛から選択される1種以上のベースメタルのイオンを含有する溶液から、カドミウム又は亜鉛のイオンを選択的に抽出する手段を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide means for selectively extracting cadmium or zinc ions from a solution containing one or more base metal ions selected from cadmium and zinc.

本発明者は、前記課題を解決するための手段を種々検討した結果、ピペラジンに脂溶性置換基を導入したピペラジンアルキル誘導体を用いることにより、上記目的を達成出来ることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
As a result of various studies on means for solving the above problems, the present inventor has found that the above object can be achieved by using a piperazine alkyl derivative having a lipid-soluble substituent introduced into piperazine, and has completed the present invention. .
That is, the gist of the present invention is as follows.

(1) 式I:

Figure 0005854460
[式中、
R1、R2、R3及びR4は、互いに独立して、水素、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C8-18アルキル、C8-18アルケニル若しくはC8-18アルキニル、又は置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C7-18アリールアルキル若しくはC8-18アリールアルケニルであり(但し、R1が水素のとき、R2は水素ではなく、R3が水素のとき、R4は水素ではない);
L1及びL2は、互いに独立して、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C1-5アルキレン、C2-5アルケニレン若しくはC2-5アルキニレンである]
で表される化合物。 (1) Formula I:
Figure 0005854460
[Where:
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently of each other hydrogen, substituted or unsubstituted linear or branched C 8-18 alkyl, C 8-18 alkenyl or C 8-18 alkynyl, or Substituted or unsubstituted linear or branched C 7-18 arylalkyl or C 8-18 arylalkenyl (where R 1 is hydrogen, R 2 is not hydrogen and R 3 is hydrogen, R 4 is not hydrogen);
L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched C 1-5 alkylene, C 2-5 alkenylene or C 2-5 alkynylene]
A compound represented by

(2) R1、R2、R3及びR4が2-エチル-ヘキサン-1-イルであり、L1及びL2がメチレンである、前記(1)の化合物。 (2) The compound of (1), wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are 2-ethyl-hexane-1-yl and L 1 and L 2 are methylene.

(3) 前記(1)又は(2)の化合物を含有する、金属イオンの抽出剤。   (3) A metal ion extractant containing the compound (1) or (2).

(4) 金属イオンが金、パラジウム、白金、カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類の金属イオンである、前記(3)の抽出剤。   (4) The extractant according to (3), wherein the metal ion is at least one metal ion selected from the group consisting of gold, palladium, platinum, cadmium and zinc.

(5) 金属イオンを含有する水相と前記(1)又は(2)の化合物を含有する有機相とを接触させて、金属イオンを該有機相に抽出する抽出工程を含む、金属イオンの回収方法。   (5) Recovery of metal ions, comprising an extraction step in which an aqueous phase containing metal ions and an organic phase containing the compound of (1) or (2) are brought into contact with each other to extract metal ions into the organic phase. Method.

(6) 金属イオンが金、パラジウム、白金、カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類の金属イオンである、前記(5)の方法。   (6) The method according to (5) above, wherein the metal ion is at least one metal ion selected from the group consisting of gold, palladium, platinum, cadmium and zinc.

本発明により、カドミウム及び亜鉛から選択される1種以上のベースメタルのイオンを含有する溶液から、カドミウム又は亜鉛のイオンを選択的に抽出する手段を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide means for selectively extracting cadmium or zinc ions from a solution containing one or more base metal ions selected from cadmium and zinc.

本発明の金属イオンの回収方法の一実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows one Embodiment of the collection | recovery method of the metal ion of this invention. 実施例1の化合物(1,4-ジ{[ジ(2-エチルヘキシル)カルバモイル]メチル}ピペラジン;DDCMP)による塩酸の抽出結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the extraction results of hydrochloric acid by the compound of Example 1 (1,4-di {[di (2-ethylhexyl) carbamoyl] methyl} piperazine; DDCMP). 実施例1の化合物(DDCMP)による塩酸溶液からの各種金属イオンの抽出率に及ぼす平衡塩酸濃度の影響を示す図である。FIG. 2 is a graph showing the effect of equilibrium hydrochloric acid concentration on the extraction rate of various metal ions from a hydrochloric acid solution by the compound of Example 1 (DDCMP). 実施例1の化合物(DDCMP)によるカドミウム(II)の抽出平衡到達時間を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the extraction equilibrium arrival time of cadmium (II) by the compound of Example 1 (DDCMP). 実施例1の化合物(DDCMP)によるカドミウム(II)の分配比に及ぼす平衡塩酸濃度の影響を示す図である。FIG. 3 is a graph showing the effect of equilibrium hydrochloric acid concentration on the distribution ratio of cadmium (II) by the compound of Example 1 (DDCMP). 実施例1の化合物(DDCMP)によるカドミウム(II)の分配比に及ぼす水素イオン濃度の影響を示す図である。2 is a graph showing the influence of hydrogen ion concentration on the distribution ratio of cadmium (II) by the compound of Example 1 (DDCMP). FIG. 実施例1の化合物(DDCMP)によるカドミウム(II)の分配比に及ぼす塩化物イオン濃度の影響を示す図である。2 is a graph showing the influence of chloride ion concentration on the distribution ratio of cadmium (II) by the compound of Example 1 (DDCMP). FIG. 実施例1の化合物(DDCMP)によるカドミウム(II)の分配比に及ぼす抽出剤濃度の影響を示す図である。FIG. 3 is a graph showing the effect of extractant concentration on the distribution ratio of cadmium (II) by the compound of Example 1 (DDCMP). 実施例1の化合物(DDCMP)とCdCl2との錯体の推定構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a presumed structure of a complex of the compound of Example 1 (DDCMP) and CdCl 2 . 実施例1の化合物(DDCMP)による亜鉛(II)の抽出平衡到達時間を示す図である。FIG. 2 is a graph showing the time for reaching the extraction equilibrium of zinc (II) with the compound (DDCMP) of Example 1. 実施例1の化合物(DDCMP)による亜鉛(II)の分配比に及ぼす平衡塩酸濃度の影響を示す図である。FIG. 3 is a graph showing the effect of equilibrium hydrochloric acid concentration on the distribution ratio of zinc (II) by the compound of Example 1 (DDCMP). 実施例1の化合物(DDCMP)による亜鉛(II)の分配比に及ぼす水素イオン濃度の影響を示す図である。2 is a graph showing the influence of hydrogen ion concentration on the distribution ratio of zinc (II) by the compound of Example 1 (DDCMP). FIG. 実施例1の化合物(DDCMP)による亜鉛(II)の分配比に及ぼす塩化物イオン濃度の影響を示す図である。2 is a graph showing the influence of chloride ion concentration on the distribution ratio of zinc (II) by the compound of Example 1 (DDCMP). FIG. 実施例1の化合物(DDCMP)による亜鉛(II)の分配比に及ぼす抽出剤濃度の影響を示す図である。FIG. 3 is a graph showing the influence of extractant concentration on the distribution ratio of zinc (II) by the compound of Example 1 (DDCMP). 実施例1の化合物(DDCMP)とZnCl2との錯体の推定構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a presumed structure of a complex of the compound of Example 1 (DDCMP) and ZnCl 2 .

以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
<1. ピペラジンアルキル誘導体>
本発明は、式I:

Figure 0005854460
で表される化合物に関する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
<1. Piperazine alkyl derivatives>
The present invention provides compounds of formula I:
Figure 0005854460
It relates to a compound represented by

本明細書において、「アルキル」は、特定の数の炭素原子を含む、直鎖又は分枝鎖の脂肪族炭化水素基を意味する。例えば、「C1-18アルキル」は、少なくとも1個且つ多くても18個の炭素原子を含む、直鎖又は分枝鎖の炭化水素鎖を意味する。好適なアルキルは、限定するものではないが、例えばメチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、2-エチルヘキシル、3-メチル-1-イソプロピルブチル、2-メチル-1-イソプロピルブチル、1-tert-ブチル-2-メチルプロピル、n-ノニル、3,5,5-トリメチルヘキシル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル及びオクタデシル等を挙げることが出来る。 As used herein, “alkyl” means a straight or branched chain aliphatic hydrocarbon group containing the specified number of carbon atoms. For example, “C 1-18 alkyl” means a straight or branched hydrocarbon chain containing at least 1 and at most 18 carbon atoms. Suitable alkyls include but are not limited to, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n -Octyl, 2-ethylhexyl, 3-methyl-1-isopropylbutyl, 2-methyl-1-isopropylbutyl, 1-tert-butyl-2-methylpropyl, n-nonyl, 3,5,5-trimethylhexyl, decyl , Undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl and octadecyl.

本明細書において、「アルケニル」は、前記アルキルの1個以上のC-C単結合が二重結合に置換された基を意味する。好適なアルケニルは、限定するものではないが、例えばビニル、1-プロペニル、アリル、1-メチルエテニル(イソプロペニル)、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-メチル-2-プロペニル、2-メチル-2-プロペニル、1-メチル-1-プロペニル、2-メチル-1-プロペニル、1-ペンテニル、1-ヘキセニル、n-ヘプテニル、1-オクテニル、1-ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、トリデセニル、テトラデセニル、ペンタデセニル、ヘキサデセニル、ヘプタデセニル及びオクタデセニル等を挙げることが出来る。   In the present specification, “alkenyl” means a group in which one or more C—C single bonds of the alkyl are substituted with double bonds. Suitable alkenyls include, but are not limited to, vinyl, 1-propenyl, allyl, 1-methylethenyl (isopropenyl), 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-methyl-2-propenyl, 2 -Methyl-2-propenyl, 1-methyl-1-propenyl, 2-methyl-1-propenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, n-heptenyl, 1-octenyl, 1-nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl, tridecenyl Tetradecenyl, pentadecenyl, hexadecenyl, heptadecenyl, octadecenyl and the like.

本明細書において、「アルキニル」は、前記アルキルの1個以上のC-C単結合が三重結合に置換された基を意味する。好適なアルキニルは、限定するものではないが、例えばエチニル、1-プロピニル、2-プロピニル、1-ブチニル、2-ブチニル、3-ブチニル、1-メチル-2-プロピニル、1-ペンチニル、1-ヘキシニル、1-ヘプチニル、1-オクチニル、1-ノニニル、デシニル、ウンデシニル、ドデシニル、トリデシニル、テトラデシニル、ペンタデシニル、ヘキサデシニル、ヘプタデシニル及びオクタデシニル等を挙げることが出来る。   In the present specification, “alkynyl” means a group in which one or more C—C single bonds of the alkyl are substituted with triple bonds. Suitable alkynyls include but are not limited to ethynyl, 1-propynyl, 2-propynyl, 1-butynyl, 2-butynyl, 3-butynyl, 1-methyl-2-propynyl, 1-pentynyl, 1-hexynyl 1-heptynyl, 1-octynyl, 1-noninyl, decynyl, undecynyl, dodecynyl, tridecynyl, tetradecynyl, pentadecynyl, hexadecynyl, heptadecynyl and octadecynyl.

本明細書において、「アリール」は、6〜15の炭素原子数を有する芳香環基を意味する。好適なアリールは、限定するものではないが、例えばフェニル、ナフチル及びアントリル(アントラセニル)等を挙げることが出来る。   In the present specification, “aryl” means an aromatic ring group having 6 to 15 carbon atoms. Suitable aryls include, but are not limited to, phenyl, naphthyl, anthryl (anthracenyl), and the like.

本明細書において、「アリールアルキル」は、前記アルキルの水素原子の1個が前記アリールに置換された基を意味する。好適なアリールアルキルは、限定するものではないが、例えばベンジル、1-フェネチル及び2-フェネチル等を挙げることが出来る。   In the present specification, “arylalkyl” means a group in which one of hydrogen atoms of the alkyl is substituted with the aryl. Suitable arylalkyls include, but are not limited to, benzyl, 1-phenethyl, 2-phenethyl, and the like.

本明細書において、「アリールアルケニル」は、前記アルケニルの水素原子の1個が前記アリールに置換された基を意味する。好適なアリールアルケニルは、限定するものではないが、例えばスチリル等を挙げることが出来る。   In the present specification, “arylalkenyl” means a group in which one of the hydrogen atoms of the alkenyl is substituted with the aryl. Suitable arylalkenyl includes, but is not limited to, styryl.

上記で説明した基は、それぞれ独立して、非置換であるか、又は1個若しくは複数個のC1-18アルキル、C2-18アルケニル、C2-18アルキニル、C6-15アリール、C7-18アリールアルキル、C8-18アリールアルケニル、C(O)Z(Zは水素、ヒドロキシル、C1-18アルキル、C2-18アルケニル、C2-18アルキニル若しくはNH2である)、OH、Q-C1-18アルキル、Q-C2-18アルケニル、Q-C2-18アルキニル、Q-C6-15アリール、Q-C7-18アリールアルキル(QはO若しくはSである)、ハロゲン、NO2、若しくはNRARB(RA及びRBは、互いに独立して、水素、C1-18アルキル、C2-18アルケニル若しくはC2-18アルキニルである)によって置換することも出来る。 The groups described above are each independently unsubstituted or one or more C 1-18 alkyl, C 2-18 alkenyl, C 2-18 alkynyl, C 6-15 aryl, C 7-18 arylalkyl, C 8-18 arylalkenyl, C (O) Z (Z is hydrogen, hydroxyl, C 1-18 alkyl, C 2-18 alkenyl, C 2-18 alkynyl or NH 2), OH , QC 1-18 alkyl, QC 2-18 alkenyl, QC 2-18 alkynyl, QC 6-15 aryl, QC 7-18 arylalkyl (Q is O or S), halogen, NO 2 , or NR A R It can also be substituted by B (R A and R B are, independently of one another, hydrogen, C 1-18 alkyl, C 2-18 alkenyl or C 2-18 alkynyl).

なお、本明細書において、「ハロゲン」又は「ハロ」は、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素を意味する。   In the present specification, “halogen” or “halo” means fluorine, chlorine, bromine or iodine.

本発明者は、式Iで表されるピペラジンアルキル誘導体を用いることにより、ベースメタル(卑金属)のイオン及び貴金属のイオンを含有する塩酸水溶液から貴金属のイオンを選択的に抽出出来ることを見出した。また、ベースメタル(卑金属)のイオン及び貴金属のイオンを含有する塩酸水溶液が低塩酸濃度の場合、該水溶液からカドミウム又は亜鉛のイオンを選択的に抽出出来ることを見出した。式Iで表されるピペラジンアルキル誘導体は、本発明者が見出した新規な化合物である。   The present inventor has found that by using a piperazine alkyl derivative represented by the formula I, a noble metal ion can be selectively extracted from an aqueous hydrochloric acid solution containing a base metal (base metal) ion and a noble metal ion. Further, it has been found that when a hydrochloric acid aqueous solution containing base metal (base metal) ions and noble metal ions has a low hydrochloric acid concentration, ions of cadmium or zinc can be selectively extracted from the aqueous solution. The piperazine alkyl derivative represented by the formula I is a novel compound found by the present inventors.

式Iで表される化合物において、R1、R2、R3及びR4は、互いに独立して、水素、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C8-18アルキル、C8-18アルケニル若しくはC8-18アルキニル、又は置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C7-18アリールアルキル若しくはC8-18アリールアルケニルである(但し、R1が水素のとき、R2は水素ではなく、R3が水素のとき、R4は水素ではない)ことが好ましく、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C8-18アルキル、C8-18アルケニル若しくはC8-18アルキニル、又は置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C7-18アリールアルキル若しくはC8-18アリールアルケニルであることがより好ましく、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C8-18アルキル、C8-18アルケニル又はC8-18アルキニルであることが特に好ましく、2-エチル-ヘキサン-1-イルであることがとりわけ好ましい。 In the compound represented by formula I, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently of each other hydrogen, substituted or unsubstituted linear or branched C 8-18 alkyl, C 8-18. Alkenyl or C 8-18 alkynyl, or substituted or unsubstituted linear or branched C 7-18 arylalkyl or C 8-18 arylalkenyl (provided that when R 1 is hydrogen, R 2 is not hydrogen Preferably, when R 3 is hydrogen, R 4 is not hydrogen), substituted or unsubstituted linear or branched C 8-18 alkyl, C 8-18 alkenyl or C 8-18 alkynyl, or It is more preferably a substituted or unsubstituted linear or branched C 7-18 arylalkyl or C 8-18 arylalkenyl, a substituted or unsubstituted linear or branched C 8-18 alkyl, C 8 to be -18 alkenyl or C 8-18 alkynyl Preferably, the 2-ethyl - it is especially preferred is hexane-1-yl.

式Iで表される化合物において、L1及びL2は、互いに独立して、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C1-5アルキレン、C2-5アルケニレン若しくはC2-5アルキニレンであることが好ましく、メチレン、エチレン又はプロピレンであることがより好ましく、メチレンであることが特に好ましい。 In the compound represented by formula I, L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched C 1-5 alkylene, C 2-5 alkenylene or C 2-5 alkynylene. Preferably, it is more preferably methylene, ethylene or propylene, particularly preferably methylene.

好ましくは、式Iで表される化合物は、R1、R2、R3及びR4が、互いに独立して、水素、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C8-18アルキル、C8-18アルケニル若しくはC8-18アルキニル、又は置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C7-18アリールアルキル若しくはC8-18アリールアルケニルであり(但し、R1が水素のとき、R2は水素ではなく、R3が水素のとき、R4は水素ではない);
L1及びL2が、互いに独立して、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C1-5アルキレン、C2-5アルケニレン若しくはC2-5アルキニレンである。
Preferably, the compound of formula I is such that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently of one another hydrogen, substituted or unsubstituted linear or branched C 8-18 alkyl, C 8-18 alkenyl or C 8-18 alkynyl, or substituted or unsubstituted linear or branched C 7-18 arylalkyl or C 8-18 arylalkenyl (provided that when R 1 is hydrogen, R 2 Is not hydrogen and when R 3 is hydrogen, R 4 is not hydrogen);
L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched C 1-5 alkylene, C 2-5 alkenylene or C 2-5 alkynylene.

より好ましくは、式Iで表される化合物は、R1、R2、R3及びR4が、互いに独立して、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C8-18アルキル、C8-18アルケニル若しくはC8-18アルキニル、又は置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C7-18アリールアルキル若しくはC8-18アリールアルケニルであり;
L1及びL2が、互いに独立して、置換若しくは非置換の直鎖若しくは分岐鎖状C1-5アルキレン、C2-5アルケニレン若しくはC2-5アルキニレンである。
More preferably, in the compound represented by formula I, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are independently of each other a substituted or unsubstituted linear or branched C 8-18 alkyl, C 8 -18 alkenyl or C 8-18 alkynyl, or substituted or unsubstituted linear or branched C 7-18 arylalkyl or C 8-18 arylalkenyl;
L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted linear or branched C 1-5 alkylene, C 2-5 alkenylene or C 2-5 alkynylene.

特に好ましくは、式Iで表される化合物は、1,4-ジ{[ジ(2-エチルヘキシル)カルバモイル]メチル}ピペラジン (DDCMP)である。   Particularly preferably, the compound of the formula I is 1,4-di {[di (2-ethylhexyl) carbamoyl] methyl} piperazine (DDCMP).

本発明の式Iで表される化合物は、塩又は溶媒和物の形態であってもよい。本明細書において、「式Iで表される化合物」は、該化合物自体だけでなく、その塩又は溶媒和物も意味する。式Iで表される化合物の塩としては、限定するものではないが、例えば塩酸、リン酸、硝酸、硫酸、炭酸、過塩素酸、ギ酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、シュウ酸、クエン酸又はアジピン酸のような無機酸又は有機酸との塩が好ましい。   The compound represented by Formula I of the present invention may be in the form of a salt or a solvate. In the present specification, the “compound represented by the formula I” means not only the compound itself but also a salt or solvate thereof. Examples of the salt of the compound represented by formula I include, but are not limited to, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, sulfuric acid, carbonic acid, perchloric acid, formic acid, acetic acid, maleic acid, fumaric acid, benzoic acid, oxalic acid Preferred are salts with inorganic or organic acids such as citric acid or adipic acid.

上記のような形態の式Iで表される化合物を用いることにより、ベースメタルのイオン及び/又は貴金属のイオンを含有する水溶液から、金、パラジウム若しくは白金のような特定の貴金属のイオン、又はカドミウム若しくは亜鉛のような特定のベースメタルのイオンを選択的に抽出することが可能となる。   By using the compound represented by formula I in the form as described above, ions of a specific noble metal such as gold, palladium or platinum, or cadmium from an aqueous solution containing base metal ions and / or noble metal ions Alternatively, specific base metal ions such as zinc can be selectively extracted.

<2. ピペラジンアルキル誘導体の製造方法>
本発明はまた、上記で説明した式Iで表される化合物の製造方法に関する。
<2. Manufacturing method of piperazine alkyl derivative>
The present invention also relates to a process for producing the compound of formula I described above.

式Iで表される化合物は、式IIa:

Figure 0005854460
[式中、R1、R2及びL1は、式Iについて定義したものと同様の意味を表し、X2はハロゲンである]
で表されるハロゲン化アシルアミドと、式IIb:
Figure 0005854460
[式中、R3、R4及びL2は、式Iについて定義したものと同様の意味を表し、X2はハロゲンである]
で表されるハロゲン化アシルアミドと、ピペラジンとを反応させてピペラジンをアルキル化するピペラジンアルキル化工程
を含む方法によって製造することが出来る。 The compound of formula I is represented by formula IIa:
Figure 0005854460
[Wherein R 1 , R 2 and L 1 represent the same meaning as defined for formula I, and X 2 is halogen]
A halogenated acylamide of formula IIb:
Figure 0005854460
[Wherein R 3 , R 4 and L 2 represent the same meaning as defined for formula I and X 2 is halogen]
It can manufacture by the method including the piperazine alkylation process of reacting the halogenated acylamide represented by these, and piperazine, and alkylating piperazine.

また、式IIaで表されるハロゲン化アシルアミドは、式IIIa:

Figure 0005854460
[式中、L1は、式Iについて定義したものと同様の意味を表し、X1及びX2はハロゲンである]
で表されるハロゲン化アシルハライドと、式IVa:
R1-NH-R2 IVa
[式中、R1及びR2は、式Iについて定義したものと同様の意味を表す]
で表される二級アミンとを反応させて、ハロゲン化アシルハライドをアミド化するアシルアミド化工程
によって、
また、式IIbで表されるハロゲン化アシルアミドは、式IIIb:
Figure 0005854460
[式中、L2は、式Iについて定義したものと同様の意味を表し、X1及びX2はハロゲンである]
で表されるハロゲン化アシルハライドと、式IVb:
R3-NH-R4 IVb
[式中、R3及びR4は、式Iについて定義したものと同様の意味を表す]
で表される二級アミンとを反応させて、ハロゲン化アシルハライドをアミド化するアシルアミド化工程
によって、それぞれ製造することが出来る。 The halogenated acylamide represented by Formula IIa is represented by Formula IIIa:
Figure 0005854460
[Wherein L 1 represents the same meaning as defined for formula I and X 1 and X 2 are halogen]
An acyl halide halide represented by formula IVa:
R 1 -NH-R 2 IVa
[Wherein R 1 and R 2 represent the same meaning as defined for formula I]
By an acylamidation step in which a halogenated acyl halide is amidated by reacting with a secondary amine represented by
The halogenated acylamide represented by Formula IIb is represented by Formula IIIb:
Figure 0005854460
[Wherein L 2 represents the same meaning as defined for formula I and X 1 and X 2 are halogen]
An acyl halide halide represented by formula IVb:
R 3 -NH-R 4 IVb
[Wherein R 3 and R 4 represent the same meaning as defined for formula I]
It can be produced by an acylamidation step in which a halogenated acyl halide is amidated by reacting with a secondary amine represented by the formula:

ピペラジンアルキル化工程は、塩基性条件下で実施されることが好ましい。この場合、使用される塩基は、トリエチルアミン、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、メトキシソーダ又はNaHであることが好ましい。本工程は、クロロホルム、トルエン、キシレン又はTHFのような非プロトン性溶媒存在下で実施することが好ましい。反応温度は、50〜100℃の範囲であることが好ましく、反応時間は、24〜48時間の範囲であることが好ましい。   The piperazine alkylation step is preferably carried out under basic conditions. In this case, the base used is preferably triethylamine, potassium carbonate, sodium hydroxide, methoxysoda or NaH. This step is preferably carried out in the presence of an aprotic solvent such as chloroform, toluene, xylene or THF. The reaction temperature is preferably in the range of 50 to 100 ° C., and the reaction time is preferably in the range of 24 to 48 hours.

アシルアミド化工程は、塩基性条件下で実施されることが好ましい。この場合、使用される塩基は、トリエチルアミンであることが好ましい。本工程は、クロロホルム、トルエン、キシレン又はTHFのような非プロトン性溶媒存在下で実施することが好ましい。反応温度は、0〜25℃の範囲であることが好ましく、反応時間は、1〜5時間の範囲であることが好ましい。   The acylamidation step is preferably carried out under basic conditions. In this case, the base used is preferably triethylamine. This step is preferably carried out in the presence of an aprotic solvent such as chloroform, toluene, xylene or THF. The reaction temperature is preferably in the range of 0 to 25 ° C., and the reaction time is preferably in the range of 1 to 5 hours.

本発明の式Iで表される化合物の製造方法は、ピペラジンアルキル化工程を含む。また、ピペラジンアルキル化工程に加えて、アシルアミド化工程をさらに含んでもよい。
上記の方法により、式Iで表される化合物を製造することが可能となる。
The method for producing a compound represented by formula I of the present invention includes a piperazine alkylation step. Further, in addition to the piperazine alkylation step, an acylamidation step may be further included.
By the above method, the compound represented by the formula I can be produced.

<3. 金属イオンの抽出剤>
本明細書において、「ベースメタル」は、非鉄金属のうち、貴金属に含まれない金属を意味し、具体的には、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)及び鉛(Pb)等の金属、並びにチタン(Ti)、ニッケル(Ni)、カドミウム(Cd)及びタングステン(W)のようなレアメタルを挙げることが出来る。
<3. Metal ion extractant>
In this specification, the “base metal” means a metal that is not included in the noble metal among non-ferrous metals, and specifically, aluminum (Al), copper (Cu), zinc (Zn), and lead (Pb). And rare metals such as titanium (Ti), nickel (Ni), cadmium (Cd) and tungsten (W).

本明細書において、「貴金属」は、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、白金(Pt)及び金(Au)を意味する。   In this specification, “noble metal” means ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), osmium (Os), iridium (Ir), platinum (Pt) and gold (Au). means.

本発明の金属イオンの抽出剤は、1種以上のベースメタルのイオン及び/又は1種以上の貴金属のイオンを含有する溶液から、金(III)、パラジウム(II)若しくは白金(IV)である貴金属のイオン、又はカドミウム(II)若しくは亜鉛(II)であるベースメタルのイオンを選択的に抽出するために使用することが出来る。より具体的には、金(III)、パラジウム(II)及び/又は白金(IV)を含有する溶液中にロジウム(III)が存在する場合であっても、金(III)、パラジウム(II)又は白金(IV)をそれぞれ選択的に抽出することが出来る。また、カドミウム(II)及び/又は亜鉛(II)を含有する溶液中に、ニッケル(II)、マンガン(II)及び/又はコバルト(II)が存在する場合であっても、カドミウム(II)又は亜鉛(II)をそれぞれ選択的に抽出することが出来る。   The metal ion extractant of the present invention is gold (III), palladium (II) or platinum (IV) from a solution containing one or more base metal ions and / or one or more noble metal ions. It can be used to selectively extract noble metal ions or base metal ions which are cadmium (II) or zinc (II). More specifically, even if rhodium (III) is present in a solution containing gold (III), palladium (II) and / or platinum (IV), gold (III), palladium (II) Alternatively, platinum (IV) can be selectively extracted. Further, even if nickel (II), manganese (II) and / or cobalt (II) is present in a solution containing cadmium (II) and / or zinc (II), cadmium (II) or Zinc (II) can be selectively extracted.

それ故、本発明の金属イオンの抽出剤は、金、パラジウム、白金、カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類の金属のイオンを選択的に抽出するために使用することが好ましく、カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類のベースメタルのイオンを選択的に抽出するために使用することがより好ましい。   Therefore, the metal ion extractant of the present invention is preferably used for selectively extracting ions of at least one metal selected from the group consisting of gold, palladium, platinum, cadmium and zinc, More preferably, it is used for selectively extracting ions of at least one base metal selected from the group consisting of cadmium and zinc.

本発明の金属イオンの抽出剤は、式Iで表される化合物のみを含有してもよく、該化合物に加えて、1種類以上の有機溶媒及び/又は1種類以上の添加剤を含有する希釈剤を更に含有してもよい。有機溶媒としては、限定するものではないが、例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、四塩化炭素、n-ヘキサン及びシクロヘキサンを挙げることが出来る。トルエンが好ましい。添加剤としては、限定するものではないが、例えば、2-エチルヘキシルアルコール、オクタノール、デカノール及びノニルフェノールを挙げることが出来る。2-エチルヘキシルアルコールが好ましい。この場合、金属イオンの抽出剤の総質量に対して、5〜20質量%の範囲となるように、添加剤の濃度が設定されることが好ましい。   The metal ion extractant of the present invention may contain only the compound represented by Formula I, and in addition to the compound, a dilution containing one or more organic solvents and / or one or more additives. An agent may be further contained. Examples of the organic solvent include, but are not limited to, toluene, benzene, xylene, chloroform, 1,2-dichloroethane, carbon tetrachloride, n-hexane, and cyclohexane. Toluene is preferred. Examples of the additive include, but are not limited to, 2-ethylhexyl alcohol, octanol, decanol, and nonylphenol. 2-ethylhexyl alcohol is preferred. In this case, it is preferable that the concentration of the additive is set so as to be in the range of 5 to 20% by mass with respect to the total mass of the metal ion extractant.

上記のような成分を含有することにより、本発明の金属イオンの抽出剤は、1種以上のベースメタルのイオン及び/又は1種以上の貴金属のイオンを含有する溶液から、金、パラジウム若しくは白金である貴金属のイオン、又はカドミウム若しくは亜鉛であるベースメタルのイオンを選択的に抽出することが可能となる。   By containing the components as described above, the metal ion extractant of the present invention is obtained from a solution containing one or more base metal ions and / or one or more noble metal ions from gold, palladium or platinum. It is possible to selectively extract ions of a noble metal that is or a base metal ion that is cadmium or zinc.

<4. 金属イオンの回収方法>
通常、金属イオンの酸性水溶液において、金属イオンは酸の共役塩基と中性の錯体又はアニオン性の錯体イオンを形成する。このため、金属イオンは、酸濃度及びpHに依存して、金属イオン及びいくつかの形態の錯体又は錯体イオンからなる平衡状態を形成し得る。
<4. Metal ion recovery method>
Usually, in an acidic aqueous solution of metal ions, the metal ions form a neutral complex or an anionic complex ion with a conjugate base of the acid. Thus, metal ions can form an equilibrium state consisting of metal ions and some form of complex or complex ion, depending on the acid concentration and pH.

本発明の式Iで表される化合物は、アニオンと錯体を形成し得るアミンを有する。本発明者は、1種以上のベースメタルのイオン及び/又は1種以上の貴金属のイオンを含有する水溶液の酸濃度を適宜調整して、該水溶液からなる水相と、本発明の式Iで表される化合物を含有する有機相とを接触させることにより、金(III)、パラジウム(II)若しくは白金(IV)、又はカドミウム(II)若しくは亜鉛(II)を有機相中に選択的に抽出出来ることを見出した。それ故、本発明は、本発明の式Iで表される化合物を用いる金属イオンの回収方法に関する。   The compound represented by the formula I of the present invention has an amine capable of forming a complex with an anion. The inventor appropriately adjusts the acid concentration of an aqueous solution containing one or more types of base metal ions and / or one or more types of noble metal ions, and an aqueous phase composed of the aqueous solution and Formula I of the present invention. Selective extraction of gold (III), palladium (II) or platinum (IV), or cadmium (II) or zinc (II) into the organic phase by contacting with the organic phase containing the represented compound I found what I can do. Therefore, the present invention relates to a method for recovering metal ions using the compound represented by formula I of the present invention.

図1は、本発明の金属イオンの回収方法の一実施形態を示す工程図である。以下、図1に基づき、本発明の方法の好ましい実施形態について詳細に説明する。   FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of the method for recovering metal ions of the present invention. Hereinafter, a preferred embodiment of the method of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

[3-1. 抽出工程]
本発明の方法は、金属イオンを含有する水相と、式Iで表される化合物(本発明の金属の抽出剤)を含有する有機相とを接触させて、金属イオンを該有機相に抽出する抽出工程(工程S1)を含む。
[3-1. Extraction process]
In the method of the present invention, an aqueous phase containing a metal ion is brought into contact with an organic phase containing a compound represented by the formula I (the metal extractant of the present invention) to extract the metal ion into the organic phase. Including an extraction step (step S1).

本明細書において、「金属イオンを含有する水相」は、金属イオンを含有する水溶液(水相)を意味する。ここで、上記の金属イオンは、金、パラジウム、白金、カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類の金属のイオンであることが好ましく、カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類のベースメタルのイオンであることがより好ましい。上記の金属イオンは、水相中において、1×10-4〜0.1 Mの濃度であることが好ましく、1×10-3〜1×10-2 Mの濃度であることがより好ましい。 In the present specification, the “aqueous phase containing metal ions” means an aqueous solution (aqueous phase) containing metal ions. Here, the metal ion is preferably an ion of at least one metal selected from the group consisting of gold, palladium, platinum, cadmium and zinc, and at least one selected from the group consisting of cadmium and zinc. More preferably, it is a type of base metal ion. The metal ion is preferably in a concentration of 1 × 10 −4 to 0.1 M, more preferably 1 × 10 −3 to 1 × 10 −2 M in the aqueous phase.

本工程において使用される水相は、金、パラジウム、白金、カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類の金属のイオンに加え、上記のような貴金属のイオン及びベースメタルのイオンからなる他の金属イオンを含有してもよい。例えば、金(III)、パラジウム(II)及び/又は白金(IV)を含有する水相中にロジウム(III)が存在する場合であっても、金(III)、パラジウム(II)又は白金(IV)をそれぞれ選択的に抽出することが出来る。また、カドミウム(II)及び/又は亜鉛(II)を含有する水相中に、ニッケル(II)、マンガン(II)及び/又はコバルト(II)が存在する場合であっても、カドミウム(II)又は亜鉛(II)をそれぞれ選択的に抽出することが出来る。この場合、他の金属イオンは、それぞれ独立して、1×10-5〜0.1 Mの濃度であることが好ましく、1×10-4〜0.01 Mの濃度であることがより好ましい。かかる水相としては、例えば、亜鉛鉱又はニッカド電池の電極廃液、電子機器の廃棄物、オキソ反応によるアルデヒド製造廃液及び自動車の排ガス触媒などの廃触媒のような金属の酸性廃液、めっき廃液、並びにエッチング廃液などを挙げることが出来る。本工程において使用される水相が他の金属イオンを含有する場合であっても、本発明の方法により、金、パラジウム及び白金からなる群より選択される貴金属のイオン、又はカドミウム及び亜鉛からなる群より選択されるベースメタルのイオンを選択的に抽出することが可能となる。 The aqueous phase used in this step comprises ions of noble metal and base metal as described above in addition to ions of at least one metal selected from the group consisting of gold, palladium, platinum, cadmium and zinc. Other metal ions may be contained. For example, even when rhodium (III) is present in an aqueous phase containing gold (III), palladium (II) and / or platinum (IV), gold (III), palladium (II) or platinum ( Each of IV) can be selectively extracted. Further, even if nickel (II), manganese (II) and / or cobalt (II) is present in the aqueous phase containing cadmium (II) and / or zinc (II), cadmium (II) Alternatively, zinc (II) can be selectively extracted. In this case, the other metal ions are each independently preferably at a concentration of 1 × 10 −5 to 0.1 M, and more preferably at a concentration of 1 × 10 −4 to 0.01 M. Such aqueous phases include, for example, electrode waste liquids of zinc ore or nickel cadmium batteries, electronic equipment wastes, aldehyde production waste liquids by oxo reaction, and waste metal catalysts such as automobile exhaust gas catalysts, plating waste liquids, and Etching waste liquid can be used. Even when the aqueous phase used in this step contains other metal ions, the method of the present invention comprises noble metal ions selected from the group consisting of gold, palladium and platinum, or cadmium and zinc. It becomes possible to selectively extract base metal ions selected from the group.

水相中の金属イオンは、通常、酸の共役塩基との塩又は錯体(イオン)の平衡状態で存在する。例えば、カドミウム(II)又は亜鉛(II)を含有する水相が塩酸酸性水溶液の場合、カドミウム(II)は、CdCl2、CdCl3 -、CdCl4 2-、CdCl5 3-又はCdCl6 4-のような錯体の形態で、亜鉛(II)は、ZnCl2、ZnCl3 -又はZnCl4 2-のような錯体の形態で、それぞれ存在する。ここで、上記の錯体の形態の金属イオンを含有する水相と、式Iで表される化合物を含有する有機相とを接触させると、式Iで表される化合物のアミノ基がカドミウム(II)又は亜鉛(II)の錯体に配位して新たな錯体を形成し得る。当該錯体は、式Iで表される化合物が有する脂溶性置換基の寄与により有機相中で安定に存在し得るため、カドミウム(II)又は亜鉛(II)を該有機相に抽出することが可能となる。 The metal ions in the aqueous phase usually exist in the equilibrium state of a salt or complex (ion) of the acid with the conjugate base. For example, when the aqueous phase containing cadmium (II) or zinc (II) is an aqueous hydrochloric acid solution, cadmium (II) is CdCl 2 , CdCl 3 , CdCl 4 2− , CdCl 5 3− or CdCl 6 4− Zinc (II) is present in the form of a complex such as ZnCl 2 , ZnCl 3 or ZnCl 4 2− respectively. Here, when the aqueous phase containing the metal ion in the form of the above complex is brought into contact with the organic phase containing the compound represented by the formula I, the amino group of the compound represented by the formula I becomes cadmium (II ) Or zinc (II) complexes to form new complexes. The complex can exist stably in the organic phase due to the contribution of the fat-soluble substituent of the compound represented by Formula I, so that cadmium (II) or zinc (II) can be extracted into the organic phase. It becomes.

上記のように、水相中の金属イオンは塩又は錯体(イオン)の平衡状態で存在するため、水相の酸濃度に依存してその平衡状態は変化し得る。それ故、水相の酸濃度を適宜調整することにより、ベースメタルのイオン及び貴金属のイオンを含有する水溶液から所望の金属イオンを選択的に抽出することが出来る。   As described above, since the metal ions in the aqueous phase exist in an equilibrium state of a salt or a complex (ion), the equilibrium state can change depending on the acid concentration of the aqueous phase. Therefore, desired metal ions can be selectively extracted from an aqueous solution containing base metal ions and noble metal ions by appropriately adjusting the acid concentration of the aqueous phase.

水相に含有される酸としては、限定するものではないが、例えば、塩酸、硝酸、硫酸のような鉱酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸のような有機酸を挙げることが出来る。塩酸又は硝酸が好ましい。かかる酸は、1種類のみであってもよく、2種類以上の酸からなる混合物であってもよい。上記の酸は、1×10-2〜10 Mの濃度であることが好ましい。 Examples of the acid contained in the aqueous phase include, but are not limited to, mineral acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid, and organic acids such as formic acid, acetic acid, and oxalic acid. Hydrochloric acid or nitric acid is preferred. Only one kind of acid may be used, or a mixture of two or more kinds of acids may be used. The acid is preferably in a concentration of 1 × 10 −2 to 10 M.

より具体的には、本工程に使用される水相は、金(III)を選択的に抽出する場合、0.01〜8 Mの酸を含有することが好ましい。パラジウム(II)を選択的に抽出する場合、0.01〜6 Mの酸を含有することが好ましい。白金(IV)を選択的に抽出する場合、0.01〜6 Mの酸を含有することが好ましい。カドミウム(II)を選択的に抽出する場合、0.01〜8 Mの酸を含有することが好ましい。また、亜鉛(II)を選択的に抽出する場合、0.01〜8 Mの酸を含有することが好ましい。上記の場合、使用する酸は、塩酸又は硝酸が好ましい。   More specifically, the aqueous phase used in this step preferably contains 0.01 to 8 M acid when gold (III) is selectively extracted. When palladium (II) is selectively extracted, it is preferable to contain 0.01 to 6 M acid. When platinum (IV) is selectively extracted, it is preferable to contain 0.01 to 6 M acid. When selectively extracting cadmium (II), it is preferable to contain 0.01-8 M acid. In addition, when zinc (II) is selectively extracted, it is preferable to contain 0.01 to 8 M acid. In the above case, the acid used is preferably hydrochloric acid or nitric acid.

本工程において使用される有機相は、本発明の式Iで表される化合物又は金属の抽出剤を含有する。有機相は、液相の形態であってもよく、本発明の式Iで表される化合物を固体の形態で含有するか、或いは該化合物を担体に結合若しくは含浸させた固相の形態であってもよい。   The organic phase used in this step contains a compound represented by the formula I of the present invention or a metal extractant. The organic phase may be in the form of a liquid phase, containing the compound represented by Formula I of the present invention in the form of a solid, or in the form of a solid phase in which the compound is bound or impregnated on a support. May be.

有機相が液相の形態の場合には、本発明の式Iで表される化合物、及び場合により上記で説明した1種類以上の有機溶媒及び/又は1種類以上の添加剤を含有する希釈剤を更に含有する溶液又は分散液を有機相として使用し得る。式Iで表される化合物が常温で液体の形態である場合、該化合物をそのまま、又は上記の希釈剤で希釈した形態で使用することが好ましい。この場合、式Iで表される化合物は、0.01〜0.5 Mの濃度であることが好ましい。   When the organic phase is in the form of a liquid phase, a diluent containing the compound of formula I of the present invention and optionally one or more organic solvents and / or one or more additives as described above A solution or dispersion further containing can be used as the organic phase. When the compound represented by Formula I is in a liquid form at normal temperature, it is preferable to use the compound as it is or in a form diluted with the above-mentioned diluent. In this case, the compound represented by Formula I is preferably at a concentration of 0.01 to 0.5 M.

有機相が固相の形態の場合には、式Iで表される化合物が常温で固体の形態であれば、そのまま水相と接触させることによって使用することが出来る。また、式Iで表される化合物を有機溶媒に溶解し、担体に含浸して使用してもよい。含浸するための担体(樹脂)としては、限定するものではないが、例えば、ポリスチレン樹脂、トリ酢酸セルロース、ポリアクリル酸エステル樹脂や、活性炭、疎水性ゼオライト、シリカ及びポリ塩化ビニル樹脂等を挙げることが出来る。ポリスチレン樹脂、トリ酢酸セルロース、ポリアクリル酸エステル又はポリ塩化ビニル樹脂が好ましい。この場合、式Iで表される化合物は、1〜5 mmol/g担体の範囲で担体に含浸していることが好ましい。   When the organic phase is in the form of a solid phase, if the compound represented by the formula I is in a solid form at room temperature, it can be used as it is in contact with the aqueous phase. In addition, the compound represented by the formula I may be dissolved in an organic solvent and impregnated in a support. Examples of the carrier (resin) for impregnation include, but are not limited to, polystyrene resin, cellulose triacetate, polyacrylate resin, activated carbon, hydrophobic zeolite, silica, and polyvinyl chloride resin. I can do it. Polystyrene resin, cellulose triacetate, polyacrylic acid ester or polyvinyl chloride resin is preferred. In this case, the compound represented by the formula I is preferably impregnated in the support in the range of 1 to 5 mmol / g support.

本工程において、水相と有機相とを接触させる手段としては、当該技術分野で慣用される様々な手段を使用し得る。有機相が液相の形態の場合、バッチ法又は連続抽出法を使用することが好ましい。また、有機相が固相の形態の場合、バッチ法又はカラム法を使用することが好ましい。   In this step, various means commonly used in the technical field can be used as the means for bringing the aqueous phase into contact with the organic phase. When the organic phase is in the form of a liquid phase, it is preferable to use a batch method or a continuous extraction method. When the organic phase is in the form of a solid phase, it is preferable to use a batch method or a column method.

有機相が液相の形態の場合、水相と有機相との体積比は、1:10〜10:1の範囲であることが好ましく、1:5〜5:1の範囲であることがより好ましい。水相と有機相とを接触させる温度は、5〜50℃の範囲であることが好ましい。また、バッチ法の場合、水相と有機相とを接触させる時間は、0.5〜48時間の範囲であることが好ましい。   When the organic phase is in the form of a liquid phase, the volume ratio of the aqueous phase to the organic phase is preferably in the range of 1:10 to 10: 1, and more preferably in the range of 1: 5 to 5: 1. preferable. The temperature at which the aqueous phase and the organic phase are brought into contact with each other is preferably in the range of 5 to 50 ° C. Moreover, in the case of a batch method, it is preferable that the time which makes an aqueous phase and an organic phase contact is the range of 0.5 to 48 hours.

有機相が、常温で固体の形態である式Iで表される化合物を含む場合、或いは該化合物が担体に含浸された形態である場合、水溶液中の金属イオン濃度にもよるが、一般的には1 Lの液相に対して1〜5 g程度の有機相を使用することが好ましい。水相と有機相とを接触させる温度は、5〜50℃の範囲であることが好ましい。また、バッチ法の場合、水相と有機相とを接触させる時間は、0.5〜48時間の範囲であることが好ましい。   When the organic phase contains a compound represented by Formula I that is in a solid form at room temperature, or when the compound is impregnated in a carrier, it generally depends on the concentration of metal ions in the aqueous solution. It is preferable to use an organic phase of about 1 to 5 g with respect to 1 L of liquid phase. The temperature at which the aqueous phase and the organic phase are brought into contact with each other is preferably in the range of 5 to 50 ° C. Moreover, in the case of a batch method, it is preferable that the time which makes an aqueous phase and an organic phase contact is the range of 0.5 to 48 hours.

上記の条件で本工程を実施することにより、所望の金属を選択的に有機相に抽出することが可能となる。   By carrying out this step under the above conditions, it becomes possible to selectively extract a desired metal into the organic phase.

[3-2. 脱離工程]
本発明の方法は、金属イオンを含有する有機相と水相とを相分離させた後、該有機相と脱離水溶液とを接触させて、有機相から脱離水溶液中に金属イオンを脱離(逆抽出)させる脱離工程(工程S2)を含んでもよい。
[3-2. Desorption process]
In the method of the present invention, an organic phase containing a metal ion and an aqueous phase are phase-separated, and then the organic phase is brought into contact with the desorption aqueous solution to desorb the metal ion from the organic phase into the desorption aqueous solution. A desorption step (step S2) for (back extraction) may be included.

本工程で使用される脱離水溶液としては、限定するものではないが、例えば、水、塩酸、過塩素酸、硝酸、硫酸、リン酸、ギ酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、シュウ酸、クエン酸及びアジピン酸からなる群より選択される1種以上の酸性水溶液、アンモニア水、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムからなる群より選択される1種以上のアルカリ性水溶液、チオ尿素、チオシアン酸アンモニウム及びチオシアン酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)のようなキレート化合物、並びにこれらの混合物(例えばチオ尿素及び塩酸の混合物)を挙げることが出来る。金、パラジウム及び白金からなる群より選択される少なくとも1種類の金属のイオンを逆抽出する場合、アンモニア水、チオ尿素水溶液、チオ尿素及び塩酸の混合水溶液、チオシアン酸アンモニウム、チオシアン酸ナトリウム又はEDTAであることが好ましい。カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類の金属のイオンを逆抽出する場合、水、アンモニア水、塩酸水溶液、過塩素酸水溶液、硝酸水溶液、硫酸水溶液、リン酸、ギ酸、酢酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、シュウ酸、クエン酸又はアジピン酸であることが好ましい。上記の場合において、酸性水溶液は、0.1〜3 Mの濃度であることが好ましい。アルカリ性水溶液は、0.1〜3 Mの濃度であることが好ましい。チオ尿素、チオシアン酸アンモニウム及びチオシアン酸ナトリウム水溶液は、0.1〜3 Mの濃度であることが好ましい。キレート化合物の水溶液は、0.01〜0.1 Mの濃度であることが好ましい。   The desorption aqueous solution used in this step is not limited, but examples thereof include water, hydrochloric acid, perchloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, maleic acid, fumaric acid, benzoic acid, and oxalic acid. One or more acidic aqueous solutions selected from the group consisting of acids, citric acid and adipic acid, one or more alkaline aqueous solutions selected from the group consisting of aqueous ammonia, sodium hydroxide and potassium hydroxide, thiourea, thiocyanic acid Mention may be made of chelating compounds such as ammonium and sodium thiocyanate, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), and mixtures thereof (for example mixtures of thiourea and hydrochloric acid). When back-extracting ions of at least one metal selected from the group consisting of gold, palladium and platinum, ammonia water, aqueous thiourea solution, mixed aqueous solution of thiourea and hydrochloric acid, ammonium thiocyanate, sodium thiocyanate or EDTA Preferably there is. When back-extracting ions of at least one metal selected from the group consisting of cadmium and zinc, water, aqueous ammonia, aqueous hydrochloric acid, aqueous perchloric acid, aqueous nitric acid, aqueous sulfuric acid, phosphoric acid, formic acid, acetic acid, maleic An acid, fumaric acid, benzoic acid, oxalic acid, citric acid or adipic acid is preferred. In the above case, the acidic aqueous solution preferably has a concentration of 0.1 to 3M. The alkaline aqueous solution preferably has a concentration of 0.1 to 3M. The thiourea, ammonium thiocyanate and sodium thiocyanate aqueous solution are preferably at a concentration of 0.1 to 3M. The aqueous solution of the chelate compound preferably has a concentration of 0.01 to 0.1 M.

有機相が液相の形態の場合、有機相と脱離水溶液との体積比は、1:10〜10:1の範囲であることが好ましく、1:5〜5:1の範囲であることがより好ましい。有機相と脱離水溶液とを接触させる温度は、5〜50℃の範囲であることが好ましい。また、バッチ法の場合、有機相と脱離水溶液とを接触させる時間は、0.5〜48時間の範囲であることが好ましい。   When the organic phase is in the form of a liquid phase, the volume ratio of the organic phase to the desorption aqueous solution is preferably in the range of 1:10 to 10: 1, and preferably in the range of 1: 5 to 5: 1. More preferred. The temperature at which the organic phase is brought into contact with the desorbed aqueous solution is preferably in the range of 5 to 50 ° C. In the case of the batch method, the time for bringing the organic phase into contact with the desorbed aqueous solution is preferably in the range of 0.5 to 48 hours.

有機相が、常温で固体の形態である式Iで表される化合物を含む場合、或いは該化合物が担体に含浸された形態である場合、1 gに対して30〜100 mLの脱離水溶液を使用することが好ましい。有機相と脱離水溶液とを接触させる温度は、5〜50℃の範囲であることが好ましい。また、バッチ法の場合、有機相と脱離水溶液とを接触させる時間は、0.5〜48時間の範囲であることが好ましい。   When the organic phase contains a compound represented by Formula I that is in a solid form at room temperature, or when the compound is impregnated in a support, 30 to 100 mL of desorption aqueous solution is added to 1 g. It is preferable to use it. The temperature at which the organic phase is brought into contact with the desorbed aqueous solution is preferably in the range of 5 to 50 ° C. In the case of the batch method, the time for bringing the organic phase into contact with the desorbed aqueous solution is preferably in the range of 0.5 to 48 hours.

上記の条件で本工程を実施することにより、所望の金属イオンを効率的に回収することが可能となる。   By carrying out this step under the above conditions, desired metal ions can be efficiently recovered.

式Iで表される化合物は、本工程の終了後、強酸(塩酸又は硝酸など)及び/又は強アルカリ(水酸化ナトリウムなど)で処理して夾雑物を除去することにより、洗浄してもよい。洗浄後の化合物は、本発明の方法に再使用することが出来る。それ故、本発明の方法は、脱離水溶液中に金属を脱離させた後、有機相を強酸及び/又は強アルカリで処理する洗浄工程(工程S3)を含んでもよい。   After completion of this step, the compound represented by formula I may be washed by treating with a strong acid (such as hydrochloric acid or nitric acid) and / or a strong alkali (such as sodium hydroxide) to remove impurities. . The washed compound can be reused in the method of the present invention. Therefore, the method of the present invention may include a washing step (step S3) in which the organic phase is treated with a strong acid and / or strong alkali after the metal is desorbed in the desorption aqueous solution.

以上のように、本発明の方法を実施することにより、1種以上のベースメタルのイオン及び/又は1種以上の貴金属のイオンを含有する溶液から、金、パラジウム若しくは白金である貴金属のイオン、又はカドミウム若しくは亜鉛であるベースメタルのイオンを選択的に抽出することが可能となる。   As described above, by carrying out the method of the present invention, from a solution containing one or more base metal ions and / or one or more noble metal ions, a noble metal ion that is gold, palladium, or platinum, Alternatively, it becomes possible to selectively extract ions of base metal that is cadmium or zinc.

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

<実施例1:1,4-ジ{[ジ(2-エチルヘキシル)カルバモイル]メチル}ピペラジン (DDCMP)の合成>

Figure 0005854460
<Example 1: Synthesis of 1,4-di {[di (2-ethylhexyl) carbamoyl] methyl} piperazine (DDCMP)>
Figure 0005854460

0.16 mol (38.6 g)のジ(2-エチルヘキシル)アミンと0.16 mol (16.2 g)のトリエチルアミンとをクロロホルム中で混合し、氷浴中で約4時間撹拌した。この混合溶液に、0.18 mol (19.9 g)のクロロアセチルクロリドを氷浴中で滴下した。滴下後、室温でさらに19時間撹拌した。反応停止後、得られたクロロホルム溶液を蒸留水で十分に洗浄した。このクロロホルム溶液を硫酸ナトリウムで脱水後、クロロホルムを減圧留去して、2-クロロ-N,N-ジ(2-エチルヘキシル)アセトアミド(CDEHAA)を得た。   0.16 mol (38.6 g) di (2-ethylhexyl) amine and 0.16 mol (16.2 g) triethylamine were mixed in chloroform and stirred in an ice bath for about 4 hours. To this mixed solution, 0.18 mol (19.9 g) of chloroacetyl chloride was dropped in an ice bath. After the dropwise addition, the mixture was further stirred at room temperature for 19 hours. After stopping the reaction, the obtained chloroform solution was sufficiently washed with distilled water. The chloroform solution was dehydrated with sodium sulfate, and then chloroform was distilled off under reduced pressure to obtain 2-chloro-N, N-di (2-ethylhexyl) acetamide (CDEHAA).

20 mmol (1.72 g)のピペラジンと40 mmol (4.05 g)のトリエチルアミンとを50 cm3のクロロホルムに溶解させ、室温で撹拌しながら、40 mmol (12.7 g)のCDEHAAを滴下した。滴下後、60℃で31時間、撹拌還流を行った。反応時間は、薄層クロマトグラフィー(TLC)により決定した(展開溶媒 ヘキサン:酢酸エチル=5:1)。反応停止後、得られたクロロホルム溶液を食塩水及び塩酸で順次洗浄し、未反応のCDEHAA及びトリエチルアミンを除去した。この時、相分離後の水相のpHが1であることを確認した。相分離したクロロホルム溶液には塩酸が残存しているため、相分離後のpHが7付近になるまで、水酸化ナトリウム及び蒸留水でクロロホルム溶液を洗浄して、塩酸を除去した。クロロホルム溶液を硫酸ナトリウムで脱水し、クロロホルムを減圧留去した。 20 mmol (1.72 g) piperazine and 40 mmol (4.05 g) triethylamine were dissolved in 50 cm 3 of chloroform, and 40 mmol (12.7 g) of CDEHAA was added dropwise with stirring at room temperature. After the dropping, the mixture was stirred and refluxed at 60 ° C. for 31 hours. The reaction time was determined by thin layer chromatography (TLC) (developing solvent hexane: ethyl acetate = 5: 1). After the reaction was stopped, the resulting chloroform solution was washed successively with brine and hydrochloric acid to remove unreacted CDEHAA and triethylamine. At this time, it was confirmed that the pH of the aqueous phase after phase separation was 1. Since hydrochloric acid remained in the phase-separated chloroform solution, the chloroform solution was washed with sodium hydroxide and distilled water until the pH after phase separation became around 7, and the hydrochloric acid was removed. The chloroform solution was dehydrated with sodium sulfate, and chloroform was distilled off under reduced pressure.

得られた生成物は、茶色の液体だった。収率は80%だった。FT-IR及び1H-NMRにて生成物の構造を決定した。1H NMR (400 MHz, CDCl3, TMS基準): δ=3.26(t, J=3.8Hz, 8H), δ=3.20(s, 4H), δ=2.82(d, 4H), δ=2.56(d, 4H), δ=1.67(m, 4H), δ=1.26(m, 32H), δ=0.90(m, 24H)。 The product obtained was a brown liquid. The yield was 80%. The structure of the product was determined by FT-IR and 1 H-NMR. 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , TMS standard): δ = 3.26 (t, J = 3.8Hz, 8H), δ = 3.20 (s, 4H), δ = 2.82 (d, 4H), δ = 2.56 ( d, 4H), δ = 1.67 (m, 4H), δ = 1.26 (m, 32H), δ = 0.90 (m, 24H).

<実施例2: DDCMPによる塩酸の抽出実験>
DDCMPはアミド基を有することから塩酸を抽出し得ると考えられるため、DDCMPによる塩酸の抽出実験を行った。抽出実験は全てバッチ法により行った。水相は、それぞれ所定の塩酸濃度(水素イオン濃度:0.1〜8 mol dm-3;塩化物イオン濃度:0.1〜8 mol dm-3)に調整した。有機相は、希釈剤としてトルエンを用い、DDCMP濃度をそれぞれ所定の濃度(0.005又は0.01 mol dm-3のDDCMP濃度)に調整した。各相を共栓つき三角フラスコにとり、30℃の恒温槽中で、24時間振とうした。その後、水相と有機相とを分取し、平衡後の水相塩酸濃度を、水酸化ナトリウム水溶液を用いた中和滴定により求めた。また、平衡後の有機相塩酸濃度は、水酸化カリウム/エタノールを用いた中和滴定により求めた。
<Example 2: Extraction experiment of hydrochloric acid by DDCMP>
Since DDCMP has an amide group, it is considered that hydrochloric acid can be extracted. Therefore, an extraction experiment of hydrochloric acid by DDCMP was performed. All extraction experiments were performed by the batch method. Each aqueous phase was adjusted to a predetermined hydrochloric acid concentration (hydrogen ion concentration: 0.1 to 8 mol dm -3 ; chloride ion concentration: 0.1 to 8 mol dm -3 ). In the organic phase, toluene was used as a diluent and the DDCMP concentration was adjusted to a predetermined concentration (0.005 or 0.01 mol dm -3 DDCMP concentration). Each phase was placed in an Erlenmeyer flask with a stopper and shaken in a thermostatic bath at 30 ° C. for 24 hours. Thereafter, the aqueous phase and the organic phase were separated, and the aqueous phase hydrochloric acid concentration after equilibration was determined by neutralization titration using an aqueous sodium hydroxide solution. Further, the concentration of the organic phase hydrochloric acid after equilibration was determined by neutralization titration using potassium hydroxide / ethanol.

抽出特性を評価するために、CorgHCl /[RNN]0を用いた。DDCMPによる塩酸の抽出結果を図2に示す。 C orgHCl / [RNN] 0 was used to evaluate the extraction characteristics. The extraction results of hydrochloric acid by DDCMP are shown in FIG.

Figure 0005854460
Figure 0005854460

図2に示すように、DDCMP濃度0.005及び0.01 mol dm-3(5 mM及び10 mM)の時、それぞれのCorgHCl /[RNN]0の値はほぼ一致した。その値は約2へ収束していると考えられることから、抽出剤1分子で塩酸2分子を抽出していると考えられる。 As shown in FIG. 2, when the DDCMP concentrations were 0.005 and 0.01 mol dm −3 (5 mM and 10 mM), the values of C orgHCl / [RNN] 0 were almost the same. Since the value seems to have converged to about 2, it is considered that 2 molecules of hydrochloric acid are extracted with 1 molecule of the extractant.

<実施例3: DDCMPによる金属イオンの抽出実験>
抽出実験は、全てバッチ法により行った。水相は、約1×10-3 mol dm-3の金(III)、パラジウム(II)、白金(II)、ロジウム(II)、銅(II)、マンガン(II)、ニッケル(II)、カドミウム(II)、亜鉛(II)、コバルト(II)、鉄(II)、インジウム(III)、ガリウム(III)、サマリウム(III)、ユーロピウム(III)及びイットリウム(III)の塩化物塩を含む塩酸水溶液(塩酸濃度:0.1〜8 (0.1, 0.2, 0.3など)mol dm-3)を、有機相は、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。各相を10 mlずつ共栓つき三角フラスコに分取し、30℃の恒温槽中で、24時間振とうした。その後、水相を分取し、初期金属濃度及び平衡後の水相中の金属濃度を、原子吸光光度計(PERKIN ELMER Aanalyst100)を用いて測定した。また、有機相中の金属濃度は、物質収支により求めた。平衡後のpHは、pHメーター計(東亜電波工業(株)HM-30S)を用いて測定し、平衡後の塩酸濃度は中和滴定により求めた。
<Example 3: Extraction experiment of metal ion by DDCMP>
All extraction experiments were performed by the batch method. The aqueous phase is about 1 × 10 -3 mol dm -3 gold (III), palladium (II), platinum (II), rhodium (II), copper (II), manganese (II), nickel (II), Contains chloride salts of cadmium (II), zinc (II), cobalt (II), iron (II), indium (III), gallium (III), samarium (III), europium (III) and yttrium (III) A hydrochloric acid aqueous solution (hydrochloric acid concentration: 0.1 to 8 (0.1, 0.2, 0.3, etc.) mol dm -3 ) was used, and a toluene solution containing 0.01 mol dm -3 DDCMP was used as the organic phase. 10 ml of each phase was dispensed into an Erlenmeyer flask with a stopper and shaken in a thermostatic bath at 30 ° C. for 24 hours. Thereafter, the aqueous phase was fractionated, and the initial metal concentration and the metal concentration in the aqueous phase after equilibration were measured using an atomic absorption photometer (PERKIN ELMER Aanalyst 100). Moreover, the metal concentration in the organic phase was determined from the mass balance. The pH after equilibration was measured using a pH meter (Toa Denpa Kogyo HM-30S), and the hydrochloric acid concentration after equilibration was determined by neutralization titration.

金属イオンの抽出特性を評価するため、抽出率E及び分配比Dを以下のように定義した。DDCMPによる塩酸溶液からの各種金属イオンの抽出率に及ぼす平衡塩酸濃度の影響を図3に示す。   In order to evaluate the extraction characteristics of metal ions, the extraction rate E and the distribution ratio D were defined as follows. Figure 3 shows the effect of equilibrium hydrochloric acid concentration on the extraction rate of various metal ions from hydrochloric acid solution by DDCMP.

Figure 0005854460
Figure 0005854460

図3に示すように、インジウム(III)、ロジウム(III)、銅(II)、ニッケル(II)、鉄(II)、マンガン(II)及びコバルト(II)は、全塩酸領域においてほとんど抽出されなかった。金(III)及び白金(IV)は、塩酸濃度の影響はほとんどなく、全塩酸領域において100 %の高い抽出率を示した。パラジウム(II)は、低塩酸濃度付近では約100 %の高い抽出率を示すが、塩酸濃度が増加すると抽出率は急激に減少し、その後も少しずつ減少していった。ガリウム(III)は、低塩酸濃度ではほとんど抽出されないが、塩酸濃度が5 mol dm-3付近になると約100 %の高い抽出率を示す。これらの結果から、貴金属とロジウム(III)との分離、高塩酸濃度においてインジウム(III)とガリウム(III)との分離、各塩酸濃度においてカドミウム(II)、亜鉛(II)、ニッケル(II)、マンガン(II)及びコバルト(II)の分離が可能であると考えられる。レアアースは、ほとんど抽出されなかった。 As shown in FIG. 3, indium (III), rhodium (III), copper (II), nickel (II), iron (II), manganese (II) and cobalt (II) are almost extracted in the total hydrochloric acid region. There wasn't. Gold (III) and platinum (IV) had almost no influence of hydrochloric acid concentration, and showed a high extraction rate of 100% in the entire hydrochloric acid region. Palladium (II) showed a high extraction rate of about 100% near the low hydrochloric acid concentration, but the extraction rate rapidly decreased as the hydrochloric acid concentration increased, and gradually decreased thereafter. Gallium (III) is hardly extracted at low hydrochloric acid concentration, but shows a high extraction rate of about 100% when the hydrochloric acid concentration is around 5 mol dm -3 . From these results, separation of noble metal and rhodium (III), separation of indium (III) and gallium (III) at high hydrochloric acid concentration, cadmium (II), zinc (II), nickel (II) at each hydrochloric acid concentration It is thought that separation of manganese (II) and cobalt (II) is possible. Rare earth was hardly extracted.

<実施例4: DDCMPによるカドミウム(II)の抽出平衡到達時間の測定>
カドミウム(II)の抽出平衡到達時間を決定するため、約0.1×10-3mol dm-3の塩化カドミウム(II)を含む塩酸水溶液(塩酸濃度:0.3 mol dm-3)を水相として、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を有機相として、それぞれ使用して、抽出率の経時変化を測定した。DDCMPによるカドミウム(II)の抽出平衡到達時間を図4に示す。
図4に示すように、約30分で平衡に到達した。
<Example 4: Measurement of extraction equilibrium arrival time of cadmium (II) by DDCMP>
In order to determine the time to reach extraction equilibrium of cadmium (II), an aqueous hydrochloric acid solution (hydrochloric acid concentration: 0.3 mol dm -3 ) containing about 0.1 x 10 -3 mol dm -3 cadmium (II) chloride was used as the aqueous phase. The toluene solution containing DDCMP of mol dm -3 was used as an organic phase, and the change over time of the extraction rate was measured. Fig. 4 shows the time to reach extraction equilibrium of cadmium (II) by DDCMP.
As shown in FIG. 4, equilibrium was reached in about 30 minutes.

<実施例5: DDCMPによるカドミウムイオンの分配比に及ぼす平衡塩酸濃度の影響>
DDCMPがカドミウム(II)に対して高い選択性を示したので、工業的に重要である塩酸溶液からのカドミウム(II)抽出平衡を詳細に検討した。水相は、約0.1×10-3mol dm-3の塩化カドミウム(II)を含む塩酸水溶液(塩酸濃度:0.1〜5 mol dm-3)を、有機相は、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。平衡後の塩酸濃度は、中和滴定により求めた。DDCMPによるカドミウム(II)の分配比に及ぼす平衡塩酸濃度の影響を図5に示す。
<Example 5: Effect of equilibrium hydrochloric acid concentration on distribution ratio of cadmium ions by DDCMP>
Since DDCMP showed high selectivity for cadmium (II), the cadmium (II) extraction equilibrium from hydrochloric acid solution, which is industrially important, was studied in detail. The aqueous phase is an aqueous hydrochloric acid solution (hydrochloric acid concentration: 0.1-5 mol dm -3 ) containing about 0.1 x 10 -3 mol dm -3 cadmium (II) chloride, and the organic phase is 0.01 mol dm -3 DDCMP. Each toluene solution contained was used. The hydrochloric acid concentration after equilibration was determined by neutralization titration. Fig. 5 shows the effect of equilibrium hydrochloric acid concentration on the distribution ratio of cadmium (II) by DDCMP.

図5に示すように、塩酸濃度の増加に伴い、分配比は2次の依存性を示し、増加した。
そこで、この影響が塩化物イオンの影響か、或いは水素イオンの影響かを明らかにするために、以下において分配比に及ぼす水素イオン及び塩化物イオンの影響を調べた。
As shown in FIG. 5, as the hydrochloric acid concentration increased, the distribution ratio showed a second order dependency and increased.
Therefore, in order to clarify whether this influence is caused by chloride ions or hydrogen ions, the influence of hydrogen ions and chloride ions on the distribution ratio was investigated below.

<実施例6: DDCMPによるカドミウム(II)の分配比に及ぼす水素イオン濃度の影響>
塩化物イオン濃度を一定にしたときの分配比に及ぼす水素イオン濃度の影響を調べた。水相は、約0.1×10-3 mol dm-3の塩化カドミウム(II)を含む各種水素イオン濃度水溶液(水素イオン濃度:0.01〜0.3 mol dm-3;塩化物イオン濃度:0.3 mol dm-3)を、有機相は、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。水相は、1 mol dm-3 塩酸と塩化リチウムとを混合することによって調製した。平衡後の水素イオン濃度は、中和滴定を用いて測定した。DDCMPによるカドミウム(II)の分配比に及ぼす水素イオン濃度の影響を図6に示す。
<Example 6: Effect of hydrogen ion concentration on the distribution ratio of cadmium (II) by DDCMP>
The effect of hydrogen ion concentration on the distribution ratio when chloride ion concentration was kept constant was investigated. The aqueous phase contains various hydrogen ion concentration aqueous solutions containing about 0.1 × 10 −3 mol dm −3 of cadmium (II) chloride (hydrogen ion concentration: 0.01 to 0.3 mol dm −3 ; chloride ion concentration: 0.3 mol dm −3 ), And the toluene solution containing 0.01 mol dm -3 DDCMP was used as the organic phase. The aqueous phase was prepared by mixing 1 mol dm -3 hydrochloric acid and lithium chloride. The hydrogen ion concentration after equilibration was measured using neutralization titration. Figure 6 shows the effect of hydrogen ion concentration on the distribution ratio of cadmium (II) by DDCMP.

図6に示すように、水素イオン濃度の増加に伴い、分配比は2次の依存性を示し、増加した。   As shown in FIG. 6, as the hydrogen ion concentration increased, the distribution ratio showed a secondary dependence and increased.

<実施例7: DDCMPによるカドミウム(II)の分配比に及ぼす塩化物イオン濃度の影響>
水素イオン濃度を一定にしたときの分配比に及ぼす塩化物イオン濃度の影響を調べた。水相は、約0.1×10-3 mol dm-3の塩化カドミウム(II)を含む各種塩化物イオン濃度水溶液(塩化物イオン濃度:0.01〜3 mol dm-3;水素イオン濃度:0.1 mol dm-3)を、有機相は、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。水相は0.1 mol dm-3塩酸を所定の水素イオン濃度となるように加え、それに塩化リチウムを加えることによって塩化物イオン濃度を調整した。DDCMPによるカドミウム(II)の分配比に及ぼす塩化物イオン濃度の影響を図7に示す。
<Example 7: Effect of chloride ion concentration on distribution ratio of cadmium (II) by DDCMP>
The effect of chloride ion concentration on the distribution ratio when the hydrogen ion concentration was kept constant was investigated. The aqueous phase is about 0.1 × 10 -3 mol dm -3 of various chloride ion concentration aqueous solution containing cadmium chloride (II) (chloride ion concentration: 0.01~3 mol dm -3; hydrogen ion concentration: 0.1 mol dm - 3 ) For the organic phase, a toluene solution containing 0.01 mol dm -3 DDCMP was used. The aqueous phase was adjusted to a chloride ion concentration by adding 0.1 mol dm -3 hydrochloric acid to a predetermined hydrogen ion concentration and adding lithium chloride thereto. Fig. 7 shows the effect of chloride ion concentration on the distribution ratio of cadmium (II) by DDCMP.

図7に示すように、塩化物イオン濃度の増加に伴い分配比は2次の依存性を示し、増加した。   As shown in FIG. 7, the distribution ratio increased with increasing chloride ion concentration, showing a second-order dependence.

<実施例8: DDCMPによるカドミウム(II)の分配比に及ぼす抽出剤濃度の影響>
カドミウム(II)の分配比に及ぼす抽出剤濃度の影響を調べた。水相は、約0.1×10-3mol dm-3の塩化カドミウム(II)を含む塩酸水溶液(塩酸濃度:0.1及び1 mol dm-3)を、有機相は、0.001〜0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。DDCMPによるカドミウム(II)の分配比に及ぼす抽出剤濃度の影響を図8に示す。
<Example 8: Effect of extractant concentration on distribution ratio of cadmium (II) by DDCMP>
The effect of extractant concentration on the distribution ratio of cadmium (II) was investigated. The aqueous phase is an aqueous hydrochloric acid solution (hydrochloric acid concentration: 0.1 and 1 mol dm -3 ) containing about 0.1 × 10 -3 mol dm -3 cadmium (II) chloride, and the organic phase is 0.001 to 0.01 mol dm -3 Each toluene solution containing DDCMP was used. The effect of extractant concentration on the distribution ratio of cadmium (II) by DDCMP is shown in FIG.

図8に示すように、傾きは2となったことから、カドミウム(II)1分子に対して抽出剤2分子が関与していると考えられる。この場合、DDCMPとCdCl2との錯体の推定構造を図9に示す。 As shown in FIG. 8, since the slope is 2, it is considered that two molecules of the extractant are involved in one molecule of cadmium (II). In this case, the estimated structure of the complex of DDCMP and CdCl 2 is shown in FIG.

<実施例9: DDCMPによる亜鉛(II)の抽出平衡到達時間の測定>
亜鉛(II)の抽出平衡到達時間を決定するため、約0.1×10-3mol dm-3の塩化亜鉛(II)を含む塩酸水溶液(塩酸濃度:0.3 mol dm-3)を水相として、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を有機相として、それぞれ使用して、抽出率の経時変化を測定した。DDCMPによる亜鉛(II)の抽出平衡到達時間を図10に示す。
図10に示すように、約30分で平衡に到達した。
<Example 9: Measurement of extraction equilibrium arrival time of zinc (II) by DDCMP>
In order to determine the time to reach the extraction equilibrium of zinc (II), an aqueous hydrochloric acid solution (hydrochloric acid concentration: 0.3 mol dm -3 ) containing about 0.1 x 10 -3 mol dm -3 zinc chloride (II) was used as the aqueous phase. The toluene solution containing DDCMP of mol dm -3 was used as an organic phase, and the change over time of the extraction rate was measured. The time for reaching the extraction equilibrium of zinc (II) by DDCMP is shown in FIG.
As shown in FIG. 10, equilibrium was reached in about 30 minutes.

<実施例10: DDCMPによる亜鉛イオンの分配比に及ぼす平衡塩酸濃度の影響>
DDCMPが亜鉛(II)に対して高い選択性を示したので、工業的に重要である塩酸溶液からの亜鉛(II)抽出平衡を詳細に検討した。水相は、約1×10-3 mol dm-3の塩化亜鉛(II)を含む塩酸水溶液(塩酸濃度:0.1〜5 mol dm-3)を、有機相は、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。平衡後の塩酸濃度は、中和滴定により求めた。DDCMPによる亜鉛(II)の分配比に及ぼす平衡塩酸濃度の影響を図11に示す。
<Example 10: Effect of equilibrium hydrochloric acid concentration on the distribution ratio of zinc ions by DDCMP>
Since DDCMP showed high selectivity for zinc (II), the zinc (II) extraction equilibrium from hydrochloric acid solution, which is industrially important, was studied in detail. The aqueous phase is an aqueous hydrochloric acid solution containing about 1 x 10 -3 mol dm -3 zinc (II) chloride (hydrochloric acid concentration: 0.1 to 5 mol dm -3 ), and the organic phase is 0.01 mol dm -3 DDCMP. Each toluene solution contained was used. The hydrochloric acid concentration after equilibration was determined by neutralization titration. FIG. 11 shows the effect of equilibrium hydrochloric acid concentration on the distribution ratio of zinc (II) by DDCMP.

図11に示すように、塩酸濃度の増加に伴い、分配比は2次の依存性を示し、増加した。
そこで、この影響が塩化物イオンの影響か、或いは水素イオンの影響かを明らかにするために、以下において分配比に及ぼす水素イオン及び塩化物イオンの影響を調べた。
As shown in FIG. 11, as the hydrochloric acid concentration increased, the distribution ratio showed a secondary dependence and increased.
Therefore, in order to clarify whether this influence is caused by chloride ions or hydrogen ions, the influence of hydrogen ions and chloride ions on the distribution ratio was investigated below.

<実施例11: DDCMPによる亜鉛(II)の分配比に及ぼす水素イオン濃度の影響>
塩化物イオン濃度を一定にしたときの分配比に及ぼす水素イオン濃度の影響を調べた。水相は、約0.1×10-3 mol dm-3の亜鉛(II)を含む各種水素イオン濃度水溶液(水素イオン濃度:0.01〜0.3 mol dm-3;塩化物イオン濃度:1 mol dm-3)を、有機相は、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。水相は、1 mol dm-3塩酸と塩化リチウムとを混合することによって調製した。平衡後の水素イオン濃度は、中和滴定を用いて測定した。DDCMPによる亜鉛(II)の分配比に及ぼす水素イオン濃度の影響を図12に示す。
図12に示すように、分配比は水素イオン濃度に依存していなかった。
<Example 11: Effect of hydrogen ion concentration on zinc (II) distribution ratio by DDCMP>
The effect of hydrogen ion concentration on the distribution ratio when chloride ion concentration was kept constant was investigated. The aqueous phase contains various hydrogen ion concentration aqueous solutions containing about 0.1 × 10 -3 mol dm -3 zinc (II) (hydrogen ion concentration: 0.01 to 0.3 mol dm -3 ; chloride ion concentration: 1 mol dm -3 ) The organic phase was a toluene solution containing 0.01 mol dm -3 DDCMP. The aqueous phase was prepared by mixing 1 mol dm -3 hydrochloric acid and lithium chloride. The hydrogen ion concentration after equilibration was measured using neutralization titration. FIG. 12 shows the influence of hydrogen ion concentration on the distribution ratio of zinc (II) by DDCMP.
As shown in FIG. 12, the distribution ratio did not depend on the hydrogen ion concentration.

<実施例12: DDCMPによる亜鉛(II)の分配比に及ぼす塩化物イオン濃度の影響>
水素イオン濃度を一定にしたときの分配比に及ぼす塩化物イオン濃度の影響を調べた。水相は、約0.1×10-3 mol dm-3の塩化亜鉛(II)を含む各種塩化物イオン濃度水溶液(塩化物イオン濃度:0.01〜3 mol dm-3;水素イオン濃度:0.1 mol dm-3)を、有機相は、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。水相は0.1 mol dm-3塩酸を所定の水素イオン濃度となるように加え、それに塩化リチウムを加えることによって塩化物イオン濃度を調整した。DDCMPによる亜鉛(II)の分配比に及ぼす塩化物イオン濃度の影響を図13に示す。
<Example 12: Effect of chloride ion concentration on the distribution ratio of zinc (II) by DDCMP>
The effect of chloride ion concentration on the distribution ratio when the hydrogen ion concentration was kept constant was investigated. The aqueous phase is about 0.1 × 10 -3 mol dm -3 of various chloride ion concentration aqueous solution containing zinc chloride (II) (chloride ion concentration: 0.01~3 mol dm -3; hydrogen ion concentration: 0.1 mol dm - 3 ) For the organic phase, a toluene solution containing 0.01 mol dm -3 DDCMP was used. The aqueous phase was adjusted to a chloride ion concentration by adding 0.1 mol dm -3 hydrochloric acid to a predetermined hydrogen ion concentration and adding lithium chloride thereto. FIG. 13 shows the effect of chloride ion concentration on the distribution ratio of zinc (II) by DDCMP.

図13に示すように、塩化物イオン濃度の増加に伴い分配比は2次の依存性を示し、増加した。   As shown in FIG. 13, as the chloride ion concentration increased, the distribution ratio showed a second order dependence and increased.

<実施例13: DDCMPによる亜鉛(II)の分配比に及ぼす抽出剤濃度の影響>
亜鉛(II)の分配比に及ぼす抽出剤濃度の影響を調べた。水相は、約0.1×10-3mol dm-3の塩化亜鉛(II)を含む塩酸水溶液(塩酸濃度:0.1及び1 mol dm-3)を、有機相は、0.001〜0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。DDCMPによる亜鉛(II)の分配比に及ぼす抽出剤濃度の影響を図14に示す。
<Example 13: Effect of extractant concentration on zinc (II) distribution ratio by DDCMP>
The effect of extractant concentration on the distribution ratio of zinc (II) was investigated. The aqueous phase is an aqueous hydrochloric acid solution containing about 0.1 × 10 -3 mol dm -3 zinc (II) chloride (hydrochloric acid concentration: 0.1 and 1 mol dm -3 ), and the organic phase is 0.001 to 0.01 mol dm -3 . Each toluene solution containing DDCMP was used. FIG. 14 shows the effect of extractant concentration on the partition ratio of zinc (II) by DDCMP.

図14に示すように、傾きは1となったことから、亜鉛(II)1分子に対して抽出剤1分子が関与していると考えられる。
この場合、DDCMPとZnCl2との錯体の推定構造を図15に示す。
As shown in FIG. 14, since the slope is 1, it is considered that one molecule of the extractant is involved in one molecule of zinc (II).
In this case, the estimated structure of the complex of DDCMP and ZnCl 2 is shown in FIG.

<実施例14: カドミウム(II)及び亜鉛(II)の逆抽出実験>
抽出実験は、全てバッチ法により行った。水相は、約0.1×10-3 mol dm-3の塩化カドミウム(II)を含む塩酸水溶液(塩酸濃度:3 mol dm-3)又は約0.1×10-3 mol dm-3の塩化亜鉛(II)を含む塩酸水溶液(塩酸濃度:3 mol dm-3)を、有機相は、0.01 mol dm-3のDDCMPを含むトルエン溶液を、それぞれ使用した。各相を100 mlずつ共栓つき三角フラスコに分取し、30℃の恒温槽中で、約24時間振とうした。
<Example 14: Back extraction experiment of cadmium (II) and zinc (II)>
All extraction experiments were performed by the batch method. The aqueous phase is an aqueous hydrochloric acid solution containing about 0.1 × 10 -3 mol dm -3 cadmium (II) chloride (hydrochloric acid concentration: 3 mol dm -3 ) or about 0.1 × 10 -3 mol dm -3 zinc chloride (II ) Containing a hydrochloric acid aqueous solution (hydrochloric acid concentration: 3 mol dm -3 ), and the organic phase was a toluene solution containing 0.01 mol dm -3 DDCMP. 100 ml of each phase was dispensed into an Erlenmeyer flask with a stopper and shaken in a thermostatic bath at 30 ° C. for about 24 hours.

その後、それぞれ水相と有機相とを分取し、分取した有機相10 mlと、所定の濃度の逆抽出剤を含有する水相(脱離水溶液)10 mlとを共栓つき三角フラスコに取り、再び30℃の恒温槽中で、24時間振とうした。初期金属イオン濃度及び平衡後の水相金属イオン濃度は、原子吸光光度計を用いて測定した。また、有機相中の金属イオン濃度は、物質収支により求めた。   Then, each of the aqueous phase and the organic phase was separated, and 10 ml of the separated organic phase and 10 ml of an aqueous phase (desorbed aqueous solution) containing a predetermined concentration of back extractant were placed in an Erlenmeyer flask with a stopper. Then, it was shaken again in a constant temperature bath at 30 ° C. for 24 hours. The initial metal ion concentration and the water phase metal ion concentration after equilibration were measured using an atomic absorption photometer. Further, the metal ion concentration in the organic phase was determined from the mass balance.

DDCMPを含む有機相を用いた場合において、種々の逆抽出剤によるカドミウム(II)及び亜鉛(II)の逆抽出率を表1に示す。なお、逆抽出率(%)は、抽出工程で有機相に抽出されたカドミウム(II)又は亜鉛(II)の総量に対する逆抽出された各金属イオンの割合を意味する。   Table 1 shows the back extraction rates of cadmium (II) and zinc (II) with various back extractants when using an organic phase containing DDCMP. The back extraction rate (%) means the ratio of each back extracted metal ion to the total amount of cadmium (II) or zinc (II) extracted into the organic phase in the extraction step.

Figure 0005854460
Figure 0005854460

表1に示すように、どの逆抽出剤(脱離水溶液)を用いても、カドミウム(II)及び亜鉛(II)については、ほぼ100%の逆抽出率を示した。このことから、カドミウム(II)及び亜鉛(II)の抽出には、塩化物イオンが必要であることが示唆された。したがって、DDCMPを含む有機相に抽出されたカドミウム(II)及び亜鉛(II)は、これらの逆抽出剤を用いることにより、ほぼ100%回収及び濃縮出来ることが示唆された。   As shown in Table 1, regardless of which back extractant (desorbed aqueous solution) was used, the back extraction rate of cadmium (II) and zinc (II) was almost 100%. This suggests that chloride ions are required for extraction of cadmium (II) and zinc (II). Therefore, it was suggested that cadmium (II) and zinc (II) extracted in the organic phase containing DDCMP can be recovered and concentrated almost 100% by using these back extractants.

本発明の抽出剤は、金(III)、パラジウム(II)及び白金(IV)からなる群より選択される貴金属のイオン、又はカドミウム(II)及び亜鉛(II)からなる群より選択されるベースメタルのイオンを選択的に抽出することが出来る。これにより、電子機器の廃棄物又は廃触媒等の貴金属の酸性廃液から金(III)、パラジウム(II)又は白金(IV)を、亜鉛鉱又はニッカド電池の廃溶液からカドミウム(II)又は亜鉛(II)を選択的に回収することが可能となる。   The extractant of the present invention is a noble metal ion selected from the group consisting of gold (III), palladium (II) and platinum (IV), or a base selected from the group consisting of cadmium (II) and zinc (II) Metal ions can be selectively extracted. As a result, gold (III), palladium (II) or platinum (IV) is obtained from noble metal acidic waste liquid such as electronic equipment waste or waste catalyst, and cadmium (II) or zinc (from zinc or nicad battery waste solution). II) can be selectively recovered.

Claims (3)

式I:
Figure 0005854460
[式中、
R1、R2、R3及びR4は、2-エチル-ヘキサン-1-イルであり;
L1及びL2は、メチレンである]
で表される化合物。
Formula I:
Figure 0005854460
[Where:
R 1, R 2, R 3 and R 4 are 2-ethyl - Ri hexan-1-yl der;
L 1 and L 2 are methylene ]
A compound represented by
請求項1の化合物を含有する、金、パラジウム、白金、カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類の金属イオンの抽出剤。 An extractant for at least one metal ion selected from the group consisting of gold, palladium, platinum, cadmium and zinc, comprising the compound of claim 1 . 金、パラジウム、白金、カドミウム及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種類の金属イオンを含有する水相と請求項1の化合物を含有する有機相とを接触させて、前記金属イオンを該有機相に抽出する抽出工程を含む、前記金属イオンの回収方法。 Gold, palladium, platinum, by contacting the organic phase containing at least one water phase containing metal ions compound of claim 1 selected from the group consisting of cadmium and zinc, organic said metal ion A method for recovering the metal ion, comprising an extraction step of extracting the phase.
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