JP6665806B2 - ジルコニウムの精製方法および精製装置 - Google Patents
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Description
[Y(C2O4)n]-(2n-3)+2nH+ → Y3++nH2C2O4 …(1)
(1)式に従って、イットリウムオキサラト錯体は3価の陽イオンであるイットリウムイオン(Y3+)に分解されるため、陰イオン交換樹脂から脱離させることができる。離脱したイットリウムイオンは、酸性溶液の流れに沿って樹脂カラムから排出させることができる。一方、ジルコニウムオキサラト錯体は略分解しないため、陰イオンの状態が維持されて、陰イオン交換樹脂に吸着されている。これにより、イットリウムをほとんど除去して、ジルコニウムオキサラト錯体と分離できる。
[Zr(C2O4)n]-(2n-4)+2nH+ → Zr4++nH2C2O4 …(2)
(2)式に従って分解されたジルコニウムは、酸性溶液に溶解した状態で回収できる。本発明は、以上の実験および鋭意検討に基づいて案出されたものである。
次に、以上説明したジルコニウムの精製方法を実行するためのジルコニウムの精製装置について説明する。図3は、本発明の一実施形態によるジルコニウムの精製装置を説明するためのブロック図である。
次に、上述した一実施形態の変形例について説明する。図4は、本発明の一実施形態によるジルコニウムの精製方法における粗精製液の製造方法の他の例を説明するための図である。図4に示す粗精製液の製造方法は、いわゆるシュウ酸塩沈殿法である。シュウ酸塩沈殿法においては、シュウ酸ジルコニウム(Zr(C2O4)2)が水溶性である一方、シュウ酸イットリウム(Y2(C2O4)3)が難溶性であることを利用する。
2 溶解槽
2a,14a,14b,14c,14d,14e,14f,15a,15b,15c,15e,15f,18 バルブ
3 酸性溶液
4 ヒドロキサム酸樹脂
5,7 樹脂カラム
5a,7a 排液口
6 陰イオン交換樹脂
10 精製装置
11 精製液バイアル
12 廃液バイアル
13 リザーバタンク群
13a,13b,13c,13d,13e,13f リザーバタンク
16a,16b,16c 三方弁
17 マスフローコントローラ(MFC)
Claims (8)
- ジルコニウムの錯体およびイットリウムの錯体を含む溶液を陰イオン交換樹脂に接触させて、前記ジルコニウムの錯体および前記イットリウムの錯体を吸着させる吸着工程と、
前記吸着工程の後に、前記陰イオン交換樹脂に純水を通液する純水通液工程と、
前記純水通液工程の後に、前記陰イオン交換樹脂に、前記イットリウムの錯体を分解するとともに水素イオン濃度が0.1mol/L未満である低濃度酸性溶液を通液する酸通液工程と、
前記酸通液工程の後に、前記陰イオン交換樹脂に前記ジルコニウムを溶解可能な濃度の高濃度酸性溶液を通液して、前記ジルコニウムを含む精製液を得る回収工程と、
を含むことを特徴とするジルコニウムの精製方法。 - 前記高濃度酸性溶液の濃度が、水素イオン濃度において0.1mol/L以上である
ことを特徴とする請求項1に記載のジルコニウムの精製方法。 - 前記ジルコニウムおよび前記イットリウムを溶解酸性溶液によって溶解させて溶解液を得る溶解工程と、前記溶解液をキレート樹脂に接触させる前段吸着工程と、前記前段吸着工程の後に、前記キレート樹脂を洗浄する前段洗浄工程と、前記前段洗浄工程の後に、前記キレート樹脂に前記ジルコニウムを溶解可能な回収酸性溶液を通液して前記ジルコニウムおよび前記イットリウムを含む溶液を得る前段回収工程と、を前記吸着工程の前にさらに含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載のジルコニウムの精製方法。 - 前記回収酸性溶液が、カルボキシル基を2つ以上有する有機酸水溶液である
ことを特徴とする請求項3に記載のジルコニウムの精製方法。 - 前記ジルコニウムおよび前記イットリウムを溶解酸性溶液によって溶解させて溶解液を得る溶解工程と、前記溶解液を蒸発乾固させて前記ジルコニウムおよび前記イットリウムを含む物質を得る蒸発乾固工程と、前記蒸発乾固工程の後に、前記ジルコニウムおよび前記イットリウムを含む物質にシュウ酸水溶液を添加して撹拌し、ジルコニウムを溶解させ、シュウ酸イットリウムを析出させる撹拌工程と、前記撹拌工程の後に、前記混合液をろ過することにより、前記ジルコニウムおよび前記イットリウムを含む溶液を得るろ過工程と、を前記吸着工程の前にさらに含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載のジルコニウムの精製方法。 - 陰イオン交換樹脂が充填されているとともに、ジルコニウムおよびイットリウムを含む溶液、前記イットリウムの錯体を分解するとともに水素イオン濃度が0.1mol/L未満である低濃度酸性溶液、前記ジルコニウムを溶解可能な濃度の高濃度酸性溶液、および純水を、選択的に通液後に排出可能な陰イオン交換樹脂容器と、
前記純水、前記低濃度酸性溶液、および前記高濃度酸性溶液をそれぞれ貯留可能で、前記純水、前記低濃度酸性溶液、および前記高濃度酸性溶液を、前記陰イオン交換樹脂容器に供給可能な複数の貯留槽と、
を備えることを特徴とするジルコニウムの精製装置。 - 前記高濃度酸性溶液の濃度が、水素イオン濃度において0.1mol/L以上である
ことを特徴とする請求項6に記載のジルコニウムの精製装置。 - ジルコニウムおよびイットリウムを溶解させて溶解液を得る溶解槽と、キレート樹脂が充填されているとともに、前記溶解槽から排出された前記溶解液、酸性溶液、および純水を、選択的に通液後に排出可能なキレート樹脂容器と、をさらに備え、前記貯留槽が、さらに前記酸性溶液を貯留可能で、前記酸性溶液、前記純水、前記低濃度酸性溶液、および前記高濃度酸性溶液を、前記キレート樹脂容器および前記陰イオン交換樹脂容器の少なくとも一方に選択的に供給可能に構成されている
ことを特徴とする請求項6または7に記載のジルコニウムの精製装置。
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