JPH01108118A - スカンジウムの選択的分離回収法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はスカンジウムの選択的分離回収法に関するもの
である。　。

さらに詳しくは、特定の機能基を有する樹脂を用いて溶
液中のスカンジウムを選択的に分離回収する方法に関す
るものである。

［従来の技術］ スカンジウムは、近年、高鮮明、高輝度ブラウン管の添
加剤、長距離レーザー通信用トリガーの原料あるいはセ
ラミック系超電導材料の原料として、次世−代の光、電
子産業を担う新素材のひとつとして期待され、今後著し
い需要の増大が見込まれている。ところが、工業的に価
値のあるスカンジウムの単独鉱石はない。スカンジウム
はタングステン鉱石、ウラン鉱石、ボーキサイトなどに
わずかずつ広く分布している。したがって、この分離１
回収には様々な工夫がなされ、多くの手間と費用がかけ
られている。すなわち、単純なプロセスで、効率よくス
カンジウムを分離回収でき、商業的にも価値のある技術
開発への期待は大きい。

現在、スカンジウムのみを工業的に分離回収するための
プロセスはなく、タングステン鉱石、ウラン鉱石、ボー
キサイトなどの浸出残滓あるいは浸出廃液などから、数
工程にもわたる溶媒抽出法を用いて分離、回収されてい
る。かかる溶媒抽出法としては、トリブチルホスフェー
ト、ジー（２−エチルヘキシル）ホスホリックアシドな
どの有機リン化合物による抽出法（特開昭５９−１６４
６３８号公報１日本鉱業会誌９１巻、３４７頁、１９７
５年、ＴｈｅＳｏｖｉｅｔ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎ
ｏｎ−Ｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ、２４巻。

５２頁、　１９８３年）やＰｒｉｍｅｎｅ　ＪＭＴなど
の疎水性アミンを抽出剤に用いる方法（日本鉱業会誌９
１巻。

３４７頁、１９７５年）などが提案あるいは報告されて
いる。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、これらの諸方法は該試剤のスカンジウム
に対する選択性が、低く、また、溶媒抽出法を分離手段
の基本としているため、該試剤の水層への溶解損失によ
る機１走低下、溶剤による水層の汚染などの問題を含み
、実使用に適当な方法とは言い難い。

〔問題点を解決するための手段］ そこで、本発明者らは上記不都合を克服した新規なスカ
ンジウムの分離回収方法について鋭意検討を重ねた結果
、特定のキレート機能基を有する樹脂がスカンジウムを
選択的に吸着することを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明によれば、スカンジウムを微量含有す
る溶液をエーテルで処理し、この処理液と、キレート形
成機能分子として、一般式（ただし、Ｘは水素原子、炭
素数が１から４までのアルキル基、またはナトリウムあ
るいはカリウムのアルカーリ金属を表わす）で表わされ
るイミノジ酢酸基あるいはそのアルカリ金属塩を有する
樹脂を、スカンジウムを吸着可能なｐＨ値のもとで接触
させてスカンジウムを吸着分離せしめ１次いでスカンジ
ウムを吸着したキレート樹脂から溶離剤によってスカン
ジウムを溶離することを特徴とするスカンジウムの選択
的な分離回収法が提供される。

本発明におけるスカンジウムを微量含有する溶液とはス
カンジウム含有溶液であればよく、特にその種類を限定
されるものではない０例えば、タングステン製錬におけ
る鉄マンガン重石精鉱のアルカリ浸出残滓、バイヤー法
によるアルミナ製造におけるボーキサイトのアルカリ浸
出残滓あるいはウラン製錬における酸浸出残滓などが挙
げられ、いずれも大量の鉄と共存するスカンジウム微量
含有物である。したがって、スカンジウムの効率的な分
離回収には、スカンジウム−鉄の混合系において、スカ
ンジウムに対する特異的な相互作用を示す手法を用いれ
ばよい。

スカンジウムを微量含有する溶液をエーテルで処理する
場合には、スカンジウム含有溶液が４規定ないし１２規
定の塩酸水溶液であるのか好ましく、６規定ないし８規
定が特に好ましい。ここで用いるエーテルはジエチルエ
ーテル、ジ−ｎ−プロピルエーテル、ジー１ｓｏ−プロ
ピルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、ジフェニルエ
ーテルなど通常用いられるエーテル類であれば特に限定
はされない０本発明で用いられる前記一般式て表わされ
るイミノジ酢酸基を有する樹脂としては１例えば、ポリ
スチレン、スチレンとジビニルベンゼンとの共重合体、
スチレンとメチルメタアクリレートとの共重合体、ある
いはスチレンとアクリロニトリルとの共重合体をクロル
メチル化して得られる樹脂にイミノジアセトニトリルを
反応させ、次いで、濃塩酸でニトリル基を加水分解して
得られる樹脂；クロルメチルスチレンにイミノジ酢酸あ
るいはこのジナトリウム塩を反応して得られるＮ−（ビ
ニルベンジルイミノ）酢酸をモノマーとし、アゾビスイ
ソブチロニトリルあるいは過硫酸ナトリウムを触媒とす
る通常のラジカル重合で得られる樹脂；２−（ビニルフ
ェニル）−グリシンに炭酸ナトリウムの存在下でクロル
酢酸を反応して得られる２−（ビニルフェニルニトリロ
）−トリ酢酸をモノマーとし、アゾビスイソブチロニト
リルを触媒とする通常のラジカル重合で得られる樹脂：
ポリビニルアルコールなβ−ブロムエチルアセタールて
アセタール化し、次いてピリジン中でイミノジ酢酸を反
応して得られる樹脂；ポリアクリル酸、ポリメタアクリ
ル酸、アクリル酸とスチレンとの共重合体、メタアクリ
ル酸とスチレンとの共重合体、アクリル酸とジビニルベ
ンゼンどの共重合体あるいはメタアクリル酸とジビニル
ベンゼンとの共重合体に三塩化リンを反応させてアクリ
ル酸ユニットあるいはメタアクリル醜ユニットのカルボ
キシル基を酸クロリドとし１次いで無水ピリジンあるい
はジメチルホルムアミド中でイミノジ酢酸を反応させて
得られる樹脂；アクリル酸クロリドあるいはメタアクリ
ル酸クロリドにイミノジ酢酸を反応させ１次いでこれに
スチレン、ジビニルベンゼンあるいはアクリロニトリル
を加えてモノマー成分とし、アゾビスイソブチロニトリ
ルを触媒とする通常のラジカル重合で得られる樹脂：キ
レート形成機能基としてイミノジ酢酸基あるいはそのア
ルカリ金属塩を有する市販のキレート樹脂（例えば、ロ
ームアントハース社のアンバーライトＩＲＣ−７１８、
ユニチカ社のユニセレックＵＲ−３０、ＵＲ−５０など
）；種々の方法で得た前記 ｏｏｘ ／ Ｎ ＼ ｏｏｘ を有する樹脂およびイミノジ酢酸基を有する市販のキレ
−１樹脂からなる混合物が挙げられる。

本発明において用いられる塩酸、硫酸または硝酸の水溶
液からなる溶離剤の濃度は０．５規定以上で、好ましく
は１ないし３規定である。

本発明によりスカンジウムを含む溶液からスカンジウム
を選択的に分離回収するには、まずスカンジウムを微量
含有する溶液をエーテルで処理し、次いで上記キレート
樹脂と接触させ、さらにスカンジウムを吸着したキレー
ト樹脂と上記溶離剤を接触せしめる。ここで、エーテル
で処理する場合に特別な配慮を払う必要は何もなく、単
にスカンジウム溶液とエーテルを同じ容器内で振とうす
るだけでよい。使用するエーテルの容量はスカンジウム
溶液と同量ないし３倍量て、実施温度は室温である。キ
レート樹脂との接触方法についても特に限定されるもの
ではない。例えば、スカンジウムを含む溶液に樹脂を加
えて攪拌する方法、樹脂を充填したカラムへスカンジウ
ムを含む溶液を通液する方法などが一般に採用される。

使用する樹脂量は溶液中のスカンジウム濃度によって適
宜選択される。実施温度は５ないし１００℃で、好まし
くはｌＯないし７０℃そある。また、必要に応じて亜硫
酸ガスの吹込みあるいは亜硫酸水素ナトリウム、アスコ
ルビン酸などの添加によって溶液中に共＃する鉄（■）
゛を−（ｎ）に還元することが好ましい、吸着されたス
カンジウムの溶離方法も特に限定されず、上記キレート
樹脂へあ接触方法が好ましく用いられる。溶離剤の量は
吸着されたスカンジウム量によって適宜選択される。ま
た、実施温度はｌＯないし５０℃が好ましく用いられ、
接触時間は３０分以内で充分である。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明によれば、上記のような簡
単な操作によって、タングステン、アルミニウム、ウラ
ン等の鉱石の浸出残滓中に大量の鉄と共存して伝る一量
のスカンジウムを選択的に分離回収することができる。

本発明によれば、公知の溶媒抽出剤を用いてスカンジウ
ムを分離回収する方法と比較して、スカンジウムに対す
る選択性か高い。また１本発明における吸着剤は樹脂で
あるのて簡便な操作で効率よく分離１回収てきるという
利点をもち、樹脂に吸着されたスカンジウムは酸性溶液
中で容易に溶離できる。さらに、本発明における樹脂は
耐酸性に優れているので、繰り返して使用できるという
経済性も備えている。

［実施例］ 以下１本発明を実施例によってさらに詳しく説明するか
１本発明はこれらの実施例に限定されるものてはない。

（実施例１） スカンジウムを５００　ｐｐｍ、鉄を２０％含む６規定
の塩酸水溶液２００ｔａｌにジエチルエーテル５００■
交を加え、室温でｌＯ分分間上うし、分液した塩酸水溶
液をアルカリで処理することによって溶液のｐＨを２．
５とし、さらに、亜硫酸水素ナトリウムをｌｏｇ加え、
スカンジウムを２８０ｐｐ−１鉄をＩｓ、０００ｐｐｍ
含む溶液を得た。この溶液１００層見にＭＲ型構造を有
するスチレン−ジビニルベンゼン共重合体をクロルメチ
ル化し、次いでイミノジアセトニトリルを反応させ、さ
らに、Ｃ塩酸で加水分解して得られるイミノジ酢酸基を
有する樹脂ｌｏｇを加えた。室温で２時間攪拌後、濾過
して濾液を分離した。

一方、樹脂は水洗後２規定の塩酸水溶液５０１文を加え
、室温で１５分間攪拌し、櫨過することによってスカン
ジウム回収液を得た。

（実施例２） キレート樹脂として、メタアクリル酸クロリドとイミノ
ジ酢酸との反応によって得られるビニルモノマーとジビ
ニルベンゼンとの共重合体を用いた以外は実施例１と同
様に行った。

（実施例３） キレート樹脂として、アクリル酸とジビニルベンゼンと
の共重合体のアクリル酸ユニットのカルボキシル基を酸
クロリドとし、次いて無水ピリジン中でイミノジ酢酸を
反応させて得られる樹脂を用いた以外は実施例１と同様
に行った。

（実施例４） キレート樹脂として、２−（ビニルフェニルニトリロ）
トリ酢酸とジビニルベンゼンとの共重合体を用いた以外
は実施例１と同様に行った。

（実施例５） キレート樹脂として、市販のアンバーライトＩＲＣ−７
１８（ロームアントハース社）を用いた以外は実施例１
と同様に行った。

（実施例６） キレート樹脂として、市販のユニセレックＵＲ−３０（
ユニチカ社）を用いた以外は実施例１と同様に行った。

（実施例７） キレート樹脂として、市販のユニセレックＵＲ−５０（
ユニチカ社）を用いた以外は実施例１と同様に行った。

以、Ｅの実施例１−７で得られた濾液および回収液中の
スカンジウムならびに鉄の濃度を第１表に示す。

第１表 （実施例８） 実施例７で用いたキレート樹脂ｌｏｇを内径が１３ｍ５
φのガラスカラムに充填し、カラム環よりスカンジウム
を２８０　ｐｐｓｔ、鉄を１５，０００ｐｐｍ含むｐＨ
２，５の水溶液を１時間かけて通液した。流出液中のス
カンジウムは１９　ｐｐｍ、鉄は１４．９１０ｐｐ−で
あった０次いで、この樹脂を水洗し２規定の塩酸水溶液
なカラム環より１５分かけて通液することによってスカ
ンジウム回収液を得た０回収液中のスカンジウムは２５
６ｐｐ■、鉄は８８　ｐｐ＋ｓてあった。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）スカンジウムを微量含有する溶液をエーテルで処
   理し、この処理液と、キレート形成機能分子として、一
   般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただし、Ｘは水素原子、炭素数が１から４までのアル
   キル基、またはナトリウムあるいはカリウムのアルカリ
   金属を表わす）で表わされるイミノジ酢酸基あるいはそ
   のアルカリ金属塩を有する樹脂を、スカンジウムを吸着
   可能なｐＨ値のもとで接触させてスカンジウムを吸着分
   離せしめ、次いでスカンジウムを吸着したキレート樹脂
   から溶離剤によってスカンジウムを溶離することを特徴
   とするスカンジウムの選択的分離回収法。
2. （２）スカンジウムを微量含有する溶液が酸性の水溶液
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のス
   カンジウムの選択的分離回収法。
3. （３）スカンジウムを吸着可能なｐＨ値が１ないし３で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスカ
   ンジウムの選択的分離回収法。
4. （４）溶離剤が塩酸、硫酸または硝酸の水溶液であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスカンジウ
   ムの選択的分離回収法。