JPH01184027A - リチウム同位体分離法 - Google Patents

リチウム同位体分離法

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JPH01184027A
JPH01184027A JP665288A JP665288A JPH01184027A JP H01184027 A JPH01184027 A JP H01184027A JP 665288 A JP665288 A JP 665288A JP 665288 A JP665288 A JP 665288A JP H01184027 A JPH01184027 A JP H01184027A
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Kazuhisa Hiratani
和久 平谷
Kazunari Nishizawa
西沢 嘉寿成
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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】
〔技術分野〕 本発明は、一般式 (式中 nl及びR3は水素原子、アルキル基、芳香族
炭化水素基又はアルキル芳香族基で、その少なくとも一
方は水素原子以外の置換基であるか、あるいはnl、n
lは結合して、+CH−+vr (n:2−6)、+C
Hr)mO+CH,軸(it、n=1−6)又は−〇+
CH−)n−O−(n=2〜4)で示される環状置換基
を示す)で表わされる2つのキノリルオキシ基をもつ化
合物を用いるリチウム同位体分離法に関するものである
。 本発明において用いる化合物(1)は、本発明者の一部
が既に特許出願中(特願昭60−203867号)の化
合物であるが1本化合物(1)を用いる新たな用途とし
て、リチウム同位体6Liと7Liの分離に有用である
ことを見出した。すなわち、化合物(1)は溶液A−溶
液ト溶液Bからなる液膜系において一方の溶液A中のリ
チウムイオンの同位体(自然同位体存在比“Li:’L
C7:93)のうち”Liを選択的に溶液Bに輸送する
液膜用キャリアーとして、また水中に溶解するリチウム
同位体のうち、 @Liを選択的に有機溶媒中に移行さ
せ得る″Li選択抽出剤として有用である。 ところで、リチウムの自然界における同位体存在比は、
“Li約7%、’Li約93%である@”Llと’Li
の分離が注目されるようになってきたのは放射化しない
7Llが原子炉の一次冷却用に使用できること、及び′
Liが中性子を照射することでトリチウムに変換できる
ことにある。とくに6Liから生成するトリチウムは将
来核融合反応における原料とし多量の需要が見込まれる
ものでGLiの分離法はきわめて重要性が高い。 〔従来技術〕 さて、現在、”Liと7Liの分離は水銀アマルガム法
により米国及びフランスで実施されている。この方法に
よるLiの分離係数(S、F)は1.05であり、多段
分離による6Liの濃縮が必要で、大量の水銀を必要と
するとともに、アマルガムが水に溶出する欠点を有して
いる。このためクラウンエーテルを使用する溶媒抽出法
やカラムによる分離法等が各国で研究段階にある。
【目  的】
本発明は、!Liと7Liとを分離するための新しい方
法を提供することを目的とする。・ 〔構゛ 成〕 本発明は、前記一般式(1)で表わされるビス(8−キ
ノリルオキシ)誘導体を液膜用キャリヤー又は溶解抽出
剤として用いる6Liと7Liとの分離法である。 本発明による化合物(1)を液膜輸送用キャリアー又は
溶媒抽出用キャリアーとする分離法は従来法における分
離に比べていくつかのすぐれた特徴を有するものである
。 既に特許出願中(特願昭60−203867号)である
化合物(1)は親油性の大きな、リチウムイオン選択性
をもつキャリアーであるので、リチウム同位体分離にお
いても抽出性能、輸送性能が優れていること、合成法が
比較的容易であり多量にしかも安価に供給できることで
、リチウム同位体の分離には、きわめて適している。 また2本発明法による同位体の分離係数は、水銀アマル
ガム法と同程度であるが、本発明法における液膜を用い
ることにより、従来に比して1つのキャリアーがくり返
しリチウムイオンを輸送することができるため、多量の
リチウムイオンを少量のキャリアーで処理することが可
能となり、さらに水銀アマルガム法で必要な逆抽出が不
要であるという特徴を有している。 前記一般式(1)において、R1又はR2がアルキル基
を示す場合、このアルキル基としては低級アルキル及び
高級アルキルを問わず任意のものが用いられ、通常、炭
素数1−30のものが用いられる。また、前記一般式に
おいて、R1又はR2が芳香族炭化水素基を示す場合、
通常、炭素数6〜約14のものが用いられる。また、前
記一般式において、R1又は!(2がアルキル芳香族基
を示す場合、通常、炭素数1〜約20のアルキル置換基
を含むものが用いられる。 またnl、R2が結合した環状の置換基を示す場合。 この置換基としては、−GCH,−)−rr (n=2
−6)、HC)1gKO(CH,+IT(m、n=1−
6)又は−〇−(CHzhrO−(n=2〜4)を含む
ものが用いられる。 本発明で用いる化合物(1)は陽イオンキャリアーとし
て作用し、液膜におけるリチウムイオン同位体の選択的
輸送及び水相から油相へのリチウムイオン同位体の選択
的溶媒抽出にすぐれた性能を示す。 本発明において、化合物(1)をイオノフオア−として
用いて、陽イオンの移行を行うには、2種の溶液A及び
Bを、化合物(1)を介して間接的に接触させればよい
。例えば、化合物(1)を溶液Aと溶液Bに対して実質
上非混和性の有機溶媒に溶解させ、この化合物(1)の
溶液を中間溶液層として、溶液A及び溶液Bを間接接触
させる方法、溶液A及びBをそれぞれ、隔膜により仕切
られた区画内に収容させた化合物(1)の溶液を介して
、それぞれ間接接触させる方法、溶液A及びBを、高分
子膜や口紙などの支持体に支持させた化合物(1)を介
して間接的に接触させる方法などがある。 次に、図面により、溶液Aと溶液Bとを、化合物(1)
の溶液Nを介して接触させてリチウムイオンの移送を行
う場合の具体例を示す。 lはU字形の容器を示し、筒状容器2,3と、それらの
下部を連結する連結管4とから構成される。5゜6は撹
拌器である。 この容器lに対し、先ず化合物(1)を含む溶液にを中
間溶液層として入れ、次に、一方の筒状容器2に溶液A
及び他方の筒状容器3に溶液Bを入れる。 なお、溶液Nは溶液A及びBと実質上非混和性のもので
ある。 溶液Aは移送対象となるリチウムイオンを含むもので1
通常、水溶液が用いられるが、必ずしも水溶液に限定さ
れるものではなく、有機溶媒と水との混合溶液や、アル
コール等の有機溶媒溶液も適用される。また、この溶液
Aは、通常、pH7以上の中性又はアルカリ性溶液とし
て用いられる。溶液Bは、移送されるリチウムイオンを
受取るためのもので、中性水溶液が用いられる。溶液に
の形成に用いられる溶媒は、溶液A及びBと実質上非混
和性のもの、例えば、溶液A及びBが水性溶媒である場
合は、クロロホルム、四塩化メタン、ジクロルエタンな
どの有機ハロゲン化物や、ベンゼン、トルエン等の炭化
水素、さらにヘキサノール、オクタツールなどの水難溶
性アルコール等が適用される。 (効  果〕 前記のようにして、溶液A及びBを間接接触させる時に
は、中性又はアルカリ性溶液A中のリチウムイオンは化
合物(1)に捕捉され、このリチウムイオンを捕捉した
化合物(1)は溶液Bと接触し、中性溶液B中にその捕
捉したリチウムイオンを放出する。このようにして、溶
液A中のリチウムイオンは溶液B中に移送される。 この際リチウム同位体のうち、′Liが分離係数数パー
セントで溶液B中に移送される。 一方1本発明により化合物(1)を用いて水溶液中に存
在するリチウムイオンを抽出するには、リチウムイオン
含有水溶液に対して化合物(1)を溶解する溶液を添加
混合し、水相と油相とに相分離すればよい、この操作に
よって、水中に溶解していたリチウムイオンは油相に抽
出移行される。この際、リチウム同位体のうち6Liが
分離係数数パーセントで油相中に抽出される。 なお同位体分離係数(α)は次式で示される。 ((”LL)/(’LL))taq+ ここで((@Li)/ (’Li))+org+および
((Li) / (7Li) )taq+はそれぞれ、
有機相、水溶液相における同位体存在比である。 〔実施例〕 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。 実施例 A、液膜輸送試験 図面に示した装置を用いてリチウムイオンの輸送試験を
行った。 キャリアーとしては前記化合物(1)のうち、R1、R
2が結合したR1. R” =−CI、 CH,CH2
−(IF)化合物を用い、溶液A、B及びNの成分組成
は次の通りである。 溶液A:2.OMヨウ化リチウムの水溶液15mQ溶液
B:純水15mQ 溶液M:1.l−ビス(8−キノリルオキシメチル)シ
クロブタンの3 X 10”’モルをクロロホルム30
−に溶解して形成した溶液 溶液A、B及びには恒温槽中25℃に保たれた。溶液A
から溶液Bへ輸送された2日後のリチウムイオン量を原
子吸光によりまた、リチウムイオン同位体比を質量分析
計により測定したところ、リチウムイオンは、 0.1
3ミリモル輸送され、’Liに対する分離係数1.02
4が得られた。 B、溶媒抽出試験 抽出剤として前記化合物(1)のうちRL、RNが結合
したR1. R” =−CH2Cl、 CH,−の化合
物をクロロホルムに溶解し、濃度を0.186Mとした
。水溶液として2、ONのLilを用いた。この有機相
−水溶液相の間で液−液抽出を行い、リチウム塩を逆抽
出して取り出し、質量分析装置により、同位体比を調べ
た。 抽出温度を20℃、40℃と各々変えたところ6Liに
対する同位体分離係数として、各々1.027及び!、
O18が得られた。
【図面の簡単な説明】
図面は、リチウムイオンの輸送に用いる装置配明図であ
る。 2.3・・・筒状容器、4・・・連結管、5,6・・・
撹拌器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1及びR^2は水素原子、アルキル基、芳
    香族炭化水素基又はアルキル芳香族基で、その少なくと
    も一方は水素原子以外の置換基であるか、あるいはR^
    1、R^2は結合して、▲数式、化学式、表等がありま
    す▼(n=2〜6)、▲数式、化学式、表等があります
    ▼(m、n=1〜6)又は▲数式、化学式、表等があり
    ます▼(n=2〜4)で示される環状置換基を示す) で表わされるビス(3−キノリルオキシ)誘導体からな
    る化合物を液膜用キャリヤーとする^6Liと^7Li
    の同位体分離法。
  2. (2)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R^1及びR^2は水素原子、アルキル基、芳
    香族炭化水素基又はアルキル芳香族基で、その少なくと
    も一方は水素原子以外の置換基であるか、あるいはR^
    1、R^2は結合して、▲数式、化学式、表等がありま
    す▼(n=2〜6)、▲数式、化学式、表等があります
    ▼(m、n=1〜6)又は▲数式、化学式、表等があり
    ます▼(n =2〜4)で示される環状置換基を示す) で表わされるビス(3−キノリルオキシ)誘導体からな
    る化合物を溶解抽出剤とする^6Liと^7Liの同位
    体分離法。
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JPH0555172B2 JPH0555172B2 (ja) 1993-08-16

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