JPH01224038A - Novel amphoteric surfactant and water-in-oil type emulsion and method of separating and concentrating metal ion by using emulsification type liquid film. - Google Patents

Novel amphoteric surfactant and water-in-oil type emulsion and method of separating and concentrating metal ion by using emulsification type liquid film.

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JPH01224038A
JPH01224038A JP63049476A JP4947688A JPH01224038A JP H01224038 A JPH01224038 A JP H01224038A JP 63049476 A JP63049476 A JP 63049476A JP 4947688 A JP4947688 A JP 4947688A JP H01224038 A JPH01224038 A JP H01224038A
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Hikotada Tsuboi
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Abstract

PURPOSE:To improve the stability of a water-in-oil type emulsion by emulsifying a metal extractant-contg. water insoluble phase and metal ion concentrating agent-contg. water phase in the presence of a specific amphoteric surfactant, thereby forming the emulsion. CONSTITUTION:The metal extractant-contg. water insoluble phase and the metal ion concentrating agent-contg. water phase are emulsified in the presence of the amphoteric surfactant expressed by formula I (R, R' denote a hydrocarbon group of 8-20C; (m), (n) denote integer in the range of 1-10; X denotes a halogen atom.) to form the water-in-oil type emulsion. This emulsion is dispersed under stirring into a metal ion-contg. aq. soln. to extract the metal ions so that the metal ions are concentrated into the water phase in the emulsion. The emulsion is then separated and demulsified to separate the water phase of the concentrated metal ions from the water insoluble phase.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は新規な両性界面活性剤に関するもので、特に水
溶液中からの金属の回収等に用いられる乳化型液膜や、
水溶性又は水膨潤性ポリマーの逆相エマルションに特に
有利に使用されるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a novel amphoteric surfactant, particularly an emulsified liquid film used for recovering metals from an aqueous solution,
It is particularly advantageously used for reverse phase emulsions of water-soluble or water-swellable polymers.

従来の技術 水溶液中に含まれる有用な金属成分を分離回収したり5
、廃水として放出が困難な金属成分を分離除去するプロ
セスは、工業的に重要で、古くから各種の方法が用いら
れてきた。近年、乳化型液膜を用いて、これらの分離を
行なう方法が注目され、分離の容易性、経済性等の特徴
から実用化されるに至っている。
Conventional technology Separating and recovering useful metal components contained in aqueous solutions5
The process of separating and removing metal components that are difficult to release as wastewater is industrially important, and various methods have been used since ancient times. In recent years, methods of performing these separations using emulsified liquid membranes have attracted attention and have been put into practical use due to their ease of separation and economic efficiency.

乳化型液膜には、水中油(0/W)型エマルションを有
機相中に分散して得られるO/W10型液膜が開発され
たが、これは主に芳香族・脂肪族炭化水素の分離に使用
され、金属の分離、回収には用いられなかった。
As an emulsion type liquid film, an O/W10 type liquid film obtained by dispersing an oil-in-water (0/W) type emulsion in an organic phase has been developed, but this film is mainly used for aromatic and aliphatic hydrocarbons. It was used for separation and was not used for metal separation or recovery.

その後、謂ゆる逆相と称される油中水(W/O)型エマ
ルションを、水相中に分散して得られるW10/W型液
膜が開発され、これは銅の湿式製錬、湿式リン酩からの
ウランの回収や、廃水からの各種金属の回収等への利用
が試みられている。
Later, a W10/W type liquid film was developed, which is obtained by dispersing a water-in-oil (W/O) type emulsion, which is called reverse phase, in an aqueous phase. Attempts are being made to use it to recover uranium from phosphorus and various metals from wastewater.

W10/W型液膜による一金属の回収の目的のためには
、まず安定なW10型エマルションを調製し、これを金
属を含有する水相中に分散させる。
For the purpose of recovering a metal using a W10/W type liquid film, a stable W10 type emulsion is first prepared and dispersed in an aqueous phase containing the metal.

その際、激しく撹拌し、抽出効率を高める必要があるが
、このような激しい撹拌状態においても破壊されない安
定なW10型エマルションを製造することが重要である
。しかしその後エマルションの内水相に濃縮された金属
成分を回収するためには、エマルション粒子は容易に破
壊(解乳化)される性質を持っている必要があり、この
ように−見相反する性質を付与する界面活性剤の選択が
非常に重要である。
At this time, it is necessary to stir vigorously to increase the extraction efficiency, but it is important to produce a stable W10 emulsion that will not be destroyed even under such vigorous stirring conditions. However, in order to subsequently recover the metal components concentrated in the internal aqueous phase of the emulsion, the emulsion particles must have the property of being easily destroyed (demulsifying), and these contradictory properties are required. The selection of surfactant to be applied is very important.

また抽出操作中には、W10型エマルション液滴中の内
水相と外水相との間の塩濃度差によって生じる浸透圧に
より、水が液膜を透過する場合があり、特に外水相から
内水相への水の透過は、金属のcWJ率を低下させるこ
とになる。したがって、このような水の膜透過は抑制す
るが、目的とする金属の膜透過は促進するような界面活
性剤が望ましい、しかも、工業的プロセスで液膜相は循
環して繰返し使用するので界面活性剤は、化学的に安定
で、しかも容易に製造できるものが好ましい。
Also, during the extraction operation, water may permeate through the liquid film due to the osmotic pressure caused by the difference in salt concentration between the inner and outer aqueous phases in the W10 emulsion droplets, and especially from the outer aqueous phase. Water permeation into the internal aqueous phase will reduce the cWJ rate of the metal. Therefore, it is desirable to use a surfactant that suppresses the permeation of water through the membrane, but promotes the permeation of the target metal through the membrane.Moreover, since the liquid film phase is circulated and used repeatedly in industrial processes, The activator is preferably one that is chemically stable and can be easily produced.

以上のように、乳化型液膜に用いられる界面活性剤は、
多くの機走を要求されるため、実際に用いられている種
類は、現在までのところ、比較的限られている0代表的
なものとして、米国特許3.897,308に記載のあ
るポリアミン(下記(2)式参照)、ソルビタンエステ
ル類(例えば、ソルビタンモノオレエート及ヒシオレエ
ート、トリオレエートの混合物、ソルビタンステアレー
ト類などが用いられ、多くの商品があるが代表的な商品
名は5panであり、5pan80の主成分であるソル
ビタンモノオレエートは下式(3)の構造を有している
)などである。
As mentioned above, the surfactants used in emulsified liquid films are:
Due to the large number of maneuvers required, the types actually used are currently relatively limited.A representative example is the polyamine described in U.S. Pat. No. 3,897,308 (see formula (2) below), sorbitan esters (for example, a mixture of sorbitan monooleate, hishioleate, trioleate, sorbitan stearate, etc.), and there are many products, but a typical product name is 5pan, Sorbitan monooleate, which is the main component of 5pan80, has the structure of the following formula (3).

(但し、n=10〜80、X=3〜10)・・・(3) 発明が解決しようとする課題 しかしながら、徒来知られている上記の界面活性剤を用
いたW10型エマルションおよび、これを使用したW1
0/W型液膜による金属の分離、e編方法には、以下の
通りの問題点があることが知られている。
(However, n = 10 to 80, W1 using
It is known that the e-editing method for separating metals using an O/W type liquid film has the following problems.

(1)上記の界面活性剤を用いて製造したW10エマル
ションは、水相中で激しく撹拌、抽出操作を行なうと、
エマルションの液滴が破壊される速度が大で、目的とす
る抽出操作を安定に実施することが困難となる。したが
って、形成されたW10エマルションをさらに安定化さ
せるためには、上記界面活性剤の使用量を増加させる必
要があり、40履ol/ゴ以上の濃度で使用することに
より、ようやく実用可能な安定性を得ることができる。
(1) When the W10 emulsion produced using the above surfactant is vigorously stirred and extracted in the aqueous phase,
The speed at which the emulsion droplets are destroyed is high, making it difficult to stably perform the intended extraction operation. Therefore, in order to further stabilize the formed W10 emulsion, it is necessary to increase the amount of the surfactant used, and by using it at a concentration of 40 ol/g or more, it is finally possible to achieve practical stability. can be obtained.

しかし、このように界面活性剤を高濃度で使用すること
は、経済的にも不利であるとともに、膨潤等の影響を受
は易く、目的とする抽出操作の効率を大巾に低下させる
ことになる。
However, using surfactants at high concentrations in this way is not only economically disadvantageous, but also susceptible to effects such as swelling, which can significantly reduce the efficiency of the intended extraction operation. Become.

(2)乳化型液膜による金属イオンの抽出速度は、使用
する界面活性剤により影響を受は易く、これは界面での
電荷状態が抽出速度に大きく影響しているものとみられ
る、上記の従来公知のノニオン系界面活性剤では、目的
とする金属の抽出速度が必ずしも大ではなく、実用上の
観点からは、速度をさらに大とすることが望まれている
(2) The extraction rate of metal ions by an emulsified liquid film is easily affected by the surfactant used, and this is likely due to the fact that the charge state at the interface has a large effect on the extraction rate. With known nonionic surfactants, the rate of extraction of the target metal is not necessarily high, and from a practical standpoint, it is desired that the rate be further increased.

(3)また、乳化型液膜を用いた金属イオンの分離、濃
縮プロセスにおいては、解乳化工程も重要であり、現在
は電気的解乳化法が一般に用いられている。使用する界
面活性剤により、解乳化の容易さが異るが、従来公知の
界面活性剤では、解乳化が容易でなく、電気的解乳化に
おいて、比較的高い印加電圧を用いる必要がある。した
がって解乳化が容易で、印加電圧を低下できる界面活性
剤が得られれば、さらに工業的に有利なプロセスとする
ことができる。
(3) Furthermore, in the separation and concentration process of metal ions using an emulsifying liquid membrane, the demulsification step is also important, and at present, an electrical demulsification method is generally used. The ease of demulsification varies depending on the surfactant used, but demulsification is not easy with conventionally known surfactants, and it is necessary to use a relatively high applied voltage in electrical demulsification. Therefore, if a surfactant that can be easily demulsified and can reduce the applied voltage can be obtained, the process can be made more industrially advantageous.

課題を解決するための手段 乳化型液膜による金属イオンの分離、濃縮を有効に実施
するためには、適切な界面活性剤の選択が最も重要であ
るが、公知の界面活性剤を詳細に検討した範囲では、上
記の間顕点を解決するものは見い出されなかった。そこ
で乳化型液膜による金属イオンの分離、濃縮プロセスを
実施するために、最も効果的な界面活性剤として、二本
の長鎖アルキル基を有し、しかも両性型のものが優れて
いると考え、このタイプの界面活性剤を数多く合成し、
効果の確認を続けた結果、以下の化合物が著しく優れた
性能を示すことを見い出し、本発明を完成するに至った
Means to Solve the Problem In order to effectively separate and concentrate metal ions using an emulsified liquid membrane, the most important thing is to select an appropriate surfactant, and we have investigated known surfactants in detail. Within the range of research conducted, no solution to the above-mentioned problem was found. Therefore, in order to carry out the metal ion separation and concentration process using an emulsified liquid membrane, we believe that an amphoteric surfactant that has two long-chain alkyl groups is the most effective surfactant. , synthesized many surfactants of this type,
As a result of continuing to confirm the effects, it was discovered that the following compounds exhibited significantly superior performance, and the present invention was completed.

即ち、本発明は、一般式(1)で示される新規な両性(
但し、ここでR,には炭素数8〜20の飽和または不飽
和の炭化水素基を示し、互いに同一でも異ってもよい、
 m、 nは1〜10の整数を示し、互いに同一でも異
ってもよい、又はハロゲン原子を示す、)さらに本発明
は一般式(1)で示される新規な両性界面活性剤を用い
る油中水(W/O)型エマルションである。
That is, the present invention provides a novel amphoteric compound (
However, here, R represents a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 8 to 20 carbon atoms, and may be the same or different from each other.
(m and n represent integers of 1 to 10, and may be the same or different from each other, or represent a halogen atom) Furthermore, the present invention provides an in-oil surfactant using a novel amphoteric surfactant represented by the general formula (1). It is a water (W/O) type emulsion.

さらに本発明は一般式(1)で示される新規な両性界面
活性剤の存在下に、全圧抽出剤を含む水不溶性相と、金
属イオン濃縮剤を含む水相を、乳化し、油中水(W/O
)型エマルションを形成した後、該エマルションを被抽
出相である金属イオンを含む水溶液中に分散撹拌した後
、該エマルションを分離し、解乳化し、金属イオンの濃
縮された水相を水不溶性相から分離して得る方法である
Furthermore, the present invention emulsifies a water-insoluble phase containing a total pressure extractant and an aqueous phase containing a metal ion concentrator in the presence of a novel amphoteric surfactant represented by the general formula (1), and emulsifies the water-in-oil phase. (W/O
) type emulsion is formed, the emulsion is dispersed and stirred in an aqueous solution containing metal ions as the phase to be extracted, the emulsion is separated and demulsified, and the aqueous phase enriched with metal ions is converted into a water-insoluble phase. This is a method to obtain it by separating it from

以下に、本発明の内容をさらに詳細に記す。Below, the content of the present invention will be described in further detail.

本発明は、一般式(1)で示される新規な両性界面活性
剤である。一般式(1)中のR,には、炭素数8〜20
の飽和または不飽和の炭化水素基であるが、具体的には
、オクチル、ノニル、デシル、ラウリル、ミリスチル、
セチル、ステアリル、オレイル等が主で、直鎖の他分岐
状のアルキルをも使用することができる。またm、nは
1〜lOまでの整数であるが、特にmは1〜5、nは2
〜9が好ましい、Xはハロゲン原子であり、塩素、臭素
、ヨウ素、フッ素の中から選ばれるものである。
The present invention is a novel amphoteric surfactant represented by general formula (1). R in general formula (1) has 8 to 20 carbon atoms.
saturated or unsaturated hydrocarbon groups, specifically octyl, nonyl, decyl, lauryl, myristyl,
Cetyl, stearyl, oleyl, etc. are the main ones, and branched alkyls in addition to linear ones can also be used. In addition, m and n are integers from 1 to lO, but especially m is from 1 to 5, and n is from 2
~9 is preferred, and X is a halogen atom selected from chlorine, bromine, iodine, and fluorine.

本発明の両性界面活性剤は、種々の方法にて合成回走で
あり、その出発原料、製造径路、中間体の種類等に特に
制限はない、製造方法の一例を示すと、以下の通りとな
る。
The amphoteric surfactant of the present invention can be synthesized by various methods, and there are no particular restrictions on the starting materials, production routes, types of intermediates, etc. An example of the production method is as follows. Become.

グルタミン酸と、脂肪族(飽和または不飽和)アルコー
ルを、醸触媒の存在下でエステル化し、グルタミン酸の
ジエステル(塩)を第1段で製造する。上記脂肪族長鎖
アルコールは、混合物を使用してもよいし、一種類のア
ルコールでモノエステル化し、さらに他の種類のアルコ
ールでジエステル化してもよい、具体的に脂肪族長鎖ア
ルコールとしてステアリルアルコールを用いた場合は、
(0式の通りで、■が得られる。
Glutamic acid and an aliphatic (saturated or unsaturated) alcohol are esterified in the presence of a fermentation catalyst to produce a diester (salt) of glutamic acid in the first stage. The above aliphatic long chain alcohols may be used as a mixture or monoesterified with one type of alcohol and further diesterified with another type of alcohol. Specifically, stearyl alcohol is used as the aliphatic long chain alcohol. If there was,
(As per formula 0, ■ is obtained.

■ 得られたグルタミン酸のジエステル(塩)を、ω−ハロ
カルボン酸ハライドと反応させた後に、N、N−ジメチ
ルアミノアルコールと反応させて4級化させる。具体的
な例として■に、クロロ酢酸クロライド及びN、N−ジ
メチルアミノエタノールを使用した場合は、(5)式の
通り反応が進行して■が得られる。
(2) The obtained diester (salt) of glutamic acid is reacted with an ω-halocarboxylic acid halide and then reacted with N,N-dimethylamino alcohol to be quaternized. As a specific example, when chloroacetic acid chloride and N,N-dimethylaminoethanol are used for (1), the reaction proceeds as shown in equation (5) to obtain (2).

U ■ 末 トリエチルアミン 4級化物はさらにオキシ塩化リンと反応させてモノエス
テルとし、加水分解して目的のグルタミン酸ジエステル
−4級アンモニウム結合型リン酸モノエステルである、
両性界面活性剤が得られる。具体的な例で示すと、■と
オキシ塩化リンの反応およびその後の加水分解により、
(8)式に従って両性界面活性剤■が得られる。
The quaternized triethylamine product is further reacted with phosphorus oxychloride to form a monoester, which is then hydrolyzed to form the desired glutamic acid diester-quaternary ammonium bond type phosphoric acid monoester.
An amphoteric surfactant is obtained. To give a specific example, the reaction between ■ and phosphorus oxychloride and subsequent hydrolysis results in
Amphoteric surfactant (2) is obtained according to formula (8).

以上が本発明の新規両性界面活性剤の製造方法の一例で
あるが、製造方法は本例に限定されるものではない。
The above is an example of the method for producing the novel amphoteric surfactant of the present invention, but the production method is not limited to this example.

さらに本発明は、一般式(1)で示される新規な両性界
面活性剤を用いる油中水(W/O)型エマルションであ
る。エマルションの油相を形成する水不溶性相は、水と
均一に混合溶解しない液体であれば特に制限なく使用で
きるが、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化
炭化水素が用いられる。具体的には鉱油、パラフィンオ
イル、灯油、軽油、ナフサ、パークロルエチレン、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、シク
ロヘキサン等が挙げられ、これらの2種以上の混合物も
使用できる。
Furthermore, the present invention is a water-in-oil (W/O) emulsion using a novel amphoteric surfactant represented by general formula (1). The water-insoluble phase forming the oil phase of the emulsion can be used without any particular restriction as long as it is a liquid that does not uniformly mix and dissolve with water, but aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and halogenated hydrocarbons are used. Specific examples include mineral oil, paraffin oil, kerosene, light oil, naphtha, perchlorethylene, benzene, toluene, xylene, hexane, heptane, cyclohexane, etc., and mixtures of two or more of these can also be used.

油相中には、界面活性剤や目的に応じて、金属イオンの
抽出剤、安定剤、粘度調節剤等を含むことができる。
The oil phase may contain a metal ion extractant, a stabilizer, a viscosity modifier, etc. depending on the surfactant and purpose.

水相には、用途や目的に応じて水に可溶性なものをすべ
て含むことができる0例えば金属の抽出、ci縮には、
硫酸、塩酸などの鉱酸を含むことができ、水溶性モノマ
ーの重合の目的のためには、水溶性モノマー、開始剤等
を含むことができる。また各種のイオン、塩を含むこと
ができる。
The aqueous phase can contain anything that is soluble in water depending on the use and purpose. For example, for metal extraction, citric condensation,
Mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, etc. may be included, and for the purpose of polymerizing water-soluble monomers, water-soluble monomers, initiators, etc. may be included. It can also contain various ions and salts.

また酵素の固定化のためには、水溶性の酵素を含むこと
ができる。
Furthermore, water-soluble enzymes can be included for immobilization of enzymes.

油相と水相の比は、エマルションが安定に存在する限り
、広範に変化させることが回走であるが、通常油相:水
相=30: 70−95: 5 (体積比)の範囲で実
施される。
The ratio of the oil phase to the water phase can be varied over a wide range as long as the emulsion remains stable, but it is usually within the range of oil phase: water phase = 30: 70-95: 5 (volume ratio). Implemented.

W10型エマルションを製造するには、上記油相および
水相を本発明の界面活性剤の存在下で、高速撹拌するこ
とにより得られる。
The W10 type emulsion can be produced by stirring the above oil phase and aqueous phase at high speed in the presence of the surfactant of the present invention.

高速撹拌は、各種のホモミキサー、乳化機、コロイドミ
ル、インラインミキサー等で実施可能であり、超音波照
射下に実施するとさらに有効な場合が多い。
High-speed stirring can be carried out using various homomixers, emulsifiers, colloid mills, in-line mixers, etc., and is often more effective when carried out under ultrasonic irradiation.

本発明のW10型エマルションに使用する(1)式で示
される両性界面活性剤の使用濃度は、油相、水相の種類
、含有される物質、使用目的などにより変化するが、エ
マルションの体積を基準として1〜100mol/m″
の範囲であり、より好ましくは5〜50mol/m″の
a囲である。
The concentration of the amphoteric surfactant represented by formula (1) used in the W10 emulsion of the present invention varies depending on the type of oil phase and aqueous phase, the substances contained, the purpose of use, etc. 1-100mol/m'' as standard
The range is more preferably 5 to 50 mol/m''.

さらに本発明は、一般式(1)で示される新規な両性界
面活性剤および金属抽出剤を含む水不溶性相と、金属イ
オン濃縮剤を含む水相を乳化して、W10型エマルショ
ンを形成した後、該エマルションを被抽出相である金属
イオンを含む水溶液中に分散、撹拌し、金属イオンを該
エマルションにて抽出し、エマルションの内水相に濃縮
した後、該エマルションを分離して解乳化し、金属イオ
ンの濃縮された水相を、水不溶性相から分離して得る方
法である。
Furthermore, the present invention emulsifies a water-insoluble phase containing a novel amphoteric surfactant represented by general formula (1) and a metal extractant and an aqueous phase containing a metal ion concentrator to form a W10 emulsion. , the emulsion is dispersed and stirred in an aqueous solution containing metal ions as a phase to be extracted, the metal ions are extracted with the emulsion, concentrated in the internal aqueous phase of the emulsion, and then the emulsion is separated and demulsified. , a method in which an aqueous phase enriched with metal ions is obtained by separating it from a water-insoluble phase.

本発明の方法の対象となる金属イオンに特に制限はない
が、金、銀、銅、亜鉛、カドミウム、水銀、鉄、コバル
ト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イ
リジウム、白金、ベリリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、アルミニウム、ガリウム、インジウム、ゲルマニウ
ム、スズ、鉛、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ク
ロム、モリブデン、タングステン、マンガン、ウラン、
二オブ、タンタル、その他各種希土類金属、トリウム、
リチウム、カリウムなどの金属のイオンが使用される。
There are no particular limitations on the metal ions that can be used in the method of the present invention, but examples include gold, silver, copper, zinc, cadmium, mercury, iron, cobalt, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, iridium, platinum, beryllium, magnesium, and calcium. , aluminum, gallium, indium, germanium, tin, lead, titanium, zirconium, hafnium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, uranium,
Niobium, tantalum, other rare earth metals, thorium,
Ions of metals such as lithium and potassium are used.

これらは、純品の製品を製造する目的の湿式製錬法とし
て用いられる場合や、廃水からの有用金属の回収法とし
て用いられる場合もあり、また廃水からの有害金属を除
去することが目的の廃水処理方法としても用いられる。
These are sometimes used as a hydrometallurgical process for the purpose of manufacturing pure products, sometimes as a method for recovering useful metals from wastewater, and sometimes for the purpose of removing harmful metals from wastewater. It is also used as a wastewater treatment method.

本発明の方法で用いられる金属イオン抽出剤としては、
脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、芳香族炭化水素等の
有機溶媒に可溶なものであれば、公知の金属抽出剤がす
べて使用できる。具体的にはN−8−キノリンスルホン
アミド、E−2−ヒドロキシ−5−7ニルベンゾフエノ
ンオキシム、トリn−オクチルホスフィンオキシト、ビ
ス(2゜4.4−トリメチルペンチル)ホスフィン酸、
ビス(2,4,4−)リメチルペンチル)ホスフィノジ
チオニート、トリイソブチルホスフィンスルフィド、ビ
ス(2,4,4−)リメチルペンチル)n−オクチルホ
スフィン等が用いられ、商品名としてはCYANEX2
72、321.301.471X、825(以上三井サ
イアナミツドU) 、  LIX85N (Gener
al Mills社) 、 Kelexloo (As
hland社)などが知られている。
The metal ion extractants used in the method of the present invention include:
All known metal extractants can be used as long as they are soluble in organic solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons. Specifically, N-8-quinoline sulfonamide, E-2-hydroxy-5-7ylbenzophenone oxime, tri-n-octylphosphine oxyto, bis(2°4.4-trimethylpentyl)phosphinic acid,
Bis(2,4,4-)limethylpentyl)phosphinodithionite, triisobutylphosphine sulfide, bis(2,4,4-)limethylpentyl)n-octylphosphine, etc. are used, and the trade name is CYANEX2.
72, 321.301.471X, 825 (all Mitsui Cyanamid U), LIX85N (Gener
al Mills), Kelexloo (As
hland Co., Ltd.) are known.

本発明の方法に用いられる金属抽出剤の使用量について
は、被抽出金属イオンの潤度、必要とする抽出速度等に
より大巾に異なり、特に制限はないが、エマルションの
体積を基準として、1〜100mo ]/m”の範囲で
通常使用される。
The amount of metal extractant used in the method of the present invention varies widely depending on the moisture content of the metal ions to be extracted, the required extraction rate, etc., and is not particularly limited. ~100mo]/m'' is usually used.

W10エマルションの製造方法については、すでに記し
た通りである。
The method for producing the W10 emulsion has already been described.

本発明の方法に用いられる抽出操作は、通常、撹拌によ
って実施させるが向流による接触、振とう等を使用して
もよい、微細なエマルションの液滴が、充分均一に被抽
出液中に分散することが好ましい、抽出操作が終了後、
エマルションの分離を行なうが、これは通常比重差によ
り容易に行うことができ、抽出後、静置するのみでエマ
ルションは上層に分離する。
The extraction operation used in the method of the present invention is usually carried out by stirring, but countercurrent contact, shaking, etc. may also be used. Fine emulsion droplets are sufficiently uniformly dispersed in the liquid to be extracted. After the extraction operation is completed, it is preferable to
The emulsion is separated, but this can usually be easily done using the difference in specific gravity, and after extraction, the emulsion is separated into an upper layer simply by allowing it to stand still.

連続プロセスでは、上部のエマルションを分離し、下部
から抽出残液を排出する方式が好ましい、またエマルシ
ョンと被抽出液の比重差が太きくない場合は、遠心分離
法により、容易にエマルションを分離できる。
In a continuous process, it is preferable to separate the upper emulsion and drain the extraction residual liquid from the lower part. Also, if the difference in specific gravity between the emulsion and the liquid to be extracted is not large, the emulsion can be easily separated by centrifugation. .

分離後のエマルションの解乳化は、電圧を印加する電気
的方法および水中油(0/W)型界面活性剤を添加する
方法等が用いられる。前者の場合、印加電圧は直流でも
交流でも効果があるが、交流では通常0.1〜50KV
の範囲が使用されている。後者の方法ではGriffi
 n ノHLB値で8〜14の界面活性剤が好ましいが
、油相を連続使用する場合に、解乳化に使用した0/W
型界面活性剤の影響が出て、次回の乳化が良好に進行し
ない場合がある。
To demulsify the emulsion after separation, an electrical method of applying a voltage, a method of adding an oil-in-water (0/W) type surfactant, etc. are used. In the former case, the applied voltage is effective whether it is DC or AC, but AC is usually 0.1 to 50KV.
range is used. In the latter method, Griffin
A surfactant with an HLB value of 8 to 14 is preferable, but when the oil phase is used continuously, the 0/W used for demulsification
The next emulsification may not proceed well due to the effect of the type surfactant.

得られた金属イオンの濃縮液はさらに精製、濃縮されて
目的とする金属を製品として得るか、再使用される。ま
た、単に濃縮廃棄される場合もある。
The obtained metal ion concentrate is further purified and concentrated to obtain the desired metal as a product, or is reused. In other cases, it is simply concentrated and disposed of.

作用 本発明の(1)式で示される両性界面活性剤は、従来公
知の界面活性剤にくらべ、W10エマルションを安定化
する効果が大であることが明らかとなった。これは本発
明の両性界面活性剤が特徴的な二本の長鎖脂肪族基を有
し、これが油相部分に充分浸入し、しかも一方、極性の
強い4級アンモニウム結合、およびリン酸基が、水相中
に深く浸入し、両者の界面を非常に安定に保持している
とみられる。
Effect: It has been revealed that the amphoteric surfactant represented by formula (1) of the present invention has a greater effect of stabilizing the W10 emulsion than conventionally known surfactants. This is because the amphoteric surfactant of the present invention has two characteristic long-chain aliphatic groups, which fully penetrate into the oil phase, and on the other hand, a highly polar quaternary ammonium bond and a phosphoric acid group. , it appears that it penetrates deeply into the aqueous phase and maintains the interface between the two very stably.

したがって非常に安定なW10エマルションが形成され
、これを用いて金属イオンの抽出を実施する際に、充分
撹拌を行っても、エマルションの破壊が殆ど進行せず、
従来公知の界面活性剤と異り、安定な工業プロセスとし
て使用可能な見通しが得られた。また通常界面活性剤は
高価であるのでその使用量の低減は大きな効果をもたら
す。
Therefore, a very stable W10 emulsion is formed, and when metal ions are extracted using this emulsion, even if sufficient stirring is performed, the emulsion hardly breaks down.
Unlike conventionally known surfactants, the prospect of use in stable industrial processes was obtained. Furthermore, since surfactants are usually expensive, reducing the amount used has a significant effect.

さらに本発明の(1)式で示される両性界面活性剤を用
いたW10エマルションは解乳化が容易で、特に電気的
解乳化法では、低印加電圧で解乳化が進行する。これは
従来、公知の界面活性剤を用いたW10エマルションが
解乳化し難いのと対照的で、本発明の(1)式で示され
る両性界面活性剤の応用範囲を広くしている0本発明の
W10工マルションは、金属の抽出をはじめとして、水
溶性モノマーの重合によるポリマーの製造にも用いられ
るが、これらの用途ではいずれもW10エマルションの
安定性が要求され、しかも解乳化が容易であることを要
求されている。特に本発明の両性界面活性剤を含むW1
0エマルションが電気的に容易に解乳化されるのは、分
子中にイオン性を有する4級アンモニウム塩結合を含み
、しかも極性の大なリン酸モノエステル構造を有するた
めとみられる。
Furthermore, the W10 emulsion using the amphoteric surfactant represented by the formula (1) of the present invention is easily demulsified, and particularly in the electrolytic demulsification method, demulsification progresses with a low applied voltage. This is in contrast to the conventional W10 emulsion using a known surfactant, which is difficult to demulsify. The W10 emulsion is used not only for metal extraction but also for the production of polymers by polymerizing water-soluble monomers, but all of these applications require the stability of the W10 emulsion, and it is easy to demulsify. is required. In particular W1 containing an amphoteric surfactant of the invention
The reason why the 0 emulsion is easily electrically demulsified is thought to be because the molecule contains an ionic quaternary ammonium salt bond and has a highly polar phosphoric acid monoester structure.

また本発明の両性界面活性剤を用いたW10エマルショ
ンを乳化型液膜による金属イオンの分離、c!Iiiに
使用する際、金属イオンの抽出速度を大にする効果があ
ることが確認された。これも従来公知のノニオン型界面
活性剤にくらべ3〜5倍も速度が増加し、W10/W型
エマルションの外表面における抽出剤と金属イオンとの
界面反応が、本発明の両性型リン酸基含有界面活性剤で
は、速やかに進行することが明らかになった。
In addition, separation of metal ions using an emulsion-type liquid membrane using the W10 emulsion using the amphoteric surfactant of the present invention, c! It was confirmed that when used in III, it has the effect of increasing the extraction rate of metal ions. This is also 3 to 5 times faster than conventionally known nonionic surfactants, and the interfacial reaction between the extractant and metal ions on the outer surface of the W10/W emulsion is enhanced by the amphoteric phosphate group of the present invention. It was revealed that the reaction progresses quickly when the surfactant is contained.

従って、本発明の両性界面活性剤を用いると、W10/
W乳化型液膜を用いた金属イオンの分離、HWaプロセ
スが、従来公知の界面活性剤を用いた場合にくらべ著し
く有効にかつ、安定に実施できることが明らかになった
Therefore, when using the amphoteric surfactant of the present invention, W10/
It has become clear that the separation of metal ions using a W emulsion type liquid membrane, the HWa process, can be carried out significantly more effectively and stably than when conventionally known surfactants are used.

製造例1 グルタミン酸20.0g (0,138モル)を、トル
エン800シに溶解し、ステアリルアルコールH,9g
(0,299モル)およl/ p −)ルエンスルホン
酸(1水利品)25.4g (0,13モル)を加え、
 Dien−Staakの分液装置を付け、還流下に4
時間撹拌下に反応を行ない、生成した水を系外に除去し
た0反応終了後、トルエン溶液を冷却後、水洗し、硫酸
ナトリウムで乾燥した後、トルエンを留去して固体を得
たが、さらにこれをエタノールより再結晶して無色のグ
ルタミン酸ジステアリルのP−1ルエンスルホン酸塩■
を100.7g (収率90.1%、■、p、?2.0
〜73.0℃)得た。
Production Example 1 20.0 g (0,138 mol) of glutamic acid was dissolved in 800 g of toluene, and 9 g of stearyl alcohol H was dissolved.
(0,299 mol) and 25.4 g (0,13 mol) of l/p-)luenesulfonic acid (1 aquarium) were added,
Attach a Dien-Staak liquid separator and reflux for 4 hours.
After the reaction was completed, the toluene solution was cooled, washed with water, dried over sodium sulfate, and the toluene was distilled off to obtain a solid. Furthermore, this was recrystallized from ethanol to produce a colorless P-1 luenesulfonate of distearyl glutamate.■
100.7g (yield 90.1%, ■, p, ?2.0
~73.0°C) was obtained.

上記の通り得られたグルタミン酸ジステアリルのP−)
ルエンスルホン酸塩■59.4 g (0,072モル
)を、フラスコ中にて、テトラヒドロフラン(THF)
  500.Qに溶解し、冷却して0℃に保持した。
P-) of distearyl glutamate obtained as above
In a flask, 59.4 g (0,072 mol) of luenesulfonate was added to tetrahydrofuran (THF).
500. Q, cooled and kept at 0°C.

T HF 50ccに溶解したクロロ酢酸クロライド9
.8g (0,087モル)およびトリエチルアミン8
.0g(0,078モル)を、それぞれ撹拌されたフラ
スコ中に滴下し、1時間O℃にて撹拌を続け、さらに室
温にて6時間撹拌した。その後、THFを留去し、留去
残渣をクロロホルムに溶解、水洗後、硫酸マグネシウム
で乾燥しn−へキサンに加熱溶解し、不溶物を濾別して
再結晶を行ない無色結、nを得た。
Chloroacetic acid chloride 9 dissolved in 50 cc of THF
.. 8 g (0,087 mol) and triethylamine 8
.. 0 g (0,078 mol) was added dropwise into each stirred flask, stirring was continued for 1 hour at 0° C., and further stirred for 6 hours at room temperature. Thereafter, THF was distilled off, and the distilled residue was dissolved in chloroform, washed with water, dried over magnesium sulfate, dissolved under heating in n-hexane, filtered to remove insoluble materials, and recrystallized to obtain a colorless solid, n.

得られた結晶をフラスコ中にて、THF 500.1に
溶解し、N、N−ジメチルアミノエタノール7−7 g
 (0,088モル)を加えた後、還泣下に8時間反応
させた。反応終了後、室温に冷却した後、THFを留去
し、残渣を酢酸エチルにて再結晶して■に相当する化合
物を49g(収率83.1%、■、p。
The obtained crystals were dissolved in THF 500.1 in a flask, and 7-7 g of N,N-dimethylaminoethanol was added.
(0,088 mol) was added, and the mixture was allowed to react for 8 hours under reflux. After the reaction was completed and cooled to room temperature, THF was distilled off and the residue was recrystallized from ethyl acetate to obtain 49 g of the compound corresponding to (1) (yield 83.1%, (2), p.

78.0〜79.0℃)得た。78.0-79.0°C) was obtained.

壷・・(5) 上記■に相当する化合物45.7g (0,0559モ
ル)を、フラスコ中のTHF500−に溶解し、さらに
トリエチルアミンを5.7 g (0,056モル)加
えて、氷冷した。オキシ塩化リン8.8 g (0,0
58モル)を滴下ロートより1時間かけて、水冷された
フラスコ中に滴下撹拌し、さらに氷水100−を加えて
撹拌した0反応終了後、THFを留去し、残留した水層
をクロロホルムにて抽出し、クロロホルム層に硫酸マグ
ネシウムを加えて半日放置した後、クロロホルムを留去
して、得られた残渣をさらにアセトンにて再結晶して、
目的とする無色の固体を28g(収率54.2%)得た
。下記の測定値により、得られた無色の固体は、■の構
造を有することが確認された。
Bottle...(5) Dissolve 45.7 g (0,0559 mol) of the compound corresponding to (1) above in THF500- in a flask, add 5.7 g (0,056 mol) of triethylamine, and cool on ice. did. Phosphorus oxychloride 8.8 g (0,0
58 mol) was added dropwise from a dropping funnel into a water-cooled flask over 1 hour with stirring, and 100% of ice water was added and stirred. After the reaction was completed, THF was distilled off, and the remaining aqueous layer was diluted with chloroform. After extraction and adding magnesium sulfate to the chloroform layer and leaving it for half a day, chloroform was distilled off, and the resulting residue was further recrystallized with acetone.
28 g (yield 54.2%) of the desired colorless solid was obtained. The following measurement values confirmed that the obtained colorless solid had a structure (■).

得られた■の化合物は、グルタミン酸ジステアリルエス
テルの4級アンモニウム塩結合型のリン酸モノエステル
であり、便宜上、2 G 、8G E Q APAと表
示することにする。
The obtained compound (2) is a quaternary ammonium salt-bonded phosphoric acid monoester of glutamic acid distearyl ester, and for convenience, it will be designated as 2 G , 8 G E Q APA.

得られた2 C1s G E Q A P Aについて
次の測定を行った。
The following measurements were performed on the obtained 2 C1s G E Q A P A .

(1) m、p、  83〜65℃ (2)元素分析 測定値(%)  CBo、50  Hlo、37  N
 3.07C4ワHQ4N209 PCu 1.5H2
0としての理論値(%)CB105  Hlo、57 
 N 3.03(3)  I R(Nujol、 cm
−’ )第1図参照720.1000(Broad、 
υp−o)、1210(Broad、 ?/ P−0)
3200(Broad、 υ−0H)  3350(B
road、 υ−0H)(4) NMR(CDCu3.
 PP■)第2図参照0.92(C−C島、6H) 、
1.25 (アルキル鎖−C−CEI、−C1C4H)
、1.88 (グルタミン酸β−CH,,2H) 、 
2.2〜2.3(グルタミン酸−c−cu、−c−、2
H)、 3.4〜3.5(N−CH3、EiH) 、 
3.9〜4.2(カルボン酸エステル−〇H,−0− 
、  リン酸エステル−〇H2−0−1実施例1 5■o l/rn”のトレーサー(硝酸ニッケル)を含
む水溶液と、製造例1で得られた本発明の両性型界面活
性剤である2 C18G E Q A P Aのn−へ
ブタン溶液を等量とり、1000rp層で撹拌しながら
5分間22KH2の超音波(出力800W)を照射して
、W10型エマルションを作製した。
(1) m, p, 83-65°C (2) Elemental analysis measurement value (%) CBo, 50 Hlo, 37 N
3.07C4wa HQ4N209 PCu 1.5H2
Theoretical value (%) as 0 CB105 Hlo, 57
N 3.03 (3) I R (Nujol, cm
-' ) See Figure 1 720.1000 (Broad,
υp-o), 1210 (Broad, ?/P-0)
3200 (Broad, υ-0H) 3350 (B
road, υ-0H) (4) NMR (CDCu3.
PP ■) See Figure 2 0.92 (C-C island, 6H),
1.25 (alkyl chain -C-CEI, -C1C4H)
, 1.88 (glutamic acid β-CH,,2H),
2.2-2.3 (glutamic acid-c-cu, -c-, 2
H), 3.4-3.5 (N-CH3, EiH),
3.9-4.2 (carboxylic acid ester -〇H, -0-
, Phosphate ester -〇H2-0-1 Example 1 An aqueous solution containing a tracer (nickel nitrate) of 5 ■o l/rn'' and amphoteric surfactant 2 of the present invention obtained in Production Example 1. An equal amount of the n-hebutane solution of C18G E Q A P A was taken and irradiated with 22 KH2 ultrasonic waves (output 800 W) for 5 minutes while stirring at 1000 rpm to prepare a W10 type emulsion.

作製後、直ちにW10エマルション100−を特製ホー
ルピペットにて採取し、撹拌槽中であらかじめ等温(3
03K)にして、200rp鳳で撹拌されている700
シの水相(外水相)中に投入し、分散させた。撹拌槽は
、内径10c■、深さ15c層の平底ガラス製容器に、
輻1c+s、長さ15c層の4枚のステンレス製邪魔板
が取り付けられ、撹拌質は、直径5.30■のステンレ
ス製6枚羽根タービン型である。
Immediately after preparation, W10 emulsion 100- was collected using a specially made whole pipette, and was heated isothermally (3
03K) and stirred with a 200rpm 700
The mixture was poured into the aqueous phase (outer aqueous phase) of the water and dispersed. The stirring tank is a flat bottom glass container with an inner diameter of 10 cm and a depth of 15 cm.
Four stainless steel baffles with a radius of 1c+s and a length of 15c layers are installed, and the agitating element is a 6-blade stainless steel turbine with a diameter of 5.30 cm.

投入終了後から、一定*l”J!毎に3〜4−の試料を
撹拌槽より試験管に採取し、一定時間静置後、W10型
エマルション相と外水相に分離した。
After the end of the charging, 3 to 4 samples were collected from the stirring tank into test tubes at fixed *l''J! intervals, and after being allowed to stand for a certain period of time, they were separated into a W10 emulsion phase and an external aqueous phase.

エマルション相は、ジオキサンの一定量を添加すること
により均一化し、カールフィッシャー法により含水量を
、原子吸光光度法により(トレーサーとして用いた)硝
酸ニッケル(n)の濃度を測定した。また外水相中のト
レーサー濃度も同様にして測定した。
The emulsion phase was homogenized by adding a certain amount of dioxane, and the water content was measured by the Karl Fischer method and the concentration of nickel (n) nitrate (used as a tracer) by atomic absorption spectrometry. The tracer concentration in the external aqueous phase was also measured in the same manner.

膜破壊率εは、エマルションの内水相から破れて出て来
た外水相中の硝酸ニッケル(II)濃度CN+eから、
次式により求められる。
The membrane breakdown rate ε is calculated from the concentration of nickel (II) nitrate CN+e in the outer aqueous phase broken from the inner aqueous phase of the emulsion,
It is determined by the following formula.

ε= VweCNie/ Vwi” CNi i ” 
舎* * (7)ここで、Vweは外水相体積、Vwi
”は初期における内水相体積、CNiピは内水相中の硝
酸ニッケル(IT)の初濃度である。ここで膜破壊速度
ζ±未破壊率に比例するとすると(8)式が得られる。
ε= VweCNie/Vwi"CNi"
* * (7) Here, Vwe is the external water phase volume, Vwi
'' is the initial volume of the internal aqueous phase, and CNi is the initial concentration of nickel nitrate (IT) in the internal aqueous phase. Here, assuming that the membrane destruction rate ζ± is proportional to the undestructed rate, equation (8) is obtained.

畑(1−ε)=−kbr    −−・(8)ここでk
bは、膜破壊速度定数である。
Field (1−ε)=−kbr −−・(8) where k
b is the membrane breakdown rate constant.

上記の測定結果から膜破壊率ε及び膜破壊速度定数を計
算した。
The membrane breakdown rate ε and membrane breakdown rate constant were calculated from the above measurement results.

同様にして市販界面活性剤である(3)式で示した5p
an80および(2)式で示したポリアミンを用いて同
様にして膜破壊率ε、膜破壊速度定数kbを測定、算出
した。
Similarly, 5p shown in formula (3), which is a commercially available surfactant,
The membrane breakdown rate ε and the membrane breakdown rate constant kb were measured and calculated in the same manner using an80 and the polyamine shown by formula (2).

その結果を第3図に整理して示した。これより本発明の
長鎖のアルキル基を2本導入した両性界面活性剤2 C
ra G E Q A PAは、市販界面活性剤でる5
pan80やポリアミンに比べて、l/10の低濃度で
液膜を安定化できることが明らかになった。
The results are summarized and shown in Figure 3. From this, the amphoteric surfactant 2C into which two long-chain alkyl groups of the present invention are introduced
ra G E Q A PA is a commercially available surfactant.
It has become clear that the liquid film can be stabilized at a concentration as low as 1/10 compared to pan80 and polyamine.

実施例2 下記の通りの条件にて、乳化型液膜操作による銅の抽出
実験を行った。銅抽出用配位子LIX85Nを50mo
 l/ゴ及び本発明の両性界面活性剤である2 C1a
 G E Q A P Aを所定量含むn−へブタン溶
液と、lN11iE酸水溶液をそれぞれ等容量づつ、容
器に取り1000rp■で撹拌しながら5分間22KH
zの超音波(出力soow)を照射して、W10型エマ
ルションを作製した。
Example 2 A copper extraction experiment using an emulsified liquid film operation was conducted under the following conditions. 50 mo of copper extraction ligand LIX85N
2 C1a, which is an amphoteric surfactant of the present invention.
Equal volumes of n-hebutane solution containing a predetermined amount of G E Q A P A and lN11iE acid aqueous solution were placed in a container and heated at 22 KH for 5 minutes while stirring at 1000 rpm.
A W10 type emulsion was prepared by irradiating ultrasonic waves (output: soow).

実施例1に記載した撹拌槽中に、銅イオンを濃度として
0.5kg/m″(500pp+*)含有する、 0.
IN酢酸水溶液(pH= 2.88)を70〇−取り、
200rpmで撹拌しながら、 303°Kに保持した
The stirring tank described in Example 1 contained copper ions at a concentration of 0.5 kg/m'' (500 pp++).
Take 700% of IN acetic acid aqueous solution (pH = 2.88),
It was maintained at 303°K while stirring at 200 rpm.

上記のW10エマルション100−を特製ホールビイ−
2トにて採取し、 200rp■で撹拌されている撹拌
槽内の水相(外水相)に投入し、充分分散させた。撹拌
時間に応じて外水相をサンプリングし、原子吸光法によ
り銅イオンの濃度を定量した。同様の方法で、比較のた
め本発明の両性界面活性剤の代りに、5pan80およ
びポリアミンを用い、銅の抽出を実施した。
The above W10 emulsion 100- is made into a special whole bee.
The sample was collected at 200 rpm and poured into an aqueous phase (outer aqueous phase) in a stirring tank, which was stirred at 200 rpm, and thoroughly dispersed. The external aqueous phase was sampled according to the stirring time, and the concentration of copper ions was determined by atomic absorption spectrometry. In a similar manner, copper extraction was carried out using 5pan80 and polyamine instead of the amphoteric surfactant of the present invention for comparison.

以上の結果を銅の抽残率E = Ccu/ Ccuoで
第4図に示した。ここでCcuは測定時の銅イオン濃度
、Ccuoは初期濃度で0.5kg/m″である。
The above results are shown in FIG. 4 as copper raffle rate E=Ccu/Ccuo. Here, Ccu is the copper ion concentration at the time of measurement, and Ccuo is the initial concentration of 0.5 kg/m''.

第4図から明らかなように、本発明の両性界面活性剤2
C18GEQAPAが、従来公知の界面活性剤である5
pan80やポリアミンとくらべ、銅の抽出速度を向上
させる効果のあることが明らかになった。
As is clear from FIG. 4, the amphoteric surfactant 2 of the present invention
C18GEQAPA is a conventionally known surfactant5
It has been revealed that it is effective in improving the copper extraction rate compared to pan80 and polyamine.

乳化型液膜における金属イオンの膜透過は本実施例のよ
うな低pH領域において、主としてエマルション滴表面
における界面反応速度によって支配されると推察される
。逆抽出速度が十分に速く抽出剤濃度は初濃度に近い状
態と考えると外表面における界面反応速度Rは次式で近
似できる。
It is presumed that the membrane permeation of metal ions in an emulsified liquid membrane is mainly controlled by the interfacial reaction rate on the surface of the emulsion droplet in a low pH region as in this example. Considering that the back extraction rate is sufficiently fast and the extractant concentration is close to the initial concentration, the interfacial reaction rate R on the outer surface can be approximated by the following equation.

R= kf’c cu/αH・・Φ (9)ここでkf
’は界面反応速度定数、Ccu、αHはそれぞれ水相中
における銅イオン濃度および水素イオン活量を示す。
R= kf'c cu/αH・・Φ (9) Here kf
' is the interfacial reaction rate constant, and Ccu and αH are the copper ion concentration and hydrogen ion activity in the aqueous phase, respectively.

また撹拌槽中の銅イオンの濃度変化は次式で表わされる
Further, the change in the concentration of copper ions in the stirring tank is expressed by the following equation.

−d Ccu/dt= a kf’ccu/αHII・
・(10)ここで、a= (VE /Vwe)  (8
/da ) 、 VEは撹拌槽内のエマルション相体積
、Vweは外水相体積、dEはW10型エマルション滴
径である。
-d Ccu/dt= a kf'ccu/αHII・
・(10) Here, a= (VE /Vwe) (8
/da), VE is the emulsion phase volume in the stirring tank, Vwe is the external aqueous phase volume, and dE is the W10 type emulsion droplet diameter.

外水相中の水素イオン活量αHは次式で表わせる。The hydrogen ion activity αH in the external aqueous phase can be expressed by the following formula.

αH=αH□+ 2 yH(Ccuo −Ccu) e
 * e (11)yHは水素イオン活量係数である。
αH=αH□+ 2 yH(Ccuo −Ccu) e
*e (11)yH is the hydrogen ion activity coefficient.

 (10)、(11)式より、(12)式が得られ、こ
れに基き見掛けの界面反応速度定数(a kf’/ 7
H)  (mol/ln” s )を求めた。
From equations (10) and (11), equation (12) is obtained, and based on this, the apparent interfacial reaction rate constant (a kf'/7
H) (mol/ln''s) was determined.

((αHo/ yH+ 2 Ccuo) * Qa (
Ccu/ Ccuo)+ 2 (Ccuo −Ccu)
 ) =  −(a  I f’/y H)   1    
       m  ・ 舎 (12)本発明の両性界
面活性剤を含む3種の界面活性剤を用いた場合の界面反
応速度定数は、表−1に示す通りであった0本発明の両
性界面活性剤2C18GEQAPAが、他の市販界面活
性剤に比べ界面反応速度定数が大であることが確認でき
た。
((αHo/ yH+ 2 Ccuo) * Qa (
Ccu/Ccuo) + 2 (Ccuo -Ccu)
) = −(a I f'/y H) 1
(12) The interfacial reaction rate constants when three types of surfactants including the amphoteric surfactant of the present invention were used were as shown in Table 1. However, it was confirmed that the interfacial reaction rate constant was larger than that of other commercially available surfactants.

表−1界面反応速度定数の比較 実施例3 硫酸銅100■ol/rn”を含むIN硫酸水溶液より
なる水相と、界面活性剤と50mal/rn’(7)精
製LIX 85Nを含むn−へブタン溶液を等体積とり
、11000rpで撹拌しながら、5分間22KHzの
超音波(出力soow)を照射してW10型エマルショ
ンを作製した。
Table 1 Comparison of interfacial reaction rate constants Example 3 Aqueous phase consisting of IN sulfuric acid aqueous solution containing 100 mol/rn' of copper sulfate, and n- containing surfactant and 50 mol/rn' (7) purified LIX 85N An equal volume of the butane solution was taken, and while stirring at 11,000 rpm, 22 KHz ultrasonic waves (output soow) were irradiated for 5 minutes to prepare a W10 emulsion.

これをエマルション貯槽に入れ、相分at起さない程度
に撹拌しながら、定量ポンプにより、流通式流通廃管化
装置(内容積53.5J)へ、流速10.7シ/win
で供給し、交流印加電圧は1〜5KVで解乳化を試みた
This was placed in an emulsion storage tank, and while stirring to the extent that phase separation did not occur, it was transferred to a flow-through type waste pipe removal device (inner volume 53.5 J) using a metering pump at a flow rate of 10.7 s/win.
Demulsification was attempted using an AC applied voltage of 1 to 5 KV.

界面活性剤として、本発明の2C1,GEQAPA及び
市販の5pan80、ポリアミンを用い、印加電圧と解
乳化1t−Z (Z=C2J)/CLO” : Cwは
エマルション中の含水率)の関係を検討し、結果を第5
区に示した0本発明の界面活性剤2 C,8GEQAP
Aは市販の代表的界面活性剤でる5pan80、ポリア
ミンにくらべ使用量が少ないにも拘らず、低印加電圧で
解乳が進行し、2KVで解乳化が完了することが解った
。このように本発明の両性界面活性剤は、実施例1で示
したように非常に安定なエマルション並びに乳化液膜を
形成するにも拘らず、電気的に非常に容易に解乳化され
ることが確認され、全屈の分離、濃縮やその他のエマル
ションを利用したプロセスに有効に利用できることが明
らかになった。
Using 2C1 and GEQAPA of the present invention and commercially available 5pan80 and polyamine as surfactants, the relationship between applied voltage and demulsification 1t-Z (Z=C2J)/CLO" (where Cw is the water content in the emulsion) was investigated. , the result in the fifth
0 Surfactant of the present invention shown in 2 C,8GEQAP
Although A was used in a smaller amount than 5pan80, a typical commercially available surfactant, and polyamine, it was found that demulsification progressed at a low applied voltage and completed at 2 KV. Thus, although the amphoteric surfactant of the present invention forms a very stable emulsion and emulsion film as shown in Example 1, it is not electrically demulsified very easily. It was confirmed that it can be effectively used for total flexural separation, concentration, and other emulsion-based processes.

なお、第5図の有機層中での界面活性剤濃度は2Cts
GEQAPA10mol/rn”、ポリアミ742mo
l/m゛、5pan8039鵬o1/ rri” テあ
る。
In addition, the surfactant concentration in the organic layer in Fig. 5 is 2Cts.
GEQAPA10mol/rn”, polyamide 742mo
l/m゛, 5pan8039鵬o1/rri” There is.

製造例? 製造例1において、クロロ酢酸クロライドの代りに、ウ
ンデカン酸とジシクロへキシルカルボジイミドを使用し
た以外は全く同様に実施して両性界面活性剤を得た。こ
れは下記の構造であることを元素分析、IR,NMRス
ペクトルにより確認した。
Manufacturing example? An amphoteric surfactant was obtained in exactly the same manner as in Production Example 1 except that undecanoic acid and dicyclohexylcarbodiimide were used instead of chloroacetic acid chloride. It was confirmed by elemental analysis, IR, and NMR spectra that this had the following structure.

得られた一L式の両性界面活性剤を2 Ct8G EC
1゜Q A C2P Aと表示することにする。
The obtained 1L type amphoteric surfactant was 2 Ct8G EC
It will be expressed as 1゜Q A C2P A.

製造例3 製造例2において、ステアリルアルコールの代りに、セ
チルアルコールを用いた他は全く同様に行ない両性界面
活性剤を得た。これは元素分析、IR,NMRスペクト
ルにより確認した結果下記の構造であることを確認した
Production Example 3 An amphoteric surfactant was obtained in exactly the same manner as in Production Example 2 except that cetyl alcohol was used instead of stearyl alcohol. This was confirmed by elemental analysis, IR, and NMR spectra, and as a result, it was confirmed that it had the following structure.

得られた上式の両性界面活性剤を2C,、GEC+o 
Q A C2P Aと表示することにする。
The obtained amphoteric surfactant of the above formula was 2C,,GEC+o
It will be expressed as Q A C2P A.

製造例4 製造例1において、N、N−ジメチルアミノエタノール
の代りに、6−N、N−ジメチルアミノn−ヘキサノー
ルを使用した以外は全く同様に行ない両性界面活性剤を
得た。これは元素分析、IR,NMRスペクトルにより
確認した結果下記の構造であることを確認した。
Production Example 4 An amphoteric surfactant was obtained in exactly the same manner as in Production Example 1 except that 6-N,N-dimethylamino n-hexanol was used instead of N,N-dimethylaminoethanol. This was confirmed by elemental analysis, IR, and NMR spectra, and as a result, it was confirmed that it had the following structure.

り 得られた上式の両性界面活性剤を2C工、GECI Q
AC& FAと表示することにする。
The amphoteric surfactant of the above formula obtained by
We will display it as AC & FA.

製造例5 製造例2において、N、N−ジメチルアミノエタノール
の代りに、6−N、N−ジメチルアミノn−ヘキサノー
ルを使用した以外は全く同様に行ない両性界面活性剤を
得た。これは元素分析、IR,NMRスペクトルにより
確認した結果、下記の構造であることを確認した。
Production Example 5 An amphoteric surfactant was obtained in exactly the same manner as in Production Example 2 except that 6-N,N-dimethylamino n-hexanol was used instead of N,N-dimethylaminoethanol. This was confirmed by elemental analysis, IR, and NMR spectra, and as a result, it was confirmed that it had the following structure.

得られた上式の両性界面活性剤を2 C、、G EC1
゜QAC,FAと表示することにする。
The obtained amphoteric surfactant of the above formula is 2C,,G EC1
It will be expressed as ゜QAC,FA.

実施例4 製造例1.2.3,5で得られた本発明の両性界面活性
剤をlomo1/rn”、精製1.lX85Nを5Qm
al/ゴ含むn−ヘプタン溶液およびこれと等体積のl
N硫酸水溶液を容器にとり、11000rpで撹拌しな
がら5分間22KHzの超音波(出力800W)を照射
してW10型エマルションを作成した。得られたエマル
ション中の内部分散水滴の滴径をマイクロトラック粒度
分析計Model 7995 (日m装社製)を用いて
測定し、得られた体面積平均径dP32を表−2に示し
た。比較のため市販の界面活性剤であるポリアミンを5
wt%(42鵬o1/m″)使用して得らえた結果も示
した。
Example 4 The amphoteric surfactant of the present invention obtained in Production Example 1.2.3, 5 was added to lomo1/rn'', and the purified 1.1X85N was added to 5Qm.
n-heptane solution containing al/g and an equal volume of l
A W10 type emulsion was prepared by placing an aqueous N sulfuric acid solution in a container and irradiating it with 22 KHz ultrasonic waves (output 800 W) for 5 minutes while stirring at 11000 rpm. The droplet diameter of the internally dispersed water droplets in the obtained emulsion was measured using a Microtrac particle size analyzer Model 7995 (manufactured by Nichimso Co., Ltd.), and the obtained body area average diameter dP32 is shown in Table 2. For comparison, polyamine, a commercially available surfactant, was
The results obtained using wt% (42 o1/m'') are also shown.

本発明の両性界面活性剤はいずれも安定なエマルション
を形成することが明らかになり、市販の界面活性剤と比
較しても、比較的微細な滴径のものが得られている。
It has been revealed that all of the amphoteric surfactants of the present invention form stable emulsions, and even when compared with commercially available surfactants, relatively fine droplet sizes have been obtained.

実施例5 製造例2.3.5で得られた本発明の両性界面活性剤を
それぞれlO■o l/m″で使用し、実施例1と全く
同様の条件、方法で膜破壊速度定数Kbを測定し、結果
を表−3に示した。
Example 5 The amphoteric surfactant of the present invention obtained in Production Example 2.3.5 was used at 1O O l/m'', and the film breakdown rate constant Kb was obtained under exactly the same conditions and method as in Example 1. was measured and the results are shown in Table 3.

実施例1で示した通り、市販の界面活性剤である5pa
n80やポリアミンにくらべ、同一濃度でのKbはl/
10以下であり、非常に安定なエマルションが形成され
ていることが解る。
As shown in Example 1, the commercially available surfactant 5pa
Compared to n80 and polyamines, Kb at the same concentration is l/
10 or less, indicating that a very stable emulsion was formed.

実施例6 製造例2.3.5で得られた本発明の両性界面活性剤を
それぞれ10*ol/m’の濃度で使用し、実施例2と
同様にして銅の抽出を行ない、表−4に示す界面反応速
度定数を得た。
Example 6 Copper was extracted in the same manner as in Example 2 using each of the amphoteric surfactants of the present invention obtained in Production Example 2.3.5 at a concentration of 10*ol/m'. The interfacial reaction rate constant shown in 4 was obtained.

実施例2の表−1に示したように、市販の界面活性剤で
ある5pan80やポリアミンの界面反応速度定数10
2(a kf’/yH)がそれぞれ1.3、1.?mo
l/rn”sであることから、本発明の表−4中に示し
た両性界面活性剤での抽出速度が優れていることが明ら
かである。    一 実施例7 製造例5で得られた2C1θGEC1゜QAC,PAを
用いて実施例3と同様にして、エマルションの解乳化を
試みた。その結果、作成したエマルションを99%解乳
化するために必要な印加電圧VCtは、 2.6KVで
あった。市販界面活性剤である5pan80やポリアミ
ンのvCrはそれぞれ3.1、3.31Vテあるので、
市販界面活性剤より解乳化も容易に行なうことができる
ことが明らかになった。
As shown in Table 1 of Example 2, the interfacial reaction rate constant of commercially available surfactant 5pan80 and polyamine is 10.
2(a kf'/yH) are 1.3 and 1.2, respectively. ? mo
l/rn"s, it is clear that the extraction rate with the amphoteric surfactants shown in Table 4 of the present invention is excellent. Example 7 2C1θGEC1 obtained in Production Example 5 An attempt was made to demulsify the emulsion using QAC, PA in the same manner as in Example 3. As a result, the applied voltage VCt required to demulsify the prepared emulsion by 99% was 2.6 KV. .The vCr of commercially available surfactant 5pan80 and polyamine are 3.1 and 3.31V, respectively.
It has become clear that demulsification can be more easily achieved than with commercially available surfactants.

表−2滴径の測定結果 表−4界面反応速度定数の測定結果 発明の効果 末完14の両性界面活性剤を使用した油中水型エマルシ
ョンを用いて金属イオンの分離、濃縮を行うと、少ない
界面活性剤使用量で安定なエマルションを得ることがで
きる。又、本界面活性剤を使用した乳化型液膜により金
属イオンの抽出速度を増加させることができる。
Table 2 Measurement results of droplet diameter Table 4 Measurement results of interfacial reaction rate constant Effects of the invention When metal ions are separated and concentrated using a water-in-oil emulsion using the amphoteric surfactant of 14, A stable emulsion can be obtained with a small amount of surfactant used. Furthermore, the extraction rate of metal ions can be increased by using an emulsified liquid film using the present surfactant.

さらに、本発明の界面活性剤を使用することにより、解
乳化が容易である。
Furthermore, by using the surfactant of the present invention, demulsification is easy.

このように本発明により工業的に有利に金属イオンの分
離、濃縮を行うことができる。
As described above, the present invention enables industrially advantageous separation and concentration of metal ions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は製造例で得られた2C,8GEQAPAのIR
スペクトル(ヌジュール法)図、第2図は同NMRスペ
ク) A/ (CIlCt3溶液、TMS)図、第3図
は液膜の安定性に及ぼす界面活性剤の濃度の影響を示す
図、第4図は抽出速度に及ぼす界面活性剤の影響を示す
図、第5図は界面活性剤の種類による解乳化率を示す図
である。
Figure 1 shows the IR of 2C,8GEQAPA obtained in the production example.
Figure 2 shows the spectrum (Nujoule method), Figure 2 shows the same NMR spectrum) Figure 3 shows the effect of surfactant concentration on the stability of the liquid film, Figure 4 shows the influence of the surfactant concentration on the stability of the liquid film. FIG. 5 is a diagram showing the influence of surfactants on the extraction rate, and FIG. 5 is a diagram showing the demulsification rate depending on the type of surfactant.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一般式(1)で示される新規な両性界面活性剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼…(1) (但し、ここでR、R′は炭素数8〜20の飽和または
不飽和の炭化水素基を示し、互いに同一でも異ってもよ
い。m、nは1〜10の整数を示し、互いに同一でも異
ってもよい。Xはハロゲン原子を示す。) 2、特許請求の範囲第1項記載の一般式(1)で示され
る新規な両性界面活性剤を用いることを特徴とする油中
水型エマルション。 3、金属抽出剤を含む水不溶性相と、金属イオン濃縮剤
を含む水相を、一般式(1)で示される新規な両性界面
活性剤の存在下に乳化し、油中水(W/O)型エマルシ
ョンを形成した後、該エマルションを被抽出相である金
属イオンを含む水溶液中に分散撹拌し、金属イオンを該
エマルションにて抽出し、エマルションの内水相に濃縮
させた後、該エマルションを分離し、解乳化し、金属イ
オンの濃縮された水相を水不溶性相から分離することを
特徴とする金属イオンの分離、濃縮方法。
[Claims] 1. A novel amphoteric surfactant represented by general formula (1). ▲There are numerical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(1) (However, R and R' here represent a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 8 to 20 carbon atoms, and may be the same or different from each other. m and n represent integers of 1 to 10, and may be the same or different from each other. X represents a halogen atom.) 2. A water-in-oil emulsion characterized by using an amphoteric surfactant. 3. A water-insoluble phase containing a metal extractant and an aqueous phase containing a metal ion concentrator are emulsified in the presence of a novel amphoteric surfactant represented by general formula (1), and water-in-oil (W/O ) type emulsion is formed, the emulsion is dispersed and stirred in an aqueous solution containing metal ions as the phase to be extracted, the metal ions are extracted with the emulsion, concentrated in the internal aqueous phase of the emulsion, and then the emulsion is A method for separating and concentrating metal ions, which comprises separating and demulsifying the metal ions, and separating an aqueous phase in which metal ions are concentrated from a water-insoluble phase.
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