JPH01502976A - スカンジウムとトリウムの分離のためのイオン交換方法 - Google Patents

スカンジウムとトリウムの分離のためのイオン交換方法

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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】 スカンジウムとトリウムの分離のため のイオン交換方法 ４豆旦玉１ 本発明は、スカンジウムとトリウムの分離のための方法に関する。特には、本発 明は、スカンジウム及びトリウムの分離のためのイオン交換方法に関する。
」１立１ｊ スカンジウムとトリウムは高い電荷対半径比により特性づけられる２つの金属で ある。その結果、これらは湿式冶金分離の基礎である錯化反応において類似的挙 動を示す傾向がある０例えば、スカンジウムがタングステン浸出（ｄｉｇｅｓｔ ｉｏｎ）スラッジの溶液からテノイルトリフルオルアセトン（ＴＴＡ）を使用し て抽出されるとき、溶液中に１２種を越える多数の他の種元素が存在するにもか かわらず、認め得る量において同時抽出される元素はトリウムのみである。更に 、簡単な沈殿或いは抽出操作によるスカンジウムのトリウムからの定量的分離は 、同時抽出をもたらす溶液中でのこれらイオンの化学的性質における類似性の故 に非常に困難である。この問題がここで開示されるプロセスにより満足すべき態 様で対処されつる。
兄」ＬΩ」Ｌ要 本発明の一様相に従えば、スカンジウムとトリウムの分離のための新規にして改 善された方法は、次の段階を包含する： 段階ｌ−スカンジウムとトリウムを含む溶液が酸性ｐＨに調整されて酸溶液が形 成される。
段階２一段階ｌからの酸溶液が陽イオン交換樹脂と接触される。
段階３−スカンジウムとトリウムが陽イオン交換樹脂上に保持される。
段階４−陽イオン交換樹脂からスカンジウムが第１溶離溶液を用いて溶離される 。
段階５−陽イオン交換樹脂からトリウムが第２溶離溶液を用いて溶離される。
の　ｔ　ｆ　Ｂ 図面において： 単一図面は、本発明に従う流出液の収集回数の関数としてのスカンジウムとトリ ウムの濃度曲線である。
本発明を、他の目的及び追加目的、利点並びにその能力と併せて、一層理解する ために、上記図面と関連して以下の開示及び添付特許請求の範囲を参照されたい 。
の　な１　昌 本発明のプロセスにおいて、非常に希薄な溶液中でさえ存在する金属スカンジウ ム及びトリウムは水素形態の強拍イオン交換樹脂により完全に吸着された。樹脂 に金属が含有された後、樹脂上にトリウムを残してスカンジウムが選択的に溶離 された。続いて、トリウムが異なりた条件下で溶離された。こうして、両金属は ともに吸着段階で濃縮されそして単数乃至複数の溶離段階で互いに完全に分離さ れた。
例 ２５ｐｐｍスカンジウムと２５ｐｐｍトリウムを含有するＩＩ２の溶液を１．９ ５のｐＨに調整した。　ＡｍｂｅｒｌｉｔｅＩＲ−１１８（÷）　（ロームアン ドハース社製イオン交換樹脂）のようなスルホン酸官能基を有する１０ｇの陽イ オン交換樹脂から成るイオン交換カラムを用意しそして流出液が酸性となるまで カラムを通してＩＮの塩酸を流すことにより水素イオン形態に変換した。その後 、脱イオン水を流出液が中性となるまでカラムに圧送した。得られた樹脂床は約 １　ｃｍ”断面積及び１０ｃｍ長さであった。
その後、スカンジウムとトリウムの溶液を４ｍρ／分の流速でカラムを通して流 した。流出液は一回１ρ収集分として回収しそしてこの流出液中のスカンジウム とトリウムの濃度は０．０５　ｐ　ｐ　ｍよりはるかに少ないことが見出された 。供給溶液におけるそれらの濃度は２５ｐｐｍであったから、樹脂における両金 属の吸着率は９９．８％以上であった。
樹脂からのスカンジウムの溶離は塩酸中にジグリコール酸を溶解して成る溶離液 （キレート剤のＭ性溶液）を使用して達成した。ジグリコール酸の濃度は０．１ Ｍでありそして塩酸濃度は１．２Ｍであった。スカンジウムの溶離がほぼ完了し たとき、樹脂からトリウムを排除するため溶離液を純６Ｎ塩酸に切り替えた０分 析目的のため、５ｍρ等容積部分づつ順次収集した。これら収集分におけるスカ ンジウムとトリウム濃度を直流プラズマ原子発光分光計（ＤＣＰ）により測定し た。結果を表１に示しそして図面に表示した。スカンジウムとトリウムの実質完 全な分離が実現されたことは明らかである。
表１ 収思分険　スカンジウム　−Ｅ丈之Ａ　収！分ボ　スカンジウム　トリウム１　 ０　２７　５．１７ ２　０　２８　３．７７　０．１９４ ３　０　２９　２．６０ ４　１．１７ｐｐｍ　３０　２．２１　０．９４９５　４．８１　３１　１．７ １ ６　８．９３　３２　１．５６　１．６５７　１２．５　３３　０．９８ ８　１７．３　３４　０．６８　３．０７９　２１．８　３５　０．５０ １０　２５．０　３６　０．３６　４．０５１１　２９．０　３７　０．２９ １２　３１．２　３８　０．２２　４．８８１３　３１．７　３９　０．１８ １４　３１．７　４０　０．１５　５．１８１５　２９．０　４１ １６　２６．９　４２　０．０６　５．３２１７　２４．４　４３ １８　２１．７　４４　０．１２　５．６６１９　１９．０　４５ ２０　１６．５　４６　６．３０ ２１　１４．７　４７　１５．０ ２２　１６．７　４８　１８．２ ２３　１５．１　４９　１５．９ ２４　１１．６　０．０９４ｐｐｌｎ５０　１２．６２５　９．０３　５１　１ ０．７ ２６　６．７４　０．０９４ｐ内　５２　９．６スカンジウムとトリウムのピー クの僅かの重なりの故に、スカンジウム回収％と純度は相関づけられよう、即ち 、１００％スカンジウムを回収しようとすると、ある程度のトリウムによる汚染 が生じよう０回収率の関数としての汚染の程度は溶離曲線を積分することにより 計算されつる０重なり合った領域での収集分番号に対してこれら計算を行なった 。結果を表２に示す。
表２ これら結果から、もし収集分２８がカットオフされるとすると、９５〜９６％の スカンジウムが僅か約０．１％だけのトリウムで汚染されるだけで溶離されるこ とがわかる。他方、スカンジウム回収率を９９．５％まで増大するために収集分 ３２をカットオフしたとすると、生成物は１．１％トリウムで汚染される結果と なろう。
先行技術を上回る本発明方法の利点は、室温で操業可能であり、一層費用のかか る処理を排除し得ることである。
現在本発明の好ましい具体例と考えられるものを記述したが、添付特許請求の範 囲により定義される本発明の範囲から逸脱することなく様々の変更をそこの為し うろことは当業者に明らかであろう。
国際調査報告 ｋＩｍｍ＋・嘩１ｎ−−自＾ａＩ１１−１ａ＋ａ＊Ｎ＠ＰＣ丁／Ｌ：Ｓ８８１０ １２０７

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. １．スカンジウムとトリウムの分離のための方法であって、 段階１−スカンジウムとトリウムを含む溶液を酸性ｐＨに調整に調整して酸溶液 を形成し、段階２−段階１からの酸溶液を陽イオン交換樹脂と接触し、 段階３−スカンジウムとトリウムを陽イオン交換樹脂上に保持し、 段階４−陽イオン交換樹脂からスカンジウムを第１溶離溶液を用いて溶離し、そ して 段階５−陽イオン交換樹脂からトリウムを第２溶離溶液を用いて溶離する 段階を包含するスカンジウムとトリウムの分離方法。
  2. ２．前記酸性ｐＨが約１．９５である特許請求の範囲第１項記載のスカンジウム とトリウムの分離方法。
  3. ３．段階４の第１溶離溶液がジグリコール酸の塩酸溶液から成る特許請求の範囲 第１項記載のスカンジウムとトリウムの分離方法。
  4. ４．段階４の第１溶離溶液が０．１Ｍジグリコール酸及び約１．２Ｍ塩酸から成 る特許請求の範囲第１項記載のスカンジウムとトリウムの分離方法。
  5. ５．段階５の第２溶離溶液が６Ｎ塩酸溶液から成る特許請求の範囲第１項記載の スカンジウムとトリウムの分離方法。
  6. ６．段階１〜段階５が周囲温度で実施される特許請求の範囲第１項記載のスカン ジウムとトリウムの分離方法。
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