JPH03115534A - チタン鉱石からチタンとスカンジウムを抽出する方法 - Google Patents
チタン鉱石からチタンとスカンジウムを抽出する方法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の背景〉
チタン鉱石からスカンジウムが回収されたことはないの
は明らかである。スカンジウム鉱石は存在するけれども
、極めて稀である。［このことは、プルポット等（Ｐｒ
ｕｖｏｔ ｅｔ ａｌ、）に付与された米国特許第２，
８７４，０３９号に記載されており、この先行特許明細
書はトルドパイタイト鉱石からスカンジウムを抽出する
方法を開示している。］ 浸出（たとえば塩酸を使用する場合を含む）によって鉱
石類から稀土類を分離する技術は、米国特許第２，７２
２，４７１号［発明者：ヒルシュ等（Ｈｉｒｓｃｈ ｅ
ｔ ａｌ、） ］ 、第３，８１２゜２３３号［発明者
：ダンカン（Ｄｕｎｃａｎ） ］ 、及び第２，７３５
，７４７号［発明者：カセイ（Ｋａｓｅｙ） ］で論じ
られている。トリウムからの稀土類の分離（たとえば酸
浸出液中での分離を含む）は、米国特許第２，９９０．
２４４号［発明者ニブラウン等（Ｂｒｏｗｎ ｅｔ ａ
ｌ、）］ 、第３゜１５９，４５２号［発明者：ラーナ
ー（Ｌｅｒｎｅｒ） ］及び第３，０８７，９４８号［
発明者：カーター等（Ｇａｒｔｅｒ ａｔ ａｌ、）
］で譲られている。塩化スカンジウムの金属への還元は
米国特許第２゜９４１．８６７号［発明者：モーラ−（
Ｍａｕｒｅｒ） ］で論じられている。
は明らかである。スカンジウム鉱石は存在するけれども
、極めて稀である。［このことは、プルポット等（Ｐｒ
ｕｖｏｔ ｅｔ ａｌ、）に付与された米国特許第２，
８７４，０３９号に記載されており、この先行特許明細
書はトルドパイタイト鉱石からスカンジウムを抽出する
方法を開示している。］ 浸出（たとえば塩酸を使用する場合を含む）によって鉱
石類から稀土類を分離する技術は、米国特許第２，７２
２，４７１号［発明者：ヒルシュ等（Ｈｉｒｓｃｈ ｅ
ｔ ａｌ、） ］ 、第３，８１２゜２３３号［発明者
：ダンカン（Ｄｕｎｃａｎ） ］ 、及び第２，７３５
，７４７号［発明者：カセイ（Ｋａｓｅｙ） ］で論じ
られている。トリウムからの稀土類の分離（たとえば酸
浸出液中での分離を含む）は、米国特許第２，９９０．
２４４号［発明者ニブラウン等（Ｂｒｏｗｎ ｅｔ ａ
ｌ、）］ 、第３゜１５９，４５２号［発明者：ラーナ
ー（Ｌｅｒｎｅｒ） ］及び第３，０８７，９４８号［
発明者：カーター等（Ｇａｒｔｅｒ ａｔ ａｌ、）
］で譲られている。塩化スカンジウムの金属への還元は
米国特許第２゜９４１．８６７号［発明者：モーラ−（
Ｍａｕｒｅｒ） ］で論じられている。
チタン鉱石は、金属チタン及び酸化チタンの製造に用い
られている。チタン鉱石から金属チタンへの変換のため
には通常以下の操作が利用されている。即ち、塩素化、
還元、蒸留（塩化マグネシウム及びＭｇをチタンから除
去するために塩化マグネシウム及びＭｇを蒸発させる）
及び２回（又は３回）アーク溶融によりインゴットをつ
くる。次に、チタン・インゴットを種々の形状にする。
られている。チタン鉱石から金属チタンへの変換のため
には通常以下の操作が利用されている。即ち、塩素化、
還元、蒸留（塩化マグネシウム及びＭｇをチタンから除
去するために塩化マグネシウム及びＭｇを蒸発させる）
及び２回（又は３回）アーク溶融によりインゴットをつ
くる。次に、チタン・インゴットを種々の形状にする。
塩素化については、１９８１年１月１３日付でデル（Ｄ
ｅｌｌ）に付与された米国特許第４，２４４゜９５３号
は、流動コーキング技術に基づいて金属−酸素含有物質
の塩化物を形成する方法に関するものである。ここで、
金属チタン製造のための商用されている方法は、（酸化
チタンから成るルチル鉱石又は酸化チタン及び酸化鉄か
ら成るイルメナイト鉱石などの）約１０００℃（床中の
温度は最大２００℃程度変動するようである）における
流動原炭塩素化工程（ｆｌｕｔｄｉｚｅｄ ｂｅｄｃａ
ｒｂｏｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）に
よって四塩化チタンを製造する方法である。１９７５年
７月１５日付でランゲンホッフ等（Ｌａｎｇｅｎｈｏｆ
ｆ ｅｔａｌ、）に付与された米国特許第３，８９５，
０９７号も、金属の酸化物類を塩素と反応させる方法に
関する。
ｅｌｌ）に付与された米国特許第４，２４４゜９５３号
は、流動コーキング技術に基づいて金属−酸素含有物質
の塩化物を形成する方法に関するものである。ここで、
金属チタン製造のための商用されている方法は、（酸化
チタンから成るルチル鉱石又は酸化チタン及び酸化鉄か
ら成るイルメナイト鉱石などの）約１０００℃（床中の
温度は最大２００℃程度変動するようである）における
流動原炭塩素化工程（ｆｌｕｔｄｉｚｅｄ ｂｅｄｃａ
ｒｂｏｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）に
よって四塩化チタンを製造する方法である。１９７５年
７月１５日付でランゲンホッフ等（Ｌａｎｇｅｎｈｏｆ
ｆ ｅｔａｌ、）に付与された米国特許第３，８９５，
０９７号も、金属の酸化物類を塩素と反応させる方法に
関する。
商業的には、還元は気体状の四塩化チタンを溶融マグネ
シウムと反応させることによって行なわれ、金属チタン
（比較的多孔質の「スポンジ」と呼ばれる形状）が製造
される。還元法の変形例は、本件出願人に譲渡された米
国特許第４゜４４０．３８４号、第４，５１１，３９９
号、第４，５５６，４２０号、第４，６１３，３６６号
、第４，６３７，８３１号及び第４，６６８゜２８７号
を含む多くの米国特許に示唆されている。
シウムと反応させることによって行なわれ、金属チタン
（比較的多孔質の「スポンジ」と呼ばれる形状）が製造
される。還元法の変形例は、本件出願人に譲渡された米
国特許第４゜４４０．３８４号、第４，５１１，３９９
号、第４，５５６，４２０号、第４，６１３，３６６号
、第４，６３７，８３１号及び第４，６６８゜２８７号
を含む多くの米国特許に示唆されている。
チタン・スポンジから（蒸発によって）塩化マグネシウ
ム及びＭｇを除去する「蒸留」に関しては、この種の蒸
留は通常１０５０〜１１００℃で行なわれる。［しかし
ながら、クオン等（にｗｏｎｅｔ ａｌ、）が米国特許
第４，７１１，６６４号で、約９３４℃で蒸留すること
により鉄含有量を低下できることを教示していることに
留意されたい。］ 多孔室の蒸留スポンジから固めたインゴットを製造する
ために通常は消耗電極真空マーク溶融が用いられる。（
−船釣には、蒸留スポンジを砕いた後加圧して円板とし
、次に、この円板を溶接して一体にして消耗電極を形成
させる。）改良された消耗電極はウィーバ−（Ｗｅｂｅ
ｒ）の米国特許第４，５３９，６８８号に記載されてい
る。
ム及びＭｇを除去する「蒸留」に関しては、この種の蒸
留は通常１０５０〜１１００℃で行なわれる。［しかし
ながら、クオン等（にｗｏｎｅｔ ａｌ、）が米国特許
第４，７１１，６６４号で、約９３４℃で蒸留すること
により鉄含有量を低下できることを教示していることに
留意されたい。］ 多孔室の蒸留スポンジから固めたインゴットを製造する
ために通常は消耗電極真空マーク溶融が用いられる。（
−船釣には、蒸留スポンジを砕いた後加圧して円板とし
、次に、この円板を溶接して一体にして消耗電極を形成
させる。）改良された消耗電極はウィーバ−（Ｗｅｂｅ
ｒ）の米国特許第４，５３９，６８８号に記載されてい
る。
廃棄物流からの材料の回収は勿論望ましいことである。
たとえば、内藤等は１９８７年３月７日付で付与された
米国特許第４，６５０，６５２号明細書に稀土類燐廃棄
物から高純度の稀土類の酸化物を回収する方法を記載し
ている。（この方法においては、稀土類燐廃棄物を過剰
量の酸に溶解し、蓚酸を添加して稀土類の蓚酸化物沈殿
を得て、この沈殿を洗滌し焼成している。）〈発明の概
要〉 本発明方法は、チタン鉱石からスカンジウムを抽出する
方法である。本発明方法では、チタン鉱石を８００〜１
２５０℃の流動床塩素他炉に供給して、蒸気相（主とし
て塩化チタンから成り塩化鉄が含まれる可能性がある）
と固体残渣とを得、固体残渣からスカンジウムを回収す
る。
米国特許第４，６５０，６５２号明細書に稀土類燐廃棄
物から高純度の稀土類の酸化物を回収する方法を記載し
ている。（この方法においては、稀土類燐廃棄物を過剰
量の酸に溶解し、蓚酸を添加して稀土類の蓚酸化物沈殿
を得て、この沈殿を洗滌し焼成している。）〈発明の概
要〉 本発明方法は、チタン鉱石からスカンジウムを抽出する
方法である。本発明方法では、チタン鉱石を８００〜１
２５０℃の流動床塩素他炉に供給して、蒸気相（主とし
て塩化チタンから成り塩化鉄が含まれる可能性がある）
と固体残渣とを得、固体残渣からスカンジウムを回収す
る。
チタン鉱石中に存在する極めて低レベルのスカンジウム
は残渣中で濃縮され、チタン鉱石からのスカンジウムの
回収を経済的に可能なものにする。
は残渣中で濃縮され、チタン鉱石からのスカンジウムの
回収を経済的に可能なものにする。
好ましくは、本発明方法は、金属チタン又は酸化チタン
の製造の一部分とし、スカンジウムはチタン製造の副産
物とするのがよい。
の製造の一部分とし、スカンジウムはチタン製造の副産
物とするのがよい。
通常はスカンジウムは残渣中に主として塩化スカンジウ
ムとして存在しており、残渣からの塩化スカンジウムの
回収は好ましくは酸水溶液（たとえば塩酸）を用いた浸
出によって行なってスカンジウム含有水溶液を得、得ら
れた水溶液を燐酸ポリアルキル有機相を接触させ、この
燐酸ボッアルキル（たとえばトリブチル・ホスフェート
）がスカンジウムを有機相中に抽出する。
ムとして存在しており、残渣からの塩化スカンジウムの
回収は好ましくは酸水溶液（たとえば塩酸）を用いた浸
出によって行なってスカンジウム含有水溶液を得、得ら
れた水溶液を燐酸ポリアルキル有機相を接触させ、この
燐酸ボッアルキル（たとえばトリブチル・ホスフェート
）がスカンジウムを有機相中に抽出する。
０．１モルＨＣＡを用いてスカンジウムを逆ストリップ
することができ、次にアンモニウムを加えて沈殿させて
水酸化スカンジウムの沈殿を得、水酸化スカンジウムを
■焼して、スカンジウムを酸化物として回収する。
することができ、次にアンモニウムを加えて沈殿させて
水酸化スカンジウムの沈殿を得、水酸化スカンジウムを
■焼して、スカンジウムを酸化物として回収する。
チタン鉱石からチタンとスカンジウムを抽出する方法は
、約１０００℃（８００−１２５０℃）の流動床塩素他
炉にチタン鉱石を供給して鉱石から塩化チタンを蒸発さ
せるとともにスカンジウム化合物及びその他の固状物を
含有する残渣を得、残渣中の他の固状物からスカンジウ
ム化合物を分離し、塩化チタンを蒐集し、塩化チタンを
処理して金属チタン及び／又は酸化チタンを製造する工
程から成る。
、約１０００℃（８００−１２５０℃）の流動床塩素他
炉にチタン鉱石を供給して鉱石から塩化チタンを蒸発さ
せるとともにスカンジウム化合物及びその他の固状物を
含有する残渣を得、残渣中の他の固状物からスカンジウ
ム化合物を分離し、塩化チタンを蒐集し、塩化チタンを
処理して金属チタン及び／又は酸化チタンを製造する工
程から成る。
残渣は通常イツトリウム及びランタニド類をも含有して
おり、スカンジウムとともにイツトリウム及びランタニ
ド類を酸で浸出してスカンジウム含有水溶液にする（こ
の場合には、アンモニウム添加によりイツトリウム及び
ランタニド類をスカンジウムとともに沈殿させスカンジ
ウムとともにイツトリウム及びランタニド類を■焼して
回収することができる）ことによりイツトリウム及びラ
ンタニド類を回収することもでき、或いは水溶液を燐酸
ポリアルキル含有有機相と接触させてスカンジウム含有
有機相とイツトリウム及びランタニドを含有する水性相
とを得る。後述の方法による場合には、有機相を■焼し
てスカンジウムを酸化物の形で回収し、別途に水性相を
■焼してイツトリウム及びランタニド類を紐化物の形で
回収することができる。
おり、スカンジウムとともにイツトリウム及びランタニ
ド類を酸で浸出してスカンジウム含有水溶液にする（こ
の場合には、アンモニウム添加によりイツトリウム及び
ランタニド類をスカンジウムとともに沈殿させスカンジ
ウムとともにイツトリウム及びランタニド類を■焼して
回収することができる）ことによりイツトリウム及びラ
ンタニド類を回収することもでき、或いは水溶液を燐酸
ポリアルキル含有有機相と接触させてスカンジウム含有
有機相とイツトリウム及びランタニドを含有する水性相
とを得る。後述の方法による場合には、有機相を■焼し
てスカンジウムを酸化物の形で回収し、別途に水性相を
■焼してイツトリウム及びランタニド類を紐化物の形で
回収することができる。
残渣をアルコール（好ましくはメタノール）で浸出して
ス゛カンジクム含有アルコール相を得ることにより、残
渣から塩化スカンジウムを回収することもできる。残り
の残渣は塩素化炉に還流させる。−船釣には、アルコー
ル浸出に続いて、アルコール溶液を蓚酸と接触させて、
スカンジウム、トリウム及びランタニド類の蓚酸塩類を
沈殿させて、高純度のスカンジウム、トリウム及びラン
タニド類の塩化物を得ることができる。
ス゛カンジクム含有アルコール相を得ることにより、残
渣から塩化スカンジウムを回収することもできる。残り
の残渣は塩素化炉に還流させる。−船釣には、アルコー
ル浸出に続いて、アルコール溶液を蓚酸と接触させて、
スカンジウム、トリウム及びランタニド類の蓚酸塩類を
沈殿させて、高純度のスカンジウム、トリウム及びラン
タニド類の塩化物を得ることができる。
アルコールは蒸留して、浸出工程に還流させることがで
きる。
きる。
〈実施例〉
特許請求の範囲に記載の本発明は、処理時に残渣中の各
成分がどこに行くかを示す添付の図面を参照しつつ以下
の詳細な説明を読むことにより、より一層明確になるも
のと考える。
成分がどこに行くかを示す添付の図面を参照しつつ以下
の詳細な説明を読むことにより、より一層明確になるも
のと考える。
上述のように、スカンジウム鉱石は比較的稀である。通
常は、スカンジウムはランタニド鉱石中で見い出される
。（「稀土類」なる用語は一般にはランタニド類のため
に用いられており、この用語はイツトリウムを含む意味
で使用されることもあり、稀にはスカンジウムを含む意
味で用いられることもあるが、本明細書中においては「
稀土類」なる用語はイツトリウムを含むがスカンジウム
は含まない用語として使用する。）しかしながら、稀土
類鉱石中においてもスカンジウムがかなり濃縮された形
で存在するのが観察されたことはなく、如何なる鉱床中
においても相当量のスカンジウムの存在が発見されたこ
とはない、このようなスカンジウムの稀少な存在量の結
果として、スカンジウムは極めて高価になり、スカンジ
ウムの使用が制限されることになる。
常は、スカンジウムはランタニド鉱石中で見い出される
。（「稀土類」なる用語は一般にはランタニド類のため
に用いられており、この用語はイツトリウムを含む意味
で使用されることもあり、稀にはスカンジウムを含む意
味で用いられることもあるが、本明細書中においては「
稀土類」なる用語はイツトリウムを含むがスカンジウム
は含まない用語として使用する。）しかしながら、稀土
類鉱石中においてもスカンジウムがかなり濃縮された形
で存在するのが観察されたことはなく、如何なる鉱床中
においても相当量のスカンジウムの存在が発見されたこ
とはない、このようなスカンジウムの稀少な存在量の結
果として、スカンジウムは極めて高価になり、スカンジ
ウムの使用が制限されることになる。
チタン鉱石中に存在する不純物類のほとんどは揮発性の
塩化物となり、四塩化チタンとともに蒸気流中に流入す
る。約２０００ｐｐｍの不純物類は揮発性の塩化物とな
らずに、鉱石塩素他炉（一般に「粗製塩素他炉」と呼ば
れている）の残渣中で濃縮される。不揮発性の塩化物類
は、ナトリウム等のアルカリ金属類及びカルシウム及び
稀土類等のアルカリ土類金属の塩化物である。
塩化物となり、四塩化チタンとともに蒸気流中に流入す
る。約２０００ｐｐｍの不純物類は揮発性の塩化物とな
らずに、鉱石塩素他炉（一般に「粗製塩素他炉」と呼ば
れている）の残渣中で濃縮される。不揮発性の塩化物類
は、ナトリウム等のアルカリ金属類及びカルシウム及び
稀土類等のアルカリ土類金属の塩化物である。
驚くべきことに、塩素化炉の呼称運転温度が１０００℃
であり、塩化スカンジウムの昇華温度が８００〜８５０
℃であるにもかかわらず、大部分のスカンジウムは不揮
発性の残渣中に残留する。塩化スカンジウムは８００℃
以下においても相当の蒸気圧を持っており、従って何故
塩化スカンジウムが残渣中に残留するのかは不明である
が、恐らくは他の不揮発性の塩化物のどれかと複塩を形
成することにより塩化スカンジウムの蒸気圧が低下する
ものと考えられる。
であり、塩化スカンジウムの昇華温度が８００〜８５０
℃であるにもかかわらず、大部分のスカンジウムは不揮
発性の残渣中に残留する。塩化スカンジウムは８００℃
以下においても相当の蒸気圧を持っており、従って何故
塩化スカンジウムが残渣中に残留するのかは不明である
が、恐らくは他の不揮発性の塩化物のどれかと複塩を形
成することにより塩化スカンジウムの蒸気圧が低下する
ものと考えられる。
塩素他炉の運転条件下においてはトリウムは不揮発性で
あり、トリウム及びその崩壊生成物であるラジウムも残
渣中に蓄積されて、ラジウムにより残渣は１グラム当た
り約４０００ピコキユーリの放射能を与える。鉱石の大
部分が除去される濃縮効果のために、材料中のトリウム
及びラジウムのレベルは、残渣を低レベル放射性廃棄物
として廃棄しなければならないレベルになる。
あり、トリウム及びその崩壊生成物であるラジウムも残
渣中に蓄積されて、ラジウムにより残渣は１グラム当た
り約４０００ピコキユーリの放射能を与える。鉱石の大
部分が除去される濃縮効果のために、材料中のトリウム
及びラジウムのレベルは、残渣を低レベル放射性廃棄物
として廃棄しなければならないレベルになる。
この種の流動床塩素他炉の運転時には、床に約１０％以
上の不揮発性の塩化物類が蓄積することがないように保
持する必要がある。何故なら、不揮発性の塩化物類は塩
素他炉の温度では一般に液状であり、これらの塩が蓄積
すると炉は粘着性になって適切に流動しなくなるからで
ある。不揮発性の塩化物類の蓄積によって塩素他炉が停
止したとぎの床は、約７０％のコークス（炭素）と、２
０％の酸化チタンと、約１０〜１２％の不揮発性の塩化
物類とを含有する。これまでは、残渣の廃棄コストが高
かった。停止時の床が全て不揮発分であるならば濃縮度
は約５００ ： １であるが、不揮発物は約１０〜１２
％に過ぎないので、濃縮度は約５０：１〜６０：１であ
る。
上の不揮発性の塩化物類が蓄積することがないように保
持する必要がある。何故なら、不揮発性の塩化物類は塩
素他炉の温度では一般に液状であり、これらの塩が蓄積
すると炉は粘着性になって適切に流動しなくなるからで
ある。不揮発性の塩化物類の蓄積によって塩素他炉が停
止したとぎの床は、約７０％のコークス（炭素）と、２
０％の酸化チタンと、約１０〜１２％の不揮発性の塩化
物類とを含有する。これまでは、残渣の廃棄コストが高
かった。停止時の床が全て不揮発分であるならば濃縮度
は約５００ ： １であるが、不揮発物は約１０〜１２
％に過ぎないので、濃縮度は約５０：１〜６０：１であ
る。
分析結果によれば、残渣のスカンジウム含有率は約０．
００６５％に過ぎないが、本発明者の計算によれば、ス
カンジウムが残渣中に残留しているとすれば、スカンジ
ウムは残渣の約０．４％になる筈である。本発明方法を
用いたスカンジウムの分離実験の結果によれば１．スカ
ンジウムの量は同様の（ジルコニウムの）残渣の約０゜
３４％であることが判明している。
００６５％に過ぎないが、本発明者の計算によれば、ス
カンジウムが残渣中に残留しているとすれば、スカンジ
ウムは残渣の約０．４％になる筈である。本発明方法を
用いたスカンジウムの分離実験の結果によれば１．スカ
ンジウムの量は同様の（ジルコニウムの）残渣の約０゜
３４％であることが判明している。
残渣は稀土類（ランタニド類及びイツトリウム、特にル
テチウム及びツリウム）をも含有しているから、これら
の元素類をスカンジウム回収の副産物として残渣から回
収することもできる。
テチウム及びツリウム）をも含有しているから、これら
の元素類をスカンジウム回収の副産物として残渣から回
収することもできる。
さらに、スカンジウムを（−数的には稀土類とともに）
回収する残渣処理時にトリウム及びラジウムを除去して
製品からトリウム及びラジウムを取り除くとともに放射
性残渣の廃棄処理問題を回避するのが好ましい。
回収する残渣処理時にトリウム及びラジウムを除去して
製品からトリウム及びラジウムを取り除くとともに放射
性残渣の廃棄処理問題を回避するのが好ましい。
以下、実施例において、実施例Ｉは残渣を浸出して、ス
カンジウム、稀土類、ラジウム及びトリウムを含有する
４つの個別の流れを得る例である。実施例ＩＩは、ラジ
ウムを含む第一の流れと、スカンジウム、イツトリウム
、ランタニド類及びトリウムを含む第二の流れの二つの
流れだけを得る例を示す。
カンジウム、稀土類、ラジウム及びトリウムを含有する
４つの個別の流れを得る例である。実施例ＩＩは、ラジ
ウムを含む第一の流れと、スカンジウム、イツトリウム
、ランタニド類及びトリウムを含む第二の流れの二つの
流れだけを得る例を示す。
火五■ユ
通常の商用実施例（呼称１０００℃）に従ってチタン鉱
石を塩素化し、得られた粗製塩素他炉の残渣を外部加熱
することなく８Ｍ ＨＣｌで２４時間浸出した（Ｉ
Ｋｇ残渣を６Ｍ ＨＣＪ２１リットルで浸出）。浸出
液を濾過した。浸出固状物を１２０℃で乾燥させて塩素
化装置に還流した。浸出溶液をＢ ａ Ｃ１１２で処理
して０．００１Ｍ濃度になるようにし、Ｈ２ＳＯ４で処
理して０、ＯＯＩＭ濃度になるようにした。溶液を濾過
して、ＢａＳＯ４に担持されたＲａを除去した。
石を塩素化し、得られた粗製塩素他炉の残渣を外部加熱
することなく８Ｍ ＨＣｌで２４時間浸出した（Ｉ
Ｋｇ残渣を６Ｍ ＨＣＪ２１リットルで浸出）。浸出
液を濾過した。浸出固状物を１２０℃で乾燥させて塩素
化装置に還流した。浸出溶液をＢ ａ Ｃ１１２で処理
して０．００１Ｍ濃度になるようにし、Ｈ２ＳＯ４で処
理して０、ＯＯＩＭ濃度になるようにした。溶液を濾過
して、ＢａＳＯ４に担持されたＲａを除去した。
濾過後の溶液をＴＢＰ（トリブチルフォスフェート）と
接触させてスカンジウムを選択的に抽出した。ＴＢＰ液
を０．１ＭＨＣｕで逆抽出した。
接触させてスカンジウムを選択的に抽出した。ＴＢＰ液
を０．１ＭＨＣｕで逆抽出した。
スカンジウムが減った水相をＴＯＰＯ／ヘキサン（トリ
オクチルフォスフインオキシド）と接触させてＴｈを選
択的に抽出した。トリウムを０．１Ｍ ＨＣＪ！で逆
抽出した。所望する分離度に応じて、抽出は単相分離又
は向流分離によって行なうことができる。残ったＳｃ、
Ｔｈ、Ｒａを含まずランタニド類元素類及びイツトリウ
ムを含有する溶液なＮＨ，（溶液）で処理してＰＨＩＯ
として濾過した。水酸化ランタニド類を６００ｔで■焼
すれば酸化物になる。ランタニド溶液と同様に処理して
、トリウム及びスカンジウムの逆抽出物を酸化物に変換
させた。スカンジウム試料はＳＣ，Ｏ，として９９％以
上の純度であり、残渣の０．３４重量％であった。添付
の図面は本実施例の工程図である。
オクチルフォスフインオキシド）と接触させてＴｈを選
択的に抽出した。トリウムを０．１Ｍ ＨＣＪ！で逆
抽出した。所望する分離度に応じて、抽出は単相分離又
は向流分離によって行なうことができる。残ったＳｃ、
Ｔｈ、Ｒａを含まずランタニド類元素類及びイツトリウ
ムを含有する溶液なＮＨ，（溶液）で処理してＰＨＩＯ
として濾過した。水酸化ランタニド類を６００ｔで■焼
すれば酸化物になる。ランタニド溶液と同様に処理して
、トリウム及びスカンジウムの逆抽出物を酸化物に変換
させた。スカンジウム試料はＳＣ，Ｏ，として９９％以
上の純度であり、残渣の０．３４重量％であった。添付
の図面は本実施例の工程図である。
及庭里上
実施例Ｉに従いＢａＳＯ４を濾別することによりＳｃ、
Ｙ、ランタニド類及びＴｈの混合酸化物を得ることがで
咎る。濾過した溶液をアンモニア水溶液で処理してｐＨ
１０とし、濾過し、混合水酸化物を６００℃で■焼すれ
ばよい。
Ｙ、ランタニド類及びＴｈの混合酸化物を得ることがで
咎る。濾過した溶液をアンモニア水溶液で処理してｐＨ
１０とし、濾過し、混合水酸化物を６００℃で■焼すれ
ばよい。
この方法によりチタン鉱石からスカンジウムを回収する
ことができるが、金属チタン又は酸化チタンの製造工程
の一部分として行ない粗製塩素他炉残渣（この残渣は従
来は低レベル放射性廃棄物処理場所に廃棄されていた）
からスカンジウムを回収するのが最良の方法である。稀
土類、トリウム及びラジウムを追加副産物として回収す
るのが好ましい。従って、本発明方法は放射性元素を小
体積の市場性のある形に濃縮することにより残渣除去コ
ストを低下させ、残渣の幾つかの成分（「粘着性のある
」不揮発性塩化物類を含まない炭素及びチタン；アルコ
ール浸出によって分離を行なう場合には塩化チタンも還
流することができる）を粗製塩素他炉供給物中に還流さ
せる′こともでき、価値のある副産物類（特にスカンジ
ウム、ルテチウム及びツリウム、これらは一般に酸化物
として残渣の約０．４重量％、０．２５重量％及び０．
２重量％を占める）を回収することができる。
ことができるが、金属チタン又は酸化チタンの製造工程
の一部分として行ない粗製塩素他炉残渣（この残渣は従
来は低レベル放射性廃棄物処理場所に廃棄されていた）
からスカンジウムを回収するのが最良の方法である。稀
土類、トリウム及びラジウムを追加副産物として回収す
るのが好ましい。従って、本発明方法は放射性元素を小
体積の市場性のある形に濃縮することにより残渣除去コ
ストを低下させ、残渣の幾つかの成分（「粘着性のある
」不揮発性塩化物類を含まない炭素及びチタン；アルコ
ール浸出によって分離を行なう場合には塩化チタンも還
流することができる）を粗製塩素他炉供給物中に還流さ
せる′こともでき、価値のある副産物類（特にスカンジ
ウム、ルテチウム及びツリウム、これらは一般に酸化物
として残渣の約０．４重量％、０．２５重量％及び０．
２重量％を占める）を回収することができる。
本明細書に記載した好ましい実施例は、本発明者が意図
する現在における本発明の最適実施態様を示すものでは
あるが、本発明の多くの修正及び応用は当業者には明ら
かであると考えられる。
する現在における本発明の最適実施態様を示すものでは
あるが、本発明の多くの修正及び応用は当業者には明ら
かであると考えられる。
従って、実施例は例示及び説明のためのものであり、特
許請求の範囲に記載の本発明の多くの修正例及び応用例
は当業者には自明であると理解される。従って、これら
の修正例及び応用例は本発明の技術的思想及び範囲内に
含まれるものであり特許請求の範囲に含まれるものであ
る。
許請求の範囲に記載の本発明の多くの修正例及び応用例
は当業者には自明であると理解される。従って、これら
の修正例及び応用例は本発明の技術的思想及び範囲内に
含まれるものであり特許請求の範囲に含まれるものであ
る。
添付の図面は、水溶液浸出を行ないランタニド類からス
カンジウムを別個に回収する実施例の工程図である。 出 願 人： ウエスチングへウス・エレクトリック・コーポレーショ
ン化 理 人： 加藤 紘一部 （ほか１名）
カンジウムを別個に回収する実施例の工程図である。 出 願 人： ウエスチングへウス・エレクトリック・コーポレーショ
ン化 理 人： 加藤 紘一部 （ほか１名）
Claims (15)
- （１）鉱石からスカンジウムを抽出する方法であって、 （ａ）チタン鉱石を８００〜１２５０℃の流動床塩素化
炉に供給して、塩化チタンから成る蒸気相と固体状残渣
とを得； （ｂ）前記固体状残渣からスカンジウムを回収すること
により、チタン鉱石中に存在する極めて低レベルのスカ
ンジウムを残渣中で濃縮して、チタン鉱石からのスカン
ジウムの回収を経済的に可能にすることを特徴とする方
法。 - （２）前記塩化チタンを塩化珪素から分離し処理して金
属チタン又は酸化チタンとし、スカンジウムをチタン製
造の副産物にすることを特徴とする請求項第（１）項に
記載の方法。 - （３）前記スカンジウムが前記残渣中に主として塩化ス
カンジウムとして存在しており、前記残渣を酸水溶液で
浸出することにより前記残渣から前記塩化スカンジウム
を回収して、スカンジウム含有水溶液を得ることを特徴
とする請求項第（１）項に記載の方法。 - （４）前記の酸がＨＣｌであることを特徴とする請求項
第（３）項に記載の方法。 - （５）酸による前記浸出に引き続いて、前記水溶液を燐
酸ポリアルキル含有有機相と接触させて、燐酸ポリアル
キルによってスカンジウムを前記有機相に抽出すること
を特徴とする請求項第（３）項に記載の方法。 - （６）前記の酸がＨＣｌであり、前記の有機相中の燐酸
ポリアルキルがトリブチルホスフェートであることを特
徴とする請求項第（５）項に記載の方法。 - （７）スカンジウムを前記有機相に抽出した後に、ＨＣ
ｌでスカンジウムを逆ストリップした後アンモニウムを
加えて沈殿させて水酸化スカンジウム沈殿を得、前記水
酸化スカンジウムを■焼して酸化物として回収すること
を特徴とする請求項第（５）項に記載の方法。 - （８）チタン鉱石からチタンとスカンジウムとを抽出す
る方法であつて、 （ａ）チタン鉱石を８００〜１２５０℃の流動床塩素化
炉に供給して、砂分からチタンの塩化物類を揮発させ、
スカンジウム化合物及びその他の固状物を含有する残渣
を得； （ｂ）前記スカンジウム化合物を前記残渣の他の固状物
から分離し、 （ｃ）前記塩化チタンを塩化珪素から分離し； （ｄ）前記塩化チタンを処理して金属チタンを製造する
ことを特徴とする方法。 - （９）スカンジウムが塩化スカンジウムの形で前記残渣
中に存在しており、前記残渣を酸で浸出することにより
前記塩化スカンジウムを他の固状物から分離して水溶液
を得て、前記水溶液を有機相と接触させてスカンジウム
を有機相中に抽出し、抽出されたスカンジウムを■焼す
ることにより酸化物の形でスカンジウムを回収すること
を特徴とする請求項第（８）項に記載の方法。 - （１０）前記残渣がイットリウム及びランタニド類を含
有し、前記残渣からイットリウム及びランタニド類を回
収することを特徴とする請求項第（７）項に記載の方法
。 - （１１）前記イットリウム及びランタニド類を前記の酸
で浸出することによりスカンジウムとともに前記のスカ
ンジウム含有水溶液中に浸出し、アンモニウム添加によ
りイットリウム及びランタニド類をスカンジウムととも
に沈殿させ、イットリウム及びランタニド類を■焼して
スカンジウムとともに回収することを特徴とする請求項
第（１０）項に記載の方法。 - （１２）前記の酸によりイットリウム及びランタニド類
をスカンジウムとともに前記のスカンジウム含有水溶液
中に浸出し、浸出に続いて前記水溶液を燐酸ポリアルキ
ル含有有機相と接触させて、スカンジウム含有有機相と
イットリウム及びランタニド類を含有する水相とを得た
後、前記の抽出されたスカンジウムを■焼することによ
り、スカンジウムを酸化物の形で回収し、前記水相を■
焼することによりイットリウム及びランタニド類を酸化
物の形で回収することを特徴とする請求項第（１０）項
に記載の方法。 - （１３）スカンジウムが前記残渣中に主として塩化スカ
ンジウムの形で存在しており、前記残渣をアルコールで
浸出することにより前記残渣から前記の塩化スカンジウ
ムを回収してスカンジウム含有アルコール溶液を得るこ
とを特徴とする請求項第（２）項に記載の方法。 - （１４）前記アルコールがメタノールであり、残つた残
渣を前記塩素化炉に還流することを特徴とする請求項第
（１３）項に記載の方法。 - （１５）前記のアルコールによる浸出に続いて、前記の
アルコール溶液を蓚酸と接触させてスカンジウム、トリ
ウム及びランタニド類の塩化物を沈殿させ、前記アルコ
ール溶液中のチタン、珪素及び鉄の塩化物類はそのまま
保持することにより、スカンジウム、トリウム及びラン
タニド類の塩化物の純度を上げることを特徴とする請求
項第（１３）項に記載の方法。
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