JPH06319956A - リチウム同位体分離剤 - Google Patents
リチウム同位体分離剤Info
- Publication number
- JPH06319956A JPH06319956A JP14712493A JP14712493A JPH06319956A JP H06319956 A JPH06319956 A JP H06319956A JP 14712493 A JP14712493 A JP 14712493A JP 14712493 A JP14712493 A JP 14712493A JP H06319956 A JPH06319956 A JP H06319956A
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- Japan
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- lithium
- acid
- isotope
- separation
- lithium isotope
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 立方晶系のアンチモン酸からなり水溶液中で
安定なリチウム同位体分離剤 【効果】 リチウム同位体混合液から、７ＬｉＴ６Ｌｉ
とを極めて効率よく経済的に分離できる。７Ｌｉ及び６
Ｌｉは、例えばそれぞれ原子力発電における中性子捕捉
剤及び核融合炉用の原料などとして有用である。
安定なリチウム同位体分離剤 【効果】 リチウム同位体混合液から、７ＬｉＴ６Ｌｉ
とを極めて効率よく経済的に分離できる。７Ｌｉ及び６
Ｌｉは、例えばそれぞれ原子力発電における中性子捕捉
剤及び核融合炉用の原料などとして有用である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規なリチウム同位体分
離剤に関するものである。更に詳しく言えば本発明はリ
チウム同位体の分離性能に優れた立方晶系のアンチモン
酸からなるリチウム同位体分離剤に関するものである。
離剤に関するものである。更に詳しく言えば本発明はリ
チウム同位体の分離性能に優れた立方晶系のアンチモン
酸からなるリチウム同位体分離剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、リチウムは、例えばセラミック
ス、グリース、空調用冷媒、医薬品、電池等の原料とし
て使用されており、また将来は、アルミニウム合金材料
などに用いられる重要な物質として注目されている。こ
れらはいずれも原子量６及び７のリチウム同位体の混合
物がその原料として用いられているが、それぞれ単一の
原子量のものに分離されたリチウムは原子力分野におい
て有用であり、例えば原子量６のリチウムは核融合炉用
の原料として、原子量７のリチウムは、原子力発電にお
ける中性子捕捉剤として注目されている。このため、混
合溶液からのリチウム同位体の相互分離技術の確立が強
く要望されている。
ス、グリース、空調用冷媒、医薬品、電池等の原料とし
て使用されており、また将来は、アルミニウム合金材料
などに用いられる重要な物質として注目されている。こ
れらはいずれも原子量６及び７のリチウム同位体の混合
物がその原料として用いられているが、それぞれ単一の
原子量のものに分離されたリチウムは原子力分野におい
て有用であり、例えば原子量６のリチウムは核融合炉用
の原料として、原子量７のリチウムは、原子力発電にお
ける中性子捕捉剤として注目されている。このため、混
合溶液からのリチウム同位体の相互分離技術の確立が強
く要望されている。
【０００３】従来、リチウム同位体の分離方法として
は、例えばアマルガム法、溶融塩法、蒸留法、吸着法な
どが知られている。アマルガム法は、リチウムを水銀ア
マルガムとして電解することによって同位体を分離する
方法であるが、水銀を用いることから環境衛生上、大き
な問題がある。溶融塩法はリチウム化合物を加熱して溶
融状態にし、電気泳動を行って同位体を分離する方法で
あるが、加熱に高いエネルギーを要し、また装置が複雑
であるため分離コストが高くつくのを免れないという欠
点がある。蒸留法はリチウム金属やリチウム化合物を蒸
発させ同位体を分離する方法であるが、原材料が高価で
あることや高温にする必要があることから、やはり分離
コストが高くなるという欠点がある。
は、例えばアマルガム法、溶融塩法、蒸留法、吸着法な
どが知られている。アマルガム法は、リチウムを水銀ア
マルガムとして電解することによって同位体を分離する
方法であるが、水銀を用いることから環境衛生上、大き
な問題がある。溶融塩法はリチウム化合物を加熱して溶
融状態にし、電気泳動を行って同位体を分離する方法で
あるが、加熱に高いエネルギーを要し、また装置が複雑
であるため分離コストが高くつくのを免れないという欠
点がある。蒸留法はリチウム金属やリチウム化合物を蒸
発させ同位体を分離する方法であるが、原材料が高価で
あることや高温にする必要があることから、やはり分離
コストが高くなるという欠点がある。
【０００４】これらの方法に対し、吸着法はイオン交換
反応など溶液から固相への吸着反応を利用して同位体を
分離する方法であり、常温で操作でき、かつ、装置が簡
単であるため、分離方法として適当な方法であるが、同
位体分離を行うためには、分離性能の高い吸着剤を使用
しなければならない。リチウム同位体の分離剤として
は、従来強酸性イオン交換樹脂やゼオライトが知られて
いる。しかしながら、強酸性イオン交換樹脂は６Ｌｉと
７Ｌｉとの分離係数が１．００２と低いため、リチウム
同位体の完全な分離を行うためには、大量の樹脂を用
い、かつ分離処理を精密に行う必要があるなどの問題を
有しており、一方、ゼオライトは該分離係数が１．００
４〜１．００６と比較的高いものの、水溶液中で不安定
であるという欠点を有している。
反応など溶液から固相への吸着反応を利用して同位体を
分離する方法であり、常温で操作でき、かつ、装置が簡
単であるため、分離方法として適当な方法であるが、同
位体分離を行うためには、分離性能の高い吸着剤を使用
しなければならない。リチウム同位体の分離剤として
は、従来強酸性イオン交換樹脂やゼオライトが知られて
いる。しかしながら、強酸性イオン交換樹脂は６Ｌｉと
７Ｌｉとの分離係数が１．００２と低いため、リチウム
同位体の完全な分離を行うためには、大量の樹脂を用
い、かつ分離処理を精密に行う必要があるなどの問題を
有しており、一方、ゼオライトは該分離係数が１．００
４〜１．００６と比較的高いものの、水溶液中で不安定
であるという欠点を有している。
【０００５】また、有機クリプタンド樹脂を用いるリチ
ウム同位体の分離方法についても報告されているが、こ
の方法においては、樹脂の製造コストが高くつく上、分
離効率が重分ではないという欠点がある。
ウム同位体の分離方法についても報告されているが、こ
の方法においては、樹脂の製造コストが高くつく上、分
離効率が重分ではないという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】化学交換法によるリチ
ウム同位体の分離においては、分離効率が高く、かつ水
溶液中で安定な分離剤が必要である。この問題が解決で
きれば効率的かつ経済的なリチウム同位体分離プロセス
を構築することができる。
ウム同位体の分離においては、分離効率が高く、かつ水
溶液中で安定な分離剤が必要である。この問題が解決で
きれば効率的かつ経済的なリチウム同位体分離プロセス
を構築することができる。
【０００７】本発明は、このような要件を満足しうるリ
チウム同位体分離剤を提供することを目的としてなされ
たものである。
チウム同位体分離剤を提供することを目的としてなされ
たものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、立方晶系アン
チモン酸がリチウム同位体に対して高い分離効率を示す
ことを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は効率的かつ経済的にリチ
ウム同位体を分離するための分離剤を提供するものであ
る。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、立方晶系アン
チモン酸がリチウム同位体に対して高い分離効率を示す
ことを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は効率的かつ経済的にリチ
ウム同位体を分離するための分離剤を提供するものであ
る。
【０００９】本発明分離剤である立方晶系アンチモン酸
は、五塩化アンチモンを加水分解して得た無定形アンチ
モン酸の沈澱、あるいはアンチモン酸カリウムを硝酸な
どの酸溶液で処理して得られた無定形アンチモン酸の沈
澱を３０〜７０℃で長時間熟成することによって合成さ
れる。得られた立方晶系アンチモン酸はＦｄ３ｍの空間
群に属し、その格子定数は１０．４±０．１オングスト
ロームである。該アンチモン酸はナトリウム選択吸着性
に優れ、かつ水溶液中で安定であることから、混合塩溶
液からのナトリウム除去、回収用吸着剤として用いられ
ている。
は、五塩化アンチモンを加水分解して得た無定形アンチ
モン酸の沈澱、あるいはアンチモン酸カリウムを硝酸な
どの酸溶液で処理して得られた無定形アンチモン酸の沈
澱を３０〜７０℃で長時間熟成することによって合成さ
れる。得られた立方晶系アンチモン酸はＦｄ３ｍの空間
群に属し、その格子定数は１０．４±０．１オングスト
ロームである。該アンチモン酸はナトリウム選択吸着性
に優れ、かつ水溶液中で安定であることから、混合塩溶
液からのナトリウム除去、回収用吸着剤として用いられ
ている。
【００１０】従って、該アンチモン酸はリチウム選択吸
着性はないものの、リチウムが吸着する際の脱水和のエ
ネルギーが６Ｌｉと７Ｌｉで異なることを利用して高効
率でリチウム同位体を分離することができる。この立方
晶アンチモン酸は、通常粉末状のものであるが、それを
そのままリチウム同位体分離剤として用いてもよいし、
粉末を造粒し、粒状体として用いてもよく、あるいは繊
維状または膜状に成形してもよい。
着性はないものの、リチウムが吸着する際の脱水和のエ
ネルギーが６Ｌｉと７Ｌｉで異なることを利用して高効
率でリチウム同位体を分離することができる。この立方
晶アンチモン酸は、通常粉末状のものであるが、それを
そのままリチウム同位体分離剤として用いてもよいし、
粉末を造粒し、粒状体として用いてもよく、あるいは繊
維状または膜状に成形してもよい。
【００１１】このような立方晶系アンチモン酸からなる
リチウム同位体分離剤を用いてリチウム同位体を分離す
るには、リチウム同位体を含有する混合溶液中に、該分
離剤を加え、リチウムの吸着処理を行う工程を繰り返し
行えばよい。自然に安定に存在する６Ｌｉと７Ｌｉのう
ち、該分離剤により強く吸着される６Ｌｉは段階的に固
相中に移行し、一方溶液中の７Ｌｉの割合は段階的に高
くなり、相互分離が完成する。
リチウム同位体分離剤を用いてリチウム同位体を分離す
るには、リチウム同位体を含有する混合溶液中に、該分
離剤を加え、リチウムの吸着処理を行う工程を繰り返し
行えばよい。自然に安定に存在する６Ｌｉと７Ｌｉのう
ち、該分離剤により強く吸着される６Ｌｉは段階的に固
相中に移行し、一方溶液中の７Ｌｉの割合は段階的に高
くなり、相互分離が完成する。
【００１２】一般的には粒状に成形した該分離剤を充填
したクロマトグラフィー用カラムを作成して分離を行う
方法が用いられる。すなわち、該カラム中にリチウム同
位体を含有する混合溶液を一定量流すことによってリチ
ウム吸着帯を形成し、次いで溶離液を該カラムの上部よ
り流し続けることによってリチウム吸着帯を移動させて
同位体の分離を行う。この際、溶離液としては通常、中
性ないし酸性の水溶液が用いられる。この方法により、
該分離剤により強く吸着する６Ｌｉを後端側に、より弱
く吸着する７Ｌｉを前端側に濃縮させることができる。
このような吸着−溶離による同位体の分離処理は、繊維
状あるいは膜状の分離剤を用いて行うこともできる。
したクロマトグラフィー用カラムを作成して分離を行う
方法が用いられる。すなわち、該カラム中にリチウム同
位体を含有する混合溶液を一定量流すことによってリチ
ウム吸着帯を形成し、次いで溶離液を該カラムの上部よ
り流し続けることによってリチウム吸着帯を移動させて
同位体の分離を行う。この際、溶離液としては通常、中
性ないし酸性の水溶液が用いられる。この方法により、
該分離剤により強く吸着する６Ｌｉを後端側に、より弱
く吸着する７Ｌｉを前端側に濃縮させることができる。
このような吸着−溶離による同位体の分離処理は、繊維
状あるいは膜状の分離剤を用いて行うこともできる。
【００１３】
【発明の効果】本発明のリチウム同位体分離剤を用いる
ことによって、リチウム同位体を含有する混合溶液から
６Ｌｉと７Ｌｉの分離を高効率にかつ経済的に行うこと
ができる。
ことによって、リチウム同位体を含有する混合溶液から
６Ｌｉと７Ｌｉの分離を高効率にかつ経済的に行うこと
ができる。
【００１４】
【実施例】次に、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。
するが、本発明はこれらの例によってなんら限定される
ものではない。
【００１５】実施例 立方晶系アンチモン酸０．１ｇを０．１Ｍの水酸化リチ
ウム１０ｍＬ中に浸漬し、２５℃で１週間振とうした。
振とう後のリチウム吸着量は４１．５ｍｇ／ｇであり、
溶液中のリチウムの５９％が吸着した。原液及び吸着後
の上澄み液中の７Ｌｉ／６Ｌｉ同位体モル比を表面電離
型質量分析装置で測定したところ、それぞれ１２．５６
４１及び１２．７３６１であった。分離係数Ｓを式
ウム１０ｍＬ中に浸漬し、２５℃で１週間振とうした。
振とう後のリチウム吸着量は４１．５ｍｇ／ｇであり、
溶液中のリチウムの５９％が吸着した。原液及び吸着後
の上澄み液中の７Ｌｉ／６Ｌｉ同位体モル比を表面電離
型質量分析装置で測定したところ、それぞれ１２．５６
４１及び１２．７３６１であった。分離係数Ｓを式
【数１】 ［ただし、（７Ｌｉ／６Ｌｉ）ｓｏｌｎ．は溶液中の同
位体比、（７Ｌｉ／６Ｌｉ）ａｄ．は分離剤中の同位体
比であるに従って計算したところ１．０２６であった。
位体比、（７Ｌｉ／６Ｌｉ）ａｄ．は分離剤中の同位体
比であるに従って計算したところ１．０２６であった。
【００１６】このことから、本発明の分離剤はイオン交
換樹脂やゼオライトに比べて、高い同位体分離性能を有
することは明らかである。
換樹脂やゼオライトに比べて、高い同位体分離性能を有
することは明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加納 博文 香川県高松市花ノ宮町二丁目３番３号 工 業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者 馮 旗 香川県高松市花ノ宮町二丁目３番３号 工 業技術院四国工業技術試験所内
Claims (1)
- 【請求項１】 立方晶系アンチモン酸からなるリチウム
同位体分離剤
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14712493A JPH0785772B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | リチウム同位体分離剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14712493A JPH0785772B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | リチウム同位体分離剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06319956A true JPH06319956A (ja) | 1994-11-22 |
| JPH0785772B2 JPH0785772B2 (ja) | 1995-09-20 |
Family
ID=15423091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14712493A Expired - Lifetime JPH0785772B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | リチウム同位体分離剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785772B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008119638A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | リチウム同位体分離剤及びそれを用いたリチウム同位体濃縮物の製造方法 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP14712493A patent/JPH0785772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008119638A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | リチウム同位体分離剤及びそれを用いたリチウム同位体濃縮物の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0785772B2 (ja) | 1995-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |