JPH0673581A - 金属水酸化物の製造方法 - Google Patents

金属水酸化物の製造方法

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JPH0673581A
JPH0673581A JP5045399A JP4539993A JPH0673581A JP H0673581 A JPH0673581 A JP H0673581A JP 5045399 A JP5045399 A JP 5045399A JP 4539993 A JP4539993 A JP 4539993A JP H0673581 A JPH0673581 A JP H0673581A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸性溶液およびアルカリ性溶液から金属水酸
化物を，細かく分離しかつ容易に洗浄可能な形状で，し
たがって，高い純度で製造する。 【構成】 溶液中の金属から容易に分離可能な粉末状の
金属水酸化物を製造するために，溶液に電流を通して，
固体イオン交換膜に沈澱水酸化物を生成する。前述の膜
は陽極コンパートメント３を陰極コンパートメント２か
ら分離する。溶液が酸性の場合には，膜は陰イオン交換
膜である。溶液が塩基性の場合には，膜は陽イオン交換
膜である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，分離の容易な粉末状の
金属水酸化物を製造する方法，そしてこの方法の様々な
用途に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
式Ｍｅ（ＯＨ）n の金属水酸化物は，通常には，可溶性
金属塩にアルカリ性溶液を作用させ，水酸化物を沈澱さ
せて調製されるが，この水酸化物は細かく分離し，しば
しばゼラチン状を成す。
【０００３】得られたゼラチン状態は，水酸化物の洗
浄，さらには，濾過による原料溶液および洗浄水からの
水酸化物の分離に不都合である。従って，許容出来る純
度の粉末状水酸化物を得ることは難しい。
【０００４】さらに，別のケースにおいては，特に水酸
化物がアルカリ媒質に可溶の場合，例えば，両性金属の
水酸化物の場合には，理論的には，水酸化物は強塩基を
酸によって中和することによって沈澱物として得られる
可能性がある。多くの実際的な用途においては，強塩基
媒質に溶けた金属は回収されず，金属を含んだ溶液は高
純且つ単純に排出され，その結果，汚染と毒性の問題が
生じる。
【０００５】本発明の目的は，これらの欠点を解消し，
酸性溶液およびアルカリ性溶液から金属水酸化物を，細
かく分離しかつ容易に洗浄可能な形状で，したがって，
高い純度で製造することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するために，金属を溶かした溶液中に電流を通して，
固体イオン交換膜に沈澱水酸化物を生成させ，前述の膜
は陽極コンパートメントを陰極コンパートメントから分
離することを特徴とするものである。
【０００７】先に用いた『固体イオン交換膜に』という
表現は，沈澱が膜に接して，あるいは膜のすぐ近傍，膜
から１ｍｍ台の厚さのゾーンにおいて生じることを意味
する。
【０００８】第一の実施態様においては，溶液は酸溶液
であり，膜は陰イオン膜，例えば，第四級アンモニウム
・グループから成る膜である。この実施態様は，酸溶液
からの金属水酸化物の沈澱および分離を可能とする。
【０００９】第二の実施態様においては，溶液は塩基溶
液であり，膜は陽イオン膜，例えば，ＳＯ3 Ｈ- グルー
プから成る膜である。
【００１０】いずれの場合においても，膜は，例えば，
イオン交換樹脂から成る不溶性ポリマー，あるいは不溶
性ポリマー，例えば，ポリテトラフルオロエチレンであ
り，それは，先に述べたもののように，荷電グループの
ポリスチレン・キャリアーをグラフト重合するように照
射したものである。
【００１１】
【作用および実施例】本発明の作用をその実施例ととも
に添付図面を参照しながら説明する。図１は，金属水酸
化物を酸溶液から沈澱させる実施態様に対するものであ
り，図２は，金属水酸化物をアルカリ溶液から沈澱させ
る実施態様に対するものある。
【００１２】図１に，内部に電流を通すバット１を示す
が，このバット１は，陰イオン膜４によって，二つの部
分，すなわち，陰極コンパートメント２および陽極コン
パートメント３に分かれる。このバット内で，陰極５が
陰極コンパートメント２の中に置かれ，さらに陽極６が
陽極コンパートメント３の中に置かれる。
【００１３】陰極コンパートメント２には陰極液，例え
ば，カセイソーダあるいはカセイカリの塩基溶液を満た
し，アルカリ媒質の中で安定した金属，例えば，ニッケ
ル製の陰極５を設ける。
【００１４】陽極コンパートメント３には陽極液，すな
わち，その水酸化物を沈澱させる金属Ｍｅの溶液を満た
す。陽極は，例えば，同じ金属製として，可溶性陽極を
用いる。
【００１５】電流を流すが，電流が次のような動きをす
るように，電位差は５Ｖと２０Ｖの間とするのが好まし
く，電流密度は５Ａ／ｄｍ2 と２０Ａ／ｄｍ2 の間とす
るのが好ましい。
【００１６】陽極液中の金属イオンＭｅn+は陰極に向か
って移動するが，陰イオン交換膜によって陰極液中への
移動を妨げられる。陰極液のＯＨ- イオンは陽極に向か
って移動し，陰イオン交換膜を通り，イオンＭｅn+と接
触する。
【００１７】このようにして膜の陰イオン面上で水酸化
物Ｍｅ（ＯＨ）n が生成するが，その理由はその高塩基
度にある。この塩基度は，ＯＨ- イオンの継続的な供給
によって膜が常に再生されるので，恒常的に保持され
る。
【００１８】生成された水酸化物は，膜から外れ，陽極
液の中に沈む。この水酸化物は粒状でドライな外観を呈
し，何らの困難なく濾過・洗浄される。
【００１９】水酸化物を生成するには，陽極液のｐＨを
０．５と，陽極液の加水分解を引き起こすｐＨよりも低
い値との間に保持することが大切である。加水分解を引
き起こすｐＨ値は好ましくないゼラチン状の水酸化物の
沈澱を生じるからである。このｐＨは，例えば，陽極液
がＺｎＳＯ4 溶液の場合には，４．５台であり，この場
合，得られる沈澱物は当然ながらＺｎ（ＯＨ）2 であ
る。陽極液中の金属Ｍｅの濃度は，陽極の溶解によって
一定に保持される。
【００２０】一変形態様として，可溶性陽極を使用せ
ず，処理溶液の濃度は，その水酸化物を生成する金属の
塩，たとえば炭酸塩の添加および溶解によって元に戻さ
れる。
【００２１】不溶性陽極，例えば，鉛あるいはルテニウ
ムを含むチタン製のものが用いられる。
【００２２】さらに，クロム，ニッケル，カドミウム，
コバルト，亜鉛あるいはウランなどの金属の水酸化物，
あるいは，例えば，ニッケル−カドミウム水酸化物のよ
うな２種金属の水酸化物や、ニッケル−カドミウム−コ
バルト水酸化物のような３種金属の水酸化物を製造する
ことも可能である。
【００２３】この方法の応用は，とりわけ，ウラン鉱を
処理して金属をその水酸化物から回収することに関連
し，ウラン塩を含む原料酸溶液はウラン鉱の酸供給溶液
である。
【００２４】図２は，バット１，陰極５を備えた陰極コ
ンパートメント２，および陽極６を備えた陽極コンパー
トメント３から成る同様な設備を示す。この場合には，
陰極コンパートメント２と陽極コンパートメント３は，
陽イオン交換膜７によって分離される。
【００２５】陽極コンパートメントは，それから水酸化
物を沈澱させる処理すべき溶液，すなわち陽極液が満た
され，ここで想起すべきは，前述の溶液はアルカリ性媒
質中の金属の溶液であり，有利なものは，カセイソーダ
あるいはカセイカリの高濃度溶液，例えば８Ｎカセイソ
ーダあるいはカセイカリである。陰極コンパートメント
には陰極液，例えばカセイカリの０．５Ｎ溶液が満たさ
れ，陽極コンパートメントおよび陰極コンパートメント
には，それぞれ寸法の安定した不溶性金属の電極，例え
ば上記のようなものがそれぞれ設けられる。
【００２６】電流の流れは下記の動きをもたらす。アル
カリ性の陽イオン，たとえばＮａ+ やＫ+ は，陽極コン
パートメント３から陽イオン交換膜７を通って陰極コン
パートメント２に向かって動く。電流が連続すると，陰
極液のアルカリは増し，やがて，陽極液のｐＨが下が
る。ｐＨが充分に低い値まで低下すると，金属水酸化物
Ｍｅ（ＯＨ）n は容易に濾過出来る形状で沈澱する。そ
れゆえこれを電気透析現象と呼ぶこともできよう。
【００２７】この実施態様の有益な用途の一つは，金
属，たとえばアルミニウムの電気化学的生成の際に得ら
れる強塩基性溶液の再生である。この場合には，ＡｌＯ
2 - イオンの形でアルミニウムを含む原料溶液は８Ｎの
濃度であり，その濃度が約２Ｎの値に低下すると，その
特性は低減する。この時点において，８Ｎアルカリ性溶
液を陰極コンパートメント内に改めて調製せねばなら
ず，アルミニウムは陽極コンパートメント内に沈澱した
水酸化物の形で回収される。
【００２８】別の用途は，中に溶解した金属を回収する
ことによって行う塩基性溶液，すなわち電池およびアキ
ュムレータ，例えば，アルミニウム／空気電池の，塩基
性溶液の再生である。
【００２９】本発明を以下に具体的な数値に基づいて説
明する。下記の表１に要約した条件を用いて，ここでは
百分率（％）は重量％であるが，水酸化物を濾過しやす
く且つ純化しやすい形状で得る。これらの水酸化物は，
それらが粉末状であるので，その後の純化サイクルを行
いやすい。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、細かく分離し且つ容易
に洗浄可能な形状の金属水酸化物を、高い純度で製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属水酸化物を酸溶液から沈殿させる実施態様
を説明する図である。
【図２】金属水酸化物をアルカリ溶液から沈殿させる実
施態様を説明する図である。
【符号の説明】
１…バット ２…陰極コンパートメント ３…陽極コンパートメント ４…陰イオン膜 ５…陰極 ６…陽極 ７…陽イオン交換膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０１Ｇ 11/00 37/00 43/01 Ｚ 51/04 53/04 56/00 (72)発明者 ロジェ ランブロソ フランス エフ−75012 パリ ルエ デ ピクピュ 36

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶液中の金属から，容易に分離可能な粉
    末状の金属水酸化物を製造する方法で，前述の溶液に電
    流を通して，固体イオン交換膜に沈澱水酸化物を生成
    し，前述の膜が陽極コンパートメントを陰極コンパート
    メントから分離することを特徴とするもの。
  2. 【請求項２】 溶液が酸溶液であり，膜が陰イオン膜で
    ある請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 溶液が塩基溶液であり，膜が陽イオン膜
    である請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 クロミウム，ニッケル，カドミウム，コ
    バルト，亜鉛およびウランから成るグループから選択さ
    れた金属水酸化物を製造する請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 ニッケルとカドミウムの二種金属水酸化
    物あるいはニッケル，カドミウムおよびコバルトの三種
    金属水酸化物を製造する請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 水酸化ウランを製造するためのものであ
    り，酸溶液がウラン鉱の供給酸溶液である請求項４記載
    の方法。
  7. 【請求項７】 生成した沈澱水酸化物を除去することに
    よって金属の塩基溶液の再生を行う請求項３記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 塩基溶液が金属の電気化学的生成用の溶
    液である請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 塩基溶液が電池あるいはアキュムレータ
    の塩基性電解液である請求項７記載の方法。
  10. 【請求項１０】 塩基溶液がアルミニウム／空気電池の
    電解液である請求項９記載の方法。
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