JPH10183266A - コバルト水溶液からの銅およびカルシウムの分離方法 - Google Patents

コバルト水溶液からの銅およびカルシウムの分離方法

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JPH10183266A
JPH10183266A JP8339247A JP33924796A JPH10183266A JP H10183266 A JPH10183266 A JP H10183266A JP 8339247 A JP8339247 A JP 8339247A JP 33924796 A JP33924796 A JP 33924796A JP H10183266 A JPH10183266 A JP H10183266A
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JP
Japan
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copper
calcium
cobalt
extractant
impurities
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JP8339247A
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English (en)
Inventor
Masaki Imamura
正樹 今村
Keichi Ozaki
佳智 尾崎
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅およびカルシウムを含む不純コバルト水溶
液からこれら元素を除去し、高純度のコバルト水溶液を
製造する方法を提供する。 【解決手段】 ビス(2−エチルヘキシル)リン酸とオ
キシム系抽出剤とを混合した抽出剤を用い、銅およびカ
ルシウムを不純物として含有するコバルト水溶液と接触
させ、銅およびカルシウムを有機相中に同時に抽出分離
することを特徴とする銅およびカルシウムの分離方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高純度なコバルト
水溶液を製造する方法に関し、特に、銅およびカルシウ
ムを不純物として含有するコバルト水溶液から銅および
カルシウムを分離除去する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コバルトは、特殊合金や磁石材料として
広く使用されている金属である。一般にコバルトは酸化
物、硫化物などの形で産出するが、コバルトの原料やそ
の製造工程において使用される薬剤には、種々の元素が
含まれているため、製造工程中のコバルトの水溶液には
各種の不純物が混入し、コバルトを製造するにはニッケ
ルを始めとする不純物との分離が不可欠である。これら
の不純物としては、特に、ニッケル、銅、カルシウムが
多く含有されている。中でもニッケルとコバルトは化学
的性質が類似しているため相互の分離が困難であり、そ
の相互分離に関して種々の分離除去技術が検討されてい
る。
【0003】従来、コバルトイオンは、水溶液中で塩素
などの酸化剤により酸化されニッケルよりも低いpHで
水酸化物を生成するため、酸化中和によりニッケルと分
離されていた。最近では、より高度な分離法として有機
溶媒への溶解性の差を利用した溶媒抽出による分離方法
を適用する傾向にある。溶媒抽出によればニッケルとコ
バルトの分離はより良好に実施できる。
【0004】たとえば、コバルトが陰イオン錯体を形成
するのに対し、ニッケルは安定なクロロ錯体を形成しな
いため、陰イオン交換体であるアミン系抽出剤を使用し
塩化物からの相互分離が行われる。この場合コバルトは
有機相に抽出され、水などの塩素イオン濃度の低い水溶
液を使用してコバルトを回収することができる。
【0005】また、アルキルホスホン酸やアルキルホス
フィン酸などのリン酸系抽出剤を用いてコバルトとニッ
ケルの分離も行われている。この場合は、水酸化ナトリ
ウムやアンモニアなどの中和剤を添加しコバルトを有機
相に抽出する。
【0006】しかしながら、コバルト水溶液に含まれる
銅やカルシウムは、いずれの抽出剤を使用したニッケル
分離工程においてもコバルトと同様の抽出挙動を示すこ
とが多く、ニッケルが分離されたのちもコバルト溶液に
は銅やカルシウムが残留する。
【0007】たとえば、リン酸系抽出剤ではコバルトと
同程度あるいはそれ以上に銅やカルシウムが抽出される
傾向にあるので、塩酸や硫酸などの鉱酸で処理し回収さ
れたコバルトの逆抽出液には銅やカルシウムが含まれ
る。
【0008】また、水溶液に充分な塩素イオンが共存し
た場合には、銅イオンはコバルトと同様、塩素イオンと
陰イオン交換体を形成するためアミン抽出剤によりコバ
ルトとともに抽出剤に抽出され、さらに同時に逆抽出さ
れコバルト溶液に含まれることになる。この抽出剤で
は、カルシウムは塩素と錯体を形成しないため抽出剤に
直接抽出されることはないが、有機相への水相の懸濁や
巻き込みにより微量のカルシウムがコバルト溶液に含ま
れる。
【0009】したがって、コバルトとニッケルの分離後
は、このようなコバルト水溶液に随伴した銅およびカル
シウムを除去することが必要である。従来は、以下に記
述する方法により分離されていた。
【0010】すなわち、銅は、硫化水素や硫化ナトリウ
ムを溶液に添加することにより硫化物として除去する。
これはコバルトに比べ銅硫化物の安定性が高いことに基
づくが、硫化水素などの有毒ガスを使用すること、ある
いは反応終了後も硫化水素ガスが水に微量溶解している
ため脱気を行い溶液から硫化水素ガスを除去する必要が
あるなど操作性に問題があった。
【0011】また、鉄やコバルトメタルを添加し、セメ
ンテーションさせ銅メタルとして除去する方法もある。
銅イオンは比較的簡単に還元されメタルになるので、液
から除去されるが、鉄メタルを使用した場合には反応に
より鉄イオンが液に入り込み液を汚染することになる。
鉄メタルの代わりにコバルトメタルを使用することもで
きるが、微細に粉砕したコバルトメタルが必要あり、ま
た生成する銅メタル中にコバルトが残留するなどコスト
的に不利であった。
【0012】別の方法としては、溶媒抽出による銅の除
去法が開発されており、とくにオキシム系抽出剤は銅イ
オンに対して選択的に作用し、銅を優先的に抽出できる
ため工業的に適用例も多く、溶媒抽出法は有効な方法で
ある。
【0013】一方、カルシウムの除去は、硫酸ナトリウ
ムや硫酸などを添加しカルシウムイオンと硫酸イオンと
を反応させ石膏を生成させ除去する方法が知られている
が、石膏が水に対して比較的大きな溶解度を有し、完全
な除去は難しいため、リン酸系の抽出剤を使用した溶媒
抽出やイオン交換樹脂によるカルシウムの抽出分離が行
われている。
【0014】このようにコバルトを含む水溶液からの銅
あるいはカルシウムの分離除去にはそれぞれのプロセス
が開発されているものの、沈殿反応をともなう方法で
は、分離除去や操作性が不十分であるなど問題があっ
た。また溶媒抽出法は個々の不純物を除去するには効果
的であり適用例もあるが、銅に有効な銅抽出剤ではカル
シウムを除去できず逆にカルシウム抽出剤での銅の抽出
は困難である。したがって、2種類の抽出剤を別の抽出
装置で使用し、銅およびカルシウムを除去するという少
なくとも2段階の分離工程を設置しなければならず、装
置や工程の簡略化が望まれていた。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記問
題点を解決し、銅およびカルシウムを含む不純コバルト
水溶液からこれら元素を除去し、高純度のコバルト水溶
液を製造する方法を提供するものである。
【0016】
【課題を達成するための手段】この目的を達成するため
種々検討した結果、ビス(2−エチルヘキシル)リン酸
とオキシム系抽出剤を混合し、抽出剤として用い、不純
コバルト水溶液中の銅およびカルシウムを同時に抽出分
離することができることを知見した。
【0017】すなわち、本発明は、銅およびカルシウム
を含むコバルト水溶液から銅およびカルシウムを分離す
る方法であって、ビス(2−エチルヘキシル)リン酸と
オキシム系抽出剤とを混合した抽出剤を用い、不純物を
含むコバルト水溶液と接触させ、銅およびカルシウムを
有機相中に抽出分離することを特徴とする銅およびカル
シウムの分離方法である。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明は、ビス(2−エチルヘキ
シル)リン酸がカルシウムに対して大きな抽出能力を有
し、一方、オキシム系抽出剤が銅に対して抽出力が大き
いことに着目し、これらを別々に使用するのではなく混
合して使用することで同時にこれら元素を抽出してしま
うことを特徴とする。
【0019】これら2つの抽出剤を混合して使用するこ
とで、1回の抽出操作で銅とカルシウムの除去が同時に
可能となる。異なる2つの抽出剤を混合しても単独に使
用した場合と同様、コバルトに対する不純物の抽出性は
確保され効率よく抽出除去できる。抽出剤によっては、
混合することで、選択抽出性が低下したり、抽出金属の
逆抽出が不可能になったりすることもあるが、本発明で
使用する2種の抽出剤間でこのような負の相乗効果は認
められない。
【0020】また抽出操作では、抽出剤が水相に懸濁し
たり、あるいはコバルトが微量に抽出されることによる
抽出剤やコバルトのロスを考慮する必要がある。このロ
スは抽出操作回数に比例して増加するので、これまでの
2段階の抽出操作からわずか1回の操作で済むことは、
使用する抽出剤やコバルトのロスも減少するという利点
もある。
【0021】使用する銅抽出剤は、アルドオキシムある
いはケトシキム系抽出剤のいずれでもよく、いわゆる銅
専用抽出剤として開発されているLIX84I、984(Henkel社
製)、Acorga P5100、M5640(Zeneca社製)などの抽出剤
が使用できる。
【0022】当然、ビス(2−エチルヘキシル)リン酸
やオキシム系抽出剤は銅やカルシウム以外の亜鉛や鉄な
どに対しても抽出能力を有するので、銅およびカルシウ
ム抽出の際に、これら不純物の除去も同時に行えること
はいうまでもない。
【0023】通常、溶媒抽出剤は粘度が高く希釈して使
用されることが多い。高濃度の抽出剤が使用できれば、
少ない有機溶媒量で多量のコバルト溶液中の不純物を抽
出できるが、粘度が上昇し抽出操作の支障となる。希釈
率は特に規定されるものではなく、不純物の濃度に応じ
て使用すれば良いが、2つの抽出剤の合計抽出剤濃度は
1〜50体積%の範囲で使用することが望ましい。
【0024】また、本発明では2種類の抽出剤を使用す
るが、抽出目的により上記範囲内で両抽出剤の比率を自
由に変えることができる。つまり原液であるコバルト溶
液にカルシウムが多く含まれてる場合にはカルシウム抽
出剤であるビス(2−エチルヘキシル)リン酸の混合割
合を増加させ、逆に銅が多いときにはオキシム系抽出剤
の混合割合を増加させることでより効率的な抽出操作が
可能となる。
【0025】抽出時の温度も特に規定されるものではな
いが、高温ほど水溶液および抽出剤の粘度が下がり、抽
出反応後の水相/有機相の2相分離に要する時間が短縮
できるので、抽出反応は高温で行うことが望ましい。た
だし、抽出剤や抽出剤の粘度を低下させるために加えら
れる希釈剤が温度とともに揮発したり、引火の可能性が
あるため室温〜60℃での操作が望ましい。
【0026】
【実施例】つぎに、本発明の実施例について述べる。
【0027】(実施例1)20体積%ビス(2−エチル
ヘキシル)リン酸と5体積%LIX84Iを混合し、こ
の混合抽出剤を、室温でO/A=1/2の条件で下記の組成を
有する塩化コバルト水溶液と10分間振とう混合し、水溶
液に含有されている不純物を抽出した。この抽出操作中
は、水相を所定のpHにコントロールするため水酸化ナ
トリウムを中和剤として使用した。原液と抽出後の水相
の組成を表1に示す。
【0028】表1に示すように、1回の抽出操作で水相
の銅およびカルシウムの濃度の低下が認められ、混合溶
媒により抽出除去された。また水相のpHを高くするほ
ど銅およびカルシウムが除去された。
【0029】
【表1】 (実施例2)20体積%ビス(2−エチルヘキシル)リ
ン酸と10体積%LIX84Iを混合した抽出剤を、室
温でO/A=1/2の条件で下記の組成を有する塩化コバルト
水溶液と10分間振とう混合し、水溶液に含有されてい
る不純物を抽出した。この抽出操作中は水相の所定pH
にコントロールするため水酸化ナトリウムを中和剤とし
て使用した。この操作を繰り返し2段の向流多段抽出を
行った。抽出結果を表2に示す。表2に示すとおり、抽
出操作にて得られた水相の銅およびカルシウムの濃度
は、それぞれ、0.0001g/リットル以下、0.3
4g/リットルであった。
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、不純物
として銅およびカルシウムを含むコバルト水溶液から銅
およびカルシウムを分離するに際し、ビス(2−エチル
ヘキシル)リン酸とオキシム系抽出剤を混合し使用する
ことでカルシウムおよび銅を1回の操作で効率よく除去
することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビス(2−エチルヘキシル)リン酸とオ
    キシム系抽出剤とを混合し、抽出剤として用い、不純コ
    バルト水溶液中の銅およびカルシウムを同時に抽出分離
    することを特徴とするコバルト水溶液からの銅およびカ
    ルシウムの分離方法。
JP8339247A 1996-12-19 1996-12-19 コバルト水溶液からの銅およびカルシウムの分離方法 Pending JPH10183266A (ja)

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JP (1) JPH10183266A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152854A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Jx Nippon Mining & Metals Corp 廃二次電池からの有価金属の分離方法及びそれを用いた有価金属の回収方法
JP2016014164A (ja) * 2014-07-01 2016-01-28 住友金属鉱山株式会社 塩化コバルト溶液の浄液方法

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