JPS5814269B2 - 鉄イオンの分離法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中性あるいは酸性の溶液中に含有される有用金
属を回収するにあたり、不純物として含まれている鉄イ
オンを分離する方法に関するものである。

従来、不純物として含まれる鉄イオンを分離する方法と
しては、問結晶法あるいは分別沈殿法等が行われている
。

しかしながら、再結晶法においては、工業的には多犬の
熱量を必要とするし、純度をよくするためには何度もく
り返す必要があり有用金属の損失はきわめて大きく効率
的でない。

また、分別沈殿法による分離も、分離を行おうとする金
属と鉄との溶解度積が大きくかけ離れていなげれば分離
は全く不町能であり、また鉄との共沈による有用金属の
損失も太きいため、物理的な分離には操作的にきわめて
困難であるのが現状である。

そこで、本発明者らは、このような現状に鑑み鉄イオン
の分離法について鋭意研究した結果、特定のｐＨに調整
した後、キレート性イオン交換樹脂で処理すると、効率
良く鉄イオンが分離されることを見い出し、本発明を完
成した。

すなわち、本発明は、有用金属イオンと鉄イオンが共存
する水溶液をｐＨ ２以下に調整した後、キレート性イ
オン交換樹脂で処理することを特徴とする鉄イオンの分
離法である。

本発明はキレート性イオン交換樹脂の特性をた《みに利
用することにより、鉄イオンと有用金属イオンとを分離
する。

キレート性イオン交換樹脂と金属イオンとの交換現象は
金属イオン相互の競争反応である。

今、樹脂をＲＨ２ （Ｒはキレート樹脂）、交換しうる
金属イオンをＭｎ」−とするとｎＲＨ２＋Ｍｎ＋＃Ｒｎ
Ｍ＋２ｎＨ ＋ なる平衡方程式で表わされるごとく、樹脂層に金属イオ
ンが吸着されるためには平衡が右に進む必要があるが、
水溶液のプロトン濃度が高ければ質量作用の法則から明
らかなように平衡は左へ進む。

このｐＨによる特性が金属により大きく異なるため、金
属イオン相互の分離が可能になる。

本発明でいうキレート性イオン交換樹脂とは、樹脂中の
官能基が金属イオンを吸着する樹脂をいい、そのような
具体例として、例えば、スチレン系、フェノール類とア
ルデヒド類との縮合体（フェノール系）、アクリルエス
テル系の樹脂母体に官能基として、ジエチレンドリアミ
ン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミ
ン、ペンタエチレンへキサミン等のアミン類や、イミノ
ニ酢酸あるいは上記アミン類とハロゲン化酢酸との反応
物であるアミノカルボン酸類、ジエタノールアミン、ジ
プロパノールアミン等のアルコールアミン類、尿素、チ
オ尿素等を導入したものがあげられる。

これらのキレート性イオン交換樹脂は鉄イオンの分離に
いずれも有効である。

本発明でいう有用金属イオンとは、鉄イオンと分離可能
な金属イオンをいい、キレート性イオン交換樹脂と有用
金属イオンとのキレート生成定数が鉄のそれより低いも
のが好ましい。

そのような具体例としては、たとえばニッケル、コバル
ト、マンガン、亜鉛、スズ、カルシウム、マグネシウム
等があげられる。

本発明において、鉄イオンを分離するためには水溶液の
ｐＨを２以下に調整することが必要である。

水溶液のｐＨを２以下に保つと、鉄イオンは樹脂の交換
容量のほぼ１００％吸着されるのに反し、上記の有用金
属イオンはほとんど吸着されない。

また、鉄は２価の鉄より３価の方が好ましく適当な酸化
剤を微量加えると効果はさらに向上する。

水溶液のｐＨを２以下に調整するには、たとえば、硫酸
、塩酸などの鉱酸溶液で行うことができ、水溶液によっ
ては、ｐＨが０近くなっている場合もあり、このときに
は、たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化カルシウム等のアルカリ剤でｐＨを１．５近くにす
ることが好ましい。

また、場合によっては適当な酸化剤を用いて溶存してい
る鉄を酸化させて原子価を統一することが好ましい。

そのような酸化剤としては、たとえば、塩素、次亜塩素
酸ソーダ過酸化水素、オゾンなどが好ましい。

次に本発明において、ｐＨを調整した後、キレート性イ
オン交換樹脂処理するが、この場合、たとえばキレート
性イオン交換樹脂層に空間速度で１０〜５０、好ましく
は２０以下で通液すると、鉄イオンは樹脂層に吸着され
、有用金属イオンとの分離が可能になる。

鉄を分離した後の水溶液はイオン交換により濃縮して有
用金属イオンの回収を行ってもよいし、また凝集沈殿法
により有用金属イオンの回収を行ってもよく、いずれも
純度良く有用金属イオンの回収が可能である。

本発明によれば、鉄イオンを効率良く分離することがで
き、資源回収などにきわめて有効である。

次に本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例 １ 鉄イオン２０ｐｐｍ、亜鉛イオン４５ｐｐｍ、ナトリウ
ムイオン９００ｐｐｍ含んだ溶液（ｐＨ約６．５）に塩
酸を加えてｐＨ１．０とし、イミノニ酢酸を官能基とす
るダイヤイオンＣＲＩＯ （三菱化成工業製）５０ｍ７
を内径２ｃＩｒＬのカラムにつめたものに該溶液１０ｌ
を２時間かげて通液し、処理液の一部を日立・パーキン
エルマー社製３０３型原子吸光分析装置にて分析したと
ころ、鉄イオンは０．３ｐｐｍ、亜鉛イオン４２ｐｐｍ
、ナトリウムイオン９００ｐｐｍであった。

実施例 ２ 鉄イオン３００ｐｐｍ、ニッケルイオン４０ｐｐｍ、カ
ルシウムイオン４５０ｐｐｍ、硫酸２ ０ ｇ／ｌ含ん
だ液に水酸化ナトリウム１０ｇ／ｌの溶液を加え、ｐＨ
を１．５とし、実施例１と同様に１ｏｌ通液した。

処理液を水酸化ナトリウムでｐＨ９、０とし、攪拌機で
３００ｒｐｍの回転数で１５分攪拌して沈殿を生成させ
た。

沈殿物を濾過後濾液のニッケルイオン濃度は１．９６ｇ
／ｌであり、カルシウムイオンは０．９３ｐｐｍ、鉄イ
オンは０．０ １ ｐｐｍ以下であった。

キレート性イオン交換樹脂による処理を行わずに沈殿法
を行ったものは、ニッケルイオン０．９０ｇ／ｌ，カル
シウムイオン１５０ｐｐｍ、鉄イオン７．５ｇ／ｌであ
った。

比較例 １ 実施例１と全く同じ溶液（ｐＨ約６．５）に塩酸加えて
ｐＨ２．２とした以外は実施例１と全く同様にして行っ
た。

その結果、処理液中の鉄イオンは０．３ｐｐｍであった
が、亜鉛イオンは３０ｐｐｍ となり、かなりの亜鉛イ
オンの損失がみられた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 有用金属イオンと鉄イオンが共存する水溶液をｐＨ
   ２以下に調整した後、キレート性イオン交換樹脂で処理
   することを特徴とする鉄イオンの分離法。