JPS59162138A - 硫酸酸性水溶液中のアンチモンおよびビスマスの抽出法 - Google Patents

硫酸酸性水溶液中のアンチモンおよびビスマスの抽出法

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JPS59162138A
JPS59162138A JP3549183A JP3549183A JPS59162138A JP S59162138 A JPS59162138 A JP S59162138A JP 3549183 A JP3549183 A JP 3549183A JP 3549183 A JP3549183 A JP 3549183A JP S59162138 A JPS59162138 A JP S59162138A
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JP
Japan
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solution
sulfuric acid
extraction
aqueous solution
extractant
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Pending
Application number
JP3549183A
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English (en)
Inventor
Kotaro Fujita
耕太郎 藤田
Masahiro Yasuda
保田 昌宏
Toshio Wachi
和知 都司雄
Shizuo Nojima
野島 静雄
Zenichiro Ono
大野 善一郎
Masaharu Ishiwatari
正治 石渡
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Mitsubishi Metal Corp
Sakai Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
Sakai Chemical Industry Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硫酸酸性水溶液中のアンチモンおよびビスマス
の抽出法、更に詳しくは、新規なトリカルボン酸エステ
ルを陽イオン交換型抽出剤として用いることにより、硫
酸酸性水溶液中のsbおよびBiを選択的に除去しうる
方法に関する。
本発明者らは、新規な化合物、即ち式:〔式中、kはC
4〜C□8のアルキル基である。〕で示きれるトリカル
ボン酸エステルを創製し、該化合物、その製法および用
途について既に特許出願中である(特1@昭57−14
0825号参照)。本発明者らのそれまでの研究では、
上記新規化合物は各種多数の金属(例えばZ n I 
Cd + Cu *Go、Ni、Fe、Pb、Cr、A
、//、As、Bi’、Sb。
Hg、Sn、IneV、希土類金属およびアクチニド金
R)に対し抽出能を示すことが認められていたが、その
後これらの金属の抽出挙動を更に詳細に検討した結果、
本発明者らは上記新規化合物およびその関連化合物の使
用によって、硫酸酸性水溶液中よりsbおよびBiが他
の金属に比較してはるかに高い抽出率で水不溶性溶剤中
に抽出されることを見出した。
本発明はかかる知見に基いて完成されたもので、その要
旨は、式: 〔式中、K ・k およびR3はそれぞれ同一も   
2 しくは異なった炭素数4〜18のアルキル基(例えばn
−ブチル、イソブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、
n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−デシル、イソ
デシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサ
デシル、n−オクタデシル等)である。〕 で示されるトリカルボン酸エステルを水不溶性溶剤に溶
解した溶液(以下、抽出剤溶液と称す。)と、sbおよ
びBiを含む硫酸酸性水溶液とを接触させて該sbおよ
びBiを選択的に抽出剤溶液中に抽出することを特徴と
する硫酸酸性水溶液中のアンチモンおよびビスマスの抽
出法に存する。
本発明で使用する上記式〔■〕のトリカルボン酸エステ
ルは、式: で示される2−ホスホノブタン−x、2.4−トリカル
ボン酸と、式: %式% 〔式中、k□、R2およびに3は前記と同意義。〕で示
されるアルコールの少な(とも1種を無溶媒または溶媒
(例えばヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレンなど
の炭化水素類、およびクロルエタン、クロロホルム、四
塩化炭素、クロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類
)中、無触媒または触媒(例えば硫酸、塩酸、リン酸な
どの鉱酸、芳香族スルホン酸などの有機酸、およびフッ
比ホウ素エーテラートなどのルイス酸)の存在下、室温
乃至溶媒の還流温度で通常1〜10時間反応させること
により製造される。このようにして得らレルトリカルボ
ン酸エステル[I)は陽イオン交換型抽出剤として使用
されるが、そのアルキル基(R□〜R3)の炭素数3以
下では水に溶解し易く、筐た炭素数19以上では水不溶
性溶剤への溶解性が劣り使用し難い。
本発明において上記抽出剤溶液に用いる水不溶性溶剤と
しては、例えば脂肪族炭化水素類(ケロシン、ドデカン
など)、芳香族法化水素類(ベンゼン、トルニジ、キシ
レンなど)、およびこれらのハロゲン置換化合物(ジク
ロロエタン、四塩化炭素、クロルベンゼンなど)が適当
である。かかる溶剤に対しトリカルボン酸エステル〔■
〕(以下、抽出剤と称す。)は完全に溶解するので、任
意の濃度の抽出剤溶液を調製しうるが、一般的には濃度
5〜50容量%が採用されてよい。
本発明の抽出法は、上記所定濃度に調製した抽出剤溶液
と、sbおよびBiを含む仏酸酸性水溶液とを接触させ
ることにより実施される。
上記抽出剤溶液と硫酸酸性水溶液の接触は、攪拌、振と
うなどの手段により、両者を激しく混合することによっ
て行なう。十分な混合がなされれば反応は迅速に革衡に
達するので、接触時間は30秒以上であれば十分である
。接触工程はバッチ式あるいは連続式のいずれでもよく
、工業的には向流多段式の連続装置が採用され、例えば
ミキサーセトラ式、回転円板式等の一般的装置が使用可
能である。また接触時の抽出剤溶液と硫酸酸性水溶液の
容量比C以下0/A比と略す。)は、それぞれの含有物
質の濃度に応じて自在に選択できる。
かかる接触操作により、硫酸酸性水溶液中のsbおよび
Bi は抽出剤溶液へ選択的に抽出される。
硫酸酸性水溶液中の硫酸濃度が700 f714程度の
高濃度下でもsbとBiは有効に抽出される。
硫酸酸性水溶液中に含まれうるZ n + Cd 、C
u *Co、Ni +Fe、Cr、A、gなどの多くの
金属は、pH1〜2程度から酸性pH側において該水溶
液中に留まり、抽出剤溶液中に移行しないことが認めら
れる。このように本発明の抽出剤はsbおよびBiとそ
の他の金属との分離に好適といえる。特に硫酸酸性水溶
液が銅の電解精製における電解液である場合に最も効果
的である。即ち、銅電解液中には粗銅(アノード)から
溶出したS’b、Biが次第に蓄積して電解に悪影響を
与える。このため定期的にこれらの不純物を除去する必
要があり、その際液中の主な含有物濃度はCu4Q〜5
0g/l、Ni15〜251/(1,S b十B i 
 1 f/It (最大)、フリー硫酸約200 f/
II程度ゆえ、液性調性等の前処理なしにsbおよびB
 iのみを選択的に除去しうるからである。
本発明において、上記抽出剤溶液中に抽出されたqbお
よびBiを、必要に応じて逆抽出することができる。か
かる逆抽出は、例えば抽出剤溶液と塩酸水溶液とを接触
させることにより簡単に実施される。この場合、2段階
で即ち比較的低濃度(20〜40 f、Ql)の塩酸水
溶液および高濃度(100171以上)の塩酸水溶液を
用いることにより、前者によってBiおよび後者によっ
てsbをそれぞれ別個に抽出剤溶液がら逆抽出すること
ができ、旧とsbを別々に除去して回収することが可能
となる。
次に参考例(抽出剤の製造例)および実施例を挙げて、
本発明を具体的に説明する。なお、実施例で用いた抽出
剤の化学名、略語および示性式を下記表1に示す。
参考例1 2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸54
g(0,2モル)、n−ブタノール68g(0,92モ
ル)、触媒として硫酸2g、トルエン21:lO+/を
加えた混合物を110°Cにて加熱還流を5時間行なっ
た。なお、反応中縮合によって生成した水はディーン・
スタークの水分離器を用いて共沸蒸溜を行なって分離し
た。反応混合物が均一溶液になった時点をもって反応終
了とした。反応溶液を水洗し触媒の硫酸及び未反応2−
ホスホノブタン−1,2,4−)リカルボン酸を除去、
溶媒のトルエン及びn−ブタノールを減圧溶去後2−ホ
スホノブタン−1,2,4−)リカルボン酸ブチルエス
テル79g(収率90.2%対2−ホスホノブタンー1
.2.4−)リカルボン酸)を得た。
参考例2 2−ホスホノブタン−1,2,4−)リカルボン酸15
0g(0,556モル)、2−エチルヘキサノール32
5F(2,5モル)、触媒として硫酸6g、トルエン2
00m1の混合物を115°Cにて8時間加熱還流を行
なった。反応終了後水洗し溶媒ノトルエン及び2−エチ
ルヘキサノールを減圧溜去後2−ホスホノブタン−1,
2,4−1リカルボン酸2−エチルヘキシルエステル3
58g(収率99,6%)を得た。
実施例1 抽出剤PM−4およびPM−8をそれぞれケロシンに濃
度20容量%で溶解した抽出剤溶液と、sb sso、
wtyii、n; 120〜/lおよび硫酸175゜3
50 、550 、750 f/Itを含有する硫酸酸
性水溶液を0 / A比=1/1で、活栓つき三角フラ
スコに採取し、so’cの恒温槽中で1分間振とうして
接触させる。静置して分相後、両相のsbおよびBiの
存在量を分析してSb、Bi抽出率の硫酸濃度依存性を
求めた。結果を添付図面第1図に示す。
実施例2 抽出剤PM−5,−8および−13をそれぞれケロシン
に濃度10容量%で溶解した抽出剤溶液と、銅電解液(
Cu 35.69/13、Ni16.7f/111Sb
O,447f/fi、  Bi  0.126F/#、
  Fe2.071/I!、Ca、0.04y/#、M
f 1.461/lりを0 / A比=1/1で、活栓
つき三角フラスコに入れ接触(液温50°C1接触時間
3分)させる。静置して分相後、電解液相を採取して分
析に供する。
一方、抽出剤溶液相よりケロシンを蒸発させ、残渣を塩
酸、硫酸、過塩素酸で加熱分解後塩酸に溶解して分析に
供する。その結果の抽出率を各種金属元素について下記
表2に示す。
表2より各種金属元素の銅電解液と抽出剤溶液との間の
分配は、SbおよびBiについては圧倒的に抽出剤溶液
側が多く、またFeは抽出剤溶液側へ若干移行する。そ
の他の金属は銅電解液倶ljlこほぼ全量とどまってい
る。
次に抽出剤PM−8に関し濃度5〜30容量%の場合に
ついて、上記と同様に抽出処理を行0液比と抽出率の関
係を求めた。その結果を添付図面第2.3および4図に
示す。該図より、抽出剤溶液の量を増加させると、S 
b + B t  の抽出率がVA比1/1付近まで急
激に増加することカダ認められる。しかし、O/A比1
/1以上になると、Sb、Bi抽出率の増加はほとんど
なくなる。
実施例3 実施例2のPM−8の10%容量%ケロシン溶液で銅電
解液を抽出して得られる抽出剤溶液相を各種濃度の塩酸
水溶液で逆抽出する。逆抽tB 4t l舌栓つき三角
フラスコ内で、液比(抽出剤溶液相各所/塩酸水溶液容
量)1/1、液温50°C1接触時間3分で行なった。
結果を添付図面第5図番こ示す。該図から、塩酸水溶液
の濃度がBilこ対し25f/1以上、Sbに対し 9
0 f/l以−LS Fiこ対し250〜300 f/
βの濃度でそれぞれ90%程度逆抽出されることが認め
られる。これにより、塩酸水溶液の塩酸濃度を選んで分
別抽出することにより、Biとsbを分離口+131う
ろことがわかった。
実施例4 抽出剤pM−Bをケロシンに濃度20容量%で溶解し、
実施例2の銅電解液に対し0/A比1/1、抽出温度5
0°C1接触時間30秒で抽出を行った後、得られる抽
出剤溶液相を濃度2551/lの塩酸水溶液で液比1/
1、温度50°C1接触時間3分にて逆抽出を行い再生
する。再生した抽出剤溶液は上記組成の銅電解液と再び
接触させ、同様の操作を12回繰返した。結果を添付図
面第6図に示す。該図から、当該抽出剤溶液を塩酸水溶
液により逆抽出再生し、繰返して抽出に使用しても、そ
の抽出能力はほぼ一定であり、低下していないことが判
明した。
以上の説明から明らかな如く、本発明方法はpH領域を
はずれた高濃度の硫酸酸性水溶液から直接pH調整なし
にSb、Bi  の選択的抽出を可能ならしめ、且つ抽
出剤や溶剤による水溶液相の汚染がないSb、Bi  
の抽出法であって、浄液法贅たはSb、Bi  の回収
法として多大の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1の抽出処理における硫酸酸性実施例2
の抽出処理におけるO/A比(加えて抽 藍出剤儂度)
と抽出率(%)の関係を示すグラフ、第  妃4日 ヤマ 5図は実施例3の逆抽出処理における塩酸水溶液  。 の塩酸濃度(f/l )と逆抽出率(%)の関係を示 
品すグラフ、および第6図は実施例4の(抽出−逆 り
の 抽出)繰返しサイクルにおける繰返し回数と抽出率(%
)の関係を示すグラフである。 特許出願人 堺−化学工業株式会社 代 理 人弁理士 青 山  葆  ほか1名第1rI
!J 200    400    600   800  
 1000石良凸斐環庚l/1) ′3a   3オー。1.■。 ムーーーム 5容量% ・−−−−−−,10ケ 。□。20ノI O,+    0.2   0.40.6  1   
 2  ・ 4第 4 図             
 (才出出弄りatl  )ムーーーム 5 容i% ・−−−−m−・ IO′・ 。□o 20   ・ m−m3Q    ÷ 0、+    0.2   0.40.6   1  
   2    407A  、l− 東京都千代田区大手町−丁目5 番2号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式、 〔式中、k□訊2およびR3はそれぞれ同一もしくは異
    なった炭素数4〜18のアルキル基である。〕 で示されるトリカルボン酸エステルを水不溶性溶剤に溶
    解した溶液と、sbおよびBiを含む硫酸酸性水溶液と
    を接触させて該sbおよびBiを選JR的に前者溶液中
    に抽出することを特徴とする硫酸酸性水溶液中のアンチ
    モンおよびビスマスの抽出法。 2、抽出烙れたsbおよびBiを含有する水不溶性溶剤
    溶液を塩酸で逆抽出する前記第1項記載の方法。 3、逆抽出を2段階で行なって、sbとBiを別々に抽
    出する前記第2項記載の方法。 4、硫酸酸性水溶液が銅の電解精製時の電解液である前
    記第1項乃至第3項のいずれかに記載の方法。
JP3549183A 1983-03-03 1983-03-03 硫酸酸性水溶液中のアンチモンおよびビスマスの抽出法 Pending JPS59162138A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0274120A3 (en) * 1987-01-08 1989-10-25 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Use of phosphonoalkanecarboxylic acid partial esters for metal extraction
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US6722823B1 (en) 2002-12-24 2004-04-20 Kennametal Inc. Milling cutter

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