JPS605651B2 - 有機溶媒から鉄を除去する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶媒抽出法において使用される有機溶媒の処
理方法に関するものであり、特にはニッケルおよびコバ
ルトを含む溶液からコバルトを抽出する為の、２ーェチ
ルヘキシルホスホン酸モノ２ーェチルヘキシルェステル
を主成分とする抽出剤と希釈剤とから成る有機溶媒の脱
鉄方法に関するものである。

湿式冶金分野において、溶媒抽出法として知られる処理
方法が幾つかの金属の選択的抽出に利用されている。

抽出剤の選定に当っては、その抽出剤の目的金属を含む
水溶液への溶解度が小さいこと、水溶液から目的金属イ
オンを選択的にしかも効率的に抽出する性能を具備して
いること等が考虜されねばならない。更に、抽出剤は希
釈剤で薄めて抽出溶媒として使用されるため、希釈剤に
よく溶けることが必要である。ニッケルおよびコバルト
を含む酸性浸出液あるいは廃液からコバルトを選択的に
抽出するための試薬として、本願発明においては「 ２
ーェチルヘキシルホスホン酸モノ２ーェチルヘキシルェ
ステル（以下Ｍ波ＨＰＡと称する）を主成分とする抽出
試薬を用いる。

Ｍ餌ＨＰＡは下記の構造式を有する：このようなＭがＨ
ＰＡを主成分とする抽出試薬を鍵油、ケロシン等の希釈
剤に溶かした状態の液を以下Ｍ独ＨＰＡ有機溶媒あるい
は単に有機溶媒と呼ぶ。

ＭがＨＰＡ有機溶媒は、ニッケルおよびコバルトを含む
浸出液、廃液等の水溶液からのコバルトの選択的抽出に
すぐれた抽出館を示す。

抽出工程において「ニッケルおよびコバルトを含む水相
と有機溶媒とは、ミキサーセトラー、抽出塔、遠心抽出
機等を利用して接触混合される。混合温度は一般に２０
０ 〜８０午０が適当とされ、そして水相と有機溶媒と
の容積比はおおよそ１０三１〜１：１硯峯度とされてい
る。溶媒抽出操作において、Ｍ班ＨＰＡ有機溶媒はその
性能が低下するまで循環使用されるが、その間に液中に
徴量に存在している鉄や設備等から溶出した鉄が徐々に
蓄積する。

有機溶媒中に鉄が蓄積すると、その分だけ実質的な抽出
能力が低下し、更に重大なことには、鉄を含んだ有機溶
媒がコバルトを抽出するとその粘度が著しく上昇する。
この粘度の上昇が起ると、ポンプ、バルブ、ミキサ等の
移送並びに混合過程において様々のトラブルが惹起され
る。従って、Ｍ班ＨＰＡを使用して溶媒抽出を行う場合
、安定した抽出能力や性能を得るためには、ＭがＨＰＡ
有機溶媒中に蓄積した鉄を除去することが不可欠な条件
となる。Ｍ餌ＨＰＡ有機溶媒に対する有効な脱鉄方法は
未だ確立されていない。本発明者は高い鉄除去効率を維
持ししかも比較的簡単に実施しうる脱鉄方法を求めて多
くの検討を重ねた結果、水酸化アルカリ溶液による洗浄
がきわめて効果的であることを見出した。斯くして、本
発明は、２−エチルヘキシルホスホン酸モノ−２−エチ
ルヘキシルェステルを主成分とする抽出剤と希釈剤とか
ら成る有機溶媒を水酸化アルカリの水溶液で洗浄するこ
とを特徴とする有機溶媒から鉄を除去する方法を提供す
る。

上記方法において、有機溶媒より水溶液中に移行した鉄
は水酸化鉄として沈殿を生じ、いよいよ操作を困難とす
ることがある。本発明者は、水酸化アルカリ水溶液に楯
質類を添加しておくことによりキレート化反応が生じて
沈殿が生じないことを見出した。このような観点から、
本発明はまた２−エチルヘキシルホスホン酸モノ−２ー
ヱチルヘキシルェステルを主成分とする抽出剤と希釈剤
とから成る有機溶媒を水酸化アルカリと糖質類との混合
溶液で洗浄することを特徴とする有機溶媒から鉄を除去
する方法を提供する。

更に、有機溶媒中に残留したコバルトが脱鉄率に大きな
影響を及ぼし、あらかじめコバルトを除去しておくこと
により脱鉄が促進されることが見出された。

従って、本発明は更に、２−エチルヘキシルホスホン酸
モノ−２−エチルヘキシルェステルを主成分とする抽出
剤と希釈剤とから成る有機溶媒を鍵酸で洗浄してコバル
トを予め除去し、然かる後水酸化アルカリの水溶液ある
いは水酸化アルカリと糖質類との混合溶液で洗浄するこ
とを特徴とする有機溶媒から鉄を除去する方法を提供す
る。以下、本発明について具体的に説明する。

本発明に従えば、ＭがＨＰＡ有機溶媒の蓄積鉄含量が実
際の操業上好ましくない濃度（通常１〜２タ′夕）まで
上昇した場合、脱鉄処理が施される。

蓄積鉄含量が例えば２タ′〆になると、実質的なコバル
ト抽出量が２〜３夕〆夕低下する。更には、コバルトを
最大能力近くまで抽出した場合、その粘度は数百〜数千
センチストークスまで上昇し「そのためポンプや配管を
通しての有機溶媒の円滑な移送を妨げるのみならず、混
合設備において棚梓羽根に過大の負荷を課し「そして更
に重大なことには反応速度を著しく低下させる。斯様に
鉄舎量の許容水準以上への蓄積は上述したような諸問題
の根源となる。脱鉄処理に当って、有機溶媒は、溶媒抽
出系より一部または必要に応じて全量抜出される。

抜出された有機溶媒は、水酸化アルカリ水溶液と共に縄
梓槽に入れ、充分なる濃拝混合後放置して水相と有機相
とに相分離せしめ、その後分離した有機溶媒を回収する
ことによって脱鉄処理される。この処理における温度は
常温で充分であり、有機溶媒と水溶液との容積比（以下
○／Ａと記す）は特に限定する必要はないが、沈殿の有
機相への混入を少くするために○／Ａ＝１近傍が望まし
い。反応時間は櫨梓力、０／Ａ比等により異なるが、強
損投下では２分以上あればよい。水酸化アルカリとして
は一般に使用される水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
等で充分である。使用する水酸化アルカリの濃度につい
ては、Ｍ班ＨＰＡと反応するに必要な量より水酸化アル
カリが少ない場合には、Ｍ斑ＨＰＡを主体とする有機溶
媒の一部が水溶液中に溶解し、更には脱鉄率も著しく悪
いことが認められた。

洗浄後液中の水酸化アルカリ濃度を好ましくは１６多／
ク以上に保持することによって９７．８％以上の高水準
の脱鉄率が実現される。ここで脱鉄率とは洗浄別有機燈
船」の鉄量一洗浄後の月機裕船Ｌの鉄量ＸＩ。

〇洗浄前有機溶媒中の鉄量として表わされる。

洗浄後液中の残存水酸化アルカリ濃度が１６多／〆近傍
では表面に気泡を生じ、取扱いがやや困難となる場合が
あるが、硫酸ナトリウム等の水酸化アルカリと反応しな
い塩類を例えば３０夕／〆程度の濃度になる様に水溶液
中に加えることによって気泡の発生は防止されうる。

更に、洗浄後液中の残存水酸化アルカリの濃度を５０夕
／ク以上にすれば添加剤を使用せずともこのような発泡
は生じない。上記方法に従って脱鉄処理された有機溶媒
は「２相に分離しておりまたＭ幻ＨＰＡはすべてナトリ
ウム塩等のアルカリ塩となっているため、このまま溶媒
抽出系に戻すことは徒らに操業の妨害となる場合がある
。

従って、上記処理によって得られた有機溶媒は鉱酸を含
む水溶液との接触処理を施されることが好ましい。この
鉱酸水溶液との接触処理によって有機溶媒中のナトリウ
ム等のアルカリは水溶液中に戻り、またこの処理によっ
て分相していた有機溶媒は一相に戻る。鍵酸としては硫
酸が代表的であり、そしてその濃度は有機溶媒中のナト
リウムを中和するに足るものであればよいが、通常有機
溶媒中には鉄が少量水酸化物等の形で残存混入している
ため、実際の脱鉄効率を高く維持するためには例えば１
００夕／そ以上の濃度の硫酸を用いて有機溶媒中への鉄
の再抽出を防止することが望ましい。上記水酸化アルカ
リの水溶液による脱鉄処理方法では有機溶媒より水溶液
中に移行した鉄は水酸化鉄として沈殿を生じる。

液−液反応において、沈殿の存在はいよいよ操作を困難
とする原因となりうる。脱鉄処理後、蝿梓槽内には上層
としての有機溶媒と下層としての水溶液が存在しており
、水溶液中の沈殿の生成は糟底からの液の抜出いこ障害
となる。本発明者は、種々検討の結果、熊糖、ブドウ糖
、果糖等の糠質類を水酸化アルカリ溶液に加えておくこ
とにより鉄をキレート化し〜水溶性の鉄とすることがで
きることを見出した。添付グラフは、水酸化ナトリウム
濃度を８０タ′夕と一定にした水酸化ナトリウム一廉糖
混合水溶液を使用して種々の鉄濃度の原液を処理した場
合の競糖濃度とキレート化率との関係を示すものである
。このグラフから明らかなように、鉄のキレート化は、
鉄の濃度に大きな影響を受けることなく水酸化ナトリウ
ムを８０夕／夕とした場合には蕨糖濃度６０多′そで８
０％以上そして簾糖濃度１００タ′そでほぼ１００％達
成される。ここで、キレート化率とはキレート化した液
中の鉄イオン濃度（多′の ＸＩ。

〇原液中の鉄イオン濃度（ 多／夕）として表わされる
溶解した状態の鉄の百分率値である。

薦糖濃度が６０夕／そ以下の低い場合でもその藤糖濃度
に見合う水酸化ナトリウム濃度を選ぶことにより非常に
高いキレート化率を達成することが可能である。ここで
キレート化した鉄とは上記洗浄においてＮｏ．３の炉紙
により炉過された炉液中の鉄を言う。水酸化アルカリ−
糠質類混合溶液による洗浄方法によって処理されたＭ班
ＨＰＡ有機溶媒も前述したように２相分離しており、ま
たナトリウムを多量に含んでいる。

従って、抽出系に戻すには先きと同機鉱酸により処理し
なければならない。上記水酸化アルカリ及び水酸化アル
カリ−糖質額の水落欄こよる洗浄処側こ供されるＭ独Ｈ
ＰＡ有機溶媒は一般に逆抽出を終った後のものであるが
、逆抽出の不充分のためこの機溶媒中に鉄以外の金属イ
オンが残留することが往々にしてある。この残留金属イ
オンがコバルトの場合、脱鉄率は著しく低下する。Ｍ斑
ＨＰＡを２０％になるようケロシンで希釈した有機溶媒
に鉄３．０夕／夕およびコバルト０．０５〜１６タ′〆
添加した５種類の試験溶液を水酸化ナトリウム８０タ′
〆を含む水溶液で脱鉄処理した結果を以下に示す。表１ 表１からコバルト濃度が高い程脱鉄率が悪いことが明ら
かである。

脱鉄後の有機溶媒中の鉄イオン濃度を１０ｗ９′〆以下
にするためには有機溶媒中のコバルト濃度を０．０５多
′そ以下にする必要がある。コバルトの除去は逆抽出に
使用される濃度以上の鉱酸と接触することにより有効に
実施しえ、例えば硫酸が使用これらるなら５０夕／ク以
上の濃度が望ましい。実施例 １ ＭがＨＰＡを２２％になるようケロシンに溶かしてなる
有機溶媒に鉄イオンを０．６４タ′そ加えた。

この有機溶媒を洗浄液として表ｍこ示す濃度の水酸化ナ
トリウム水溶液で洗浄した。尚Ｎｏ．５は発泡防止のた
め硫酸ナトリウムを３０夕／そあらかじめ添加したもの
である。洗浄は○／Ａ：１／１として各１００の‘を分
液漏斗に入れ、２５００の温度で５分間振濠することに
よって行った。反応後、有機溶媒は２相に分離した。表
中の有機溶媒中の平均鉄濃度は各相からピペットにより
採取した試料を分析し容量差を加味して算出した平均鉄
濃度を表す。表 １１ Ｎｏ．１および２は表面に泡が生じたが、Ｎｏ．３およ
び４は泡の発生はみられなかった。

テスト後の水溶液中のＮａＯＨ濃度が高い場合には発泡
は生じない。また、硫酸ナトリウムをあらかじめ添加し
ておいたＮｏ．５は泡を生じなかった。テスト後の水溶
液中に水酸化ナトリウムが殆んどない状態（Ｎｏ．１お
よび５）では、有機溶媒は２相に分離せず、脱鉄率はき
わめて低い。

これに対して、テスト後の水溶液中に水酸化ナトリウム
が１０５０ ９６タゾク残存するＮＯ．２〜４において
は鉄は１０の９′〆まで除去され、９７．８％以上の脱
鉄率を実現した。実施例 ２ 鉄１．９０夕〆そを含有しそしてケロシンにて２２％濃
度に希釈したＭ班ＨＰＡ有機溶媒に対して、下記表ｍに
示す５種類の熊糖−水酸化ナトリウム水溶液を洗浄液と
して洗浄処理を施した。

洗浄条件は実施例１と同じである。得られた脱鉄率およ
びキレート化率を同表に示す。表 ｍ脱鉄後の有機溶媒
中の鉄濃度は高々２８の夕／そであり、脱鉄率は９８％
以上という好成績を納めた。

藤糖とテスト後の水溶液中の水酸化ナトリウムとがそれ
ぞれ６０夕／そ−５６夕／夕および３０タ′そ一１６＃
′その組合せが高いキレート化率を示した。以上、本発
明は、ＭがＨＰＡと希釈剤とから成る有機溶媒に対して
そこに蓄積した鉄を除去するためのきわめて簡便な方法
を確立したものであり、本発明によりＭ班ＨＰＡ有機溶
媒の循環使用に際しての有機溶媒の品質低下および取扱
い上の弊害の問題が解決される。有機溶媒中の鉄濃度を
数双９′〆〜１の９／〆程度まで除去する必要がある場
合には、以上述べた洗浄を２回以上繰返すことにより容
易に達成できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、８０夕／その水酸化ナトリウム濃度の水酸化ナ
トリウム−藤糖水溶液による洗浄に際しての鷺糖濃度と
キレート化率との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２−エチルヘキシルホスホン酸モノ−２−エチルヘ
   キシルエステルを主成分とする抽出剤と希釈剤とから成
   る有機溶媒を水酸化アルカリの水溶液で洗浄することを
   特徴とする有機溶媒から鉄を除去する方法。 ２ ２−エチルヘキシルホスホン酸モノ−２−エチルヘ
   キシルエステルを主成分とする抽出剤と希釈剤とから成
   る有機溶媒を水酸化アルカリと糖質類との混合溶液で洗
   浄することを特徴とする有機溶媒から鉄を除去する方法
   。 ３ ２−エチルヘキシルホスホン酸モノ−２−エチルヘ
   キシルエステルを主成分とする抽出剤と希釈剤とから成
   る有機溶媒を鉱酸で洗浄してコバルトを予め除去し、然
   かる後水酸化アルカリの水溶液あるいは水酸化アルカリ
   と糖質類との混合溶液で洗浄することを特徴とする有機
   溶媒から鉄を除去する方法。