JPS607011B2 - 溶媒抽出法において使用される有機溶媒を洗浄する方法 - 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洗
浄方法に関するものであり、特にはＣ８〜Ｃ，ｏのアル
キル基を含むアルキルホスホン酸モノアルキルェステル
を主成分とする抽出剤（但しＣ８とＣ８とのアルキル基
の組合せを除く）と希釈剤とから成る有機溶媒からそこ
に蓄積した抽出阻害物質を洗浄により除去する方法に関
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分離抽出に利用されている
。

更に、この溶媒抽出法は近年、廃液からの金属の選択的
回収、医薬品の分離精製等にも広く応用されるようにな
っている。抽出剤の選定に当っては、その抽出剤が目的
金属を含む水溶液への熔解度が小さいこと、および水溶
液から目的金属イオンを選択的に且つ効率的に抽出する
性能を具備していること等が考慮されねばならない。更
に、抽出剤はその粘性を低下せしめかつ抽出剤の分散を
良くし、抽出剤の接触表面積を大きくする等のため希釈
剤（溶剤）で薄めて使用されるため、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
ための抽出剤として下記の構造式を有するアルヰルホス
ホン酸モノァルキルェステルを主成分とする抽出剤が用
いられる：（Ｒ，はＣ８からＣ，ｏのアルキル基から選
択されたアルキル基を表し、Ｒ２はＣ８からＣ，ｏのア
ルキル基から選択されたアルキル基を表す。

但し、Ｒ，：Ｃ８とＲ２：Ｃ８との組合せを除く。）ニ
ッケル、コバルトからのコバルトの選択的抽出の為に上
記抽出剤がケロシン等の希釈剤に溶かして使用される。

本明細書において、このように抽出剤を溶剤に溶かした
状態の、目的金属を含む溶液と接触される液を有機溶媒
と呼ぶ。抽出工程において、目的金属を含む水溶液と有
機溶媒とは、ミキサーセットラー設備、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２０〜８０ｑｏ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１０：１〜１：１
硯華度で行う。一般には、有機溶媒は繰返し使用されて
いる。しかしながら、長期にわたっての繰返し使用中、
有機溶媒はその性能を低下していく。ニッケル、コバル
ト抽出分離において、循環使用が３ケ月以上になると逆
抽出工程において、抽出阻害物質が肉眼で見える程度に
有機溶媒に析出して懸濁してくる。また、このときの抽
出分離効率は使用前の２′３〜１／２塁度に低下する。
抽出分離効率低下の主因は、抽出剤および希釈剤中の様
々の成分が使用中に変質し、さらに蓄積するためである
ときわれている。このように有機溶媒の使用中発生して
抽出分離効率を低下させる物質を総称して以降抽出阻害
物質と呼ぶ。抽出阻害物質は有機溶媒の抽出分離能力を
低下せしめるとともに、抽出工程後有機相（主に有機溶
媒）と水相との分離に際して両者の界面に集中し、両者
の分離を困難とする。有機溶媒の循環使用中、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
積して抽出能力を低下させるが、本発明においては鉄は
対象外とする。従来、この対策として、発生してくる抽
出阻害物質を人力もしくは機械による汲上げや炉別する
かまたは一定期間使用後新しく入替る等の方策がとられ
ていたにすぎなかった。

本発明者は、先に、袴顔昭５３−８６７３６号において
、前記アルキルホスホン酸モノアルキルェステルのうち
Ｃ８一Ｃ８のアルキル基の組合せに相当する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（
Ｍ２ＥＨＰＡ）について実験を行った結果、Ｍ２ＥＨＰ
Ａ有機溶媒中に抽出阻害物質が含まれるようになる時、
該溶媒を苛性アルカリと接触することにより抽出阻害物
質は水に可溶性の塩となり、有機溶媒から効果的に分離
除去しうろことを開示した。

その後、研究を重ねた結果、同じ方法が Ｍ２ＥＨＰＡ以外の他のＣ８〜Ｃ，ｏのアルキル基を含
むアルキルホスホン酸モノアルキルェステルすべてに応
用しうろことを見出した。

斯くして、本発明は、下式で示されるアルキルホスホン
酸モノアルキ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溶媒抽出工程において使用する際
、該有機溶媒に抽出阻害物質が蓄積する時該有機溶媒を
苛性アルカリ水溶液と接触することにより抽出阻害物質
を除去することを特徴とする有機溶媒を洗浄する方法を
提供する：（Ｒ，はＣ８からＣ，ｏのアルキル基から選
択されたアルキル基を表し、Ｒ２はＣ８からＣ，ｏのア
ルキル基から選択されたアルキル基を表す。

但し、Ｒ，：Ｃ８とＲ２：Ｃ８との組合せを除く。）更
に、前記特願昭５３−８６７３６号においてＭ２ＥＨＰ
Ａを含む有機溶媒と苛性アルカリ水溶液との接触により
有機溶媒が溶剤と溶剤の一部を含む抽出剤とに相分離し
、その場合抽出阻害物質は溶剤相に主に分離されるため
、この分相した溶剤を新しい溶剤と交換することによっ
て抽出阻害物質の大半除去された有機溶媒を得ることが
できることが報告された。

この事実は本発明が対象とする有機溶媒についても当て
はまる。斯くして、本発明はまた、先に定義したアルキ
ルホスホン酸モノアルキ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溶媒抽出工程において
使用する際、該有機溶媒に抽出阻害物質が蓄積する時談
有機溶媒を苛性ァルカＩＪ水溶液と接触させて後苛性ア
ルカリ水溶液相を除くと共に、分相した溶剤を新しい溶
剤と交換することを特徴とする有機溶媒を洗浄する方法
をも提供する。

以下、本発明について具体的に説明する。

本発明が対象とする抽出剤は、前述した通り、Ｃ８から
Ｃ，ｏのアルキル基を２つ含むアルキルスルホン酸モノ
アルキルェステルのうちＣ８−Ｃ８の組合せを除くもの
である。

具体的には、２ーェチルヘキシルホスホン酸モノ−３・
５・５−トリメチルヘキシルエステル、２ーエチルヘキ
シルホスホン酸モノィソデシルェステル、３・５・５ー
トリメチルヘキシルホスホン酸モノ２−エチルヘキシル
ヱステル、３・５・５−トリメチルヘキシルホスホン酸
モノー３・５・５ートリメチルヘキシルェステル、３・
５・５−トリメチルホスホン酸モノイソデシルェステル
、イソデシルホスホン酸モノ２−エチルヘキシルヱステ
ル、イソデシルホスホン酸モノ３・５・５−トリメチル
ヘキシルェステル、及びィソデシルホスホン酸モノィソ
デシルヱステルが含まれる。本発明に従えば、有機溶媒
はその繰返し使用中抽出阻害物質が蓄積してくると抽出
工程から適宜敬出されて洗浄操作工程へと移される。

洗浄操作は、抜出された有機溶媒と苛性アルカリ（水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム）水溶液とを澄梓槽等の
混合容器に入れ、充分なる蝿枠混合後静直して、有機溶
媒相と苛性アルカリ水相とに分相せしめ、有機溶媒を回
収することにより実施される。

抽出阻害物質の大半は水に可溶性の塩となり水相中に溶
けてしまうので、回収される有機溶媒中から抽出阻害物
質は大半除去される。洗浄操作は必要に応じ２回以上繰
返してもよい。抽出阻害物質については、有機成分が空
気中の酸素等の影響によりあるいはその他の反応を通し
て変化したものと考えられ、その物質が何であるかの解
明は充分には為されていないがその一部にカルボン酸を
含むものと思われる。洗浄操作に当って使用される苛性
アルカリ水溶液は、アルカリ濃度が高い方が効果がある
。

アルカリ濃度があまりに低いと当然所望の洗浄効果が得
られず、１〜２０％のアルカリ濃度の使用が好ましい。
有機溶媒と苛性アルカリ水溶液との比（０／Ａ）は小さ
い程有効ではあるが、使用しうる混合設備の混合能力、
容量、洗浄有機溶媒の種類および量によって大きく左右
され一義的には定められない。前述したアルキルホスホ
ン酸モノアルキルヱステルを主成分とする抽出剤を使用
する有機溶媒について、赤外線吸収スペクトルにより洗
浄の効果について試験した。

図１は、有機溶媒の使用前Ａ、３ケ月使用後Ｂおよび３
ケ月使用後の有機溶媒を本発明方法で１回洗浄後Ｃの赤
外線吸収スペクトルの変化の様相を示す。図１において
、１，２，３および４は、２ーエチルヘキシルホスホン
酸モノィソデシルェステル、３・５・５ートリメチルヘ
キシルホスホン酸モノー３・５・５−トリメチルヘキシ
ルェステル、イソデシルホスホン酸モノイソデシルエス
テル、および２−エチルヘキシルホスホン酸モノー３・
５・５−トリメチルヘキシルェステルを主成分とする抽
出剤をケロシン中に２０％溶かした有機溶媒それぞれの
例を示すスペクトル図である。図１からわかるように、
３ケ月の使用によりカルボン酸に含まれるＣ＝○の赤外
線吸収線スペクトルの波数である１７２０ｃｍ‐１の波
数のピークが大きくなる。これは使用中における抽出阻
害物質の発生によるものである。これを８０夕／そＮａ
ＯＨで１回洗浄すると（０／Ａ＝１）、図ＩＣに示すご
とくピークが相当に小さくなることがわかる。この事実
は抽出阻害物質が大半除去されたことを意味する。この
他にも、３・５・５−トリメ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、３・５・５−トリメチ
ルホスホン酸モノイソデシルェステル、ィソデシルホス
ホン酸モノ２−エチルヘキシルェステルおよびィソデシ
ルホスホン酸＊＊モノ３・５・５−トリメチルヘキシル
エステルについても第１図のグラフと同様の傾向が確認
された。

この洗浄操作により有機溶媒の抽出分離能が回復するこ
とを確認するために洗浄後の有機溶媒の抽出分離能６を
測定した。

溶媒としては前述した各種の抽出剤をケロシン中に２０
％溶かしたものを用い、Ｎｉ２９．４タ′夕およびＣｏ
ｌ４．７タ′夕を含む水溶液からのＣｏの抽出を行った
。試験の結果を下表に示す。表からく洗浄操作によって
８値、即ち抽出分離効率が大中に改善されることがわか
る。ここで３値は抽出後の有機相中のニッケル濃度 有水婆龍中中ののコ弓…≦三三鎖農度度比を抽出後の水
相中のニッケル濃度比で除した値であり、値の大きい程
抽出分離効率が高いことを示す。

上述した方法は、抽出阻害物質を水漆性のアルカリ塩に
変えることに基〈ものであるが、本発明に従えば、回収
される有機溶媒の洗浄度はその溶剤を新しい溶剤と交換
することにより一層向上されうる。

即ち、有機溶媒は苛性アルカリ水溶液との接触によって
、溶媒自体が溶剤とそれを一部含む抽出剤という２相に
分離しやすい。この分離傾向は溶剤の極性に応じて変わ
るが、たとえば、バーサチツク酸−ノルマルパラフィン
やＤ２ＥＨＰＡ−ケロシン、アルキルホスホン酸モノア
ルキルェステルーケロシンのような極性の小さい溶剤と
抽出剤との組合せにおいて起りやすい。このように分相
した場合、抽出阻害物質は溶剤相中に主に分配される。
この事実を図２に示す。図２において１，２，３および
４は図１の場合と同じ抽出剤を使用したものである。図
２において示すごとく、３ケ月の使用により、１７２０
肌‐１の波数のところの赤外線吸収スペクトルのピーク
が、使用前の抽出剤（図２、ＩＢ）と使用後の抽出剤（
図２、２Ｂ）の変化に比べ、使用前の溶剤（ケロシン）
（図２、ＩＡ）と使用後の溶剤（ケロシン主体の上相）
（図２、２Ａ）の変化が非常に大きいことがわかる。

すなわち、抽出阻害物質が溶剤に多く存在することがわ
かる。図２、３に、３ケ月使用後の抽出剤と溶剤とが混
つた有機溶媒イと、本願発明の苛性ソーダ洗浄後溶剤の
みを入れかえた後の有機溶媒口を比較するとピークが処
理後の方が小さくなっていることがわかる。また図１、
Ｃと比べた場合においても、図２、３口の方がピークが
小さく、図ＩＡの使用前のピークにほぼ近いものとなる
ことがわかる。従って、清浄な抽出剤相が分相し、それ
を回収した後新しい溶剤を加えることによって使用前の
有機溶媒に近いきわめて抽出分離効率の高い再生有機溶
媒を得ることができる。溶剤は比較的安価であるから、
その交換も左程に不経済ではない。有機溶媒はその使用
前にも製造工程上の制限から抽出阻害物質を少なからず
含んでいる場合がある。

本発明の原理に従う洗浄法は使用前の抽出剤を希釈剤に
とかしたものあるいは抽出剤の洗浄にも有効に応用する
ことができる。更に、苛性アルカリによる洗浄後「中和
の目的で酸洗浄を施すことが好ましいことが見出された
。

酸としては硫酸が一般的である。以上説明したように、
本発明は有機溶媒の使用中蓄積した抽出阻害物質を抽出
工程系外で回分または連続して洗浄することにより、有
機溶媒の柚出分離能力を回復するものであり、抽出工程
の操業管理をきわめて容易に軽減するものである。

【図面の簡単な説明】

図１は、各種の抽出剤について使用前、使用後および洗
浄後の有機溶媒の赤外線吸収スペクトルの変化の様相を
示す。 図２は、図１と同じ抽出剤について有機溶媒を分相し、
上相を廃棄し新しい溶剤と入れ換えた場合の赤外線吸収
スペクトルの変化の様相を示す。ｌ紅 ｌ 区〇 ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下式で示されるアルキルホスホン酸モノアルキルエ
   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
   媒を溶媒抽出工程において使用する際、該有機溶媒に抽
   出阻害物質（但し鉄を除く）が蓄積する時該有機溶媒を
   苛性アルカリ水溶液と接触することにより抽出阻害物質
   を除去することを特徴とする有機溶媒を洗浄とする方法
   。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＿１はＣ＿８からＣ＿１＿０のアルキル基から選択
   されたアルキル基を表し、Ｒ＿２はＣ＿８からＣ＿１＿
   ０のアルキル基から選択されたアルキル基を表す。 但し、Ｒ＿１：Ｃ＿８とＲ＿２：Ｃ＿８との組合せを除
   く。）。２ 下式で示されるアルキルホスホン酸モノア
   ルキルエステルを主成分とする抽出剤と希釈剤とから成
   る有機溶媒を溶媒抽出工程において使用する際、該有機
   溶媒に抽出阻害物質（但し鉄を除く）が蓄積する時該有
   機溶媒を苛性アルカリ水溶液と接触させて後苛性アルカ
   リ水溶液相を除くと共に、分相した溶剤を新しい溶剤と
   交換することを特徴とする有機溶媒を洗浄する方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＿１はＣ＿８からＣ＿１＿０のアルキル基から選択
   されたアルキル基を表し、Ｒ＿２はＣ＿８からＣ＿１＿
   ０のアルキル基から選択されたアルキル基を表す。 但し、Ｒ＿１：Ｃ＿８とＲ＿２：Ｃ＿８との組合せを除
   く。）。