JPS61122119A - イツトリウムの精製法 - Google Patents

イツトリウムの精製法

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JPS61122119A
JPS61122119A JP59243477A JP24347784A JPS61122119A JP S61122119 A JPS61122119 A JP S61122119A JP 59243477 A JP59243477 A JP 59243477A JP 24347784 A JP24347784 A JP 24347784A JP S61122119 A JPS61122119 A JP S61122119A
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JP
Japan
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column
solution
rare earth
yttrium
resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP59243477A
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English (en)
Inventor
Yasuhiko Iriyama
恭彦 入山
Michio Kato
加藤 道夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、クロマト法によるイツトリウムの精製方法の
改良に関し、特に陽イオン交換樹脂とキレート樹脂とを
併用することを特徴とする改良方法に関するものである
従来の技術 錯形成剤を用いて希土類元素混合物の希土類元素を陽極
イオン交換樹脂により置換的に展開して分離取得する方
法は知られており、特にイツトリウム以外の希土類元素
の分離には極めて有効な方法である。この方法は、原理
的には用いる錯形成剤と各希土類元素との錯形成定数の
差を利用して分離を行なうものであり、一般的には、各
希土類元素の錯形成定数の差が比較的大きいため希土類
元素相互の分離を□行ない易いこととpHによる溶解度
差が大きいため錯形成剤の沈澱回収がし易いという理由
からエチレンジアミン四酢酸(以下EDTAという)が
用いられている。しかしながら、錯形成剤としてEDT
Aを用いた場合は特にイツトリウムとジスプロシウムの
分離が悪く、はとんど分離しないという大きな欠点があ
った。また、現在までにイツトリウムのみを特別に分離
し易くする錯形成剤は発見されていないのが現状である
。このため、クロマト法でイツトリウムを分離精製する
ためには、例えば特開昭58−41719号に記載され
ているように、2種類以上の錯形成剤を組み合すことに
より精製する方法が提案されている。この方法を用いれ
ば確かにイツトリウムを1を製できるが、工程中に2種
類の錯形成剤が混合し易く、一度混合してしまうと錯形
成剤間の分離が困難となり、混合した錯形成剤を用いて
クロマト法を行なうと大幅に収率が低下し、高純度のイ
ツトリウムが得られなくなるという欠点があった。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、上記従来の欠点を改善し、イツトリウムを十
分に精製する方法を提供しようとするものである。
問題1、を解 するための手段 本発明者らは、上記欠点を改良することを目的に、単一
の錯形成剤を用いて安定的にイツトラムを高度に精製す
る方法を鋭意研究した結果、ある種のキレート樹脂を用
いると、特異的にイツトリウムとジスプロシウムが分離
することを発見し本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、キレート樹脂を充填したカラムに、希
土類元素混合溶液を吸着させたのち酸性溶液で溶離して
得られる溶出液を、陽イオン交換樹脂を充填したカラム
に供給し錯形成剤を含む溶液で溶離するイツトリウムの
精製法であり、特にキレート樹脂として上記構造を有す
るものを用い、また錯形成剤としてEDTAを用いると
極めて顕著な効果を発揮するものである。
(ここに、R1は水素または炭素数1〜4の炭化水素基
を表わし、R2,R3は水素または一〇82 GOOR
4を表わし、R4は水素または金属または炭素数1〜1
0の炭化水素基 。
を表わす。iは1〜3を表わす。
A+、Azは−GHz GHz N−又は、GHz  
GOOR< −CHz CH2N−を表わし、 k、lは011.2または3の繰返し数を表わす。A 
+ 、A 2の各種繰返し単位は同一でも異なっても良
い。
ベンゼン骨格に関するR I N主鎖、アミノエチル基
の位置関係はいずれでも良い。
アミノエチル基は少なくとも1個の 一〇Hz C0OR+を含むものとする。)本発明の方
法によれば、単一の錯形成剤を用いて、安定的に効率良
くイツトリウムを精製することができるばかりでなく極
めて純度の高いイツトリウムを得ることができる。
次に本発明の詳細な説明する。
本発明において希土類元素とは、ランタニド族の元素、
即ち、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、
プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウ
ム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビ
ウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムの15元
素にスカンジウム、イツトリウムを加えた17元素の総
称である。
本発明の分離精製の操作を簡単に説明する。
操作1)キレート樹脂をカラムに充填し、アルカリ性溶
液を供給し、m脂を再生す る。
操作2)次に、希土類元素混合溶液を供給し、希土類元
素の吸着帯を形成させる。
操作3)次に、酸性溶液を供給し4溶岨すると、希土類
元素相互間がある程度分離され た溶出液が得られる。
操作4)陽イオン交換樹脂をカラムに充填し、受容剤溶
液を供給し、受容剤を樹脂に 吸着させる。
操作5)操作3)で得た溶出液を陽イオン交換樹脂のカ
ラムに供給し、希土類元素 の吸着帯を形成させる。
操作6)次に、錯形成剤を含む溶離液で溶離すると高純
度のイツトリウムの溶出液 が得られる。
操作7)操作6)で得られた溶出液より錯形成剤を回収
する。
操作8)高純度のイツトリウムの固体を得る必要がある
場合は、操作7)の溶液よ り例えばシュウ酸塩又は炭酸塩のよう な沈澱とし、濾過して得ることができ る。
まず、操作1)から3)について詳細に説明する。
本発明に用いもキレート樹脂は、下記構造を主たる構成
単位とする架橋高分子構造を有するものが好ましい。
(ここに、RIは水素または炭素数1〜4の炭化水素基
を表わし、R2、R3は水素または一〇82 GOOR
4を表わし、R4は水素または金属または炭素数1〜1
0の炭化水素基を表わす。1は1〜3を表わす。
〒 AI、A2は−CH2CH2N−又は、k、lはOll
、2または3の繰返し数を表わす。AI、A2の各種繰
返し単位は同一でも異なっても良い。
ベンゼン骨格に関するRI、主鎖、アミノエチル基の位
置関係はいずれでも良い。
アミノエチル基は少なくとも1個の −CH2GOOR+を含むものとする。)該キレート樹
脂の製造法は、特願昭58−172743号に記載され
ている。
操作1)でキレート樹脂を再生するためのアルカリ性溶
液とは、NH4OH,Na 081KOH等をpH7,
5〜14に調整したものであり、このDHの範囲に入れ
ば、無機塩類を含有していても何ら問題はない。該アル
カリ溶液のI)l−1が7.5以下では再生の効率が悪
く、多量のアルカリ溶液が必要となる。
また、操作3)で用いる酸性溶液とは、硫酸、硝酸、塩
酸、過塩素酸等をpH0,5〜2に調整したものであり
、又はこれらの混合物であっても良い。酸性溶液のl)
Hが2以上では溶出する希土類溶液aa度が低く、しか
も溶離液を多量必要とするので実用的ではない。
またpHが0.5以下では、希土類塩の溶出濃度が大き
く、カラム内で希土類塩が析出することがある。
次に操作4)から6)について説明する。
本発明に用いる陽イオン交換樹脂は、通常市販されてい
る強酸性陽イオン交換樹脂を用いることができる。例え
ばダウエックス50W1アンバーライトIR,ダイヤイ
オンSK等を挙げることができる。特に好ましくは、特
公昭59−6251号に記載されている体積空隙率が4
0%以上で、かつ架橋度が17以上の多孔性陽イオン交
換樹脂であり、これを用いると極めて分離速度が良いの
で小さなカラムでも効率良く分離できる。
また受容剤としては、Pb 2 ” 、Pd 2 ”、
Ni”、VO”、Cu”、Hf”、 Zn”、Zr”、H”、Gd”、 T j 3” 、I ” ” 、F e 3” 、V 
’ ”等を用いることができる。好ましいI)Hは0.
1〜6.9であり、この調整には塩酸、硫酸、till
酸、過塩素酸等の無機酸又はこれらの混合物を用いるこ
とができる。特に高純度のイツトリウムを得るためには
H“が好ましい。
操作6)で用いる錯形成剤としては、ポリアミノカルボ
ン酸が好ましく、具体的にはエチレンジアミン四酢酸、
1,2−ジアミノシクロヘキサン四酢酸、N−ヒト0キ
シエチルエチレンジアミン三酢酸、エチレングリコール
−ビス(2−アミノエチル)エーテルN 。
N  、N−、N−、四酢酸、ジエチレントリアミン五
酢酸、ニトリロ三酢酸、イミノニ酢酸等を挙げることが
できる。特にEDTAは、各希土類元素との錯形成定数
の差が比較的大きいため希土類相互の分離を行ない易い
こと、pHによる溶解度差が大きいため錯形成剤を沈澱
回収し易くするため、好ましい錯形成剤である。錯形成
剤溶液の好ましいDHは2〜13であり、特に6〜10
が好ましい。
操作7)において、錯形成剤を回収する方法として特に
限定すべき方法はないが、具体的には例えば沈澱法を挙
げることができる。
沈澱法とは、操作6)で得られた液からI)H調整によ
り錯形成剤のみを沈澱させ濾過回収する方法である。ま
た濾過回収した錯形成剤は操作6〉における溶離液とし
て再使用できる。
実施例 以下実施例によって本願発明を具体的に説明する。
実施例1 内径2cm 、長さ3Iのフィルター付カラムにジビニ
ルベンゼンとp−ビニル−2−[N。
N−ジー(2−アミノエチル)]アミノエチルベンゼン
の反応生成物にブロモ酢酸を反応・させることにより得
た弱塩基容量が5.5meq/9のキレート樹脂を充填
した。これをカラムΔと名付ける。
ま、た、内径1CII11長さ3mノフィルター付シカ
ラム、スチレン−ジビニルベンゼン共重合物をスルホン
化して得られた陽イオン交換樹脂を充填した。これをカ
ラムBと名付ける。
次に以下に示すクロマト操作を行なった。
カラムAを常温に保持した。
1)カラムAにIM/、gNH40Hをfiom l 
7分の流速で6001流し、樹脂をNHa“型にした。
2)下記の組成の溶液aをカラムAに希土類元素として
160m1yl吸着させた。このとき流速は601/分
とした。
(溶液a) Y2  (SOa ) 3 ・8Hz 050mM /
β Gd  2  (304)  3 ・ 8H2010a
+M / 12 5m  2  (804)  3  ・ 8H2010
+aM /ぶ Dy  2  (804)3      10mM/i
Er  2  (804)  3     10mM/
ANd  z  (SO4)  31011M/J23
)  0.6M / iのH2SO4を601/分でカ
ラムAに流し、希土類元素を溶出させた。
溶出液はカラム下部に設置したフラクションコレクター
により分別採取した。
分別採取した各フラクション中の希土類元素の濃度をI
CP発光分析装置により分析した。
以上のクロマト操作の結果、Y中にDyが0.001%
以下であるフラクションが、吸着液Yに対して90%収
率で採取された。この液組成は下記のとおりである。(
溶液すとする)(溶ab > Y     105mM / A D V   0.0011111M /λ以下G d 
     2.3mM /ぶ S l112.8n+M / 12 E r   00001mM / J2以下Nd   
   5.51M/λ 次にカラムBを用いて以下のクロマト操作を行なった。
カラムBを90℃に保持した。
4)カラムBに、IM/AHzSO<を流速151/分
で1001流し樹脂をH+型にした。
5)溶液すをカラムBに151/分で4301流し、希
土類元素として50m1yl吸着させた。
6) EDTA 50+aM/J2、NH40H175
nfvj/βに調整した水溶液をカラムBに15m1/
分で流し、吸着した希土類元素を溶出させた。溶出液は
フラクションコレクターにより分別採取した。
以上のクロマト操作の結果、99.999%以上の純度
のYが溶液す中のYに対して90%以上の収率で採取さ
れた。このように極めて高純度のYが効率よく精製され
た。
実施例2 市販のイツトリウム濃縮物を塩酸で溶解させ、その溶液
を分析した結果下記の組成であった。
1aO07、Ce  2.1、Pr  O07、Nd 
 1.2.8111 0.8、ELI  O,1、Gd
  2.4、Tb  O,6、Dy  5.4、Ho 
 1,3、[:r  4,1、Tl  O,7、Yb 
 3,6.1−uo、6、Y75.6゜(単位ハモ/L
%) 上記溶液を用いた以外は実施例と全く同じ操作を行なっ
た。カラムAを用いたクロマト操作の結果、Y中にDy
が0.001%以下であるフラクションが、吸着液中の
Yに対して90%の収率で採取された。この組成は下記
の通りであった。
la  1,3、Ce  3.8、pr  O,3、N
d  O,8,3+n  O,2、Qd  O18、Y
  104.0、ELI 、 Tb 。
Dy 、 Ho 、Er 、 Tm 、 Yb 、 L
LIは0.001以下、(単位はmM/J2)更に、こ
の溶液を用いて、実施例1とIBi 71にしてカラム
Bを用いてクロマト操作を行なった結果、99.999
%以上の純度のYが、カラムBの吸着液中のYに対し9
0%の収率で採取された。
実施例3 ジビニルベンゼンとクロロメチルスチレンの反応生成物
にジエチレントリアミンを反応させたのち、クロロ酢酸
を反応させることにより得た弱塩基容量が5.3mec
+/ Qのキレート樹脂を用いてカラムCとした以外は
、実施例1と全く同じ操作を行なった。その結果カラム
Cでは、Y中にDyが0.001%以下であるフラクシ
ョンが、吸着液中のYに対して85%の収率で採取され
、カラムBでは99.999%以上の純度のYが、カラ
ムBの吸着液中のYに対して90%以上の収率で採取さ
れた。
発明の効果 以上、説明したように本発明によると従来不可能であっ
たイツトリウムの精製を比較的容易に工業的に行なうこ
とができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 キレート樹脂を充填したカラムに、希土類 元素混合溶液を吸着させたのち、酸性溶液で溶離して得
    られる溶出液を、陽イオン交換樹脂を充填したカラムに
    供給し錯形成剤を含む溶液で溶離することを特徴とする
    イットリウムの精製法。
JP59243477A 1984-11-20 1984-11-20 イツトリウムの精製法 Pending JPS61122119A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01502976A (ja) * 1987-04-23 1989-10-12 ジーティーイー・プロダクツ・コーポレイション スカンジウムとトリウムの分離のためのイオン交換方法
JPH02111822A (ja) * 1988-10-19 1990-04-24 Tosoh Corp 希土類元素の分離方法
JPWO2015083292A1 (ja) * 2013-12-06 2017-03-16 株式会社日立製作所 希土類イオンの分離方法及び分離装置

Cited By (3)

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JPH01502976A (ja) * 1987-04-23 1989-10-12 ジーティーイー・プロダクツ・コーポレイション スカンジウムとトリウムの分離のためのイオン交換方法
JPH02111822A (ja) * 1988-10-19 1990-04-24 Tosoh Corp 希土類元素の分離方法
JPWO2015083292A1 (ja) * 2013-12-06 2017-03-16 株式会社日立製作所 希土類イオンの分離方法及び分離装置

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