JPS61204003A - 抽出濃縮法 - Google Patents

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 この発明は、複数の成分を含む溶液を抽出処理して、目
的成分以外の成分の濃度を変化させることなく、目的成
分のａ度を高める抽出８１縮法に関するものである。

従来技術およびその問題点 抽出濃縮法の基本原理はつぎのとおりである。

いま、抽出制御成分Ａと抽出目的成分Ｂを含む水溶液を
、Ｂ抽出特性を有する抽出溶媒（通常は油性液）と接触
させると、成分Ｂは抽出溶媒中に移動し、水溶液中の成
分Ｂの濃度ｂ１１に対する抽出溶媒中の成分Ｂの濃度ｂ
２２の比が一定の値Ｄ＝ｂ２２／ｂ１）（これを分配比
と呼ぶ）になり、平衡状態に達する。分配比りは抽出溶
媒の種類、共存成分Ａの濃度、水溶液の温度などによっ
て変化する。そこで上記水溶液すなわち被抽出液を抽出
溶媒と分配比りの大きな条件下で接触させて、被抽出液
中の成分Ｂを抽出溶媒中に移動させ、ついで被抽出液か
ら抽出溶媒を分離した後、これを分配比りが小さくなる
条件にある別の水溶液すなわち逆抽出液と接触させ把と
、成分Ｂは抽出溶媒から逆抽出液中に移動し、目的成分
Ｂが回収される。そして通常の場合、上記のような抽出
および逆抽出の条件を変化させるためには、分配比りに
変化を与える抽出制御成分Ａの濃度を変化させる方法が
とられる。したがってこの方法では、被抽出液中の成分
Ａの濃度と逆抽出液中の成分Ａの８１度が異なることは
避けられない。

つぎに、２種の抽出溶媒と濃度の異なる２種の硝酸溶液
とを用いて通常の回分抽出操作を行なう場合について説
明する。

この明細書の以下の説明において、 「抽出溶媒Ｘ」は抽出剤ジエチル−Ｎ、Ｎ−ジエチルカ
ルバモイルメチルフォスフォネートを希釈剤Ｐ−ジイソ
プロピルベンゼンで濃度０゜５Ｍ１．：薄めた溶液、 「抽出溶媒Ｙ」は抽出剤ビス（２−エチルヘキシル）フ
ォスフォリツクアシッドを希釈剤イソオクタンで濃度０
．５Ｍに薄めた溶液、「抽出溶媒Ｚ」は抽出剤ジヘキシ
ルーＮ、Ｎ−ジイソブチルカルバモイルメチルフォスフ
インオキサイドを希釈剤Ｐ−ジイソプロピルベンゼンで
濃度０．５Ｍに薄めた溶液、 「被抽出液Ｏ」はアメリシウム（Ａｍ）を３５ＣＪ／ｌ
含む６Ｍ′ｆ１４酸水溶液、 「被抽出液Ｐ」は鉄（Ｆｅ）を５０ｇ／ｌ含む２Ｍ硝酸
水溶液、 「逆抽出液Ｑ」は０．１Ｍ硝酸水溶液、「逆抽出液Ｒ」
は６Ｍ硝酸水溶液、 「逆抽出液Ｓ」は０．２５Ｍ硝酸水溶液、「逆抽出液Ｔ
」は２Ｍ硝酸水溶液、 をそれぞれ意味する。

抽出溶媒Ｘと抽出溶媒Ｙの６Ｍおよび０．１Ｍ硝酸水溶
液に対するＡ＋ａの分配比は表１に示すとおりである。

（以下余白） 第３図において、Ａｍ３５　ａを含む原液６Ｍ硝酸水溶
液すなわち被抽出液０１）（１）と、Ａｍを含まない抽
出溶媒Ｘ０．１）（２）を分液漏斗に入れて振盪ついで
静置すると、被抽出液Ｏは下層に、また抽出溶媒Ｘは上
層に来る。この場合分配比はＤ＝２．５であるので、抽
出後の被抽出液ｏ（３）中（７）Ａｍ濃度ハ２８　Ｃｌ
　／　１　Ｆ、存在量は２８Ｑとなり、また抽出後の抽
出溶媒×（４）中のＡｍｌｌｌ度は７０ｑ／ｌで、存在
ａは７Ｑ／ｌ／となる。

つぎに分配後の抽出溶媒ＸとＯ，，１Ｍ硝酸水溶液すな
わち逆抽出液Ｑ０．１　／　（５）を分液漏斗に入れて
上記と同じ操作で抽出を行なうと、この場合の分配比は
Ｄ＝７．７ｘ１０−３であるので、抽出後の抽出溶媒×
（６）中には八■が濃度０．５３ｇ／／で０．０５ｑ残
留し、抽出後の逆抽出液Ｑ（７）中には移動したＡ＋ｅ
が濃度６９．５ｑ／／で６゜９５ｑ存在する。

つぎに分離後の逆抽出液Ｑ（７）と抽出溶媒Ｙ０．１　
／　（８）を分液漏斗に入れて抽出を行なうと、この場
合の分配比はＤ＝４０であるので、抽出後の逆抽出液Ｑ
（９）中にはＡｎ＋が濃度１．７０ｇ／／で０．１７ｏ
残留し、抽出後の抽出溶媒Ｙ（１０）中には移動したＡ
ｍが濃度６７゜８ｑ／１で６．７８０存在する。

最後に、分離後の抽出溶媒Ｙ（１０）と６Ｍ１ｉｌ！！
酸水溶液すなわち逆抽出液Ｒ０，１／　（１１）を分液
漏斗に入れて抽出を行なうと、この場合の分配比はＤ＝
５．０ｘ１０’であるので、抽出後の抽出溶媒Ｙ　（１
２）中にはＡ１１ｌが濃度０．３４０／／で０．０３０
残留し、逆抽出液Ｒ（１３）中には移動したＡＩが濃度
６７．４６０／／で６．７５ｑとめる。同表かられかる
ように、最終的に得られた抽出後の逆抽出液Ｒ（１３）
中のＡｎ＋の濃度は、原液すなわち抽出前の被抽出液０
（１）中のＡ１１ｌ濃度に比べて、６７．４６　（Ｑ／
／）／３５（ｇ／／　）＝１．９３倍に濃縮されるが、
最終逆抽出液Ｒ（１３）中には原液被抽出液ｏ（１）中
のＡｍの１９，３％しか回収されない。

このように回分抽出法では濃縮度が低い上に目的成分の
回収率も低い。また回分抽出法では、上記説明から明ら
かなように、抽出を数回行なう必要があり、抽出および
逆抽出においてそれぞれ振盪、液分離などの面倒な操作
およびそのための多大な労力ないし動力が要求せられた
。

この発明は上記のような問題を解決することのできる抽
出濃縮法を提供することを目的とする。

問題点の解決手段 この発明による抽出濃縮法は、上記目的達成のために、
成分ＡおよびＢを含む被抽出液と第１逆抽出液に第１抽
出溶媒を同時に接触させるとともに、第１逆抽出液と第
２逆抽出液に第２抽出溶媒を同時に接触させ、第１およ
び第２抽出溶媒の種類および液量を選択することにより
、成分Ｂを被抽出液から第１抽出溶媒、第１逆抽出液、
第２抽出溶媒を経て第２逆抽出液に移動させ、成分Ａの
濃度を変えずに成分Ｂの濃度を高めた液を得ることを特
徴とする。

被抽出液としては、成分Ａの濃度がａｌである液を用い
、第１逆抽出液としては、成分Ａを濃度ａ２で含む液を
用い、第２逆抽出液としては、成分へを濃度ａ、で含む
液を被抽出液の液量より少ない液量で用いる。

また第１抽出溶媒を、被抽出液に対する成分Ｂの分配比
が大きくなり、かつ第１逆抽出液に対する成分Ｂの分配
比が小さくなる条件で所要量用い、第２抽出溶媒を、第
１逆抽出液に対する成分Ｂの分配比が大きくなり、かつ
第２逆抽出液に対する成分Ｂの分配比が小さくなる条件
で所要量用いる。

実　　施　　例 実施例１ 第１図において、槽本体（３１）の内部には左右一対の
垂直隔壁（３２）（３３）が設けられて、これら隔壁（
３２）（３３）によって槽内部は左側区画室（３４）と
中央区画室（３５）と右側区画室（３６）に分けられて
いる。またこれら区画室（３４）（３５）（３６）の内
部にはそれぞれ、下端部に連通部を有しかつ垂直隔壁（
３２）（３３）より高い高さを有する垂直隔壁（３ｒ）
（３８）（３９）が設けられ、これら隔壁（３７）（３
８Ｈ３９）によって左側区画室（３４）と中央区画室（
３５）の各上部にわたった左上区画室（４０）と、中央
区画室（３５）と右側区画室（３６）の各上部にわたっ
た右上区画室（４１）とが設けられている。

まず、左側区画室（３４）に成分ＡおよびＢを含む被抽
出液０（２１）をｖ、１、中央区画室（３５）に逆抽出
液Ｑ　（２３）を■３／、右側区画室（３６）に逆抽出
液Ｒ（２５）をＶ５１それぞれ入れる。また左上区画室
（４０）に抽出溶媒Ｘ　（２２）をｖ２１入れて、その
下界面が被抽出液０　（２１）と逆抽出液Ｑ　（２３）
の各上界面にそれぞれ同時に接触するようにし、さらに
右上区画室（４１）に抽出溶媒Ｙ　（２４）を■４１入
れ、て、その下界面が逆抽出液Ｑ　（２３）と逆抽出液
Ｒ（２５）の各上界面にそれぞれ同時に接触するように
する。そしてこの状態を平衡状態に達するまで静置する
。

初期状態および平衡状態における各成分の濃度および存
在量は表３のとおりである。

（以下余白） いま成分Ｂに着目した場合、次の関係が成立する（式中
Ｄ＋　、Ｄ２　、ＤａおよびＤ４はそれぞれ分配比を示
す）。

Ｄ、＝ｂｘ／ｂ、から ｂｘ−ＤＩ　　・ｂ。

Ｄ２＝ｂＸ／ｂ２から ｂ２　＝ｂＸ／Ｄ２＝　（Ｄｌ　／Ｄ２　）−ｂ＋Ｄ３
＝ｂｙ／ｂ２から ｂｙ−Ｄａ　・ｂ２＝ （Ｄ、　　・Ｄ３／Ｄ２）・ｂ。

Ｄｃ　＝ｂｙ／ｂ３から ｂ３＝ｔ）Ｖ／Ｄ４＝ （ＤＩ　　・Ｄ３／Ｄ２　　・０４　）・ｂ。

一方　ｗ、＝ｂ、　　・■１ Ｗ２＝ｂｘ−ｖ２＝Ｄ１　・ｖ２　・ｂＩＶＶ３＝ｂ２
　・Ｖ３＝　（ＤＩ　１０２　）・■３　・ｂｌ Ｗ４＝ｂｙ・Ｖ４　＝　（ＤＩ　　・Ｄ３１０２）−■
４　φｂ＋ Ｗ５＝ｂ３　　・ｖ５　＝　（ＤＩ　　・Ｄ３／Ｄ２・
Ｄ４　　）　　・　■５　・　ｂ１ 物質収支から Ｗ＋　＋　Ｗ２　＋　Ｗ３　＋　Ｗ４　＋　Ｗ５　＝　
ｂ　　・■１［Ｖ＋　＋Ｄ＋　　・Ｖ２　＋　（ＤＩ　
／Ｄ２　）　Ｖ３　＋（Ｄ、・Ｄ３／Ｄ２）・ｖ４＋（
（Ｄ、・Ｄａ）／（Ｄ２　・Ｄ４））　・ｖ５１ｂ１　
＝ｂｏ　＝ｖ１ｂ＋　＝（ｂ　　＊■＋　）／［ｖ、＋
Ｄ、−ｖ、、＋（ＤＩ　／Ｄ２　）Ｖ３　＋　（ＤＩ　
　・Ｄａ　／Ｄ２　）”Ｖ４　＋　（（ＤＩ　　・Ｄａ
）／（Ｄ２　　・Ｄ４））・Ｖｓ　］ ・・・（１） 上記式（１）の右辺かられかるように、分配比Ｄ＋　、
０２　、ＤａおよびＤ４と、液量■１、■２、ｖ３およ
びｖ４と、成分Ｂの初期濃度ｂ０を与えれば、成分Ｂの
濃度す、が決定され、ｂ、の決定により平衡状態におけ
る各液中の成分Ｂの濃度ｂ１、ｂ２およびｂ３と、存在
量Ｗ＋　、Ｗ２　、Ｗａ　、Ｗ４およびＷ５とが決定さ
れ、成分Ｂの分配状況がわかる。

操作例 上記実施例において、成分Ａを硝酸としかつ成分ＢをＡ
ｍとし、多液の液量、初期状態の成分Ａの濃度および成
分Ｂの濃度と存在量を下記表４のとおり設定した。

多液の注入および静置後、平衡状態における各液中のＡ
ｍの濃度および存在量をやはり表４に示す。同表から明
らかなように、平衡状態の逆抽出液Ｒ（２５）中のＡｍ
は初期状態の被抽出液０（２１）中のＡｌ１１に比べて
３４８．２／３５＝９．９５倍の濃度に濃縮されており
、平衡状態の逆抽出液Ｒ（２５）中には初期状態の被抽
出液０（２１）中のＡｎ＋の９９．５％が回収されてい
る。

（以下余白） 実施例２ 第２図において、槽本体（５１）の内部には一端寄りに
左右一対の垂直壁（５２Ｈ５３）が所要間隔で設けられ
ており、これら垂直壁（５２）（５３）によって槽内部
が左側区画室（５４）と中央区画室（５５）と右側区画
室（５６）に分けられている。一対の垂直壁（５２０５
３）はいずれも多孔性フッ素樹脂（テフロン）よりなり
、左側垂直壁（５２）内には抽出溶媒Ｘ　（６２）が、
また右側垂直壁（５３）内には抽出溶媒Ｚ　（６４）が
それぞれ１ｍ／ずつ含浸せしめである。したがってこれ
ら垂直壁（５２）（５３）はいわゆる液体膜となされて
いる。また左側区画室（５４）にはＦｅ３０Ｑ／／を含
む２Ｍ硝酸水溶液よりなる被抽出液Ｐ（６１）を１１、
中央区画室（５５）には逆抽出液Ｓ　（６３）を１ｍ／
、右側区画室（ｓｅａ：は逆抽出液Ｔ　（６５）を０．
１１それぞれ入れ、この状態で静置した。

抽出溶媒Ｘと抽出溶媒Ｚの２Ｍおよび０．２５Ｍ６）’
ｌ酸水溶液に対するＦｅの分配比は表５に示すとおりで
ある。

平衡状態到達後における各液中のＦｅの濃度および存在
量を表６に示す。

（以下余白） 表６から明らかなように、Ｆｅは６．５３倍に濃縮され
、その回収率は６５．３％である。

（以下余白） 発明の効果 この発明による抽出濃縮法は以上のとおり構成されてい
るので、回分抽出の場合のような抽出および逆抽出にお
ける振盪、液分離などの面倒な操作やそのための多大な
労力ないし動力を要せずに、目的成分を効率的に濃縮す
ることができる。またこの発明によれば、抽出溶媒は目
的成分の輸送媒体として働くだけであるので、その使用
量は僅量ですみ、この点にも利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１を示す槽の垂直断面図、第２図は実施
例２を示す槽の垂直断面図、第３図は回分抽出操作を示
すフロー図である。 （２１）・・・被抽出液０）（２２）・・・抽出溶媒Ｘ
（第１抽出溶媒）　、（２３）・・・逆抽出液Ｑ（第１
逆抽出液）、　（２４）・・・抽出溶媒Ｙ（第２抽出溶
媒）　、（２５）・・・逆抽出液Ｒ（第２逆抽出液）　
（６１）・・・被抽出液Ｐ）（６２）・・・抽出溶媒×
（第１抽出溶媒）　、　（６３）・・・逆抽出液Ｓ（第
１逆抽出液）　、（６４）・・・抽出溶媒Ｚ（第２抽出
溶媒）　、（６５）・・・逆抽出液Ｔ（第２逆抽出液）
。 以　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）成分ＡおよびＢを含む被抽出液（２１）（６１）
   と第１逆抽出液（２３）（６３）に第１抽出溶媒（２２
   ）（６２）を同時に接触させるとともに、第１逆抽出液
   （２３）（６３）と第２逆抽出液（２５）（６５）に第
   ２抽出溶媒（２４）（６４）を同時に接触させ、第１お
   よび第２抽出溶媒（２２）（２４）（６２）（６４）の
   種類および液量を選択することにより、成分Ｂを被抽出
   液（２１）（６１）から第１抽出溶媒（２２）（６２）
   、第１逆抽出液（２３）（６３）、第２抽出溶媒（２４
   ）（６４）を経て第２逆抽出液（２５）（６５）に移動
   させ、成分Ａの濃度を変えずに成分Ｂの濃度を高めた液
   を得ることを特徴とする抽出濃縮法。
2. （２）被抽出液（２１）（６１）として成分Ａの濃度が
   ａ＿１である液を用い、第１逆抽出液（２３）（６３）
   として成分Ａを濃度ａ＿２で含む液を用い、第２逆抽出
   液（２５）（６５）として成分Ａを濃度ａ＿１で含む液
   を被抽出液（２１）（６１）の液量より少ない液量で用
   いる、特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）第１抽出溶媒（２２）（６２）を、被抽出液（２
   １）（６１）に対する成分Ｂの分配比が大きくなり、か
   つ第１逆抽出液（２３）（６３）に対する成分Ｂの分配
   比が小さくなる条件で所要量用い、第２抽出溶媒（２４
   ）（６４）を、第１逆抽出液（２３）（６３）に対する
   成分Ｂの分配比が大きくなり、かつ第２逆抽出液（２５
   ）（６５）に対する成分Ｂの分配比が小さくなる条件で
   所要量用いる、特許請求の範囲第１または２項記載の方
   法。