JPS6123002B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶媒抽出における相、特に水相、液体
有機物相および固体相からなる複相混合物を分離
する方法に関する。特に本発明は、例えば溶媒抽
出あるいはイオン交換によつて金属を回収する際
に得られる。固体が主としてセツコウからなる混
合物の処理に専らではないが適用することができ
る。

有機物抽出剤のもとに水溶液から金属の液―液
抽出するための多くの公知方法において、抽出の
効率と特にその選択性はしばしば混合物のPHに依
存する。一般に抽出に水素イオンの解離が伴う場
合、効率的な操作には解離した水素イオンをその
場所で中和することが要求される。中和剤として
はそれ自身水溶性のもの、例えばナトリウム塩基
であり、また中和生成物が水溶性のものがこの中
和に推奨できる。しかしながら往々にしてナトリ
カム塩基は余りにも高価であり、またアンモニア
の使用は環境上の条件にかなつていない。安価さ
や環境上の条件に適応しているにもかかわらずカ
ルシウム塩基は、それ自身の限定された溶解性と
硫酸イオンが存在する場合セツコウを生成する理
由から溶媒抽出間の中和用としては最近まで支持
されていなかつた。カルシウム塩基にたよること
に抵抗があるのは、多分固体物が溶媒抽出に有害
な影響を及ぼすことと得られた三相混合物の処理
が困難であることに関する組合せによるものであ
ろう。

本発明者は日本における特許出願51―37016号
（特開昭51―131418号）において、カルシウム塩
基とセツコウとの存在下において効率的に金属を
抽出する実用性を提案した。しかしながらそのよ
うな抽出で生じた有機物―水―固体分散物の処理
は現在までそのようなプロセスの商業上の実施の
ための主な障害となつていた。

溶媒抽出で生じた分散物が固体を含まない場
合、その相は分離した相を回収するための上部と
下部の開口部をもつ容器からなる沈澱器に分散物
を供給することによつて分離することができる。
しかしながらセツコウを含む分散物を含有してい
る場合、通常の沈澱器の使用を試みても三相のエ
マルジヨン（これを一般に“クラツド（crud）”
と称する）が、有機物と水の沈降相との接触領域
に生成する傾向がある。

この“クラツド”の層が生成する傾向は、分散
物のPHが高い時特に顕著に表われ、相分離は沈澱
器に“クラツド”があふれるために停止すること
もありうる。

“クラツド”があふれるようになるまででさえ
も、クラツドの層は相分離の効率上有害な影響を
与える。それは水相中の有機物や有機物相中のク
ラツドをはなはだしく移送する原因となるためで
ある。

本発明は“クラツド”の生成を抑制する方法を
見い出したことに基づいている。したがつて本発
明は複相混合物を、固体と水の相が有機物相の下
に沈降して有機物の主要層部と水相の主要層部と
の間に接触領域を形成している沈澱器に導入し、
前記接触領域の上方から前記有機物相を回収し、
前記接触領域の下から水相と固体とを回収し、更
に分離処理の間に前記接触領域において相を局部
的に撹拌することからなる、水相、水相よりも比
重の小さい有機物相及び水相よりも比重の大きい
固体相との複相混合物を分離する方法を提供する
ものである。

ここに使用された“局部的撹拌”という語は、
沈澱器において予め定められた部分に存在する物
質の撹拌を意味する。このような撹拌は、水／有
機物接触領域が有機物の主要層部と水相の間に維
持されているレベルに空気あるいは他の適当なガ
スを散布することに生じさせることができる。こ
のような撹拌処理によつて、局部的な撹拌区域は
限定された接触領域ではなく、上昇する気泡によ
つて妨害される有機物相を必然的に包含する。し
かしながらより局部的な撹拌を付与するためには
沈澱器内の接触領域に円盤形の区域を限定するこ
とが望ましい。これは単独の撹拌刃、より望まし
くは一対の逆回転刃あるいは回転刃と静止遮蔽材
との組合せからなる機械的撹拌装置によつて達成
できる。

撹拌に使用される装置が何であろうと、その方
法は望ましくは沈澱器内の自動レベル検知器を使
用して、液―液接触面が実質的に局部的撹拌に分
与されるレベルにまで維持されるように、沈澱器
への混合物の導入速度とそれから液体と固体とを
回収する速度とを相互に関連させることを確保す
ることである。

本発明の方法を実施するひとつの望ましい方法
としてその分離は接触領域用撹拌部材を備えた第
１の沈澱容器に分離させるべき混合物を導入し、
次いでこの第１の沈澱容器から本質的に有機物相
からなる第１の流出物と水相中の固体のスラリー
からなる第２の流出物とを回収する。この水性ス
ラリーは次いで、通常の固体―液体沈澱器、例え
ば下方に傾斜した底部に近接した突出部を有する
容器からなる別の容器に導入し、そこで固体の濃
厚なスラリーは実質的に固体を含まない水相同様
に得られる。更に要望あれば第１の沈澱容器で得
られた有機物の流出物は、運ばれてきた水相ある
いは有機物相の主要層部中にあらわれる固体を分
離するために別の容器に供給することができる。

しかし本発明を実施する更に望ましい方法とし
て、第１（有機物／水）と第２（水／固体）の沈
澱操作をともに同じ容器内で行う装置が使用され
る。この装置は複相混合物を導入するための入
口、供給部、開口部と、有機物相、水相及び水相
中の固体のスラリーをそれぞれ回収するための出
口開口部を有する沈澱容器からなつている。液相
を回収するための出口開口部は容器の側壁に垂直
線上に間隔を置いて、即ち異なつたレベルに位置
しており、接触領域用撹拌手段即ち機械的撹拌器
はこれらの２つの側面開口部間のレベルにおいて
撹拌を提供するために装着されている。スラリー
の出口開口部は容器の底、望ましくはスラリーの
排出を容易にするため適度に傾斜をつけた底に位
置しており、第２の撹拌手段、すなわち機械的撹
拌器は沈積した固体をかき混ぜるために底に近接
して装着されている。一般に固体をかき混ぜるの
に使用される撹拌器よりも接触面にある撹拌器の
回転速度が高いことが要求される。この回転速度
の違いは単一のモータから二つの撹拌器の駆動を
適度に調整することによつてなされるが、望まし
くは二つの撹拌器を独立に回転させるのがよい。

本発明をより理解されるように、また本発明が
如何して効果を奏するかを示すために、上記のも
のに、更に本発明の方法を実施するより望ましい
手段として使用される沈澱容器を概略的に示した
添付図を例に挙げる。本発明の方法における添付
図に示した装置の使用は、次の実施例によつても
示される。

実施例 １ ２―ヒドロキシ―ベンゾフエノオキシムアンチ
―アイソマーの50％容量燈油液からなる市販の抽
出剤１容量部と、パラフイン44重量％、ナフテン
37重量％および芳香族炭化水素19重量％からなる
市販の溶媒９容量部とを混合して溶媒抽出テスト
用の有機物相を調整した。この有機物相を、ニツ
ケルを５ｇ/含む硫酸塩溶液と連続的方法で混
合してニツケルの抽出に用いた。水と有機物との
混合相を撹拌しながら、この混合物のPHが約6.0
に維持されるように石灰スラリーで処理した。

比較の為に、前記抽出テストで得られた三相混
合物の数バツチを通常の分離筒で有機物相と水性
スラリーを得るために処理した。接触領域に生成
したスラリーと“クラツト”の分析によると、抽
出されたニツケル（Kg）に対し合計で0.054〜
0.123Kgの有機抽出剤の量が検出された。

一方、本発明では、同じ三相混合物の分離を添
付図に示した装置で実施した。この装置は、上部
が開口しており、かつ分散を与えるための筒体１
１を備えたほぼ円筒型の容器１０からなつてい
る。容器１０の底部はほぼ逆円錐状に形成され、
その端部は水相中の固体の濃いスラリーを、容器
から回収できるように底部開口部１２となつてい
る。

スラリーを沈降させ、かつ回収する目的で、容
器１０の底部近傍のスラリーを撹拌するように形
成し配置されたかき棒がシヤフト１４に装着され
ている。

接触領域用撹拌部材１５は、中空シヤフト１６
に装着され、点線１７と点線１８で示されるレベ
ルの間の区域の液相を撹拌できるように容器１０
内に配置されている。容器１０の上部壁面に形成
された側面出口部１９はレベル１８上に静置した
液状有機物を容器１０から回収しうるようになつ
ている。一方容器１０の下部側面に形成された側
面出口部２０は水相をレベル１７下とかき棒１３
上との間から回収しうるようになつている。筒体
１１の下端は接触領域用撹拌部材１５の近傍に配
置されている。

図示した装置は次の手順で使用された。

ニツケルを混入した液状有機物と消耗された硫
酸塩水溶液と上述したようにして調整されたセツ
コウとの混合物を沈澱器の断面積当り1.5m³／
ｈ／m²（混合物の立方メートル／時間／平方メー
トル）の割合で筒体１１を通つて沈澱器１０内に
供給した。

静置した液相は、スラリーが底部開口部１２か
ら回収される間、側面出口部１９および２０から
回収された。その際流速は水と有機物との接触面
がレベル１７とレベル１８との間の区域に保持さ
れ一方透明な水とスラリーとの接触面がかき棒１
３の上端と側面出口部２０との間の区域に保持さ
れるように調整された。

シヤフト１４はテスト中、先端速度40m/h（メ
ートル／時間）でゆつくりと回転し、シヤフト１
６は先端速度800m/hの高速度でシヤフト１４と
は反対向き回転した。この方法における操作によ
つて、接触面の、“クラツド”は実質的に除去さ
れたことを見い出した。側面出口部１９から回収
された有機物相は実質的に固体を含んでいないこ
とを見い出し、底部開口部１２から採取したスラ
リーの分析は捕集された有機抽出剤の量が抽出さ
れたニツケルに対し約0.005〜0.007Kg/Kgだけで
あることを示した。

接触領域の撹拌の重要性を証明するために、接
触領域用撹拌部材１５を回転させない他はこの装
置と同じようにして分離操作を試みた。

“クラツド”の層はまもなく接触面に形成さ
れ、２時間後この“クラツド”は容器の上部全体
（すなわち撹拌部材１５上）に広がり、側面出口
部からオーバーフローし始めた。

実施例 ２ 別の三相分散物の分離を証明するために更に溶
媒抽出テストを実施した。本実施例においては実
施例１に使用されたものと同じ有機物相を銅を５
ｇ/含む硫酸銅水溶液と混合し、石灰スラリー
をPH調整剤として用いて、PH３の条件下で連続的
に抽出を行なつた。得られた三相分散物を図示し
た装置に供給し、かき棒８と接触領域用撹拌部材
１５とを適当な速度で回転させたところ、満足す
べき分離を実施できた。実施例１のように有機物
と水との接触領域の“クラツド”は実質的に除外
され、また実質的に固体を含まない有機物を得
た。得られた固体／水スラリー中には抽出された
銅（Kg）に対し、有機抽出剤0.0024Kgだけ捕獲さ
れたことが判明した。

上記例から本発明の方法による接触領域の撹拌
によつて効率的に分離が達成できることが明らか
であろう。無論実際には本発明の方法によつて分
離された有機液体を更に精製すること、あるいは
得られたセツコウスラリーをそこに捕獲された少
量の有機抽出剤を除去するために処理することが
望ましい。そして精製は通常の設計による容器で
行うことができる。

本発明の方法を実施するための装置の設計にお
いて添付図に示したものは単なる概略的なもので
ある。したがつて容器１０は円筒型である必要は
なく、分散状態で存在する比較的多くの有機物と
水との相を処理するために収容するのに便利な型
であればいかなるものもよい。更に分散物は接触
領域近傍の容器に供給する必要はなく、その領域
の上方あるいは下方に供給してもよい。

比較的多くの有機物と水との相を収容する別の
方法は、接触領域用撹拌部材、例えば特に分離を
効果的とするため局部的な撹拌を接触領域に分け
与えるように上下に調整可能な撹拌部材１５を提
供することである。同じようにかき棒１３は固体
に対する水の比率を変化させて収容するために上
下に調整できるようになつている。そのような上
下動の調整は、かき棒１８が存在し使用される場
合適当に分離された相が出口１９，２０および１
２を通つて排出されるのを妨害すべきものであつ
てはならない。

本発明において分離を実施するためには単一の
容器を使用することが必須要件ではないことが理
解されよう。すなわち連続した容器を用いて、接
触領域用撹拌器を含む最初の容器で固体と水相を
回収し、次の容器、更に連続する容器に導入して
連続的に固体及び一部の水相を残りの水相及び運
ばれてきた微量有機物と分離し、固体含有生成物
に同伴する有機物を僅かあるいは皆無とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明装置の一例を示す概略図である。 １０…容器、１１…筒体、１２…底部開口部、
１３…かき棒、１４…シヤフト、１５…撹拌部
材、１６…中空シヤフト、１９，２０…側面出口
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複相混合物を、固体と水の相が有機物相の下
   に沈降して有機物の主要層部と水相の主要層部と
   の間に接触領域を形成している沈澱器に導入し、
   前記接触領域の上方から前記有機物相を回収し、
   前記接触領域の下から水相と固体とを回収し、更
   に分離処理の間に前記接触領域において相を局部
   的に撹拌することからなる、水相、水相よりも比
   重の小さい有機物相及び水相よりも比重の大きい
   固体相との複相混合物を分離する方法。 ２ 撹拌は機械的撹拌部材によつて分与される特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 固体と水相は同時に回収されて、固体と水相
   の一部分を残りの水相および運ばれてきた微量の
   有機物相と分離する別の沈澱器に導入される特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４ 接触領域撹拌下にあつて、沈澱器の底部近傍
   位置の沈澱器内に第２の局部的撹拌を分与し、こ
   の第２の局部的撹拌の下方から一部の水相内の固
   体スラリーを回収し、前記第２の局部的撹拌レベ
   ルの上方から残りの水相を回収する特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載の方法。 ５ 沈澱器は、混合物を容器内に導入するための
   供給開口部と、容器の側面にそこから有機物と水
   の相を回収するための上部と下部の側面開口部
   と、スラリーを回収するための底部開口部と、上
   部と下部の側面開口部との間のレベルに撹拌を分
   与するため取付けられた接触領域用撹拌手段と、
   下部の側面開口部と底部開口部との間のレベルに
   撹拌を分与するため取付けられた第２の撹拌手段
   とからなる特許請求の範囲第４項に記載の方法。 ６ 第２の撹拌手段は接触領域用撹拌手段とは独
   立に操作しうる特許請求の範囲第５項に記載の方
   法。 ７ 接触領域用撹拌手段と第２の撹拌手段はそれ
   ぞれ機械的撹拌部材からなる特許請求の範囲第５
   項又は第６項に記載の方法。