JPS61281832A

JPS61281832A - セリウムの精製法

Info

Publication number: JPS61281832A
Application number: JP60124570A
Authority: JP
Inventors: Teijiro Matsumoto; 松本　悌二郎; Masamichi Hayashi; 正道林; Akira Sumita; 住田　昭
Original assignee: Seitetsu Kagaku Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 1985-06-08
Filing date: 1985-06-08
Publication date: 1986-12-12

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）セリウムは希土類元素の１つとして物理的、科学的性質
がすぐれているためガラス工業材料、磁性材料、自動車
排気ガス用触媒などに広く利用されている。

従来希土類元素は、その化学的性質が相互に類似してい
るため各希土類元素を分離することが困難とされていた
が、近年溶媒抽出法、イオン交換法などの技術の進歩に
より、工業的に分離が実施されるようになった。溶媒抽
出法は、原料を大量処理する場合には特に有効な手段で
ある。本発明はセリウムの粗酸化物および／または粗水
酸化物を原料として溶媒抽出法を利用することにより、
セリウムを収率よく高純度に精製する方法に関するもの
である。本発明を利用することにより、光学材料、磁性
材料触媒などの工業的発展に大いに寄与できるものであ
や。

（従来の技術）従来、セリウムの精製法としては粗酸化物および／また
は粗水酸化物を硝酸に溶解し、得られたセリウム（ＩＶ
）硝酸溶液をトリブチルリン酸（以下ＴＢＰと略す）を
抽出剤とし、ｎ−パラフィン、ケロシンなどの脂肪族炭
化水素あるいは、トルエンなどの芳香族炭化水素を希釈
剤とした抽出溶媒を用いて、バッチ式で抽出することに
より選択的にセリウムを抽出する方法が行なわれている
。この方法によれば、セリウムは原料中のセリウム含量
にもよるが、通常９６％以上、場合によっては９９％以
上の純度のセリウム化合物として回収される。しかしな
がらこの方法では９９．９％以上の高純度セリウム化合
物を安定的に取得することは不可能であり、１回のバッ
チ抽出により、９９゜９％以上の高純度セリウム化合物
を取得するためには、あらかじめ、前処理により原料中
のセリウム含量を９５％程度以上に濃縮しておくか、あ
るいはまたこの精製法を何回かくりかえす必要がある。

（解決しようとする問題点）本発明者らは、比較的セリウム含量の低い原料から、１
回の抽出操作で高純度のセリウム化合物を取得する方法
について種々研究検討を加えた結果、抽出後の有機層を
硝酸水溶液で洗浄すれば容易に高純度のセリウム化合物
が得られることを知り本発明に至った。即ち本発明は原
料のセリウム含量の如何を問わず、安定的に収率良＜９
９．９％以上の高純度のセリウム化合物を取得しようと
するものであり、しかも操作工程を短縮化、簡略化しよ
うとするものである。本発明の抽出方法によればあらか
じめ粗セリウム化合物のセリウム含量を上げる前処理工
程の必要はなく、更に抽出段数を増加することなく１回
の抽出と１回の洗浄で、高純度のセリウム化合物を収率
良く得ることができる。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段・作用）本発明の要旨は
、セリウムの濃縮された粗酸化物および／または粗水酸
化物を硝酸に溶解しセリウム（ＩＶ）を主成分としラン
タン、プラセオジム、ネオジムなど他の希土イオンを含
む硝酸溶液をＴＢＰまたはＴＢＰを含有する抽出剤を用
い、炭化水素を希釈材とした抽出溶媒で抽出することに
より、セリウムを選択的に他の随伴する微量のランタン
、プラセオジム、ネオジムなどの非セリウム希土類イオ
ンとともに抽出し、抽出後有機相と水相に分離し、抽出
有機相を４Ｎから１１Ｎ好ましくは、７〜９Ｎの希硝酸
で洗浄することにより、有機相に微量存在する非セリウ
ム希土類イオンを選択的に水相に移行させ、セリウムを
有機相に残すことにより、高純度セリウム化合物を収率
良く取得するものである。

この希硝酸の濃度は上記の濃度範囲をはずれるに従って
セリウムの水相への移行が大きくなりその結果セリウム
の取得収率が低下するため好ましくない。該希硝酸によ
る洗浄を行なうことにより、９９．９％のセリウム化合
物が容易に得られるが、更に新たな希硝酸で洗浄するこ
とにより９９．９９％ないしそれ以上の高純度のセリウ
ム化合物をも取得することが出来る。しかもこれらの操
作によるセリウムの損失は極めて少なく更に洗浄希硝酸
は繰り返し使用することが出来るので工業的に非常に有
利である。

本発明において希釈剤に使用する炭化水素としては、ケ
ロシン、ｎ−パラフィンなどの脂肪族炭化水素、トルエ
ンなどの芳香族炭化水素、ナフテン系炭化水素などがあ
る。また、ＴＢＰとの混合液として使用され得る抽出剤
には、中性有機リン化合物があり、正リン酸エステル、
ホスホネート、ホスフィネート、酸化ホスフィン等のい
ずれの種類に属するものでも使用できる。具体的に挙げ
ると、ブチル基をもつものとして、ブチルホスホン酸ジ
ブチル、ジブチルホスフィン酸ブチル、酸化トリブチル
ホスフィンが用いられるし、ブチル基をオクチル基で置
き換えたトリオクチルリン酸、酸化トリオクチルホスフ
ィン（以下ＴＯＰＯと略す）なども使用されるが、勿論
これらに限定されるものではない。また、抽出溶媒中の
抽出剤の濃度は抽出溶媒の粘度が高くならない限り、い
ずれでもよいが通常５〜５０容量％が好適と言える。

本発明を工業的に実施する場合、バッチ槽式ばかゆでな
く、ミキサーセトラー型や塔式などの連続式でも実施で
きるが、バッチ槽式の方が少量の場合においても無駄な
く容易に実施できるので便利である。本発明の実ｔＭ態
様の一例について第１図を用いて説明する。セリウムの
粗酸化物および／または粗水酸化物１を濃硝酸８に溶解
工程■で加熱溶解し、溶解復水９で希釈して硝酸希土溶
液を得る。この溶液をＴＢＰ又ＴＢＰを含有する抽出剤
を炭化水素に溶解させた抽出溶媒１０により抽出工程■
で抽出する。抽出時間は、２〜２０分程度が良く、長く
なりすぎるとかえってセリウムの抽出率が低下し好まし
くない。抽出後有機相１１と抽残１２に相分離し有機相
を４〜１１Ｎ好ましくは、７〜９Ｎの希硝酸１３により
洗浄工程■で洗浄を行なう。洗浄後希硝酸水相１４と有
機相１５に相分離する。水相１４は洗浄工程■に循環再
使用することが出来る。有機相１５は有機相に抽出され
たセリウムの当世以上の過酸化水素を含む水溶液１６に
より逆抽出工程■で逆抽出を行なう。

有機相■と水相１８に分離し、有機相１７は抽出工程■
に循環再使用する。水相１８からセリウムを回収するが
、アルカリ水を添加する場合は水酸化セリウムが、蓚酸
または蓚酸塩を添加する場合には、蓚酸セリウムが、又
炭酸塩又は重炭酸塩を添加する場合には、炭酸セリウム
がそれぞれセリウム化合物１９として得られる。セリウ
ム化合物１９はそれぞれに応じた焼成温度で、焼成工程
■で焼成することにより収率よく高純度の酸化セリウム
７が得られる。

［実施例］以下実施例を示して本発明をざらに詳細に説明するが数
字は第１図に示す所による。

（実施例１）セリウム含量７３．２％（Ｃｅ０２　／ＴＲＥＯ＞の粗
セリウム水酸化物５ＫＣＩを３５ｆＩの濃硝酸に工程■
で加熱溶解し、溶解後、水で希釈して５０ｇとした。こ
の硝酸溶液をＴＢＰ２０％を含むケロシン溶液１０Ｃ）
１１により工程■で３分間抽出した。抽出後有機相１１
と抽残１２に分離し有機相１１を８．５Ｎ硝酸水溶液５
０４２により工程■で洗浄した。洗浄後水相１４と有機
相１５に分離し有機相１５は３５％過酸化水素３ｇを含
む水溶液１００．１１により工程■で逆抽出を行なった
。その後有機相１７と水相１８に分離し水相１８に希ア
ンモニア水を加えて水酸化セリウムとして回収しこの物
を工程■において７００’Ｃで焼成し酸化セリウムを取
得した。酸化セリウムの純度は９９゜９３％であり収率
は７０％であった。

（実施例２）セリウム含量６２％（Ｃｅ０２　／ＴＲＥＯ）の粗セリ
ウム水酸化物５Ｋｇを用いて実施例１と同様の処理を行
なったところ取得した酸化セリウムの純度は９９．９３
％であり収率は６８％であった。

（実施例３）実施例１に用いた粗セリウム水酸化物５ＫＣＩを、工程
■で使用する８、５Ｎ希硝酸を１度使用したものを繰り
返し用いた以外は、すべて同様に処理した結果、取得し
た酸化セリウムは、９９．９２％でおり収率は７３％で
あった。

（比較例１）工程■の洗浄を行なわず、それ以外は実施例１と全く同
様に処理した結果取得した酸化セリウムの純度は９９．
０％でありその収率は、７４％であった。

（実施例４）セリウム含１４．５％の粗セリウム水酸化物５ＫＣＩを
用い工程■において８．５Ｎ硝酸水溶液で２回洗浄する
こと以外はすべて実施例１と同様に処理した結果取得し
た酸化セリウムの純度は９９．９９％以上であり収率は
７６％であった。

（実施例５）セリウム含ｆｆ１７３．２％（Ｃｅ０２　／ＴＲＥＯ）
の粗セリウム水酸化物１００ｇを７ｏｏｍｉの濃硝酸に
工程■で加熱溶解し溶解復水で希釈して１ｇとした。抽
出剤にはＴＢＰとＴＯＰＯとの重量比３：１の混合液を
用いこの混合抽出剤の２０％ケロシン溶液２Ｍにより工
程■で３分間抽出を行なった。抽出後有機相１１と抽残
１２に分離し有機相１１を８．５Ｎ希硝酸１．ｌ！によ
り工程■で洗浄した。洗浄後水相１４と有機相１５に分
離し有機相１５は３５％過酸化水素６ｏｍｕを含む水溶
液２ｇにより工程■で逆抽出を行なった。その後有機相
１７と水相１８に分離し、水相１８に希アンモニア水を
加えて水酸化セリウムとして回収しこの物を工程■にお
いて７００’Ｃで焼成し酸化セリウムを取得した。酸化
セリウムの純度は９９゜９０％であり、収率は７５％で
あった。

［発明の効果］本発明を実施することによりセリウムの粗酸化物、粗水
酸化物から簡単な操作で収率良く９９゜９％以上ないし
９９．９９％以上の高純度セリウム化合物を製造するこ
とができ、光学材料、磁性材料、触媒などの工業の発展
に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様を示す工程図である。出願人　　製鉄化学工業株式会社代表者　　佐々木　浩オＩｔ！ｉ０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セリウムの粗酸化物および／または粗水酸化物を
硝酸に溶解して得られるセリウム（IV）硝酸溶液をトリブチルリン酸またはトリブチルリン酸を含有する抽出剤を用いて抽出精製する方法において、抽出して得られる有機物を希硝酸にて洗浄することを特徴とするセリウムの精製法。
（２）使用する希硝酸の濃度が４Ｎから１１Ｎである特
許請求の範囲第１項記載の方法。