JPS6140802A - 金属フツ化物の製造方法 - Google Patents

金属フツ化物の製造方法

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JPS6140802A
JPS6140802A JP15912584A JP15912584A JPS6140802A JP S6140802 A JPS6140802 A JP S6140802A JP 15912584 A JP15912584 A JP 15912584A JP 15912584 A JP15912584 A JP 15912584A JP S6140802 A JPS6140802 A JP S6140802A
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JP
Japan
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metal
ions
present
fluorine
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JP15912584A
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Yamaji Nishimura
西村 山治
Morio Watanabe
渡辺 彭夫
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NISHIMURA WATANABE CHIYUUSHIYUTSU KENKYUSHO KK
Solex Research Corp
Original Assignee
NISHIMURA WATANABE CHIYUUSHIYUTSU KENKYUSHO KK
Solex Research Corp
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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Co、 Ni、 Or、 Sb、 Od、 S
n、 Zn、 Pb及びAdの各金属フッ化物を製造す
る方法に関する。
〔従来技術〕
従来これらの金属(Co、 Ni、 (jr、 Sb、
 Od、 Sn、 Zn。
PI)及びAn )フッ化物を製造する方法として、次
式に示すように、精製された金属にFガスを反応させて
前記金属のフッ化物を得るのが一般的である。
co 十p→OoF !        2 Ni + F  →Nip。
0r −)−/−F −) Or? コ  2m Bb+/−F  →Bb?。
コ  2 0dL + P  −+ 0dd2 ! 8n+−F−+SnF Zn 十F −) ZnF2 Pb−1−F4PbF Al +/−F −+ AjF。
コ 2 また、水溶液中のフッ化物を濃縮し晶析して得る方法は
、不純物の混入が許容される時以外、余シ採用されない
上記以外の方法として、酸化物とHFを反応させて得る
方法もあるが、不純物の混入やEF利用効率、あるいは
酸化物(未反応物)の混入等があシ、純度を要求される
場合、余〕利用されない。
さら忙、金属とF :tj>と〜を反一応させて得る方
法は、高価な金属と高価なF2ガスを反応させて得るた
めに1各種金属フッ化物は極めて高価なものになるとい
う欠点があった。
〔発明の構成〕
本発明は高価な原料を使用するものでなく、一般に天然
に存在する鉱物資源から、あるいは産業廃棄物のような
資源から、−挙に高純度金属フッ化物を造る方法に関す
るもので、従来法における工程が長くなるという欠点や
、価格が高い等の欠点を克服するものである。
本発明の要旨とするところは、Co、 Ml、 Or、
 8b。
0(1,Sn、 Zn、 Pb及びAAのフッ素含有ア
ンモニウム塩を不活性ガス気流中、あるいは還元ガス気
流中で加熱分解して下記式に示すように各種金属フッ化
物を造る方法にある。
(NH) OOF −+コNHF↑+CoF2(NH)
 NiF’  −+ m2NB F↑十1−NiP(N
H) SnF −+コNH4F↑+SnF↑(NR)l
sbF →、?NF Ft+SbF↑(NH) OrF
 −+、7NHF↑+OrF。
4  !    6        4(NH) ca
F →コMHF↑+0dF(NU ) Pb1F→コN
H,F↑十PbF2(N)I ) zhy −+−NH
Fi+ZnF(NH) AlF →JNHF↑+AlF
これらのフッ素含有アンモニウム塩は上記に示す以外の
化合物も存在するし、工業的には純粋な結晶でなく、混
合物であることが多く、あるいFi原子価の異なる塩が
混入する場合もあシ得る。
これFiフッ素金含有アンモニウム塩生成する水溶液の
条件により異るので一定でないことが多く、従って本発
明は上記に示す反応式に限定されるものではない。
加熱分解界囲気を還元ガス気流中でしかも金属とな少得
ない温度条件である/ & 0 ”C以上、1000℃
以下に保って分解することによって、不活性ガス気流中
と全く同一の反応が得られ、各種のフッ化物が得られた
不活性ガス気流中あるいは還元ガス気流中で熱分解して
得られたNHPは高温ではガス状であるが、−00℃以
下の低温では固体状となるためにf過分離等の公知な方
法で分解ガスよシ取除かれ回収されるので、各種金属の
フッ素含有アンモニウム塩の製造工程に再循環される。
本発明で使用する各金属のフッ累含有アシモニウム塩は
例えば下記のようにして造られる。
アルキル燐酸の群、アルキル・アリール燐酸の群、ケト
ンの群、カルボン酸の群、中性燐酸エステルの群、オキ
シムの群1.及び第1級〜第4級アミンの各群から成る
群から選択された抽出剤の111または2種以上を石油
系炭化水素で希釈してなる有機溶媒に抽出含有されてい
るCo、Ni、Or、8’b、fM、Sn、Zn、Pb
及びAAの金属イオンまたはこれらの金属錯イオンをF
″″イオンとNH4イオンを含有する水溶液と接触させ
て、次式に示すように有機溶媒中よシ水相に移行させて
、フルオロ金属アンモニウムの結晶を得ると共に有゛機
溶媒を再生させる。
R2Co十″JNH4町→(NH4)、COF4+ 、
2R−HR2Ni+コN1(4HF、→(NH4)、N
1F4+ 2R−HRsOr + 、7NH4IF、−
+ (NH4) 、0rF6+ 3R−H(R,NH)
SbO,+ 、7NH4HF、→(N耳、)、SbF6
+R,N+、2H20u2aa+λNH4HF2→(N
H4)、0tiF4+、2RE(R,NH)、8nO,
+QNH4HF2−+(NH4) 28nF、 +2R
,N+3H,O+2NH4FR,Zn+−NH4イオン
、 →(NH4) 、ZnF’4+ 2RIIR,Pb
+コNu4IF、→(NH4)2P’bF4+2皿R,
Al + 、7NH4HF’、→(NH4)、AlF6
+ 3RE上式中、RHはH型交換基を有する抽出剤を
、(R,NU)は第3級アミン抽出剤を示すものである
各金属とも水相に共存するアニオンが、SO4゜NoA
−,04m、 PO4’−イオンであるか、あるいはそ
の濃度によって抽出剤が選択されるために上式の抽出様
に本発明は限定されるものでない。
水相に移行した各種金属イオン及び各種金属錯イオンは
フッ素含有アンモニウム塩となる。
これらは水溶液に対して、フッ化物に比較して溶解度も
小さく、シかも結晶成長速度が極めて大きいという特長
があり、容易に結晶を生成させたり、あるいは濾過分離
ができるので、フッ化物を造る場合に比較して多くの特
長を有している。
これらの得られたフッ化金属アンモニウム塩を不活性ガ
ス気流中あるいは還元ガス気流中で加熱すると、前述の
ようにtso=−iooo℃の間で各種金属のフッ化物
が得られる。
分解により生じたNH4IF及びNu4HP’、ガスは
吸収あるいは集塵により回収が極めて容易で、しかも回
収されたNl114IF −? lll4HP、はフル
オロ金属アンモニウム製造工程ヘリサイクルできる特長
がある。
本発明に使用するアルキル燐酸は次の群より選択される
: (イ)       (ロン         (1)
         (ニ)(ホ) tたはR−P−01’1 H (式中Rはアルキル基を示し、一般に炭素数がダル2コ
のものが使用される) 以下に示す実施例中に記載するり、EHPA (ジーコ
ーエチルヘキシル燐酸)は(イ)の群に属し、アルキル
基はC8H17のものである。
次に、本発明で用いられるケトンは次の群より選択され
る: (式中R,’R’はアルキル基またはアリール基を示し
、それぞれ炭素数3〜isのものがよく使用される) この他にシクロヘキサノン(C6a、、O)がよく用い
られる、 本発明で使用するアルキル・アリール燐酸の群は次に示
す化合物よシ選択される: 〔式中Rはg−13個の炭素原子を含むアルキル基で、
Aはアリール基(フェニール基、トリル基、キシリル基
)を示す。〕 実施例に示す0PPA (オクチルフェニール燐酸)は
R=O,H,、、A=06H5の化合物をいう。
本発明で抽出剤として使用するカルボン酸は次の群より
選択される: (式中Rはアルキル基を示し、一般に炭素数がダルココ
のものが使用される) 実施例に記載しているV−tO(パーサティック−lO
、シェル化学(株)商品名ンは(イ)の群に属し、アル
キル基の炭素数が9−//の範囲のものである。
本発明で使用するオキシムは次の群より選択される: LIX&4tN (ヘンケル化学、商品名)の如きコ種
以上のヒドロキシオキシムを混合したものも使用できる
。以下に示す実施例中に記載する5IJIC−5,29
はシェル化学の商品名でRがCH3でXが■であるもの
をいう。
本発明で使用する中性燐酸エステルは次の群より選択さ
れる: (イ)(・コノ     (ハ)          
(司(上式中Rは炭素数がダ〜22のアルキル基である
) 実施例に示すTBP ()リグチルホスフェート)は上
記の(匂の群に属し、Rは04H,のものをいう。
次に本発明で使用する第1級〜gg級アミンは次の群よ
り選択される: 第1級アミ7  RNFI2 (式中Rは炭素数が〃〜2Sのアルキル基である) 第2級アミン R,NH又はH2F− (式中Rは炭素数がt〜25のアルキル基である) 第3級アミ7  R,N又はR3訂二 (式中Rは炭素数が<<−:1gのアルキル基である) なお、以下に示す実施例で使用しているTOA(トリオ
クチルアミン)を次に示す: 但し、C1を他のアニオンで置換することができる。
(式中Rは炭素数がμ〜−タのアルキル基である) 本発明で使用される希釈剤は石油系炭化水素で芳香族の
ものも、脂肪族系のものも使用される。勿論これらの混
合品も使用することができる。またケロシンの如き雑多
な炭化水素の混合品も使用することができる。
抽出剤は上記各化合物群より選択され、1種の場合もま
たは2種以上混合する場合もあるが、これらは対象とす
る水溶液の性状や不純物の種類と、その共存割合によっ
ても抽出剤の種類や抽出剤の混合方法が決定される。ま
た抽出剤濃度も同様に決定されるが、一般に2チ〜io
チ(容積)に調節して使用される。
本発明で使用するF−イオン含有液とはNH4HF、、
NH4F’およびHFの群より選択された1種または2
種以上を含有する水溶液をいう(F/NH;のモル比l
/l−l/θ、lのものをいう)。
本発明で使用する不活性ガスとは゛rルゴン、ヘリウム
、窒素ガスの単独あるいは混合ガスをいう。また水素ガ
スとの混合ガスも使用される。
本発明で使用される還元ガスは水素ガス、−酸化炭素、
炭化水素ガスをいう。
以下本発明を図面に基づき、その詳細を説明するが、本
発明はこれに吸定されるものでな−。
第1図のフロシートは、Co 、Ni、Or、Sb、C
d、Sn。
Zn、Pb及びA、1.の群より選択された1種のフル
オロ金属アンモニウム(Alを゛加熱分解工程(B)に
て不活性あるいは還元気流(0)の雰囲気にて100℃
〜lOθO℃に加熱することによりこれらの金属(Co
、Ni、Or、Sb、Cd、Sn、Zn、Pb及びAl
 )のフッ化物(DJを造る基本操作域である。
加熱分解工程(B)にて生成したガス中に、NH,、H
P、NH4HF2及びNH4Fが含有しているので、こ
れらを(駒で公知の分離方法あるいは公知のガス吸収方
法にて回収し、再びフルオロ金属アンモニウムを造る工
程へ再循環する。
得られた金属フッ化物とN)I4IFやNH4HF、の
混合物は、それらの各温度における蒸気圧差を利用して
精製してフッ化金属(DJを得ることができる。
第2図のフロシートは本発明に原料として使用するフッ
素含有アンモニウム塩(フッ素含有アンモニウム塩)を
造る基本型である。
Co、Ni、Or、Sb、Cd、Eln、Zn、Pb及
びA1の群より選択された1種の金属イオン又は金属錯
イオンを抽出含有する有機溶媒(FJを、NHごとF−
イオンを含有する剥離水溶液(G)と剥離工程(H)で
接触させることにより金属イオン又は金属錯イオンな水
相に移行せしめ、有機溶媒を再生し、再び抽出工程へ循
環する。
一万、水相に移ったこれらの金属(Co、Ni、Or。
Sb、Cd、Sn、Zn、Pb及びAl)イオン又は金
属錯イオンは晶析工程(J)で分離し、フルオロ金属ア
ンモニウムの結晶(K)が得られる。
〔発明の実施例〕 以下に実施例を掲げてこの発明を説明する。
実施例 次に示す各試料を、環状電気炉にいれて、N。
ガスなり、3J/分の割合で送りながら加熱した。
上記第1表中、揮発凝集物とは系外に出たガスを230
3前後に保ち、NH4F −? NH4HF2を蒸気圧
差を利用して分離したものを同定した結果を示す。
本発明で原料として使用する各金属のフルオロ金属アン
モニウム塩は下記第2表に示す有機溶媒と剥離液を使用
して、それ自体既知の抽出、剥離操作により造ることが
できる。
上記第2表中の有機溶媒濃度は容積−を示す。
剥離率とはO/A (有機溶媒/水相)(容積比をいう
) == 1.071.0で1回接触させた後1.水相
に移行し九割合をいう。
剥離条件はいずれも温度コ!〜jf’c、Lんとう時間
は70分間である。
生成物の化学種はX線回折装置または化学分析で決定し
た。
〔発明の効果〕
本発明によれば高価な原料を使用することなく単純な工
程で所定金属のフッ素含有アンモニウム塩をつくること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の工程図、第2図は本発明で原料と
して使用する、金属のフッ素含有アンモニウム塩の製造
工程図である。図中C−r不活性ガスあるいは還元ガス G・・剥離水溶液。 特許出願人 株式会社西村渡辺抽出研究所第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Co、Ni、Cr、Sb、Cd、Sn、Zn、Pb
    及びAlのフッ素含有アンモニウム塩を不活性ガス気流
    中あるいは還元ガス気流中で加熱することにより、これ
    らの金属フッ化物を造ることを特徴とする金属フッ化物
    の製造方法。 2、フッ素含有アンモニウム塩がアルキル燐酸の群、ア
    ルキル・アリール燐酸の群、カルボン酸の群、オキシム
    の群、ケトンの群、中性燐酸エステルの群、及び第1級
    〜第4級アミンの群より成る各群から選択された1種又
    は2種以上の抽出剤を石油系炭化水素で希釈してなる有
    機溶媒に抽出含有されているCo、Ni、Cr、Sb、
    Cd、Sn、Zn、Pb及びAlのイオン又はこれらの
    金属錯イオンを、F^−イオンとNH_4^+イオンを
    含有する水溶液と接触させることにより、該イオン又は
    該金属錯イオンを水相に移行させて、Co、Ni、Cr
    、Sb、Cd、Sn、Zn、Pb及びAlのフッ素含有
    アンモニウム塩を造ることによつて、得られたものであ
    る特許請求の範囲第1項記載の製造方法。
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