JPS6171835A - リチウム吸着剤、その製造方法及びそれを用いたリチウム回収方法 - Google Patents

リチウム吸着剤、その製造方法及びそれを用いたリチウム回収方法

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JPS6171835A
JPS6171835A JP19299584A JP19299584A JPS6171835A JP S6171835 A JPS6171835 A JP S6171835A JP 19299584 A JP19299584 A JP 19299584A JP 19299584 A JP19299584 A JP 19299584A JP S6171835 A JPS6171835 A JP S6171835A
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Kenta Oi
健太 大井
Yoshitaka Miyai
宮井 良孝
Shunsaku Kato
俊作 加藤
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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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 本発明はリチウム吸着剤、その製造方法及びそれを用い
た希薄溶液からのリチウム回収方法に関し、さらに詳し
くは、リチウムに対する選択吸着性に優れ、かつ吸着容
量や吸着速度が大きく、そ。
の上肢希薄溶液中で安定であって、毒性の少ない安価な
リチウム吸着剤、その製造方法及び前記吸着剤を用いて
、リチウムを含む希薄溶液から該リチウムを効率よく、
かつ容易に回収する方法に関するものである。
近年、リチウム金属及びその化合物は、多くの分野、例
えばセラミックス、電池、冷媒吸収剤、医薬品などに用
いられておシ、また将来、大容量電池、アルミニウム合
金材料、核融合燃料などとしての利用が考えられること
から、それらの需要の著しい増大が期待されている〔林
久人ら;日本鉱業会誌、ぜ、(1118)〕。
これらのリチウム金属及びそれらの化合物は、現在上と
してスポジューメン、アンブリゴナイト、ペターライト
、レピドライトなどのリチウム含有鉱石、地熱水や天然
ガスのような地下かん水などを原料として得られている
ところで、わが国においては、前記のようなリチウム鉱
石資源がなく、リチウム金属やその化合物は全量輸入に
依存しているのが現状である。一方、わが国の地熱水や
温泉水にはかなりのリチウムを含有するものがあり、ま
た周囲をと!llまく海洋中にも微量のリチウムが含ま
れている。したがって、これらのリチウムを含む希薄溶
液から該リチウムを効率よく回収する技術を確立するこ
とが強く要望されている。
従来の技術 従来、海水などのリチウムを含む希薄溶液から該リチウ
ムを回収する方法としては、飼えば水酸化アルミニウム
共沈法〔松岡俊和ら;日本化学会第43年余、講演要旨
I、  1240(1981))、あるいは無定形水酸
化アルミニウム〔北村孝雄ら;海水誌、32,78(1
978入和田英男ら;日本鉱業会誌、す(1145) 
、 585 (1983) 〕、金属アルミニウム〔武
内文児;防錆管理、1982(2)、 369 )、含
水酸化スズ〔大井健太ら;日本鉱業会誌、す。
(1148) 、 933 (1983) ]  を用
いる吸着法などが知られている。しかしながら、これら
の方法は、リチウムに対する選択性に優れているものの
、吸着容量や吸着速度が小さく、その上共存シリカによ
ってリチウムの回収が妨害されるなどの欠点があり、実
用化は困難である。
また、ヒ酸ナトリウムCG、Alberti etal
、 ;J、工norg、Nuc1.chem、 32 
、1719 (1970) ]、イオンシープ型吸着剤
(V、v、Volkhim etal、 :Neorg
an、Mat、 9 、1041 (1973)、V、
V、Volkhimetal、 ; Neorgan、
Mat、 12 、1415 (1976) )などに
ついて、リチウム選択性などの基礎的な研究が報告され
ておシ、さらに、アンチモン酸スズについてかなシ良好
な結果が報告されているCM。
Abe etal、 :5olvent Kxtrac
tion4 ion −exchange 、互、 9
7 (1983) 〕。
しかしながら、これらの吸着剤についても十分に満足し
うるものではなく、まだ実用化には至っていない。
発明が解決しようとする問題点 リチウムを含む希薄溶液から該リチウムを実用的に吸着
回収するためには、次の要件を満たす吸着剤を用いるこ
とが必要である。すなわち、リチウムを含む希薄溶液に
は、一般にナトリウムイオン、マグネシウムイオンなど
が溶存しており、場合によっては地熱水のようにシリカ
や炭酸カルシウムが多量に含まれているので、これらの
共存元素に影響されることなく、選択的にリチウムを吸
着しうる吸着剤であること、溶液中のリチウム濃度が低
いため、吸着容量や吸着速度が大きいことはもちろん、
大全の溶液を接触させるため、毒性がなく、かつ該希薄
溶液中で安定な吸着剤であること、及び安価な吸着剤で
あることなどが要求される。
本発明の目的は、このような要件を満足しうる吸着剤、
その製造方法及び該吸着剤を用いて、リチウムを含む希
薄溶液から該リチウムを極めて効率よく回収する実用的
なリチウム回収方法を提供することにある。
問題点を解決するだめの手段 本発明者らは種々研究を重ねた結果、水酸化第一鉄と水
酸化アルミニウムとを所定の割合で含む複合水酸化物の
水熱処理生成物が、前記要件を満たしうる吸着剤であり
、この吸着剤を用いることにより、リチウムを含む希薄
溶液から該リチウムを極めて効率よく、容易に回収しう
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。
すなわち、本発明は、水酸化第一鉄と水酸化アルミニウ
ムとをモル比7:3ないし3:7の割合で含む複合水酸
化物を水熱処理した生成物から成るリチウム吸着剤、水
溶性第一鉄塩と水溶性アルミニウム塩とを、モル比7;
3ないし3:7の割合で含む水溶液をpH3〜7に調整
し、次いで得られた複合水酸化物を水中に懇濁させて、
90〜100℃の温度で加熱処理することを特徴とする
リチウム吸着剤の製造方法、及びリチウムを含む希薄溶
液に、前記吸着剤を加えて、リチウムを吸着分離させた
のち、弱酸又は弱酸性水溶液を用いて、該吸着剤に吸着
されたリチウムを溶離することを特徴とする希薄溶液か
らのリチウム回収方法を提供するものである。
本発明において、水酸化第−鉄及び水酸化アルミニウム
から成る複合水酸化物を得るのに用いる水溶性の第−鉄
塩及びアルミニウム塩としては、PIJえば塩化物、硫
酸塩、硝酸塩及び有機酸塩などが挙げられる。
本発明においては、これらの水溶性第一鉄塩及び水溶性
アルミニウム塩を、第一鉄塩/アルミニウム塩のモル比
がし、〜3/7  の割合になるように水に溶解したの
ち、この溶液に水酸化アルカリ、炭酸アルカリ、アンモ
ニア水などの中和剤を添加して、pH3〜7の範囲に調
整し、水酸化第−鉄及び水酸化アルミニウムから成る複
合水酸化物を沈殿させる。該モル比が前記範囲を逸脱す
ると、満足しうる吸着剤が得られない。
次いで、このようにして得られた複合水酸化物をろ別し
、水洗したのち、水中に懸濁させて、90〜100℃の
温度範囲で加熱処理することによシ、本発明の吸着剤が
得られる。この際の加熱時間は1〜24時間程度である
本発明において用いるリチウムを含む希薄溶液としては
、例えば海水のみならず、地熱水、温泉水、鉱泉水、天
然ガスかん水などの地下かん水、製塩かん水、工場廃液
などが挙げられる。
本発明においては、リチウムを含む希薄溶液に、前記の
ようにして得られた吸着剤を添加して、該リチウムを十
分に吸着せしめたのち、吸着剤を該溶液から分離して、
弱酸又は弱酸性水溶液と接触させ、該リチウムを溶離し
て回収するか、あるいはバインダーなどを用いて造粒し
て成る吸着剤を充てんしたカラムに、リチウムを含む希
薄溶液を通液することによって、該リチウムを吸着せし
めたのち、弱酸又は弱酸性水溶液を通液し、該リチウム
を脱着して回収することもできる。
発明の効果 本発明の吸着剤はリチウムに対する選択性に優れ、かつ
吸着容量や吸着速度が大きく、その上水溶液中で安定で
あって、毒性の少ない安価なものであシ、この吸着剤を
用いることによシ、リチウムを含む希薄溶液から該リチ
ウムを極めて効率よく経済的に回収することができる。
例えば、本発明の吸着剤を、リチウム0.17 ppm
を含む海水に添加して、所定時間かきまぜたところ、リ
チウムの濃縮率は無定形水酸化アルミニウムの600倍
〔北村孝雄ら:海水跡、32,78(1978) )に
比べて3000倍である。このように、本発明の吸着剤
は、その吸着容量が無定形水酸化アルミニウムの約5倍
大きく、さらに吸着速度も無定形含水酸化アルミニウム
に比べて大きい。また、本発明の吸着剤は、共存するナ
トリウムイオンなどに対する選択吸着性に比べて、リチ
ウムに対する選択吸着性に極めて優れている。
実施例 次に実施列によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施列1 1M−硫酸第一鉄水溶液とIM−塩化アルミニウム水溶
液を混合し、鉄とアルミニウムのモル比がそれぞれ7:
3.5:5.3ニアである水溶液を調製した。この水溶
液にIM−水酸化ナトリウム水溶液を加えて、pHを3
.5〜5に調整し、混合水酸化物を沈殿させた。この沈
殿を透析法で洗浄したのち、風乾して吸着剤を得た。ま
た、洗浄、風乾した沈殿物の一部をと9、水中に添加し
て、100℃で5時間加熱処理したのち、洗浄、風乾し
て吸着剤を得た。
このようにして得られた吸着剤1?を、1mM−リチウ
ム水溶液(pH8,3緩衝溶液) Lootntに添加
して4日間振とうかくはんしたのち、吸着剤をろ別し、
残存リチウム濃度を測定して、リチウム分配比〔吸着剤
中のLi濃度(μ?/f ) /水溶液中のLi濃度(
μP/d)]を求めた。その結果を第1表に示す。
第    1    表 この表から明らかなように、水熱処理した吸着剤は、処
理しないものに比べて優れたリチウム吸着性能を有して
いることが分る。
実施列2 実施列1で得られた扁2吸着剤及び煮4吸着剤100I
n9をそれぞれ天然海水(Li : 0.17 m9/
 A ) 2を中に添加し、3日間かきまぜた。次いで
、吸着剤をろ別し、洗浄、乾燥したのち、0.5M塩酸
で脱着し、リチウム濃度を測定して、リチウム吸着量及
び濃縮率〔吸着量(m9/P)/海水中濃度(1#/d
))を求めた。その結果を第2表に示す。
第    2    表 この表から、水熱処理しないA2吸着剤は無定形含水酸
化アルミニウムと同程度の吸着性能しか示さないが、水
熱処理した本発明の&4吸着剤は優れたリチウム吸着性
能を示し、アンチモン酸スズに匹敵する優れた吸着剤で
あることが明らかである。
さらに、屋6海中吸着実験後の吸着剤(A4)中のリチ
ウム以外のアルカリ金属、アルカリ土類金属の吸着量を
測定し、濃縮率を算出した。その結果をリチウムの吸着
量及び濃縮率とともに第3表に示す。
第    3    表 この表から、本発明の吸着剤はリチウム以外のアルカリ
金属やアルカリ土類金属に対する選択吸着性能に比べて
、リチウムに対する選択吸着性能が著しく大きいことが
明らかである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水酸化第一鉄と水酸化アルミニウムとをモル比7:
    3ないし3:7の割合で含む複合水酸化物の水熱処理生
    成物から成るリチウム吸着剤。 2 水溶性第一鉄塩と水溶性アルミニウム塩とをモル比
    7:3ないし3:7の割合で含む水溶液をpH3〜7に
    調整し、次いで得られた複合水酸化物を水中に懸濁させ
    て、90〜100℃の温度で加熱処理することを特徴と
    するリチウム吸着剤の製造方法。 3 リチウムを含む希薄溶液中に、水酸化第一鉄と水酸
    化アルミニウムとをモル比7:3ないし3:7の割合で
    含む複合水酸化物の水熱処理生成物から成る吸着剤を加
    え、リチウムを吸着分離させたのち、弱酸又は弱酸性水
    溶液を用いて、前記吸着剤に吸着されたリチウムを溶離
    することを特徴とする希薄溶液からのリチウム回収方法
JP19299584A 1984-09-14 1984-09-14 リチウム吸着剤、その製造方法及びそれを用いたリチウム回収方法 Granted JPS6171835A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6380844A (ja) * 1986-09-22 1988-04-11 Agency Of Ind Science & Technol リチウム吸着剤の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5174998A (ja) * 1974-12-25 1976-06-29 Kogyo Gijutsuin
JPS54128994A (en) * 1978-03-31 1979-10-05 Hitachi Ltd Uranium collecting magnetic adsorbent

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JPH0459012B2 (ja) * 1986-09-22 1992-09-21 Kogyo Gijutsuin

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