JPS6322180B2 - - Google Patents

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JPS6322180B2
JPS6322180B2 JP59192995A JP19299584A JPS6322180B2 JP S6322180 B2 JPS6322180 B2 JP S6322180B2 JP 59192995 A JP59192995 A JP 59192995A JP 19299584 A JP19299584 A JP 19299584A JP S6322180 B2 JPS6322180 B2 JP S6322180B2
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JP
Japan
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lithium
adsorbent
hydroxide
aluminum
water
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JP59192995A
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JPS6171835A (ja
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Kenta Ooi
Yoshitaka Myai
Shunsaku Kato
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

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
の上該希薄溶液中で安定であつて、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、例えばセラミツクス、電池、冷媒吸収剤、
医薬品などに用いられており、また将来、大容量
電池、アルミニウム合金材料、核融金燃料などと
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、97,(1118)〕。 これらのリチウム金属及びそれらの化合物は、
現在主としてスポジユーメン、アンブリゴナイ
ト、ベターライト、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、また周囲をとりまく海
洋中にも微量のリチウムが含まれている。したが
つて、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、例えば水酸
化アルミニウム共沈法〔松岡俊和ら;日本化学会
第43年会、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(1978)、和田英男ら;日本鉱業会誌、
99(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、99,(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つてリチウム
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〔G.Alberti etal.;J.
Inorg.Nucl.Chem.32,1719(1970)〕、イオンシー
ブ型吸着剤〔V.V.Volkhim etal.;Neorgan.
Mat.,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
おり、さらに、アンチモン酸スズについてかなり
良好な結果が報告されている〔M.Abe etal.;
Solvent Extraction & ionexchange,,97
(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、まだ実用化には至つ
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
合によつ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、大量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。 問題点を解決するための手段 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B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
つた。 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、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、水酸化第一鉄及び水酸化アル
ミニウムから成る複合水酸化物を得るのに用いる
水溶性の第一鉄塩及びアルミニウム塩としては、
例えば塩化物、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7/3〜3/7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、水酸化第一
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り、
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つて、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
溶液中で安定であつて、毒性の少ない安価なもの
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0.17ppm
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;海水誌、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 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
する。 実施例 1 1M−硫酸第一鉄水溶液と1M−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、3:7である水溶液を
調製した。この水溶液に1M−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り、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1gを、1mM
−リチウム水溶液(pH8.3緩衝溶液)100ml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(μg/g)/水溶液
中のLi濃度(μg/ml)〕を求めた。その結果を
第1表に示す。 【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。 実施例 2 実施例1で得られたNo.2吸着剤及びNo.4吸着剤
100mgをそれぞれ天然海水(Li:0.17mg/)2
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(mg/g)/海水中濃度
(mg/ml)〕を求めた。その結果を第2表に示す。 【表】 この表から、水熱処理しないNo.2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No.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。 比較例 1 1M−塩化第二鉄水溶液と1M−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、3:7である水溶液を
調製した。この水溶液に1M−水酸化ナトリウム
水溶液を加えて、PH5.5〜6.2に調整し、混合水酸
化物を沈澱させた。この沈澱を水洗、風乾して吸
着剤を得た。これらの吸着剤を用いて実施例2と
同じ条件でリチウム吸着実験を行つた。その結
果、これらの吸着剤のリチウム吸着量はいずれも
10μg/g以下であることがわかつた。 比較例 2 1M−塩化第二スズ水溶液と1M−塩化アルミニ
ウム水溶液の混合溶液(スズ:アルミニウムモル
比1:1)を用いて比較例1と同様にして吸着剤
を得た。この吸着剤を用いて実施例2と同じ条件
でリチウム吸着実験を行い、リチウム吸着量25μ
g/gの値を得た。 比較例 3 活性炭(80メツシユ以下)2gを1M−塩化ア
ルミニウム水溶液15ml中に加え、十分混合したの
ち10M−水酸化ナトリウム1.5ml添加し、生じた
沈澱をろ過、水洗、風乾して活性炭−水酸化アル
ミニウム複合吸着剤を得た。この吸着剤を用いて
実施例2と同じ条件でリチウム吸着実験を行い、
リチウム吸着量15μg/gの値を得た。 さらに、No.6海中吸着実験後の吸着剤(No.4)
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。この
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。 【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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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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