JP3275681B2 - 高純度酸化スカンジュウムの製造法 - Google Patents
高純度酸化スカンジュウムの製造法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レアアースメタ
ル、特にスカンジュウム（Ｓｃ）を微量含有する物質か
らの高純度酸化スカンジュウムを製造する方法に関する
ものであり、スカンジュウムを微量含有する物質を酸化
性雰囲気の高温、高圧のもとで、スカンジュウムを選択
的に酸浸出した後、キレート樹脂によりスカンジュウム
を選択的に抽出し、沈殿剤によりスカンジュウム沈殿物
とした後、高純度酸化スカンジュウムを製造する方法に
関するものである。
ル、特にスカンジュウム（Ｓｃ）を微量含有する物質か
らの高純度酸化スカンジュウムを製造する方法に関する
ものであり、スカンジュウムを微量含有する物質を酸化
性雰囲気の高温、高圧のもとで、スカンジュウムを選択
的に酸浸出した後、キレート樹脂によりスカンジュウム
を選択的に抽出し、沈殿剤によりスカンジュウム沈殿物
とした後、高純度酸化スカンジュウムを製造する方法に
関するものである。
【０００２】本発明は、特に鉄やアルミニュウム及びシ
リコンを多く含む酸化物質からのスカンジュウムの高純
度酸化スカンジュウムの製造に有用であり、本発明によ
れば、スカンジュウムをたとえば、０．００１〜０．４
重量％程度の微量に含有する物質から９５％以上の高純
度の酸化スカンジュウムが効率良く製造できる。
リコンを多く含む酸化物質からのスカンジュウムの高純
度酸化スカンジュウムの製造に有用であり、本発明によ
れば、スカンジュウムをたとえば、０．００１〜０．４
重量％程度の微量に含有する物質から９５％以上の高純
度の酸化スカンジュウムが効率良く製造できる。
【０００３】
【従来の技術】スカンジュウムの用途は、高演色ランプ
として体育館やホテルなどに使用されているメタルハラ
イドランプの封入物、固体レーザー発振源としてのレー
ザー用単結晶への添加剤、ディスプレイ用ブラウン管の
長残光オレンジ色蛍光体に使用されている。
として体育館やホテルなどに使用されているメタルハラ
イドランプの封入物、固体レーザー発振源としてのレー
ザー用単結晶への添加剤、ディスプレイ用ブラウン管の
長残光オレンジ色蛍光体に使用されている。
【０００４】近年、スカンジュウムの新用途として、レ
アアース化合物を酸の一種のルイス酸として活用したル
イス酸触媒としてスカンジュウムが非常に有望で、次世
代をになう新触媒として今後おおいに発展が期待されて
いる。
アアース化合物を酸の一種のルイス酸として活用したル
イス酸触媒としてスカンジュウムが非常に有望で、次世
代をになう新触媒として今後おおいに発展が期待されて
いる。
【０００５】スカンジュウムは地殻中に、５〜１０ｐｐ
ｍ程度含まれているが、スカンジュウム単独で工業的に
利用できる鉱石はほとんど無いに等しく、濃縮性に非常
に乏しいのが現状である。
ｍ程度含まれているが、スカンジュウム単独で工業的に
利用できる鉱石はほとんど無いに等しく、濃縮性に非常
に乏しいのが現状である。
【０００６】スカンジュウムを微量含有する物質として
は、タングステン、錫、ウラン製錬の残渣及びフェロニ
ッケル製錬スラグ、石炭の灰分、赤泥等があるが、商業
資源として現在使用されている物は主としてタングステ
ン、錫及びウラン製錬残渣である。
は、タングステン、錫、ウラン製錬の残渣及びフェロニ
ッケル製錬スラグ、石炭の灰分、赤泥等があるが、商業
資源として現在使用されている物は主としてタングステ
ン、錫及びウラン製錬残渣である。
【０００７】従来のスカンジュウム回収技術としては、
例えばタングステン鉱石からアルカリ処理によりタング
ステンを抽出するが、スカンジュウムは残渣中に残る。
例えばタングステン鉱石からアルカリ処理によりタング
ステンを抽出するが、スカンジュウムは残渣中に残る。
【０００８】この残渣を酸溶解してスカンジュウム浸出
するが、この際大気圧のもとで浸出した後、溶媒抽出
法、キレート及びイオン交換法等によりスカンジュウム
を分離回収して高純度な酸化スカンジュウムを製造して
いる。
するが、この際大気圧のもとで浸出した後、溶媒抽出
法、キレート及びイオン交換法等によりスカンジュウム
を分離回収して高純度な酸化スカンジュウムを製造して
いる。
【０００９】この方法によれば、スカンジュウムの浸出
率を９０％以上とするには、６Ｍ以上の硫酸により温度
９０〜１００℃で６０時間以上の浸出が必要であり、ス
カンジュウム以外に多量に含有されている鉄やアルミニ
ュウムも同時に８０％以上が浸出され、浸出液中の鉄や
アルミニュウム濃度はスカンジュウムに対し数百倍にも
なる為、酸消費量が非常に多くなる。またこの方法によ
れば、シリコンも１５％程度浸出され、これがゲル状と
なり液のろ過を困難とする。
率を９０％以上とするには、６Ｍ以上の硫酸により温度
９０〜１００℃で６０時間以上の浸出が必要であり、ス
カンジュウム以外に多量に含有されている鉄やアルミニ
ュウムも同時に８０％以上が浸出され、浸出液中の鉄や
アルミニュウム濃度はスカンジュウムに対し数百倍にも
なる為、酸消費量が非常に多くなる。またこの方法によ
れば、シリコンも１５％程度浸出され、これがゲル状と
なり液のろ過を困難とする。
【００１０】この浸出液から高純度酸化スカンジュウム
を製造する為の溶媒抽出法においてはクラッド（もやも
やとしたゲル状の第３相）の発生をもたらし、またキレ
ート抽出及びイオン交換法においては目詰まりや通気性
不良をもたらし、以後の液処理も複雑となり、経済性の
面のみならず操業上の面からも問題があった。
を製造する為の溶媒抽出法においてはクラッド（もやも
やとしたゲル状の第３相）の発生をもたらし、またキレ
ート抽出及びイオン交換法においては目詰まりや通気性
不良をもたらし、以後の液処理も複雑となり、経済性の
面のみならず操業上の面からも問題があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、スカンジュ
ウムを微量に含有する物質からスカンジュウム以外に多
量に含有されている鉄やアルミニュウムさらにシリコン
の浸出を制御し、スカンジュウムを優先的に酸浸出する
ことにより酸消費量を大幅に低減すると同時に、この浸
出液と浸出残渣物との固液分離性を大幅に改善し、キレ
ート抽出における目詰まりや通気性不良なく、経済的に
効率良く高純度の酸化スカンジュウムを製造する方法を
提供するものである。
ウムを微量に含有する物質からスカンジュウム以外に多
量に含有されている鉄やアルミニュウムさらにシリコン
の浸出を制御し、スカンジュウムを優先的に酸浸出する
ことにより酸消費量を大幅に低減すると同時に、この浸
出液と浸出残渣物との固液分離性を大幅に改善し、キレ
ート抽出における目詰まりや通気性不良なく、経済的に
効率良く高純度の酸化スカンジュウムを製造する方法を
提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は上記
不都合を回避し、スカンジュウムを微量含有する酸化物
からスカンジュウムを効率良く経済的に高純度の酸化ス
カンジュウムを製造する為に種々研究を重ねた結果、酸
化性雰囲気の高温、高圧下で酸浸出を行うと鉄とアルミ
ニュウム及びシリコンの浸出が制御される一方、スカン
ジュウムのほぼ全量が選択的に効率良く浸出されること
を発見した。
不都合を回避し、スカンジュウムを微量含有する酸化物
からスカンジュウムを効率良く経済的に高純度の酸化ス
カンジュウムを製造する為に種々研究を重ねた結果、酸
化性雰囲気の高温、高圧下で酸浸出を行うと鉄とアルミ
ニュウム及びシリコンの浸出が制御される一方、スカン
ジュウムのほぼ全量が選択的に効率良く浸出されること
を発見した。
【００１３】さらに、この浸出液は鉄やアルミニュウム
及びシリコンを僅かしか含有していない為、この浸出液
と浸出残渣との固液分離において、ろ過性の良好なスカ
ンジュウム含有溶液が得られ、この溶液を使用した以後
のキレート抽出における一連のスカンジュウムの高純度
化において、目詰まりや通気性不良なくスカンジュウム
が優先的に効率良く抽出分離されることから、容易に高
純度酸化スカンジュウムが製造されることを見いだし本
発明に至った。
及びシリコンを僅かしか含有していない為、この浸出液
と浸出残渣との固液分離において、ろ過性の良好なスカ
ンジュウム含有溶液が得られ、この溶液を使用した以後
のキレート抽出における一連のスカンジュウムの高純度
化において、目詰まりや通気性不良なくスカンジュウム
が優先的に効率良く抽出分離されることから、容易に高
純度酸化スカンジュウムが製造されることを見いだし本
発明に至った。
【００１４】以下本発明を工程ごとに詳細に説明する。
【００１５】本発明におけるスカンジュウムを微量、た
とえば、０．００１〜０．４重量％程度含有する酸化物
は、スカンジュウムを含むものであればよく、特に限定
されるものではないが、通常５〜５０％の鉄、２〜１０
％のアルミニュウム、２〜２０％のシリコンが含まれて
いる。
とえば、０．００１〜０．４重量％程度含有する酸化物
は、スカンジュウムを含むものであればよく、特に限定
されるものではないが、通常５〜５０％の鉄、２〜１０
％のアルミニュウム、２〜２０％のシリコンが含まれて
いる。
【００１６】従って、浸出工程において、スカンジュウ
ムを微量含有する物質からスカンジュウムを効率よく浸
出するには、酸浸出時においてこれら鉄、アルミニュウ
ム及びシリコンの浸出を出来るだけ制御し、使用した酸
の種類により硫酸化物、塩化物、硝酸化物などの溶液と
してスカンジュウムを選択的に浸出する必要がある。
ムを微量含有する物質からスカンジュウムを効率よく浸
出するには、酸浸出時においてこれら鉄、アルミニュウ
ム及びシリコンの浸出を出来るだけ制御し、使用した酸
の種類により硫酸化物、塩化物、硝酸化物などの溶液と
してスカンジュウムを選択的に浸出する必要がある。
【００１７】鉄、アルミニュウム及びシリコンの浸出を
制御するには、オートクレーブを使用し酸化性雰囲気の
高温、高圧下で酸浸出することによりなしえる。
制御するには、オートクレーブを使用し酸化性雰囲気の
高温、高圧下で酸浸出することによりなしえる。
【００１８】酸浸出時の温度は１５０℃以上、圧力は５
ｋｇ／ｃｍ2以上が必要であり、特に２２０℃〜２６０
℃、２４〜４８ｋｇ／ｃｍ2の範囲が好ましい。これに
より、鉄、アルミニウム及びシリコンの浸出が抑制され
る。
ｋｇ／ｃｍ2以上が必要であり、特に２２０℃〜２６０
℃、２４〜４８ｋｇ／ｃｍ2の範囲が好ましい。これに
より、鉄、アルミニウム及びシリコンの浸出が抑制され
る。
【００１９】酸化性雰囲気とするには、含有するＦｅ2
Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物の作用によってもなしえる
が、オートクレーブ内に酸素あるいは空気を吹き込むこ
とで容易になしえる。
Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物の作用によってもなしえる
が、オートクレーブ内に酸素あるいは空気を吹き込むこ
とで容易になしえる。
【００２０】高温、高圧を維持する為にはオートクレー
ブ内に水蒸気を吹き込むことにより容易に達成される。
ブ内に水蒸気を吹き込むことにより容易に達成される。
【００２１】また、浸出反応を促進する為には、この水
蒸気による蒸気撹拌の他にインペラーによる撹拌によ
り、１時間以内で浸出反応を終了することが可能であ
る。
蒸気による蒸気撹拌の他にインペラーによる撹拌によ
り、１時間以内で浸出反応を終了することが可能であ
る。
【００２２】使用される酸は硫酸、塩酸あるいは硝酸の
いずれも可能であるが、オートクレーブ材質の腐食性の
点から硫酸が最も好ましい。酸の使用量は高温、高圧下
のもとで酸浸出した後の浸出液のＰＨが常温において１
前後となるように調整するが、特に０．５〜２．０のＰ
Ｈ範囲が好ましい。
いずれも可能であるが、オートクレーブ材質の腐食性の
点から硫酸が最も好ましい。酸の使用量は高温、高圧下
のもとで酸浸出した後の浸出液のＰＨが常温において１
前後となるように調整するが、特に０．５〜２．０のＰ
Ｈ範囲が好ましい。
【００２３】ＰＨが０．５未満となると酸の使用量が増
加するほかに、スカンジュウム以外の鉄やアルミニュウ
ム及びシリコンの浸出率が増加し、一方ＰＨが２．０超
となるとスカンジュウムの浸出率が低下し収率が悪くな
る。
加するほかに、スカンジュウム以外の鉄やアルミニュウ
ム及びシリコンの浸出率が増加し、一方ＰＨが２．０超
となるとスカンジュウムの浸出率が低下し収率が悪くな
る。
【００２４】以上の条件のもとで酸浸出することによ
り、スカンジュウムの９５％以上が浸出され、鉄、アル
ミミュウム及びシリコンの浸出はそれぞれ５％、１０％
及び５％以下に制御される。
り、スカンジュウムの９５％以上が浸出され、鉄、アル
ミミュウム及びシリコンの浸出はそれぞれ５％、１０％
及び５％以下に制御される。
【００２５】本発明により得られたスカンジュウムを含
有する酸浸出液は鉄、アルミニュウム、シリコン濃度が
低く、特に低シリコン濃度液が得られることから浸出液
のシリコンによる、ゲル化が制御され、この浸出液と浸
出残渣との、ろ過分離性が大幅に改善される。
有する酸浸出液は鉄、アルミニュウム、シリコン濃度が
低く、特に低シリコン濃度液が得られることから浸出液
のシリコンによる、ゲル化が制御され、この浸出液と浸
出残渣との、ろ過分離性が大幅に改善される。
【００２６】液調整工程では、本発明により得られたス
カンジュウムを含有する酸浸出液を、炭酸ナトリウム、
炭酸カルシュウム、炭酸アンモニュウム、水酸化ナトリ
ュウム、水酸化カルシュウム、アンモニア水、炭酸マグ
ネシュウム、水酸化マグネシュウム、酸化カルシュウ
ム、酸化マグネシュウム等のアルカリを使用して、ＰＨ
を１〜４の範囲、好ましくは、１．５〜２．５に調整す
る。
カンジュウムを含有する酸浸出液を、炭酸ナトリウム、
炭酸カルシュウム、炭酸アンモニュウム、水酸化ナトリ
ュウム、水酸化カルシュウム、アンモニア水、炭酸マグ
ネシュウム、水酸化マグネシュウム、酸化カルシュウ
ム、酸化マグネシュウム等のアルカリを使用して、ＰＨ
を１〜４の範囲、好ましくは、１．５〜２．５に調整す
る。
【００２７】その後、ヒドラジン、水硫化ナトリュウ
ム、硫化ナトリュウム、硫化アンモニュウム、硫化水素
ガス、亜硫酸ガス等の還元剤の使用により酸化還元電位
が２００ｍｖ以下となるように調整し還元液とする。
ム、硫化ナトリュウム、硫化アンモニュウム、硫化水素
ガス、亜硫酸ガス等の還元剤の使用により酸化還元電位
が２００ｍｖ以下となるように調整し還元液とする。
【００２８】このＰＨに調整することにより３価のＦｅ
のほぼ全量とＡｌの一部が沈殿となって除去されるが、
スカンジュウムの全量が溶液中に残る。さらに、酸化還
元電位を２００ｍｖ以下とすることにより、溶液中のＦ
ｅを全量２価とすることが出来る。
のほぼ全量とＡｌの一部が沈殿となって除去されるが、
スカンジュウムの全量が溶液中に残る。さらに、酸化還
元電位を２００ｍｖ以下とすることにより、溶液中のＦ
ｅを全量２価とすることが出来る。
【００２９】抽出工程では、このように調整された液を
キレート樹脂と接触させることにより、スカンジュウム
のほぼ全量が吸着されるが、Ｆｅ、Ａｌは３〜１０％程
度の吸着率に制御され、Ｓｉはまったく吸着されず全量
液中に残る。その他Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａ等の元素もＳｉと
同様に吸着されず、全量液中に残る。
キレート樹脂と接触させることにより、スカンジュウム
のほぼ全量が吸着されるが、Ｆｅ、Ａｌは３〜１０％程
度の吸着率に制御され、Ｓｉはまったく吸着されず全量
液中に残る。その他Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃａ等の元素もＳｉと
同様に吸着されず、全量液中に残る。
【００３０】洗浄工程では、このスカンジュウム吸着キ
レート樹脂中に残存している調整液を全量除去する為
に、ＰＨが０．５〜７．０の希酸により洗浄する。この
範囲のＰＨで実施することにより、スカンジュウムをキ
レート樹脂に吸着させたままで樹脂の洗浄が可能とな
る。
レート樹脂中に残存している調整液を全量除去する為
に、ＰＨが０．５〜７．０の希酸により洗浄する。この
範囲のＰＨで実施することにより、スカンジュウムをキ
レート樹脂に吸着させたままで樹脂の洗浄が可能とな
る。
【００３１】逆抽出工程では、１Ｎ以上、好ましくは３
Ｎ以上の強酸と接触さすことにより、スカンジュウム吸
着キレート樹脂からスカンジュウムの全量が溶離され
る。この時、スカンジュウムと共に一部吸着されたＦ
ｅ、Ａｌも全量溶離される。
Ｎ以上の強酸と接触さすことにより、スカンジュウム吸
着キレート樹脂からスカンジュウムの全量が溶離され
る。この時、スカンジュウムと共に一部吸着されたＦ
ｅ、Ａｌも全量溶離される。
【００３２】キレート樹脂による抽出から洗浄さらに逆
抽出の一連の方法は、カラム中に充填したキレート樹脂
中に、調整液と希酸液と強酸液とを連続的に供給するこ
とにより容易になされる。
抽出の一連の方法は、カラム中に充填したキレート樹脂
中に、調整液と希酸液と強酸液とを連続的に供給するこ
とにより容易になされる。
【００３３】さらに、強酸液によりスカンジュウムがキ
レート樹脂から溶離されるが、このとき強酸液の供給量
によりスカンジュウムの溶離量が経時的に変化すること
から、スカンジュウムの高濃度液だけを分取することに
より、調整液中のスカンジュウム濃度に比較して１０〜
１００倍もの濃縮倍率が可能となり、一方Ｆｅ、Ａｌ等
の不純物もスカンジュウムとほぼ同じ経時変化を示す
が、吸着率自体が低い為、調整液中のこれらの濃度に比
べて、低濃度となる。
レート樹脂から溶離されるが、このとき強酸液の供給量
によりスカンジュウムの溶離量が経時的に変化すること
から、スカンジュウムの高濃度液だけを分取することに
より、調整液中のスカンジュウム濃度に比較して１０〜
１００倍もの濃縮倍率が可能となり、一方Ｆｅ、Ａｌ等
の不純物もスカンジュウムとほぼ同じ経時変化を示す
が、吸着率自体が低い為、調整液中のこれらの濃度に比
べて、低濃度となる。
【００３４】従って、この逆抽出工程で得られたスカン
ジュウム含有液を、再度、液調整工程から逆抽出工程ま
でを繰り返し行うことにより、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物が
少ない高濃度スカンジュウム液が得られる。
ジュウム含有液を、再度、液調整工程から逆抽出工程ま
でを繰り返し行うことにより、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物が
少ない高濃度スカンジュウム液が得られる。
【００３５】沈殿工程では、液ＰＨを０．５〜７．０の
範囲に調整後、しゅう酸、しゅう酸アンモニュウム、炭
酸ナトリュウム、炭酸アンモニュウム、水酸化ナトリュ
ウム、アンモニア水等の沈殿剤によりしゅう酸スカンジ
ュウム、炭酸スカンジュウムなどとして高純度のスカン
ジュウム化合物の沈殿物が得られる。
範囲に調整後、しゅう酸、しゅう酸アンモニュウム、炭
酸ナトリュウム、炭酸アンモニュウム、水酸化ナトリュ
ウム、アンモニア水等の沈殿剤によりしゅう酸スカンジ
ュウム、炭酸スカンジュウムなどとして高純度のスカン
ジュウム化合物の沈殿物が得られる。
【００３６】このとき、しゅう酸（塩）による場合の液
ＰＨは、好ましくは１〜３の範囲に調整することによ
り、スカンジュウムのほぼ全量を高純度しゅう酸スカン
ジュウムとして回収できる。
ＰＨは、好ましくは１〜３の範囲に調整することによ
り、スカンジュウムのほぼ全量を高純度しゅう酸スカン
ジュウムとして回収できる。
【００３７】一方、しゅう酸（塩）以外の炭酸ナトリュ
ウム、アンモニア水等のアルカリによる場合の液ＰＨ
は、好ましくは５〜６の範囲に調整することにより、ス
カンジュウムのほぼ全量を高純度炭酸スカンジュウムあ
るいは高純度水酸化スカンジュウムとして回収できる。
ウム、アンモニア水等のアルカリによる場合の液ＰＨ
は、好ましくは５〜６の範囲に調整することにより、ス
カンジュウムのほぼ全量を高純度炭酸スカンジュウムあ
るいは高純度水酸化スカンジュウムとして回収できる。
【００３８】焼成工程では、高純度しゅう酸スカンジュ
ウム、高純度炭酸スカンジュウムあるいは高純度水酸化
スカンジュウムを４５０℃以上で焼成することにより、
高純度酸化スカンジュウムを製造することが出来る。
ウム、高純度炭酸スカンジュウムあるいは高純度水酸化
スカンジュウムを４５０℃以上で焼成することにより、
高純度酸化スカンジュウムを製造することが出来る。
【００３９】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
する。
する。
【００４０】
【実施例１】タングステン精鉱をアルカリ処理しタング
ステンを浸出した後の浸出残渣（Ｆｅ；４２％、Ｍｎ；
７％、Ａｌ；２．５％、Ｓｉ；３．３％、Ｓｃ；０．０
１５％）を水により２５％スラリーとし、９８％硫酸を
乾燥残渣１ｋｇに対し１６５ｇ加え、オートクレーブに
より温度２４０℃、圧力３５ｋｇ／ｃｍ2で１時間浸出
した後、オートクレーブの圧力を大気圧まで下げた。
ステンを浸出した後の浸出残渣（Ｆｅ；４２％、Ｍｎ；
７％、Ａｌ；２．５％、Ｓｉ；３．３％、Ｓｃ；０．０
１５％）を水により２５％スラリーとし、９８％硫酸を
乾燥残渣１ｋｇに対し１６５ｇ加え、オートクレーブに
より温度２４０℃、圧力３５ｋｇ／ｃｍ2で１時間浸出
した後、オートクレーブの圧力を大気圧まで下げた。
【００４１】浸出後の常温での液ＰＨは１．０であり、
Ｆｅ；１．３ｇ／ｌ、Ａｌ；０．３ｇ／ｌ、Ｍｎ；２
２．９ｇ／ｌ、Ｓｉ；０．１ｇ／ｌ、Ｓｃ；０．０５５
ｇ／ｌ濃度の浸出液が得られた。
Ｆｅ；１．３ｇ／ｌ、Ａｌ；０．３ｇ／ｌ、Ｍｎ；２
２．９ｇ／ｌ、Ｓｉ；０．１ｇ／ｌ、Ｓｃ；０．０５５
ｇ／ｌ濃度の浸出液が得られた。
【００４２】この時のＳｃとＭｎの浸出率はそれぞれ９
５％と８５％であり、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉの浸出率はそれ
ぞれ０．８％、３．５％、１％であった。
５％と８５％であり、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉの浸出率はそれ
ぞれ０．８％、３．５％、１％であった。
【００４３】この浸出液と残渣を２４％スラリー濃度に
おいてフィルタープレスにより固液分離したところ、３
１ｋｇ／ｍ2・Ｈｒの残渣処理が可能であり、その時の
含水率は３６％であった。
おいてフィルタープレスにより固液分離したところ、３
１ｋｇ／ｍ2・Ｈｒの残渣処理が可能であり、その時の
含水率は３６％であった。
【００４４】この浸出液を炭酸カルシュウムによりＰＨ
２．０とした後、水硫化ナトリュウムを微量添加し酸化
還元電位を５０ｍｖとした。
２．０とした後、水硫化ナトリュウムを微量添加し酸化
還元電位を５０ｍｖとした。
【００４５】これにより、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｉの５５％、
３０％、２０％が沈殿除去され、Ｓｃのほぼ全量が液中
に残った。この調整液濃度は、Ｆｅ；０．６ｇ／ｌ、Ａ
ｌ；０．２ｇ／ｌ、Ｍｎ；２２．３ｇ／ｌ、Ｓｉ；０．
０８ｇ／ｌ、Ｓｃ；０．０５３ｇ／ｌであった。
３０％、２０％が沈殿除去され、Ｓｃのほぼ全量が液中
に残った。この調整液濃度は、Ｆｅ；０．６ｇ／ｌ、Ａ
ｌ；０．２ｇ／ｌ、Ｍｎ；２２．３ｇ／ｌ、Ｓｉ；０．
０８ｇ／ｌ、Ｓｃ；０．０５３ｇ／ｌであった。
【００４６】この調整液を、末端Ｈ型キレート樹脂を充
填した円筒形カラムに、樹脂容量に対して５倍の液量を
通水したところ、通水良好でＳｃの９８％が樹脂中に吸
着し、Ｆｅ、Ａｌはわずか６％、４％、Ｍｎ、Ｓｉはま
ったく吸着されなかった。
填した円筒形カラムに、樹脂容量に対して５倍の液量を
通水したところ、通水良好でＳｃの９８％が樹脂中に吸
着し、Ｆｅ、Ａｌはわずか６％、４％、Ｍｎ、Ｓｉはま
ったく吸着されなかった。
【００４７】引き続き、ＰＨ２．０とした希硫酸液を調
整液量に対し１／３倍量通水洗浄した後、５Ｎ硫酸を調
整液量に対し１／２倍量通水しＳｃを樹脂から溶離し
た。
整液量に対し１／３倍量通水洗浄した後、５Ｎ硫酸を調
整液量に対し１／２倍量通水しＳｃを樹脂から溶離し
た。
【００４８】この５Ｎ硫酸による溶離液のＳｃ高濃度液
領域を調整液量に対し２／２５倍量分だけ分取したとこ
ろ、Ｓｃ；０．５８ｇ／ｌ、Ｆｅ；０．３８ｇ／ｌ，Ａ
ｌ；０．１０ｇ／ｌ、濃度のＳｃ含有液が得られた。
領域を調整液量に対し２／２５倍量分だけ分取したとこ
ろ、Ｓｃ；０．５８ｇ／ｌ、Ｆｅ；０．３８ｇ／ｌ，Ａ
ｌ；０．１０ｇ／ｌ、濃度のＳｃ含有液が得られた。
【００４９】このＳｃ含有液を再度、アンモニア水によ
りＰＨ２．０に、水硫化ナトリュウムにより酸化還元電
位を５０ｍｖに調整後、同上の条件によりキレート樹脂
による吸着、洗浄、溶離を行った。
りＰＨ２．０に、水硫化ナトリュウムにより酸化還元電
位を５０ｍｖに調整後、同上の条件によりキレート樹脂
による吸着、洗浄、溶離を行った。
【００５０】これにより、Ｓｃ；５．８５ｇ／ｌ、Ｆ
ｅ；０．２４ｇ／ｌ、Ａｌ；０．０４ｇ／ｌの高濃度な
Ｓｃ高純度液が得られた。
ｅ；０．２４ｇ／ｌ、Ａｌ；０．０４ｇ／ｌの高濃度な
Ｓｃ高純度液が得られた。
【００５１】この液をアンモニア水によりＰＨ１．５と
した後、Ｓｃ量に対し１．１当量のしゅう酸使用によ
り、９８％の沈殿回収率でしゅう酸スカンジュウムが得
られた。
した後、Ｓｃ量に対し１．１当量のしゅう酸使用によ
り、９８％の沈殿回収率でしゅう酸スカンジュウムが得
られた。
【００５２】このしゅう酸スカンジュウムを８００℃で
２時間焼成したところ、９９．９％の高純度酸化スカン
ジュウムが得られた。
２時間焼成したところ、９９．９％の高純度酸化スカン
ジュウムが得られた。
【００５３】
【実施例２】実施例１で得られたＦｅ；０．６ｇ／ｌ、
Ａｌ；０．２ｇ／ｌ、Ｍｎ；２２．３ｇ／ｌ、Ｓｉ；
０．０８ｇ／ｌ、Ｓｃ；０．０５３ｇ／ｌの調整液を、
末端Ｈ型キレート樹脂を充填した円筒カラムに、樹脂容
量に対して５倍の液量を通水し、Ｓｃを樹脂中に吸着さ
せた後、引き続き、ＰＨ１．５とした希塩酸液を調整液
量に対し１／３倍量通水洗浄した。
Ａｌ；０．２ｇ／ｌ、Ｍｎ；２２．３ｇ／ｌ、Ｓｉ；
０．０８ｇ／ｌ、Ｓｃ；０．０５３ｇ／ｌの調整液を、
末端Ｈ型キレート樹脂を充填した円筒カラムに、樹脂容
量に対して５倍の液量を通水し、Ｓｃを樹脂中に吸着さ
せた後、引き続き、ＰＨ１．５とした希塩酸液を調整液
量に対し１／３倍量通水洗浄した。
【００５４】その後、３Ｎ塩酸を調整液量に対し１／２
倍量通水しＳｃを樹脂から溶離した。この３Ｎ塩酸によ
る溶離液のＳｃ高濃度液領域を調整液量に対し１／１５
倍量分だけ分取したところ、Ｓｃ；０．７０ｇ／ｌ、Ｆ
ｅ；０．４２ｇ／ｌ，Ａｌ；０．１０ｇ／ｌ、濃度のＳ
ｃ含有液が得られた。
倍量通水しＳｃを樹脂から溶離した。この３Ｎ塩酸によ
る溶離液のＳｃ高濃度液領域を調整液量に対し１／１５
倍量分だけ分取したところ、Ｓｃ；０．７０ｇ／ｌ、Ｆ
ｅ；０．４２ｇ／ｌ，Ａｌ；０．１０ｇ／ｌ、濃度のＳ
ｃ含有液が得られた。
【００５５】このＳｃ含有塩酸液を再度、アンモニア水
によりＰＨ２．０に、水硫化ナトリュウムにより酸化還
元電位を５０ｍｖに調整後、同上の条件によりキレート
樹脂による吸着、洗浄、溶離を行った。
によりＰＨ２．０に、水硫化ナトリュウムにより酸化還
元電位を５０ｍｖに調整後、同上の条件によりキレート
樹脂による吸着、洗浄、溶離を行った。
【００５６】これにより、Ｓｃ；８．７４ｇ／ｌ、Ｆ
ｅ；０．２０ｇ／ｌ、Ａｌ；０．０２ｇ／ｌの高濃度な
Ｓｃ高純度液が得られた。
ｅ；０．２０ｇ／ｌ、Ａｌ；０．０２ｇ／ｌの高濃度な
Ｓｃ高純度液が得られた。
【００５７】この液をアンモニア水によりＰＨ５．５と
しＳｃの全量を水酸化物として沈殿回収した。
しＳｃの全量を水酸化物として沈殿回収した。
【００５８】この水酸化スカンジュウムを７００℃で３
時間焼成したところ、９８％の高純度酸化スカンジュウ
ムが得られた。
時間焼成したところ、９８％の高純度酸化スカンジュウ
ムが得られた。
【００５９】
【比較例】実施例１で使用した成分のタングステン浸出
残渣物を、水により１５％スラリー濃度とし、９８％硫
酸をタングステン浸出残渣物１ｋｇに対し１２００ｇ加
え、９５℃の温度で８０時間浸出したところ、浸出後の
液ＰＨは０．５であり、浸出液濃度はＦｅ；５４．３ｇ
／ｌ、Ａｌ；３．２ｇ／ｌ、Ｍｎ；９．５ｇ／ｌ、Ｓ
ｉ；０．８ｇ／ｌ、Ｓｃ；０．０２２ｇ／ｌであった。
残渣物を、水により１５％スラリー濃度とし、９８％硫
酸をタングステン浸出残渣物１ｋｇに対し１２００ｇ加
え、９５℃の温度で８０時間浸出したところ、浸出後の
液ＰＨは０．５であり、浸出液濃度はＦｅ；５４．３ｇ
／ｌ、Ａｌ；３．２ｇ／ｌ、Ｍｎ；９．５ｇ／ｌ、Ｓ
ｉ；０．８ｇ／ｌ、Ｓｃ；０．０２２ｇ／ｌであった。
【００６０】この時のＳｃ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｓｉの
浸出率はそれぞれ、９１％、８２％、８５％、８０％、
１５％であった。
浸出率はそれぞれ、９１％、８２％、８５％、８０％、
１５％であった。
【００６１】この浸出液と残渣をフィルタープレスによ
り固液分離したところ、わずか５分の通水でろ過が不能
となった。
り固液分離したところ、わずか５分の通水でろ過が不能
となった。
【００６２】この時の残渣処理量は０．２ｋｇ／ｍ2で
あり、ろ過後の含水率は７６％であった。
あり、ろ過後の含水率は７６％であった。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、多量に鉄やアルミニュ
ウム及びシリコンを含んでいるスカンジュウム含有物質
から鉄やアルミニュウム及びシリコンをほとんど浸出す
ることなく、スカンジュウムのほぼ全量を優先的に浸出
することが出来る為、酸の消費量が大幅に低減され経済
的効果が非常に大きい。
ウム及びシリコンを含んでいるスカンジュウム含有物質
から鉄やアルミニュウム及びシリコンをほとんど浸出す
ることなく、スカンジュウムのほぼ全量を優先的に浸出
することが出来る為、酸の消費量が大幅に低減され経済
的効果が非常に大きい。
【００６４】さらに、この浸出液は鉄やアルミニュウム
及びシリコンをわずかしか含有していない為、この浸出
液と浸出残渣との固液分離において、ろ過性の良好なス
カンジュウム含有溶液が得られ、この溶液を使用した以
後のキレート抽出における一連のスカンジュウムの高純
度化において、目詰まりや通気性不良なく、スカンジュ
ウムを優先的に効率良く抽出分離出来ることから、９５
％以上の高純度酸化スカンジュウムが容易にしかも効率
的に得られる。
及びシリコンをわずかしか含有していない為、この浸出
液と浸出残渣との固液分離において、ろ過性の良好なス
カンジュウム含有溶液が得られ、この溶液を使用した以
後のキレート抽出における一連のスカンジュウムの高純
度化において、目詰まりや通気性不良なく、スカンジュ
ウムを優先的に効率良く抽出分離出来ることから、９５
％以上の高純度酸化スカンジュウムが容易にしかも効率
的に得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薬師寺 弘昌 青森県八戸市大字河原木字遠山新田（番 地なし） 大平洋金属株式会社 八戸製 造所内 (56)参考文献 特開 平３−173725（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−133920（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−108119（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22B 1/00 - 61/00
Claims (2)
- 【請求項１】 スカンジュウムを０．００１〜０．４重
量％含有する酸化物から高純度酸化スカンジュウムを製
造するにあたり、 工程１−スカンジュウムを微量含有する酸化物を酸化性
雰囲気で１５０℃以上の高温、５ｋｇ／ｃｍ ２ 以上の高
圧のもとで、酸性水溶液中にスカンジュウムを選択的に
浸出し、スカンジュウム含有溶液を得る浸出工程と、 工程２−工程１で得られたスカンジュウム含有溶液をＰ
Ｈを１〜４に調整後、ヒドラジン、水硫化ナトリュウ
ム、硫化ナトリュウム、硫化アンモニウム、硫化水素ガ
ス、亜硫酸ガス、及びその組み合わせからなる群から選
択された還元剤の使用により還元液とする液調整工程
と、 工程３−工程２で得られた調整液を、キレート樹脂と接
触させ、スカンジュウムを吸着したキレート樹脂を形成
する抽出工程と、 工程４−工程３で得られたスカンジュウム吸着キレート
樹脂をＰＨが０．５〜７．０の、塩酸、硫酸、硝酸及び
その組み合わせからなる群から選択された希酸で洗浄す
る洗浄工程と、 工程５−工程４で得られたスカンジュウム吸着キレート
樹脂を１Ｎ以上の塩酸、硫酸、硝酸及びその組み合わせ
からなる群から選択された強酸でキレート樹脂からスカ
ンジュウムを溶離し、スカンジュウム含有溶液を得る逆
抽出工程と、 工程６−工程５で得られたスカンジュウム含有溶液をＰ
Ｈ０．５〜７．０の範囲に調整後、沈殿剤によりスカン
ジュウム沈殿物を得る沈殿工程と、 工程７−工程６で得られたスカンジュウム沈殿物を焼成
する工程と、 からなるスカンジュウム含有酸化物からの高純度酸化ス
カンジュウムの製造法。 - 【請求項２】 工程１の工程を行った後、工程２から工
程５の操作を１回又は２回以上順次繰り返し行って得ら
れたスカンジュウム含有溶液を次の工程６に供すること
を特徴とする請求項１記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35073295A JP3275681B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 高純度酸化スカンジュウムの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35073295A JP3275681B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 高純度酸化スカンジュウムの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09176756A JPH09176756A (ja) | 1997-07-08 |
| JP3275681B2 true JP3275681B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=18412484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35073295A Expired - Fee Related JP3275681B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 高純度酸化スカンジュウムの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3275681B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11702396B2 (en) | 2017-02-15 | 2023-07-18 | Johnson & Johnson Surgical Vision, Inc. | Hydrophobic compounds for optically active devices |
| US11753387B2 (en) | 2017-02-15 | 2023-09-12 | Johnson & Johnson Surgical Vision, Inc. | Compounds for optically active devices |
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| JP5057322B2 (ja) * | 2006-06-09 | 2012-10-24 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 | 固体高分子材料中のスカンジウムを溶出回収する方法 |
| JP5652503B2 (ja) | 2013-05-10 | 2015-01-14 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウム回収方法 |
| JP5619238B1 (ja) | 2013-08-22 | 2014-11-05 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウム回収方法 |
| JP5954350B2 (ja) | 2014-01-31 | 2016-07-20 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウム回収方法 |
| JP5854065B2 (ja) | 2014-02-19 | 2016-02-09 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウム回収方法 |
| CN106460092B (zh) * | 2014-08-26 | 2018-09-28 | 石原产业株式会社 | 钪的分离方法 |
| JP6004023B2 (ja) * | 2015-02-02 | 2016-10-05 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
| JP6439530B2 (ja) | 2015-03-24 | 2018-12-19 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
| JP6409796B2 (ja) | 2016-02-23 | 2018-10-24 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウムの回収方法 |
| JP6358299B2 (ja) * | 2016-09-05 | 2018-07-18 | 住友金属鉱山株式会社 | 高純度酸化スカンジウムの製造方法 |
| JP6798078B2 (ja) | 2016-11-30 | 2020-12-09 | 住友金属鉱山株式会社 | イオン交換処理方法、スカンジウムの回収方法 |
| RU2748846C1 (ru) * | 2020-11-10 | 2021-05-31 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Способ получения металлического скандия высокой чистоты |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP35073295A patent/JP3275681B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US11702396B2 (en) | 2017-02-15 | 2023-07-18 | Johnson & Johnson Surgical Vision, Inc. | Hydrophobic compounds for optically active devices |
| US11753387B2 (en) | 2017-02-15 | 2023-09-12 | Johnson & Johnson Surgical Vision, Inc. | Compounds for optically active devices |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09176756A (ja) | 1997-07-08 |
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