特開2024-36303高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024036303
(43)【公開日】2024-03-15
(54)【発明の名称】高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法
(51)【国際特許分類】
C22B 7/00 20060101AFI20240308BHJP
C22B 3/38 20060101ALI20240308BHJP
【ＦＩ】
C22B7/00 G
C22B3/38
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023141082
(22)【出願日】2023-08-31
(31)【優先権主張番号】202211080363.1
(32)【優先日】2022-09-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】518275822
【氏名又は名称】山西大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001494
【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】程芳琴
(72)【発明者】
【氏名】崔莉
(72)【発明者】
【氏名】高建明
(72)【発明者】
【氏名】郭彦霞
(72)【発明者】
【氏名】薛芳斌
【テーマコード（参考）】
4K001
【Ｆターム（参考）】
4K001AA02
4K001AA10
4K001AA11
4K001AA34
4K001BA19
4K001BA22
4K001DB02
4K001DB31
4K001DB34
(57)【要約】 （修正有）
【課題】高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法を提供する。
【解決手段】ステップ１において、まず、ＴＢＰを抽出剤として採用し、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａを複雑な酸性系から抽出し、抽残液１を取得し、その後、水または希酸を用いて逆抽出してＦｅ、Ｌｉ、Ｇａを含む溶液２を取得する。ステップ２において、四級アンモニウム塩または四級ホスホニウム塩抽出剤を採用して上記溶液２を抽出し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉ含有抽残液３を取得し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相を希酸で逆抽出してＦｅ、Ｇａを含む溶液４を取得する。ステップ３において、２－エチルヘキシルホスホン酸モノ－２－エチルヘキシルでステップ２の溶液４を抽出し、Ｆｅを担持している有機相およびＧａ含有抽残液５を取得し、Ｆｅを担持している有機相を硫酸で逆抽出してＦｅを含む溶液を取得する。
【選択図】図１
【解決手段】ステップ１において、まず、ＴＢＰを抽出剤として採用し、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａを複雑な酸性系から抽出し、抽残液１を取得し、その後、水または希酸を用いて逆抽出してＦｅ、Ｌｉ、Ｇａを含む溶液２を取得する。ステップ２において、四級アンモニウム塩または四級ホスホニウム塩抽出剤を採用して上記溶液２を抽出し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉ含有抽残液３を取得し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相を希酸で逆抽出してＦｅ、Ｇａを含む溶液４を取得する。ステップ３において、２－エチルヘキシルホスホン酸モノ－２－エチルヘキシルでステップ２の溶液４を抽出し、Ｆｅを担持している有機相およびＧａ含有抽残液５を取得し、Ｆｅを担持している有機相を硫酸で逆抽出してＦｅを含む溶液を取得する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高アルミニウム固形廃棄物の酸性浸出液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、相分離後にＦｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得し、
Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持している有機相と塩酸とを体積比１：２～１：３の割合で混合して逆抽出し、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液を取得するステップ１と、
Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、相分離後にＦｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉ含有抽残液を取得し、
Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相と硫酸とを体積比１：２～１：３の割合で混合して逆抽出し、Ｆｅ、Ｇａを含む混合溶液を取得するステップ２と、
Ｆｅ、Ｇａを含む混合溶液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、Ｆｅを担持している有機相およびＧａ含有抽残液を取得し、
Ｆｅを担持している有機相と硫酸とを体積比１：２～１：３で混合して逆抽出し、Ｆｅ溶液を取得するステップ３と、
を含み、
前記ステップ１では、有機相は抽出剤および希釈剤を含み、前記抽出剤はリン酸トリブチルである、ことを特徴とする高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持している有機相と塩酸とを体積比１：２～１：３の割合で混合して逆抽出し、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液を取得するステップ１と、
Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、相分離後にＦｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉ含有抽残液を取得し、
Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相と硫酸とを体積比１：２～１：３の割合で混合して逆抽出し、Ｆｅ、Ｇａを含む混合溶液を取得するステップ２と、
Ｆｅ、Ｇａを含む混合溶液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、Ｆｅを担持している有機相およびＧａ含有抽残液を取得し、
Ｆｅを担持している有機相と硫酸とを体積比１：２～１：３で混合して逆抽出し、Ｆｅ溶液を取得するステップ３と、
を含み、
前記ステップ１では、有機相は抽出剤および希釈剤を含み、前記抽出剤はリン酸トリブチルである、ことを特徴とする高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
【請求項2】
前記ステップ１では、高アルミニウム固形廃棄物は、フライアッシュ、脈石、低品位ボーキサイトの１種または複数種を任意の比で混合した混合物であり、酸性浸出液は塩酸系であり、酸性浸出液のｐＨは０～１であり、抽出の時間は５～３０ｍｉｎであり、逆抽出の時間は３０～６０ｍｉｎである、
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
【請求項3】
前記希釈剤は、２６０＃溶媒油、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２－ジクロロエタンの１種または複数種を任意の比で混合した混合物であり、塩酸の濃度は０～１ｍｏｌ／Ｌである、
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
【請求項4】
前記ステップ２では、有機相は抽出剤を含み、前記抽出剤は四級ホスホニウム塩または四級アンモニウム塩であり、抽出の時間は５～３０ｍｉｎであり、逆抽出の時間は３０～６０ｍｉｎであり、硫酸濃度は０．１～０．５ｍｏｌ／Ｌである、
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
【請求項5】
前記有機相は希釈剤を更に含み、前記希釈剤は、２６０＃溶媒油、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２－ジクロロエタンの１種または複数種を任意の比で混合した混合物である、
ことを特徴とする請求項４に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
ことを特徴とする請求項４に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
【請求項6】
前記ステップ３では、有機相は抽出剤および希釈剤を含み、前記抽出剤は２－エチルヘキシルホスホン酸モノ－２－エチルヘキシルであり、前記希釈剤は、２６０＃溶媒油、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２－ジクロロエタンの１種または複数種を任意の比で混合した混合物であり、硫酸濃度は１．０～４．０ｍｏｌ／Ｌである、
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
【請求項7】
前記ステップ３では、抽出の時間は３０～６０ｍｉｎであり、逆抽出の時間は３０～６０ｍｉｎである、
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、資源の総合利用の技術分野に属し、具体的には、高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウムは重要なエネルギー戦略金属で、ガリウムは重要なレアメタルであり、「電子工業の味の素」でもある。それらは、航空宇宙、原子力開発、新エネルギー自動車、電子材料等の戦略新興分野に広く適用され、国防および国民経済建設で重要な役割を果たす。中国の産業構造の変革および新エネルギー自動車、電子材料産業の急速な発展に伴い、リチウム、ガリウム製品の需要量は急速に上昇する。しかし、中国のリチウム・ガリウムリソースの供給量は、市場需要より大きく遅れ、リチウムの対外依存度は７０％以上と高く、ガリウムの確認埋蔵量は１０万トンのみである。ガリウムは、自然界で独立して成鉱しておらず、主に、ボーキサイトおよび亜鉛製錬スラグから抽出され、そのうち、ボーキサイトからガリウムを抽出する生産量は、総生産量の９０％を占める。山西省北部および内モンゴル等の地域の炭田には、アルミニウム、ケイ素、鉄等の多量元素に加え、豊かなリチウム、ガリウム、希土類等の重要なレアメタル元素が随伴して含まれる。石炭採掘による固形廃棄物脈石にも、大量の随伴戦略金属が含まれる。石炭が燃焼されてフライアッシュが生成された後、リチウム、ガリウムは、灰で更に濃化し、工業採掘品位（Ｌｉ：２００μｇ／ｇ、Ｇａ：３０μｇ／ｇ）を超え、且つ、埋蔵量が巨大で、極めて採掘価値がある。
【0003】
固形廃棄物または低品位のリソースとして、その鉱物相の構成は非常に複雑であり、随伴した戦略的な金属リチウム、ガリウムの含有量が低く、且つ、分布が乱雑で分散し、個別に抽出するコストが高く、エネルギー消費が大きく、経済効果が欠け、アルミニウム、ケイ素の大量元素は、リソース化利用するとともに、その中のリチウム、ガリウム戦略金属を協同抽出することができれば、プロセス過程の経済効果を向上させることができるだけでなく、リチウム・ガリウムリソースの供給の新しいルートを開拓し、一定の程度で戦略金属リソースの供給不足の局面を緩和することもできる。従って、多元素の協同抽出は、必然な傾向である。一般的には、浸出により元素を浸出液に転移してから分離精製を行い、浸出液は、イオン強度が高く、複数のイオンが共存する複雑な系であり、イオンの種類が多く、一部の元素は化学的性質が極めて近く、分離しにくいため、選択的な分離濃化は、随伴元素の抽出およびリソース化利用のキーである。
【0004】
現在、フライアッシュ浸出液からＡｌ、Ｌｉ、Ｇａを協同分離することについては、既にいくつかの報道がある。河北工程大学の孫玉壮は、公開した中国専利ＣＮ１０２９２３７４２Ａで、フライアッシュを総合的に利用してアルミニウムおよびリチウムを抽出する方法を提出し、脱珪、磁選鉄除去、石灰石活性化、アルカリ浸出、炭化等のプロセス環節を含み、アルカリ浸出後に、アルミニウム、リチウムを含む溶液を取得し、アルミニウム、リチウムを含む溶液を炭化してから固液分離し、Ｌｉを含む母液およびＡｌ（ＯＨ）3を取得し、前者を蒸発濃縮して炭酸リチウムを取得し、Ａｌ（ＯＨ）3を焼成した後にＡｌ2Ｏ3を取得する。中国科学院過程工程研究所の李少鵬は、公開した中国専利ＣＮ１０７７５８７１４Ａで、フライアッシュ内のアルミニウム、ケイ素、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法を提出し、まず、アルカリ液で予備脱珪し、脱珪液を不純物除去した後、リチウムイオン篩で吸着し、溶出後に濃縮沈殿して炭酸リチウム製品を取得し、脱珪後のスラグを、バイヤー法でアルミニウムを抽出して水酸化アルミニウム製品を調製し、バイヤー法のシード析出母液を複数回循環した後、吸着、リンスしてガリウム富化溶液を取得し、また、濃縮、結晶、電解プロセスを経て金属ガリウム製品を取得し、上記プロセスにより、フライアッシュ浸出液内のＡｌ、Ｌｉ、Ｇａの協同抽出を実現する。現在報道された多元素協同抽出のプロセスは、フライアッシュアルカリ性系に対するものであり、フローが長く、プロセスが複雑である。
【0005】
フライアッシュ、脈石等の固形廃棄物のＡｌ／Ｓｉが低い点で、アルカリ法抽出はスラグ量が多く、アルカリの消費量が多いが、酸性媒体の使用は、溶出プロセスが簡単で、スラグ量が少なく、有価金属の溶出率が高い等の優位性があり、分離されたケイ素スラグも更にリソース化利用でき、脈石、フライアッシュのリソース化に有効なプロセスであり、ワンステップアシッドペースティング法により、その中のアルミニウム、リチウム、ガリウム、鉄等の元素を大量に溶出することができる。しかし、酸性浸出液内の元素の種類が多く、系がより複雑であることは、酸法分離の困難点である。酸性系のＬｉ、Ｇａ分離については、現在、ＬｉまたはＧａの単一分離に集中することが多い。神華集団は、中国専利ＣＮ１０３１０１９３５Ａで、フライアッシュから炭酸リチウムを調製する方法を開示し、フライアッシュ酸法でアルミニウムを抽出する過程中の塩化アルミニウム結晶母液を複数回循環蒸発し、Ｌｉを濃化させ、浄化・不純物除去、鉄除去、アルミニウムリチウム共沈、焼成、浸出、炭酸ナトリウムを加えてリチウムを沈殿させる等のプロセスにより炭酸リチウムを調製した。中国科学院青海塩湖研究所の李麗娟は、中国専利ＣＮ１０８２６５１７６Ａで、フライアッシュからリチウムを抽出する方法を開示し、作者は、ＴＢＰ－ＦｅＣｌ3－灯油抽出系を用いてフライアッシュ酸性浸出液からＬｉを選択的に抽出し、マルチレベルの向流抽出、洗浄、逆抽出を経た後、ＬｉＣｌ溶液を取得した。中国専利ＣＮ１０９８９７９６１Ａは、フライアッシュ硫酸系における段階的分離、不純物除去およびアルミニウムガリウム協同抽出の方法を開示した。要するに、現在、酸性系に対するＬｉ、Ｇａの抽出は、単一元素の分離が多く、酸性浸出液内のＡｌ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａの協同抽出の報道は見られなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、高アルミニウム固形廃棄物酸性浸出液内の金属元素の種類が多く、選択的に分離しにくく、リチウム、ガリウムをそれぞれ抽出するコストが高い等の問題に対し、高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の技術案を提供する。
【0008】
高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム・リチウム・ガリウムを協同抽出する方法であって、
高アルミニウム固形廃棄物の酸性浸出液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、相分離後にＦｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得し、
Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持している有機相と塩酸とを体積比１：２～１：３の割合で混合して逆抽出し、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液を取得するステップ１と、
Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、相分離後にＦｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉ含有抽残液を取得し、
Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相と硫酸とを体積比１：２～１：３の割合で混合して逆抽出し、Ｆｅ、Ｇａを含む混合溶液を取得するステップ２と、
Ｆｅ、Ｇａを含む混合溶液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、Ｆｅを担持している有機相およびＧａ含有抽残液を取得し、
Ｆｅを担持している有機相と硫酸とを体積比１：２～１：３で混合して逆抽出し、Ｆｅ溶液を取得するステップ３と、を含む。
高アルミニウム固形廃棄物の酸性浸出液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、相分離後にＦｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得し、
Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持している有機相と塩酸とを体積比１：２～１：３の割合で混合して逆抽出し、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液を取得するステップ１と、
Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、相分離後にＦｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉ含有抽残液を取得し、
Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相と硫酸とを体積比１：２～１：３の割合で混合して逆抽出し、Ｆｅ、Ｇａを含む混合溶液を取得するステップ２と、
Ｆｅ、Ｇａを含む混合溶液と有機相とを体積比１：３～３：１の割合で混合して抽出し、Ｆｅを担持している有機相およびＧａ含有抽残液を取得し、
Ｆｅを担持している有機相と硫酸とを体積比１：２～１：３で混合して逆抽出し、Ｆｅ溶液を取得するステップ３と、を含む。
【0009】
更に、前記ステップ１では、高アルミニウム固形廃棄物は、フライアッシュ、脈石、低品位ボーキサイトの１種または複数種を任意の比で混合した混合物であり、酸性浸出液はｐＨ０～１の塩酸系であり、抽出の時間は５～３０ｍｉｎであり、逆抽出の時間は３０～６０ｍｉｎである。
【0010】
更に、前記ステップ１では、有機相は抽出剤および希釈剤を含み、前記抽出剤はリン酸トリブチル（ＴＢＰ）であり、前記希釈剤は、２６０＃溶媒油、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２－ジクロロエタンの１種または複数種を任意の比で混合した混合物であり、塩酸の濃度は０～１ｍｏｌ／Ｌ（０ｍｏｌ／Ｌの時に脱イオン水を加える）である。
【0011】
更に、前記ステップ２では、有機相は抽出剤を含み、前記抽出剤は四級ホスホニウム塩または四級アンモニウム塩であり、例えば、［Ｐ14,6,6,6］Ｃｌ、［Ｎ8,8,8,1］Ｃｌ、［Ｐ14,6,6,6］Ｂｒ、［Ｎ4,4,4,4］Ｃｌ等であり、抽出の時間は５～３０ｍｉｎであり、逆抽出の時間は３０～６０ｍｉｎであり、硫酸濃度は０．１～０．５ｍｏｌ／Ｌである。
【0012】
更に、前記有機相は希釈剤を更に含み、前記希釈剤は、２６０＃溶媒油、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２－ジクロロエタンの１種または複数種を任意の比で混合した混合物である。
【0013】
更に、前記ステップ３では、有機相は抽出剤および希釈剤を含み、前記抽出剤は２－エチルヘキシルホスホン酸モノ－２－エチルヘキシル（Ｐ５０７）であり、前記希釈剤は、２６０＃溶媒油、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２－ジクロロエタンの１種または複数種を任意の比で混合した混合物であり、硫酸濃度は１．０～４．０ｍｏｌ／Ｌである。
【0014】
更に、前記ステップ３では、抽出の時間は３０～６０ｍｉｎであり、逆抽出の時間は３０～６０ｍｉｎである。
【0015】
上記抽出過程で得られたＡｌ含有抽残液を蒸発結晶して高品質の結晶塩化アルミニウム製品を取得することができ、Ｌｉ含有抽残液およびＧａ含有抽残液は、更に不純物除去、濃縮、濃化してから、炭化または電着等のプロセス過程により炭酸リチウムおよび金属ガリウム等の製品を調製し、Ｆｅ溶液は水熱反応によりα－Ｆｅ2Ｏ3を調製する。
【発明の効果】
【0016】
従来技術と比べ、本発明は、以下の利点を有する。
【0017】
本発明は、ＴＢＰを抽出剤として採用し、ワンステップで、Ｌｉ／Ｆｅ／Ｇａを複雑な酸性系から抽出し、分離系を簡略化し、後の分離に対する酸度およびＣｌ-の干渉を減少し、後で、２ステップの抽出－逆抽出により、酸性浸出液内のＡｌ、Ｌｉ、Ｇａ、Ｆｅの段階的な選択的分離を達成する。分離されたＡｌ、Ｌｉ、Ｇａ、Ｆｅ溶液は、高品質の結晶塩化アルミニウム、炭酸リチウム、電解ガリウムおよびα－Ｆｅ2Ｏ3等の製品の調製に使用でき、酸性浸出液内のＡｌ、Ｌｉ、Ｇａ、Ｆｅの協同抽出および高付加価値の利用を実現する。フライアッシュアルカリ法系元素協同抽出のプロセスと比べ、該技術プロセスは、より簡単で、フローが短く、分離効率が高い。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム、鉄、リチウム、ガリウムを協同抽出する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
［実施例１］
図１に示すように、高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム・リチウム・ガリウムを協同抽出する方法は、以下のステップを含む。
図１に示すように、高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム・リチウム・ガリウムを協同抽出する方法は、以下のステップを含む。
【0020】
ステップ１、抽出－逆抽出：
フライアッシュを塩酸で酸浸出した後、固液分離して酸性浸出液を取得し、そのうち、Ａｌ濃度は５６．７ｇ／Ｌで、Ｆｅ濃度は５．１ｇ／Ｌで、Ｌｉ濃度は２０２ｍｇ／Ｌで、Ｇａ濃度は１０５ｍｇ／Ｌであった。１０ｍＬの酸性浸出液と５ｍＬの２ｍｏｌ／ＬのＴＢＰとを混合し、希釈剤がジクロロメタンであり、酸性浸出液をｐＨ０．４程度に制御し、反応時間が３０ｍｉｎであった。反応終了後に静置して相分離し、Ｌｉ、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得した。水相をテストして計算し、Ｆｅの抽出率は８４．２％で、Ｌｉの抽出率は８０．９％で、Ｇａの抽出率は９７．５％であり、少量のＡｌが同伴された。抽出は室温下で行われた。
フライアッシュを塩酸で酸浸出した後、固液分離して酸性浸出液を取得し、そのうち、Ａｌ濃度は５６．７ｇ／Ｌで、Ｆｅ濃度は５．１ｇ／Ｌで、Ｌｉ濃度は２０２ｍｇ／Ｌで、Ｇａ濃度は１０５ｍｇ／Ｌであった。１０ｍＬの酸性浸出液と５ｍＬの２ｍｏｌ／ＬのＴＢＰとを混合し、希釈剤がジクロロメタンであり、酸性浸出液をｐＨ０．４程度に制御し、反応時間が３０ｍｉｎであった。反応終了後に静置して相分離し、Ｌｉ、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得した。水相をテストして計算し、Ｆｅの抽出率は８４．２％で、Ｌｉの抽出率は８０．９％で、Ｇａの抽出率は９７．５％であり、少量のＡｌが同伴された。抽出は室温下で行われた。
【0021】
５ｍＬのＦｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持しているＴＢＰと１０ｍＬの脱イオン水とを混合し、逆抽出時間は３０ｍｉｎであった。逆抽出後に静置して相分離し、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａはほぼ完全に逆抽出された。
【0022】
ステップ２、抽出－逆抽出：
５ｍＬのステップ１におけるＦｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と５ｍＬの［Ｎ8,8,8,1］Ｃｌとを混合し、抽出時間は３０ｍｉｎであった。抽出後に静置して分層し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉを含む抽出液を取得した。水相をＩＣＰ－ＯＥＳでテストし、Ｆｅの抽出率は９９．９％で、Ｇａの抽出率は９７．２％で、Ｌｉはほとんど抽出されず、溶液内のＬｉ濃度は１６０ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｌｉの回収率は８０％程度であった。
５ｍＬのステップ１におけるＦｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と５ｍＬの［Ｎ8,8,8,1］Ｃｌとを混合し、抽出時間は３０ｍｉｎであった。抽出後に静置して分層し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉを含む抽出液を取得した。水相をＩＣＰ－ＯＥＳでテストし、Ｆｅの抽出率は９９．９％で、Ｇａの抽出率は９７．２％で、Ｌｉはほとんど抽出されず、溶液内のＬｉ濃度は１６０ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｌｉの回収率は８０％程度であった。
【0023】
５ｍＬの上記Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相と１０ｍＬの０．１ｍｏｌ／ＬのＨ2ＳＯ4溶液とを混合し、室温下で３０ｍｉｎ逆抽出した。逆抽出後に静置して相分離し、逆抽出液をテストし、そのうち、Ｆｅの逆抽出率は８３．３％で、Ｇａの逆抽出率は９２．１％であり、Ｆｅ、Ｇａ混合溶液を取得した。
【0024】
ステップ３、抽出－逆抽出：
５ｍＬのステップ２におけるＦｅ、Ｇａ混合溶液と５ｍＬの１ｍｏｌ／ＬのＰ５０７とを混合し、希釈剤が２６０＃スルホン化灯油であり、平衡ｐＨを０．８程度に制御し、３０ｍｉｎ抽出した後に静置して相分離し、Ｆｅを担持しているＰ５０７およびＧａ含有抽残液を取得した。水相をテストし、Ｆｅ除去率は９６．６％に達し、１０％程度のＧａが同伴され、抽残液内のＧａ濃度は６７ｍｇ／Ｌに達した。本実施例Ｇａの回収率は６５％程度であった。
５ｍＬのステップ２におけるＦｅ、Ｇａ混合溶液と５ｍＬの１ｍｏｌ／ＬのＰ５０７とを混合し、希釈剤が２６０＃スルホン化灯油であり、平衡ｐＨを０．８程度に制御し、３０ｍｉｎ抽出した後に静置して相分離し、Ｆｅを担持しているＰ５０７およびＧａ含有抽残液を取得した。水相をテストし、Ｆｅ除去率は９６．６％に達し、１０％程度のＧａが同伴され、抽残液内のＧａ濃度は６７ｍｇ／Ｌに達した。本実施例Ｇａの回収率は６５％程度であった。
【0025】
５ｍＬの上記Ｆｅを担持しているＰ５０７と１０ｍＬの４ｍｏｌ／ＬのＨ2ＳＯ4溶液とを混合し、室温下で３０ｍｉｎ逆抽出した。逆抽出後に静置して相分離し、水相をテストし、Ｆｅの逆抽出率は９３．４％であった。
【0026】
上記逆抽出を経た有機相は、再生された後、新たな抽出プロセスに再利用することができる。
【0027】
［実施例２］
高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム・リチウム・ガリウムを協同抽出する方法は、以下のステップを含む。
高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム・リチウム・ガリウムを協同抽出する方法は、以下のステップを含む。
【0028】
ステップ１、抽出－逆抽出：
低品位ボーキサイトを塩酸で酸浸出した後、固液分離して酸性浸出液を取得し、ここで、Ａｌ濃度は８３．５ｇ／Ｌで、Ｆｅ濃度は５．８ｇ／Ｌで、Ｌｉ濃度は２１０ｍｇ／Ｌで、Ｇａ濃度は３２ｍｇ／Ｌであった。塩酸で酸性浸出液をｐＨ１に調整した後、１０ｍＬの酸性浸出液と５ｍＬの２ｍｏｌ／ＬのＴＢＰとを混合し、希釈剤がジクロロメタンで、反応時間が３０ｍｉｎであった。反応終了後に静置して相分離し、Ｌｉ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得した。水相をテストして計算し、Ｌｉの抽出率は８１．２％で、Ｇａの抽出率は９７．５％であり、少量のＡｌが同伴された。抽出は室温下で行われた。
低品位ボーキサイトを塩酸で酸浸出した後、固液分離して酸性浸出液を取得し、ここで、Ａｌ濃度は８３．５ｇ／Ｌで、Ｆｅ濃度は５．８ｇ／Ｌで、Ｌｉ濃度は２１０ｍｇ／Ｌで、Ｇａ濃度は３２ｍｇ／Ｌであった。塩酸で酸性浸出液をｐＨ１に調整した後、１０ｍＬの酸性浸出液と５ｍＬの２ｍｏｌ／ＬのＴＢＰとを混合し、希釈剤がジクロロメタンで、反応時間が３０ｍｉｎであった。反応終了後に静置して相分離し、Ｌｉ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得した。水相をテストして計算し、Ｌｉの抽出率は８１．２％で、Ｇａの抽出率は９７．５％であり、少量のＡｌが同伴された。抽出は室温下で行われた。
【0029】
５ｍＬのＬｉ、Ｇａを担持しているＴＢＰと１０ｍＬの脱イオン水とを混合し、逆抽出時間は３０ｍｉｎであった。逆抽出後に静置して相分離し、Ｌｉ、Ｇａはほぼ完全に逆抽出された。
【0030】
ステップ２、抽出－逆抽出：
５ｍＬのＬｉ、Ｇａを含む溶液と５ｍＬの［Ｐ14,6,6,6］Ｃｌとを混合し、抽出時間は３０ｍｉｎであった。抽出後に静置して分層し、Ｇａを担持しているＡｌｉｑｕａｔ ３３６抽出剤およびＬｉを含む抽出液を取得した。水相をＩＣＰ－ＯＥＳでテストし、Ｇａの抽出率は９７．２％で、Ｌｉはほとんど抽出されず、溶液内のＬｉ濃度は１６８ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｌｉの回収率は８１％程度であった。
５ｍＬのＬｉ、Ｇａを含む溶液と５ｍＬの［Ｐ14,6,6,6］Ｃｌとを混合し、抽出時間は３０ｍｉｎであった。抽出後に静置して分層し、Ｇａを担持しているＡｌｉｑｕａｔ ３３６抽出剤およびＬｉを含む抽出液を取得した。水相をＩＣＰ－ＯＥＳでテストし、Ｇａの抽出率は９７．２％で、Ｌｉはほとんど抽出されず、溶液内のＬｉ濃度は１６８ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｌｉの回収率は８１％程度であった。
【0031】
５ｍＬの上記Ｇａを担持している［Ｐ14,6,6,6］Ｃｌと１０ｍＬの０．１ｍｏｌ／ＬのＨ2ＳＯ4溶液とを混合し、室温下で３０ｍｉｎ逆抽出した。逆抽出後に静置して相分離し、逆抽出液をテストし、Ｇａの逆抽出率は９２．１％であり、Ｆｅ、Ｇａ混合溶液を取得した。
【0032】
ステップ３、抽出－逆抽出：
５ｍＬのＦｅ、Ｇａを含む溶液と５ｍＬの１ｍｏｌ／ＬのＰ５０７とを混合し、平衡ｐＨを０．８程度に制御し、希釈剤が２６０＃スルホン化灯油であり、３０ｍｉｎ抽出した後に静置して相分離し、Ｆｅを担持しているＰ５０７およびＧａ含有抽残液を取得した。水相をテストし、Ｆｅ除去率は９５．６％に達し、１５％程度のＧａが同伴され、抽残液内のＧａ濃度は２１ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｇａの回収率は６６％程度であった。
５ｍＬのＦｅ、Ｇａを含む溶液と５ｍＬの１ｍｏｌ／ＬのＰ５０７とを混合し、平衡ｐＨを０．８程度に制御し、希釈剤が２６０＃スルホン化灯油であり、３０ｍｉｎ抽出した後に静置して相分離し、Ｆｅを担持しているＰ５０７およびＧａ含有抽残液を取得した。水相をテストし、Ｆｅ除去率は９５．６％に達し、１５％程度のＧａが同伴され、抽残液内のＧａ濃度は２１ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｇａの回収率は６６％程度であった。
【0033】
５ｍＬの上記Ｆｅを担持しているＰ５０７と１０ｍＬの１ｍｏｌ／ＬのＨ2ＳＯ4溶液とを混合し、室温下で３０ｍｉｎ逆抽出した。逆抽出後に静置して相分離し、水相をテストし、Ｆｅの逆抽出率は９０．３％であった。
【0034】
［実施例３］
高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム・リチウム・ガリウムを協同抽出する方法は、以下のステップを含む。
高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム・リチウム・ガリウムを協同抽出する方法は、以下のステップを含む。
【0035】
ステップ１、抽出－逆抽出：
高アルミニウム脈石を塩酸で酸浸出した後、固液分離して酸性浸出液を取得し、そのうち、Ａｌ濃度は５２．６ｇ／Ｌで、Ｆｅ濃度は４．８ｇ／Ｌで、Ｌｉ濃度は１９５ｍｇ／Ｌで、Ｇａ濃度は８５ｍｇ／Ｌであった。１０ｍＬの酸性浸出液と１０ｍＬの２ｍｏｌ／ＬのＴＢＰとを混合し、希釈剤がジクロロメタンであり、酸性浸出液をｐＨ１程度に制御し、反応時間が５ｍｉｎであった。反応終了後に静置して相分離し、Ｌｉ、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得した。水相をテストして計算し、Ｆｅの抽出率は９７．２％で、Ｌｉの抽出率は７８．９％で、Ｇａの抽出率は９７．５％であり、少量のＡｌが同伴された。抽出は室温下で行われた。
高アルミニウム脈石を塩酸で酸浸出した後、固液分離して酸性浸出液を取得し、そのうち、Ａｌ濃度は５２．６ｇ／Ｌで、Ｆｅ濃度は４．８ｇ／Ｌで、Ｌｉ濃度は１９５ｍｇ／Ｌで、Ｇａ濃度は８５ｍｇ／Ｌであった。１０ｍＬの酸性浸出液と１０ｍＬの２ｍｏｌ／ＬのＴＢＰとを混合し、希釈剤がジクロロメタンであり、酸性浸出液をｐＨ１程度に制御し、反応時間が５ｍｉｎであった。反応終了後に静置して相分離し、Ｌｉ、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得した。水相をテストして計算し、Ｆｅの抽出率は９７．２％で、Ｌｉの抽出率は７８．９％で、Ｇａの抽出率は９７．５％であり、少量のＡｌが同伴された。抽出は室温下で行われた。
【0036】
５ｍＬのＦｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持しているＴＢＰと１５ｍＬの１ｍｏｌ／Ｌの塩酸とを混合し、逆抽出時間は６０ｍｉｎであった。逆抽出後に静置して相分離し、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａはほぼ完全に逆抽出された。
【0037】
ステップ２、抽出－逆抽出：
５ｍＬのステップ１におけるＦｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と１５ｍＬの［Ｎ8,8,8,1］Ｃｌとを混合し、抽出時間は５ｍｉｎであった。抽出後に静置して分層し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉを含む抽出液を取得した。水相をＩＣＰ－ＯＥＳでテストし、Ｆｅの抽出率は９９．９％で、Ｇａの抽出率は９９．８％で、Ｌｉはほとんど抽出されず、溶液内のＬｉ濃度は１５４ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｌｉの回収率は７８％程度であった。
５ｍＬのステップ１におけるＦｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と１５ｍＬの［Ｎ8,8,8,1］Ｃｌとを混合し、抽出時間は５ｍｉｎであった。抽出後に静置して分層し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉを含む抽出液を取得した。水相をＩＣＰ－ＯＥＳでテストし、Ｆｅの抽出率は９９．９％で、Ｇａの抽出率は９９．８％で、Ｌｉはほとんど抽出されず、溶液内のＬｉ濃度は１５４ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｌｉの回収率は７８％程度であった。
【0038】
５ｍＬの上記Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相と１５ｍＬの０．５ｍｏｌ／ＬのＨ2ＳＯ4溶液とを混合し、室温下で６０ｍｉｎ逆抽出した。逆抽出後に静置して相分離し、逆抽出液をテストし、そのうち、Ｆｅの逆抽出率は８９．３％で、Ｇａの逆抽出率は９５．２％であり、Ｆｅ、Ｇａ混合溶液を取得した。
【0039】
ステップ３、抽出－逆抽出：
５ｍＬのステップ２におけるＦｅ、Ｇａ混合溶液と１５ｍＬのＰ５０７とを混合し、希釈剤が２６０＃スルホン化灯油であり、平衡ｐＨを０．８程度に制御し、４０ｍｉｎ抽出した後に静置して相分離し、Ｆｅを担持しているＰ５０７およびＧａ含有抽残液を取得した。水相をテストし、Ｆｅ除去率は９２．６％に達し、１３％程度のＧａが同伴され、抽残液内のＧａ濃度は６４ｍｇ／Ｌに達した。本実施例Ｇａの回収率は７５％程度であった。
５ｍＬのステップ２におけるＦｅ、Ｇａ混合溶液と１５ｍＬのＰ５０７とを混合し、希釈剤が２６０＃スルホン化灯油であり、平衡ｐＨを０．８程度に制御し、４０ｍｉｎ抽出した後に静置して相分離し、Ｆｅを担持しているＰ５０７およびＧａ含有抽残液を取得した。水相をテストし、Ｆｅ除去率は９２．６％に達し、１３％程度のＧａが同伴され、抽残液内のＧａ濃度は６４ｍｇ／Ｌに達した。本実施例Ｇａの回収率は７５％程度であった。
【0040】
５ｍＬの上記Ｆｅを担持しているＰ５０７と１５ｍＬの１．０ｍｏｌ／ＬのＨ2ＳＯ4溶液とを混合し、室温下で４０ｍｉｎ逆抽出した。逆抽出後に静置して相分離し、水相をテストし、Ｆｅの逆抽出率は９０．２％であった。
【0041】
［実施例４］
高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム・リチウム・ガリウムを協同抽出する方法は、以下のステップを含む。
高アルミニウム固形廃棄物酸性系からアルミニウム・リチウム・ガリウムを協同抽出する方法は、以下のステップを含む。
【0042】
ステップ１、抽出－逆抽出：
フライアッシュを塩酸で酸浸出した後、固液分離して酸性浸出液を取得し、そのうち、Ａｌ濃度は５６．７ｇ／Ｌで、Ｆｅ濃度は５．１ｇ／Ｌで、Ｌｉ濃度は２０２ｍｇ／Ｌで、Ｇａ濃度は１０５ｍｇ／Ｌであった。３０ｍＬの酸性浸出液と１０ｍＬの２ｍｏｌ／ＬのＴＢＰとを混合し、希釈剤がジクロロメタンであり、酸性浸出液をｐＨ０程度に制御し、反応時間が２０ｍｉｎであった。反応終了後に静置して相分離し、Ｌｉ、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得した。水相をテストして計算し、Ｆｅの抽出率は８０．２％で、Ｌｉの抽出率は７６．９％で、Ｇａの抽出率は９６．５％であり、少量のＡｌが同伴された。抽出は室温下で行われた。
フライアッシュを塩酸で酸浸出した後、固液分離して酸性浸出液を取得し、そのうち、Ａｌ濃度は５６．７ｇ／Ｌで、Ｆｅ濃度は５．１ｇ／Ｌで、Ｌｉ濃度は２０２ｍｇ／Ｌで、Ｇａ濃度は１０５ｍｇ／Ｌであった。３０ｍＬの酸性浸出液と１０ｍＬの２ｍｏｌ／ＬのＴＢＰとを混合し、希釈剤がジクロロメタンであり、酸性浸出液をｐＨ０程度に制御し、反応時間が２０ｍｉｎであった。反応終了後に静置して相分離し、Ｌｉ、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＡｌ含有抽残液を取得した。水相をテストして計算し、Ｆｅの抽出率は８０．２％で、Ｌｉの抽出率は７６．９％で、Ｇａの抽出率は９６．５％であり、少量のＡｌが同伴された。抽出は室温下で行われた。
【0043】
５ｍＬのＦｅ、Ｌｉ、Ｇａを担持しているＴＢＰと１５ｍＬの０．５ｍｏｌ／Ｌの塩酸とを混合し、逆抽出時間は６０ｍｉｎであった。逆抽出後に静置して相分離し、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｇａはほぼ完全に逆抽出された。
【0044】
ステップ２、抽出－逆抽出：
１５ｍＬのステップ１におけるＦｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と５ｍＬの［Ｎ8,8,8,1］Ｃｌとを混合し、抽出時間は２０ｍｉｎであった。抽出後に静置して分層し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉを含む抽出液を取得した。水相をＩＣＰ－ＯＥＳでテストし、Ｆｅの抽出率は９９．３％で、Ｇａの抽出率は９６．２％で、Ｌｉはほとんど抽出されず、溶液内のＬｉ濃度は１５０ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｌｉの回収率は７４％程度であった。
１５ｍＬのステップ１におけるＦｅ、Ｌｉ、Ｇａ混合溶液と５ｍＬの［Ｎ8,8,8,1］Ｃｌとを混合し、抽出時間は２０ｍｉｎであった。抽出後に静置して分層し、Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相およびＬｉを含む抽出液を取得した。水相をＩＣＰ－ＯＥＳでテストし、Ｆｅの抽出率は９９．３％で、Ｇａの抽出率は９６．２％で、Ｌｉはほとんど抽出されず、溶液内のＬｉ濃度は１５０ｍｇ／Ｌであった。本実施例Ｌｉの回収率は７４％程度であった。
【0045】
５ｍＬの上記Ｆｅ、Ｇａを担持している有機相と１０ｍＬの０．３ｍｏｌ／ＬのＨ2ＳＯ4溶液とを混合し、室温下で６０ｍｉｎ逆抽出した。逆抽出後に静置して相分離し、逆抽出液をテストし、そのうち、Ｆｅの逆抽出率は８５．４％で、Ｇａの逆抽出率は９３．５％であり、Ｆｅ、Ｇａ混合溶液を取得した。
【0046】
ステップ３、抽出－逆抽出：
１０ｍＬのステップ２におけるＦｅ、Ｇａ混合溶液と３ｍＬの１ｍｏｌ／ＬのＰ５０７とを混合し、希釈剤が２６０＃スルホン化灯油であり、平衡ｐＨを０．８程度に制御し、６０ｍｉｎ抽出した後に静置して相分離し、Ｆｅを担持しているＰ５０７およびＧａ含有抽残液を取得した。水相をテストし、Ｆｅ除去率は８６．６％に達し、８％程度のＧａが同伴され、抽残液内のＧａ濃度は７５ｍｇ／Ｌに達した。本実施例Ｇａの回収率は７１％程度であった。
１０ｍＬのステップ２におけるＦｅ、Ｇａ混合溶液と３ｍＬの１ｍｏｌ／ＬのＰ５０７とを混合し、希釈剤が２６０＃スルホン化灯油であり、平衡ｐＨを０．８程度に制御し、６０ｍｉｎ抽出した後に静置して相分離し、Ｆｅを担持しているＰ５０７およびＧａ含有抽残液を取得した。水相をテストし、Ｆｅ除去率は８６．６％に達し、８％程度のＧａが同伴され、抽残液内のＧａ濃度は７５ｍｇ／Ｌに達した。本実施例Ｇａの回収率は７１％程度であった。
【0047】
５ｍＬの上記Ｆｅを担持しているＰ５０７と１０ｍＬの３．０ｍｏｌ／ＬのＨ2ＳＯ4溶液とを混合し、室温下で６０ｍｉｎ逆抽出した。逆抽出後に静置して相分離し、水相をテストし、Ｆｅの逆抽出率は９３．４％であった。
【図1】