希薄水溶液中のScの溶媒抽出に関する研究

Abstract

Versatic Acid 10（以下，VA10）にTri-n-butyl phosphate（以下，TBP）を添加した混合抽出剤を用いて，Sc3+の抽出および剥離特性を調べた．FT-IRによりVA10とTBPの結合形態を分析し，TBPの改質剤としての添加効果を考察した．酸化チタン製造工程の廃液を想定してSc3+–Ti4+–Zr4+水溶液からSc3+の溶媒抽出を行い，共存成分からのSc3+の分離を検討した．McCabe–Thiele解析によるSc3+の向流多段プロセスの操作条件の設定を行った．VA10にTBPを添加すると，Sc3+の抽出されるpHが高pH側にシフトし，低濃度のH2SO4にてSc3+を剥離することができた．VA10に添加したTBPはSc3+の抽出反応を抑制し，剥離反応を促進することがわかった．有機相のFT-IRスペクトルより，二量体として存在していたVA10の一部が改質剤のP=Oと水素結合を形成していることが示唆された．Sc3+–Ti4+–Zr4+混合水溶液からVA10+TBPを用いて溶媒抽出を行うと，pH 4.6のときSc3+, Ti4+およびZr4+の抽出率は77, 3, 8%，分離係数はβSc/Ti=100, βSc/Zr=38となった．0.5 mol/dm3 H2SO4を用いてSc3+, Ti4+およびZr4+をそれぞれ100, 8, 22%剥離することが可能であった．向流多段抽出によってSc3+とTi4+, Zr4+を分離し，Sc3+を回収することができる．流量比（A/O）=1.01での2段の向流抽出により，500 mg/dm3のSc3+を99%回収し，相比（O/A）=6.00の1段の剥離でSc3+を6倍濃縮して回収できることが明らかになった．