使用済み触媒の完全再利用化による地球インパクト低減化技術の開発に関する研究

前年度までの研究の結果、使用済み脱硫触媒に含まれるモリブデンとバナジウムはホスフィン酸抽出剤であるCyanex272やPIA-8により、またコバルトとニッケルはこれらとLIX63との混合抽出剤により、混合による協同効果を利用することにより効果的に抽出されることが明かとなった。しかしながらこの系によるニッケルの抽出に関しては抽出速度が非常に遅いため、工業化に際して障害になることが懸念された。そこで本年度はpH〜1.5程度のアルミニウムを大過剰に含む液中から比較的少量のニッケルを迅速に抽出可能な抽出系および吸着系のスクリーニングを行った。抽出系としてはピコリルアミンとジノニルナフタリンスルホン酸の混合物が有効であることがわかり、ピコリルアミン対ジノニルナフタリンスルホン酸の比率が1:2以上の時にニッケルは100%抽出されるが、アルミニウムは全く抽出されないことがわかった。しかしながらこの系は特に逆抽出時における相分離がよくないためオクチルアルコールやTBPなどの改質剤の添加が必要であった。さらにこの系の抽出機構についても解明され、ニッケルは金属:ピコリルアミン:ジノニルナフタリンスルホン酸=1:1:2型の錯体として抽出されることが明かとなった。一方、使用済み触媒中に含まれるニッケルの量がそれ程多くないことを考慮に入れると、実際の回収プロセスでは溶媒抽出法よりもカラムを用いるイオン交換-吸着法の方が有利であると考えられる。このような本目的に適合した吸着系としてはキトサンにEDTAやDTPAの官能基を導入したコンプレキサン型キトサンおよび市販のピコリルアミン型キレート樹脂であるXFS4195(UR4000T)が有効であることがわかった。これらに関してはバッチ実験の他、カラムを用いた吸着-溶離も行ったが、良好な相互分離特性を示し、実プロセスにおいても有望であることが確かめられた。

前年度までの研究の結果、使用済み脱硫触媒に含まれるモリブデンとバナジウムはホスフィン酸抽出剤であるCyanex272やPIA-8により、またコバルトとニッケルはこれらとLIX63との混合抽出剤により、混合による協同効果を利用することにより効果的に抽出されることが明かとなった。しかしながらこの系によるニッケルの抽出に関しては抽出速度が非常に遅いため、工業化に際して障害になることが懸念された。そこで本年度はpH〜1.5程度のアルミニウムを大過剰に含む液中から比較的少量のニッケルを迅速に抽出可能な抽出系および吸着系のスクリーニングを行った。抽出系としてはピコリルアミンとジノニルナフタリンスルホン酸の混合物が有効であることがわかり、ピコリルアミン対ジノニルナフタリンスルホン酸の比率が1:2以上の時にニッケルは100%抽出されるが、アルミニウムは全く抽出されないことがわかった。しかしながらこの系は特に逆抽出時における相分離がよくないためオクチルアルコールやTBPなどの改質剤の添加が必要であった。さらにこの系の抽出機構についても解明され、ニッケルは金属:ピコリルアミン:ジノニルナフタリンスルホン酸=1:1:2型の錯体として抽出されることが明かとなった。一方、使用済み触媒中に含まれるニッケルの量がそれ程多くないことを考慮に入れると、実際の回収プロセスでは溶媒抽出法よりもカラムを用いるイオン交換-吸着法の方が有利であると考えられる。このような本目的に適合した吸着系としてはキトサンにEDTAやDTPAの官能基を導入したコンプレキサン型キトサンおよび市販のピコリルアミン型キレート樹脂であるXFS4195(UR4000T)が有効であることがわかった。これらに関してはバッチ実験の他、カラムを用いた吸着-溶離も行ったが、良好な相互分離特性を示し、実プロセスにおいても有望であることが確かめられた。