中空糸膜型抽出装置による金属類の高度分離プロセスの開発

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本研究では, 従来の液膜法の欠点を解決するための新しい方法として,より省エネルギー型の中空糸膜型抽出装置を開発し, これを亜鉛の分離濃縮へ応用した. 得られた主な知見を以下に列挙する.1.金属イオンの平衡論的研究 :アルキルスルホン酸モノエステルを用いて, 亜鉛及び銅イオンとの抽出平衡を測定し, この抽出試薬が亜鉛イオンに対して大きな選択性を有することを明らかにした.2.金属イオンの速度論的研究 :抽出速度実験を中空糸一本からなる膜型抽出装置を用いて行なった. その結果, pH3付近で, 亜鉛イオンの抽出速度は化学種の拡散過程が律速となるのに対して, 銅イオンの抽出速度は界面反応過程が律速となり, 両金属イオン間の透過速度の差は大きく, この領域で亜鉛に対して高い選択性と膜透過速度が得られることがわかった. 一方, 逆抽出においては両金属イオン間に逆抽出速度の差はなく, 金属間の分離は困難であった.3.液膜型抽出装置による亜鉛・銅の分離 :以上の知見を基に, 中空糸液膜型抽出装置による亜鉛・銅の分離を行なった. 抽出速度実験の結果から予想されるように, pH3で亜鉛が選択的に抽出され, 水相の流量比と同程度の濃縮率が得られた. 本装置で亜鉛・銅の分離濃縮は効率よく行なわれることがわかった.4.省エネルギーの観点からみた中空糸液膜型分離法 :ここで提案する中空糸液膜型分離法とミキサーセトラーを用いた溶媒抽出法との比較のために亜鉛の溶媒抽出プロセスとして知られるZincexプロセスを例として, 亜鉛1トンあたりの生産に要する消費エネルギーを概算した. その結果, 本法は溶媒抽出法に比べ1/10以下で済むことがわかった.