金属置換反応の速度差を利用した電気透析法による有価金属の分離

利用金属取代反应的速率差通过电渗析分离有价金属

基本信息

批准号：
06750785
负责人：
高橋博
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

電気透析槽内で有価金属-EDTA錯体と銅との金属置換反応を行いながら,反応によって生じる有価金属イオンを膜分離する手法により,金属の相互分離を行った。なお本年度は特にニッケルとコバルトについて実験を行った。実験装置は電極室,フィード室,反応室,ストリップ室,電極室の5室からなる回分循環型電気透析槽であり,反応室の両側は旭硝子社製陽イオン交換膜SELEMION CMVで仕切られている。実験はフィード室に塩化銅水溶液を,反応室にはコバルト,ニッケル-EDTA錯体水溶液を流し,所定の液速度及び電流密度の下で行った。コバルトあるいはニッケル-EDTA単成分錯体を用いて実験を行った結果,いずれの系においても時間の経過と共に銅イオンがフィード室から反応室へ透過し,反応室内では金属置換反応によって生じたフリーな金属イオンが生成した。また,その一部がストリップ室へ透過し,EDTAから金属が分離・回収される結果を得た。しかし,反応室内で生じる両金属の生成量を比較した場合,ニッケルの方がコバルトイオンの約30%程度と低く,コバルトとニッケルでは銅との金属置換反応速度に大きな違いがあることがわかった。次に,単成分系における知見を基に,コバルトーニッケル-EDTA錯体を用いてコバルトとニッケルの相互分離を行った。その結果,コバルトイオンは時間の経過と共にストリップ室へ透過するがニッケルイオンの透過には約6時間もの長い誘導期が存在し,この間両金属の分離が良好に進行することがわかった。また,このような各金属イオンの膜透過特性は主に銅との金属置換反応の速度差によって生じているものと考えられるため,金属置換反応が十分に平衡に達した溶液を用いて電気透析を行い,分離係数を比較した。その結果,金属置換反応を生じさせながら電気透析を行った方が分離係数が高くなる傾向を示した。これらの結果より,本手法による金属の高度な分離は主に銅との金属置換反応の速度差によって生じていることが明らかになった。

在电透析罐中进行了有价值的金属-EDTA络合物和铜之间的金属替代反应，并通过反应产生的有价值的金属离子的膜分离将金属彼此分离。此外，我们尤其是今年对镍和钴进行了实验。实验装置是由五个腔室组成的批处理循环液透析液：电极室，一个进料室，一个反应室，带状室和电极室，反应室的两侧由selemion cmv阳离子阳离子交换膜隔开。实验是在进料室中的铜氯化物水溶液下进行的，在反应室中的钴和镍EDTA复合物水溶液以及给定的液体速度和电流密度下进行。使用钴或镍EDTA单个成分复合物进行实验，在这两个系统中，随着时间的推移，从进料室渗透到反应室的铜离子，以及由于金属替代反应而在反应室中产生的游离金属离子。此外，该产品的一部分被传输到条室中，从而导致金属与EDTA的分离和恢复。但是，当比较反应室中产生的两种金属的量时，发现镍在约30％的钴离子时较低，并且钴和镍之间的金属取代反应速率差异很大。接下来，根据单个组件系统中的发现，使用钴 - 尼克 - EDTA复合物将钴和镍互分离。结果表明，随着时间的推移，钴离子穿过条腔，但是镍离子的诱导周期约为6小时，在此期间，两种金属的分离进行得很好。此外，由于每个金属离子的膜通透性特性主要是由金属取代速率与铜的速率差异引起的，因此使用溶液进行了金属取代反应达到足够平衡的溶液进行电透析，并比较了分离系数。结果，发现进行电透析的同时导致金属取代反应倾向于导致更高的分离系数。这些结果表明，通过这种方法将金属分离的高级分离主要是由于金属取代速率与铜的速率差异引起的。