非分散型溶媒抽出法による廃蛍光管からの希土類金属の回収

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蛍光体廃棄物の塩酸浸出液からイットリウムとユーロピウムを、それぞれ、分離回収するための基礎研究を行った。具体的には、従来から希土類金属の相互分離に用いられている溶媒抽出法の問題点である、多量の有機溶媒が必要であることを克服するために、中空糸モジュールを利用した含浸液膜法の適用を検討した。抽出試薬には、希土類の分離に最も一般的に使用される2-ethylhexyl phosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester(EHPNA)を使用した。供給液中のEu(III)とY(III)の初期濃度は、共に0.001kmol m^<-3>とした。供給液の塩酸濃度、逆抽出液の塩酸濃度、含浸時のEHPNA濃度を体系的に変化させることにより、相互分離のための最適条件として、供給液塩酸濃度0.1kmol m^<-3>、逆抽出液塩酸濃度4kmol m^<-3>、EHPNA濃度0.05～0.1kmol m^<-3>を求めた。このとき、Yの初期流束は3.2×10^<-6>mol m^<-2> s^<-1>、分離係数(初期透過係数の比)は27程度であった。また、希土類金属イオンの透過機構も考察し、4kmol m^<-3>の塩酸を逆抽出剤として用いたときは、供給液のpHが低く、EHPNA濃度も低いときは、供給液側界面での反応が律速となり、pHおよびEHPNA濃度が高くなると液膜内での拡散が律速になることがわかった。さらに、液膜の耐久性も調べ、5回程度の繰り返し操作によって、含浸した抽出試薬が剥離され、透過速度が著しく低下することもわかった。本研究で得られた成果より、今後、各種の金属イオンの分離精製プロセスを提案していくにあたって、中空糸モジュールを利用した含浸液膜法は考慮するべき重要なオプションであることが認識された。