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マンガンとコバルトを効率よく分離回収できる抽出剤が開発

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住友金属鉱山は、九州大学の研究グループとの共同研究により、コバルトや希土類元素の抽出性に優れた新しい抽出剤を開発した。使用済み二次電池や蛍光管のリサイクルプロセスや鉱物資源の処理プロセスにおけるコバルトや希土類元素の抽出剤としての応用が期待される。

今回開発された抽出剤とコバルトとマンガンを含む酸性溶液を混合すると、マンガンを水溶液に残したままコバルトを抽出剤に効率よく抽出することができる。同様に従来分離が非常に困難だった重希土類元素のツリウム、イッテルビウムと軽希土類元素のランタン、セリウムをともに含む水溶液から、ランタン、セリウムを優先的に抽出することができる。

また、ユウロピウム、イットリウム、亜鉛を含む水溶液からは、ユウロピウムを選択的に抽出できることも確認しており、これらの元素の分離が可能となるものと考えられている。

ハイブリッド車や携帯用電子機器などに使用されるニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池には、コバルト等の有価金属が含有されている。このため、使用済み二次電池から有価金属の回収方法が検討されているが、使用済み二次電池には、コバルトとともにマンガンも含まれており、その効率的な分離回収が課題となっていた。

また、ニッケル酸化鉱、あるいはコバルト・リッチ・クラストやマンガン団塊といった海底資源にもコバルトが含まれているが、これら鉱物資源からの金属回収においてもコバルトとマンガンの効率的な分離が課題となっていた。

さらに、蛍光体材料、ニッケル水素電池の負極材、モーター用磁石等に用いられる希土類元素のリサイクルでは、希土類元素の混合物を含むリサイクル原料を酸に溶解してこの水溶液から回収しているが、効率性と分離性に課題があった。

製錬・リサイクルのプロセスでは、回収しようとする目的金属を含む水溶液中から溶媒抽出法によって目的金属を抽出して分離・濃縮する方法が一般的に使われる。しかし、これまでは高濃度のマンガンを含む水溶液からコバルトを選択的に抽出する抽出剤、あるいは希土類元素を効率的に分離できる抽出剤はなかった。

【参考】
九州大学 - 住友金属鉱山(株)との共同研究でレアメタル分離用の新規抽出剤を開発(PDF)

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