湿式工程 —陰イオン交換精製—

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陰イオン交換精製は、陰イオン交換樹脂を充填したカラムに上部から原料液を導入し、元素によるカラム中の移動速度の差を利用して、目的元素を精製する方法です。陰イオン交換樹脂への吸着が強いイオン種(図では赤い吸着帯)ほど移動速度は遅く、吸着しないイオン種(図では青い吸着帯)は最も速く溶出されます。適切な展開液を用いることで、精製目的イオン種の溶出を制御し、高純度化をはかります。陰イオン交換精製と呼んでいますが、要はクロマトグラフィーです。

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主要なイオン種のHCl水溶液中の陰イオン交換樹脂への吸着挙動は、1950年代にKrausらによって精力的に調べられました。その後、数種のイオン種の追加がなされました。最新版は「湿式プロセス 溶液・溶媒・排水処理」(内田老鶴圃)に掲載されています。

これまでに、

  • Cu
    • Uchikoshi, M., Kékesi, T., Ishikawa, Y., Mimura, K., Isshiki, M. (1997). Copper Purification by Anion-Exchange Separation in Chloride Media, Materials Transactions, JIM, 38(12), 1083 – 1088. DOI: 10.2320/matertrans1989.38.1083
    • Kékesi, T., Uchikoshi, M., Mimura, K., Isshiki, M. (2001). Anion-exchange separation in hydrochloric acid solutions for the ultrahigh purification of cobalt, Metallurgical and Materials Transactions B, 32(4), 573 – 582. DOI: 10.1007/s11663-001-0113-8
  • Fe
    • Isshiki, M., Igaki, K. (1977). Preparation of High-Purity Iron and its Recrystallization Temperature, Transactions of The Japan Institute of Metals, 18(5), 412 – 422. DOI: 10.2320/matertrans1960.18.412
    • Kékesi, T., Mimura, K., Isshiki, M. (2002). Ultra-high purification of iron by anion exchange in hydrochloric acid solutions, Hydrometallurgy, 63(1), 1 – 13. DOI: 10.1016/s0304-386x(01)00208-0
    • Uchikoshi, M., Shibuya, H., Kékesi, T., Mimura, K., Isshiki, M. (2009). Mass Production of High-Purity Iron Using Anion-Exchange Separation and Plasma Arc Melting, Metallurgical and Materials Transactions B, 40(5), 615 – 618. DOI: 10.1007/s11663-009-9269-4
  • Co
    • Kékesi, T., Uchikoshi, M., Mimura, K., Isshiki, M. (2001). Anion-exchange separation in hydrochloric acid solutions for the ultrahigh purification of cobalt, Metallurgical and Materials Transactions B, 32(4), 573 – 582. DOI: 10.1007/s11663-001-0113-8
    • Uchikoshi, M., Shibuya, H., Imaizumi, J., Kékesi, T., Mimura, K., Isshiki, M. (2010). Preparation of High-Purity Cobalt by Anion-Exchange Separation and Plasma Arc Melting, Metallurgical and Materials Transactions B, 41(2), 448 – 455. DOI: 10.1007/s11663-009-9331-2

などが陰イオン交換精製で高純度化されています。

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