(57)【要約】【課題】ニッケル酸化鉱から高品位のスカンジウムを効率よく回収する。【解決手段】本発明は、Ｎｉ酸化鉱を硫酸とともに加圧容器に装入し、高温高圧下で浸出液と浸出残渣とに固液分離する浸出工程Ｓ１と、浸出液に中和剤を加え、中和澱物と中和後液とを得る中和工程Ｓ２と、中和後液に硫化剤を添加し、ニッケル硫化物と硫化後液とに分離する硫化工程Ｓ３と、硫化後液をキレート樹脂に接触させてＳｃをキレート樹脂に吸着させ、Ｓｃ溶離液を得るイオン交換工程Ｓ４と、Ｓｃ溶離液を抽出剤に接触させ、逆抽出液を得る溶媒抽出工程Ｓ６と、逆抽出液に中和剤又はシュウ酸を加え、沈澱物を得るＳｃ沈澱工程Ｓ７と、沈殿物を乾燥、焙焼して、酸化Ｓｃを得る焙焼工程Ｓ８とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スカンジウム、アルミニウム及びクロムを含有するニッケル酸化鉱を硫酸とともに加圧容器に装入し、高温高圧下で浸出液と浸出残渣とに固液分離する浸出工程と、
前記浸出液に中和剤を加え、中和澱物と中和後液とを得る中和工程と、
前記中和後液に硫化剤を添加し、ニッケル硫化物と硫化後液とに分離する硫化工程と、
前記硫化後液をキレート樹脂に接触させて前記スカンジウムを前記キレート樹脂に吸着させ、スカンジウム溶離液を得るイオン交換工程と、
前記スカンジウム溶離液を抽出剤に接触させ、逆抽出液を得る溶媒抽出工程と、
前記逆抽出液に中和剤又はシュウ酸を加え、沈澱物を得るスカンジウム沈澱工程と、
前記沈殿物を乾燥し、焙焼して、酸化スカンジウムを得る焙焼工程とを含む、スカンジウム回収方法。
【請求項２】
前記キレート樹脂は、イミノジ酢酸を官能基とする樹脂であり、
前記イオン交換工程は、
前記硫化後液を前記キレート樹脂に接触させて前記スカンジウムを前記キレート樹脂に吸着させる吸着工程と、
前記吸着工程でスカンジウムを吸着したキレート樹脂に０．１Ｎ以下の硫酸を接触させ、前記吸着工程で前記キレート樹脂に吸着したアルミニウムを除去するアルミニウム除去工程と、
前記アルミニウム除去工程を経たキレート樹脂に０．３Ｎ以上３Ｎ未満の硫酸を接触させ、前記スカンジウム溶離液を得るスカンジウム溶離工程と、
前記スカンジウム溶離工程を経たキレート樹脂に３Ｎ以上の硫酸を接触させ、前記吸着工程で前記キレート樹脂に吸着したクロムを除去するクロム除去工程と
を含む、請求項１に記載のスカンジウム回収方法。
【請求項３】
前記抽出剤は、トリオクチルホスフィンオキシドを官能基とする有機溶媒であり、
前記溶媒抽出工程は、
前記スカンジウム溶離液と前記抽出剤とを混合し、スカンジウムを抽出した抽出後有機溶媒と抽残液とに分離する抽出工程と、
前記抽出後有機溶媒に、２．０ｍｏｌ／ｌ以上９．０ｍｏｌ／ｌ以下の濃度の塩酸溶液、又は３．５ｍｏｌ／ｌ以上９．０ｍｏｌ／ｌ以下の濃度の硫酸溶液を混合して前記抽出後有機溶媒から不純物を分離して洗浄後有機溶媒を得るスクラビング工程と、
前記洗浄後有機溶媒に、２．０ｍｏｌ／ｌ未満の濃度の塩酸溶液、又は、３．５ｍｏｌ／ｌ未満の濃度の硫酸溶液を含有する逆抽出始液を混合し、洗浄後有機溶媒からスカンジウムを逆抽出して前記逆抽出液を得る逆抽出工程と
を含む、請求項１又は２に記載のスカンジウム回収方法。
【請求項４】
前記スカンジウム溶離液に中和剤を添加してｐＨを２以上４以下の範囲に調整し、
次いで還元剤を添加し、前記スカンジウム溶離液の酸化還元電位を、銀塩化銀電極を参照電極とする電位で２００ｍＶを越えて３００ｍＶ以下の範囲に調整し、
次いで硫酸を添加してｐＨを１以上２．５以下の範囲に調整することでスカンジウム溶離液のｐＨ調整後液を得、
このｐＨ調整後液を用いて前記イオン交換工程を再び行う、請求項１から３のいずれかに記載のスカンジウム回収方法。
【請求項５】
前記イオン交換工程で得られた前記スカンジウム溶離液に含まれるスカンジウムをシュウ酸化するシュウ酸化工程をさらに含み、
前記シュウ酸化工程は、
前記スカンジウム溶離液に中和剤を添加してｐＨを８以上９以下の範囲に調整し、この調整によって得られる澱物に塩酸を添加して再溶解液を得、
次いで前記再溶解液にシュウ酸を添加してシュウ酸スカンジウムの結晶を得、
次いで前記結晶を硫酸及び／又は塩酸に溶解することを含み、
前記シュウ酸化工程を行った後に前記結晶の溶解液を前記溶媒抽出工程に供する、請求項１から４のいずれかに記載のスカンジウム回収方法。
【請求項６】
前記スカンジウム沈澱工程は、前記逆抽出液にシュウ酸を加える工程である、請求項１から５のいずれかに記載のスカンジウム回収方法。
【請求項７】
前記スカンジウム沈澱工程は、前記逆抽出液に中和剤を加え、ｐＨを８以上９以下の範囲に調整する工程である、請求項１から５のいずれかに記載のスカンジウム回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スカンジウムの回収方法、より詳しくは、ニッケル酸化鉱石に含まれるスカンジウムを、キレート樹脂及び溶媒抽出を用いて効率よく回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スカンジウムは、高強度合金の添加剤や燃料電池の電極材料として極めて有用である。しかしながら、生産量が少なく、高価であるため、広く用いられるには至っていない。
【０００３】
ところで、ラテライト鉱やリモナイト鉱等のニッケル酸化鉱には、微量のスカンジウムが含まれている。しかしながら、ニッケル酸化鉱では、ニッケル含有品位が低いため、長らく、ニッケル酸化鉱をニッケル原料として工業的に利用されてこなかった。そのため、ニッケル酸化鉱からスカンジウムを工業的に回収することもほとんど研究されていなかった。
【０００４】
しかしながら、近年、ニッケル酸化鉱を硫酸とともに加圧容器に装入し、２４０〜２６０℃程度の高温に加熱してニッケルを含有する浸出液と浸出残渣とに固液分離するＨＰＡＬプロセスが実用化されつつある。このＨＰＡＬプロセスで得た浸出液に対し、中和剤を添加して不純物が分離され、次いで硫化剤を添加してニッケルをニッケル硫化物として回収され、このニッケル硫化物を既存のニッケル製錬工程で処理して電気ニッケルやニッケル塩化合物が得られている。
【０００５】
上記のようなＨＰＡＬプロセスを用いる場合、ニッケル酸化鉱に含まれるスカンジウムは、ニッケルとともに浸出液に含まれる（特許文献１参照）。そして、ＨＰＡＬプロセスで得た浸出液に対し、中和剤を添加して不純物を分離し、次いで硫化剤を添加すると、ニッケルはニッケル硫化物として回収される一方、スカンジウムは、硫化剤添加後の酸性溶液に含まれるため、ＨＰＡＬプロセスを使用することで、ニッケルとスカンジウムとを効果的に分離できる。
【０００６】
そして、上記酸性溶液からスカンジウムを回収する方法として、イミノジ酢酸塩を官能基とするキレート樹脂にスカンジウムを吸着させて不純物と分離し、濃縮することが提案されている（特許文献２〜４参照）。
【０００７】
ところで、ニッケル酸化鉱石から溶媒抽出を用いてスカンジウムを回収する方法も提案されている（特許文献５参照）。特許文献５では、スカンジウムの他に少なくとも鉄、アルミニウム、カルシウム、イットリウム、マンガン、クロム、マグネシウムの１種以上を含有する水相の含スカンジウム溶液に、２−エチルヘキシルスルホン酸−モノ−２−エチルヘキシルをケロシンで希釈した有機溶媒を加えて、スカンジウム成分を有機溶媒中に抽出し、次いで、有機溶媒中にスカンジウム共に抽出されたイットリウム、鉄、マンガン、クロム、マグネシウム、アルミニウム、カルシウムを分離するために、塩酸水溶液を加えてスクラビングを行い、イットリウム、鉄、マンガン、クロム、マグネシウム、アルミニウム、カルシウムを除去した後、有機溶媒中にＮａＯＨ水溶液を加えて、有機溶媒中に残存するスカンジウムをＳｃ（ＯＨ）３を含むスラリーとし、これを濾過して得たＳｃ（ＯＨ）３を塩酸で溶解し、塩化スカンジウム水溶液を得、これにシュウ酸を加えてシュウ酸スカンジウム沈殿とし、沈殿を濾過し、鉄、マンガン、クロム、マグネシウム、アルミニウム、カルシウムを濾液中に分離した後、仮焼することにより高純度な酸化スカンジウムを得ることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平３−１７３７２５号公報
【特許文献２】特開平１−１３３９２０号公報
【特許文献３】特開平９−１７６７５６号公報
【特許文献４】特開平９−１９４２１１号公報
【特許文献５】特開平９−２９１３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１〜４に記載の方法を用いたとしても、ニッケル酸化鉱には、スカンジウムのほかにも鉄、アルミ、クロム等様々な不純物も含有している。中でも、クロムイオンや３価の形態の鉄イオンは、上記キレート樹脂と強固に吸着する性質を有するため、いったんクロムイオンや３価の鉄イオンがキレート樹脂に吸着すると、該キレート樹脂からクロムや鉄を分離することが難しくなり、その後にキレート樹脂に吸着するスカンジウムの量が減少するため、設備効率が低下する。また、キレート樹脂には、スカンジウムと不純物との両方が吸着しているため、不純物が吸着した後にキレート樹脂を再利用すると、回収されるスカンジウムの品位が低下する等の課題がある。
【００１０】
また、特許文献５のような溶媒抽出を用いたプロセスをニッケル酸化鉱からニッケルやコバルトを回収した後の酸性溶液からスカンジウムを回収することに適用した場合、工業的にはコスト的に不利となる課題があった。これは、ニッケル酸化鉱石中に含有されるスカンジウムは、ニッケルに比べてもさらにごく微量であり、ニッケルを抽出するのに必要な硫酸添加量から決定されるスラリー濃度では、スラリー中のスカンジウム濃度はせいぜい数〜数十ｍｇ／ｌ程度に留まり、また取り扱う液量は膨大なものになる。
【００１１】
このような酸性溶液に対して溶媒抽出をそのまま適用すると、抽出対象とする溶液すなわち水相への抽出剤の溶出に伴うロスが無視できず、補充のためのコストや排水のＣＯＤ等有機分の除去に要する手間とコストがかかる。さらに膨大な液量を扱うことによる装置規模の拡大等設備投資もかさむものとなる。ニッケル酸化鉱への含有成分によっては例えば鉄やカルシウムあるいはアルミニウム等は溶媒抽出に用いる抽出剤とクラッドを形成しやすい成分があり、これらの成分が多いニッケル酸化鉱石を酸浸出した液を溶媒抽出するのは、操業の安定性を確保する観点からも課題となっていた。
【００１２】
このように、ニッケル酸化鉱石からスカンジウムも工業的に回収するのに適した方法は見出されなかった。
【００１３】
本発明は、ニッケル酸化鉱から高品位のスカンジウムを効率よく回収することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、スカンジウムをキレート樹脂で分離し、さらに溶媒抽出に付すことで高純度なスカンジウム化合物を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に、本発明では、以下のようなものを提供する。
【００１５】
（１）本発明は、スカンジウム、アルミニウム及びクロムを含有するニッケル酸化鉱を硫酸とともに加圧容器に装入し、高温高圧下で浸出液と浸出残渣とに固液分離する浸出工程と、前記浸出液に中和剤を加え、中和澱物と中和後液とを得る中和工程と、前記中和後液に硫化剤を添加し、ニッケル硫化物と硫化後液とに分離する硫化工程と、前記硫化後液をキレート樹脂に接触させて前記スカンジウムを前記キレート樹脂に吸着させ、スカンジウム溶離液を得るイオン交換工程と、前記スカンジウム溶離液を抽出剤に接触させ、逆抽出液を得る溶媒抽出工程と、前記逆抽出液に中和剤又はシュウ酸を加え、沈澱物を得るスカンジウム沈澱工程と、前記沈殿物を乾燥し、焙焼して、酸化スカンジウムを得る焙焼工程とを含む、スカンジウム回収方法である。
【００１６】
（２）また、本発明は、前記キレート樹脂がイミノジ酢酸を官能基とする樹脂であり、前記イオン交換工程が、前記硫化後液を前記キレート樹脂に接触させて前記スカンジウムを前記キレート樹脂に吸着させる吸着工程と、前記吸着工程でスカンジウムを吸着したキレート樹脂に０．１Ｎ以下の硫酸を接触させ、前記吸着工程で前記キレート樹脂に吸着したアルミニウムを除去するアルミニウム除去工程と、前記アルミニウム除去工程を経たキレート樹脂に０．３Ｎ以上３Ｎ未満の硫酸を接触させ、前記スカンジウム溶離液を得るスカンジウム溶離工程と、前記スカンジウム溶離工程を経たキレート樹脂に３Ｎ以上の硫酸を接触させ、前記吸着工程で前記キレート樹脂に吸着したクロムを除去するクロム除去工程とを含む、（１）に記載のスカンジウム回収方法である。
【００１７】
（３）また、本発明は、前記抽出剤がトリオクチルホスフィンオキシドを官能基とする有機溶媒であり、前記溶媒抽出工程は、前記スカンジウム溶離液と前記抽出剤とを混合し、スカンジウムを抽出した抽出後有機溶媒と抽残液とに分離する抽出工程と、前記抽出後有機溶媒に、２．０ｍｏｌ／ｌ以上９．０ｍｏｌ／ｌ以下の濃度の塩酸溶液、又は３．５ｍｏｌ／ｌ以上９．０ｍｏｌ／ｌ以下の濃度の硫酸溶液を混合して前記抽出後有機溶媒から不純物を分離して洗浄後有機溶媒を得るスクラビング工程と、前記洗浄後有機溶媒に、２．０ｍｏｌ／ｌ未満の濃度の塩酸溶液、又は、３．５ｍｏｌ／ｌ未満の濃度の硫酸溶液を含有する逆抽出始液を混合し、洗浄後有機溶媒からスカンジウムを逆抽出して前記逆抽出液を得る逆抽出工程とを含む、（１）又は（２）に記載のスカンジウム回収方法である。
【００１８】
（４）また、本発明は、前記スカンジウム溶離液に中和剤を添加してｐＨを２以上４以下の範囲に調整し、次いで還元剤を添加し、前記スカンジウム溶離液の酸化還元電位を、銀塩化銀電極を参照電極とする電位で２００ｍＶを越えて３００ｍＶ以下の範囲に調整し、次いで硫酸を添加してｐＨを１以上２．５以下の範囲に調整することでスカンジウム溶離液のｐＨ調整後液を得、このｐＨ調整後液を用いて前記イオン交換工程を再び行う、（１）から（３）のいずれかに記載のスカンジウム回収方法である。
【００１９】
（５）また、本発明は、前記イオン交換工程で得られた前記スカンジウム溶離液に含まれるスカンジウムをシュウ酸化するシュウ酸化工程をさらに含み、前記シュウ酸化工程は、前記スカンジウム溶離液に中和剤を添加してｐＨを８以上９以下の範囲に調整し、この調整によって得られる澱物に塩酸を添加して再溶解液を得、次いで前記再溶解液にシュウ酸を添加してシュウ酸スカンジウムの結晶を得、次いで前記結晶を硫酸及び／又は塩酸に溶解することを含み、前記シュウ酸化工程を行った後に前記結晶の溶解液を前記溶媒抽出工程に供する、（１）から（４）のいずれかに記載のスカンジウム回収方法である。
【００２０】
（６）また、本発明は、前記スカンジウム沈澱工程が前記逆抽出液にシュウ酸を加える工程である、（１）から（５）のいずれかに記載のスカンジウム回収方法である。
【００２１】
（７）また、本発明は、前記スカンジウム沈澱工程が、前記逆抽出液に中和剤を加え、ｐＨを８以上９以下の範囲に調整する工程である、（１）から（５）のいずれかに記載のスカンジウム回収方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、ニッケル酸化鉱から高品位のスカンジウムを効率よく回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るスカンジウムの回収方法を説明するための図である。
【図２】キレート樹脂に通液した金属含有溶液のｐＨと、その金属のキレート樹脂への吸着量との関係を示す図である。
【図３】スカンジウム溶離工程の繰り返し回数と、繰り返し後のスカンジウム溶離液に含まれるスカンジウムの濃度との関係を示す図である。
【図４】溶媒抽出工程のスクラビング（洗浄）工程における洗浄回数と、洗浄液中のスカンジウム又は不純物の濃度との関係を示す図である。
【図５】溶媒抽出工程での逆抽出の回数と、逆抽出液中の各金属元素濃度との関係を示す図である。
【図６】溶媒抽出工程のスクラビング（洗浄）処理に用いる塩酸溶液（洗浄液）の濃度と洗浄液中のスカンジウム濃度との関係を示す図である。
【図７】溶媒抽出工程の洗浄処理に用いる硫酸溶液（洗浄液）の濃度と洗浄液中のスカンジウム濃度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００２５】
図１は、本発明に係るスカンジウムの回収方法を説明するための図である。本発明は、スカンジウム、アルミニウム及びクロムを含有するニッケル酸化鉱を硫酸とともに加圧容器に装入し、高温高圧下で浸出液と浸出残渣とに固液分離する浸出工程Ｓ１と、上記浸出液に中和剤を加え、中和澱物と中和後液とを得る中和工程Ｓ２と、上記中和後液に硫化剤を添加し、ニッケル硫化物と硫化後液とに分離する硫化工程Ｓ３と、上記硫化後液をキレート樹脂に接触させて上記スカンジウムを上記キレート樹脂に吸着させ、スカンジウム溶離液を得るイオン交換工程Ｓ４と、上記スカンジウム溶離液を抽出剤に接触させ、逆抽出液を得る溶媒抽出工程Ｓ６と、上記逆抽出液に中和剤又はシュウ酸を加え、沈殿物を得るスカンジウム沈澱工程Ｓ７と、この沈殿物を乾燥し、焙焼して、酸化スカンジウムを得る焙焼工程Ｓ８とを含む。
【００２６】
本発明は、スカンジウムを回収し、精製するにあたり、イオン交換と溶媒抽出とを併用することを特徴とする。本発明の方法を用いることで、不純物をより高品位で分離でき、ニッケル酸化鉱石のような多くの不純物を含有する原料からであっても、コンパクトな設備で安定した操業を行うことができる。
【００２７】
なお、必須の態様ではないが、イオン交換工程Ｓ４の後、溶媒抽出工程Ｓ６に先立ち、イオン交換工程Ｓ４で得られたスカンジウム溶離液に含まれるスカンジウムをシュウ酸化するシュウ酸化工程Ｓ５を行ってもよい。
【００２８】
また、必須の態様ではないが、イオン交換工程Ｓ４で得たスカンジウム溶離液に中和剤を添加し（工程Ｓ１０１）、次いで還元剤を添加し（工程Ｓ１０２）、次いで硫酸を添加する（工程Ｓ１０３）ことでスカンジウム溶離液のｐＨ調整後液を得、このｐＨ調整後液を用いてイオン交換工程Ｓ４を再び行ってもよい。これらの工程を経ることで、回収されるスカンジウムの品位をいっそう高めることができる。
【００２９】
＜浸出工程Ｓ１＞
浸出工程Ｓ１では、スカンジウム、アルミニウム及びクロムを含有するニッケル酸化鉱を硫酸とともに加圧容器に装入し、高温高圧下で浸出液と浸出残渣とに固液分離する。
【００３０】
浸出工程Ｓ１は、従来知られているＨＰＡＬプロセスにしたがって行えばよく、例えば、特許文献１に記載されている。
【００３１】
＜中和工程Ｓ２＞
中和工程Ｓ２では、浸出工程Ｓ１で得られた浸出液に中和剤を加え、中和澱物と中和後液とを得る。スカンジウムやニッケル等の有価金属は中和後液に含まれ、アルミニウムをはじめとした不純物の大部分は中和澱物に含まれる。
【００３２】
中和剤は従来公知のものであれば足り、例えば、炭酸カルシウム、消石灰、水酸化ナトリウム等が挙げられる。
【００３３】
中和工程では、ｐＨを１〜４の範囲に調整することが好ましい。ｐＨが１未満であると、中和が不十分であり、中和澱物と中和後液とに分離できない可能性があるため、好ましくない。ｐＨが４を超えると、アルミニウムをはじめとした不純物のみならず、スカンジウムやニッケル等の有価金属も中和澱物に含まれるため、好ましくない。
【００３４】
＜硫化工程Ｓ３＞
硫化工程Ｓ３では、中和後液に硫化剤を添加し、硫化物と硫化後液とに分離する。ニッケル、コバルト及び亜鉛等は硫化物に含まれ、スカンジウム等は硫化後液に含まれる。
【００３５】
硫化剤は従来公知のものであれば足り、例えば、硫化水素ガス、硫化ナトリウム、水素化硫化ナトリウム等が挙げられる。
【００３６】
＜イオン交換工程Ｓ４＞
イオン交換工程Ｓ４では、硫化後液をキレート樹脂に接触させてスカンジウムをキレート樹脂に吸着させ、スカンジウム溶離液を得る。イオン交換工程Ｓ４の態様は特に限定されるものではないが、イオン交換工程Ｓ４は、硫化後液をキレート樹脂に接触させてスカンジウムを前記キレート樹脂に吸着させる吸着工程Ｓ４１と、この吸着工程Ｓ４１でスカンジウムを吸着したキレート樹脂に０．１Ｎ以下の硫酸を接触させ、吸着工程Ｓ４１でキレート樹脂に吸着したアルミニウムを除去するアルミニウム除去工程Ｓ４２と、このアルミニウム除去工程Ｓ４２を経たキレート樹脂に０．３Ｎ以上３Ｎ未満の硫酸を接触させ、スカンジウム溶離液を得るスカンジウム溶離工程Ｓ４３と、このスカンジウム溶離工程Ｓ４３を経たキレート樹脂に３Ｎ以上の硫酸を接触させ、吸着工程Ｓ４１でキレート樹脂に吸着したクロムを除去するクロム除去工程Ｓ４４とを含むことが好ましい。
【００３７】
［吸着工程Ｓ４１］
吸着工程Ｓ４１では、硫化後液をキレート樹脂に接触させてスカンジウムをキレート樹脂に吸着させる。
【００３８】
キレート樹脂の種類は特に限定されるものでないが、イミノジ酢酸を官能基とする樹脂であることが好ましい。
【００３９】
ところで、ｐＨ範囲が低いほど、ニッケル酸化鉱に含まれる不純物の吸着量は少なくなる。そのため、できるだけ低いｐＨ領域の液をキレート樹脂に通液することで、不純物のキレート樹脂への吸着を抑制できる。しかしながら、ｐＨが２未満であると、不純物の吸着量だけでなく、スカンジウムの吸着量も少なくなる。そのため、極端に低いｐＨ領域の液を樹脂に通液して吸着させるのは好ましくない。
【００４０】
［アルミニウム除去工程Ｓ４２］
アルミニウム除去工程Ｓ４２では、吸着工程Ｓ４１でスカンジウムを吸着したキレート樹脂に０．１Ｎ以下の硫酸を接触させ、吸着工程Ｓ４１でキレート樹脂に吸着したアルミニウムを除去する。
【００４１】
アルミニウムを除去する際、ｐＨを１〜２．５の範囲に維持することが好ましく、１．５〜２．０の範囲に維持することがより好ましい。ｐＨが１未満であると、アルミニウムだけでなく、スカンジウムもキレート樹脂から除去されるため、好ましくない。ｐＨが２．５を超えると、アルミニウムが適切にキレート樹脂から除去されないため、好ましくない。
【００４２】
［スカンジウム溶離工程Ｓ４３］
スカンジウム溶離工程Ｓ４３では、アルミニウム除去工程Ｓ４２を経たキレート樹脂に０．３Ｎ以上３Ｎ未満の硫酸を接触させ、スカンジウム溶離液を得る。
【００４３】
スカンジウム溶離液を得る際、溶離液に用いる硫酸の規定度を０．３Ｎ以上３Ｎ未満の範囲に維持することが好ましく、０．５Ｎ以上２Ｎ未満未満の範囲に維持することがより好ましい。規定度が３Ｎ以上であると、スカンジウムだけでなく、クロムもスカンジウム溶離液に含まれてしまうため、好ましくない。規定度が０．３Ｎ未満であると、スカンジウムが適切にキレート樹脂から除去されないため、好ましくない。
【００４４】
［クロム除去工程Ｓ４４］
クロム除去工程Ｓ４４では、スカンジウム溶離工程Ｓ４３を経たキレート樹脂に３Ｎ以上の硫酸を接触させ、吸着工程Ｓ４１でキレート樹脂に吸着したクロムを除去する。
【００４５】
クロムを除去する際、溶離液に用いる硫酸の規定度が３Ｎを下回ると、クロムが適切にキレート樹脂から除去されないため、好ましくない。
【００４６】
［鉄除去工程］
また、図示していないが、ニッケル酸化鉱に、不純物として鉄が含まれている場合がある。この場合、アルミニウム除去工程Ｓ４２に先立ち、吸着工程Ｓ４１でスカンジウムを吸着したキレート樹脂に、アルミニウム除去工程Ｓ４２で使用する硫酸の規定度よりも小さい規定度の硫酸を接触させ、吸着工程Ｓ４１でキレート樹脂に吸着した鉄を除去することが好ましい。
【００４７】
鉄を除去する際、ｐＨを１〜３の範囲に維持することが好ましい。ｐＨが１未満であると、鉄だけでなく、スカンジウムもキレート樹脂から除去されるため、好ましくない。ｐＨが３を超えると、鉄が適切にキレート樹脂から除去されないため、好ましくない。
【００４８】
＜スカンジウム溶離液のキレート樹脂への再吸着＞
また、必須の態様ではないが、スカンジウム溶離工程Ｓ４３で得たスカンジウム溶離液に中和剤を添加してｐＨを２以上４以下の範囲、好ましくはｐＨ３を中心とした２．７〜３．３の範囲に調整し（工程Ｓ１０１）、次いで還元剤を添加し（工程Ｓ１０２）、次いで硫酸を添加してｐＨを１以上２．５以下の範囲、好ましくはｐＨ２を中心とした１．７〜２．３の範囲に調整する（工程Ｓ１０３）ことでスカンジウム溶離液のｐＨ調整後液を得、このｐＨ調整後液を用いて上記吸着工程Ｓ４１、上記アルミニウム除去工程Ｓ４２及び上記スカンジウム溶離工程Ｓ４３を再び行うことが好ましい。これらの工程を経ることで、回収されるスカンジウムの品位をいっそう高めることができる。また、スカンジウム溶離液からスカンジウムを分離する際の薬剤コストや設備規模を縮減できる。
【００４９】
還元剤の添加は、酸化還元電位（ＯＲＰ）が銀塩化銀電極を参照電極とする値で２００ｍＶを越えて３００ｍＶ以下となる範囲に維持するように行うことが好ましい。酸化還元電位が２００ｍＶ以下であると、添加された硫化剤に由来する硫黄分が微細な固体として析出し、硫化後の濾過工程で濾布を目詰まりさせて固液分離を悪化させ生産性の低下原因となったり、キレート樹脂に再通液する際に、樹脂塔内で目詰まりや液流れの偏りを生じ均一な通液が行えない等の原因となり得る。一方、酸化還元電位が３００ｍＶを超えると、残留する鉄イオン等が樹脂に吸着しスカンジウムの吸着を阻害する等の問題を生じ得る。
【００５０】
中和剤は従来公知のものであれば足り、例えば、炭酸カルシウム等が挙げられる。また、還元剤は従来公知のものであれば足り、例えば、硫化水素ガス、硫化ナトリウム等の硫化剤や二酸化硫黄ガス、ヒドラジン、金属鉄等が挙げられる。
【００５１】
スカンジウム溶離液のキレート樹脂への再吸着を行うにあたり、キレート樹脂は、すでに使用したものを再使用してもよいし、新たなキレート樹脂を使用してもよいが、不純物のコンタミを防止する観点から、クロム除去工程Ｓ４４を経たキレート樹脂を再使用するか、新たなキレート樹脂を使用することが好ましい。特に、クロム除去工程Ｓ４４を経たキレート樹脂を再使用することで、不純物のコンタミを防止できるだけでなく、キレート樹脂の使用量を抑えられる。
【００５２】
＜スカンジウム溶離液の精製＞
スカンジウム溶離工程Ｓ４３によって得られたスカンジウム溶離液に対して再びスカンジウム溶離工程Ｓ４３を行うことで、スカンジウム溶離液の濃度を高めることができる。
【００５３】
スカンジウム溶離工程Ｓ４３を数多く繰り返すほど、回収されるスカンジウムの濃度が高まるが、多く繰り返し過ぎても、回収されるスカンジウムの濃度の上昇の程度が小さくなるため、工業的には、スカンジウム溶離工程Ｓ４３を繰り返す回数は８回以下であることが好ましい。
【００５４】
＜シュウ酸化工程Ｓ５＞
必須の態様ではないが、スカンジウム溶離液に含まれる不純物を除くため、イオン交換工程Ｓ４の後、溶媒抽出工程Ｓ６に先立ち、スカンジウム溶離工程Ｓ４３で得られたスカンジウム溶離液に含まれるスカンジウムをシュウ酸化するシュウ酸化工程Ｓ５を行うことが好ましい。
【００５５】
シュウ酸化工程Ｓ５では、スカンジウム溶離工程Ｓ４３で得られたスカンジウム溶離液に中和剤（水酸化物）を添加してｐＨを８以上９以下の範囲に調整し、水酸化スカンジウムの沈澱を生成させ、固液分離する。次いで、水酸化スカンジウム（澱物）に塩酸溶液を添加してスカンジウムを塩酸酸性溶液（再溶解液）として再溶解する。次いで、この塩酸酸性溶液にシュウ酸を添加し、シュウ酸スカンジウムの結晶として沈澱させ、次いでこの結晶を硫酸及び／又は塩酸に溶解し、溶媒抽出工程Ｓ６に付す。
【００５６】
シュウ酸のｐＨは特に限定されるものでないが、例えば、１．０〜１．５の範囲であることが好ましい。ｐＨが低すぎると、酸の使用量が増え、コストアップにつながるため、好ましくない。ｐＨが高すぎると、再溶解液中に含まれる不純物が沈殿し、スカンジウム純度を下げてしまう可能性があるため、好ましくない。
【００５７】
シュウ酸化工程Ｓ５を設けることにより、スカンジウム溶離液に含まれる不純物を大幅に除去でき、イオン交換工程Ｓ４や溶媒抽出工程Ｓ６に係る工数を軽減できる。また、溶媒抽出に付す始液の濃度を任意に調整することができるため、溶媒抽出工程Ｓ６の設備規模の縮小による設備投資の削減や、始液濃度の安定化により操業を安定化できるという効果も有する。
【００５８】
＜溶媒抽出工程Ｓ６＞
溶媒抽出工程Ｓ６では、スカンジウム溶離液を抽出剤に接触させ、逆抽出液を得る。溶媒抽出工程Ｓ６の態様は特に限定されないが、スカンジウム溶離液と抽出剤とを混合し、スカンジウムを抽出した抽出後有機溶媒と抽残液とに分離する抽出工程Ｓ６１と、この抽出後有機溶媒に塩酸溶液又は硫酸溶液を混合して抽出後有機溶媒から不純物を分離して洗浄後有機溶媒を得るスクラビング工程Ｓ６２と、この洗浄後有機溶媒に逆抽出始液を混合し、洗浄後有機溶媒からスカンジウムを逆抽出して逆抽出液を得る逆抽出工程Ｓ６３とを含むことが好ましい。溶媒抽出工程Ｓ６を行うことで、スカンジウム溶離液に含まれるスカンジウムの純度をよりいっそう高めることができる。
【００５９】
［抽出工程Ｓ６１］
抽出工程では、スカンジウム溶離液と、抽出剤を含む有機溶媒とを混合して、有機溶媒中にスカンジウムを選択的に抽出する。抽出剤には様々な種類があるが、スカンジウムとの選択性から、リンを含む溶媒和抽出剤、具体的には、トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）を用いることが好ましい。
【００６０】
トリオクチルホスフィンオキシドには、アルキル鎖が異なる種々のトリアルキルホスフィンオキシド類が存在するが、何れのものであっても好適に使用することができる。
【００６１】
抽出時は、例えば炭化水素系の有機溶媒等で希釈して使用することが好ましい。有機溶媒中のＴＯＰＯの濃度としては、特に限定されないが、スカンジウムの抽出能力は濃度が５体積％では１．８ｇ／ｌ程度であり、４０体積％では１１．４ｇ／ｌ程度なので、抽出、逆抽出時の相分離性等を考慮すると、ＴＯＰＯの有機溶媒中の濃度としては、５体積％以上２０体積％以下であることが好ましく、特に１０体積％前後がより好ましい。
【００６２】
［スクラビング（洗浄）工程Ｓ６２］
必須の態様ではないが、スカンジウムを抽出した溶媒中にスカンジウム以外の不純物元素が共存する場合には、抽出液を逆抽出する前に、有機溶媒（有機相）にスクラビング（洗浄）処理を施し、不純物元素を水相に分離して抽出剤から除去することが好ましい。
【００６３】
スクラビングに用いる溶液（洗浄溶液）には、塩酸溶液や硫酸溶液を使用することができる。塩酸溶液を用いる場合は２．０ｍｏｌ／ｌ以上９．０ｍｏｌ／ｌ以下の濃度範囲が好ましく、硫酸溶液を用いる場合は３．５ｍｏｌ／ｌ以上９．０ｍｏｌ／ｌ以下の濃度範囲が好ましい。
【００６４】
洗浄段数（回数）としては、有機相（Ｏ）と水相（Ａ）の相比Ｏ／Ａ＝１とした場合、不純物元素の種類、濃度にも依存するが、３〜５段の段数があればほぼすべての元素を分析下限未満まで分離できる。
【００６５】
［逆抽出工程Ｓ６３］
逆抽出工程Ｓ６３では、スカンジウムを抽出した有機溶媒から、スカンジウムを逆抽出する。逆抽出工程Ｓ６３では、有機溶媒に、水又は低濃度の酸溶液を逆抽出溶液（逆抽出始液）として用いて混合することで抽出時の逆反応を進行させ、スカンジウムを含む逆抽出後液が得られる。
【００６６】
逆抽出始液は水であってもよいが、有機相との相分離が不良となる可能性がある。このため、逆抽出始液として、低濃度の酸溶液を用いる事が好ましい。酸溶液としては、塩酸溶液、硫酸溶液を用いることができる。塩酸溶液では２．０ｍｏｌ／ｌ未満、硫酸溶液では３．５ｍｏｌ／ｌ未満の濃度とすることが好ましい。
【００６７】
＜スカンジウムの回収＞
溶媒抽出工程Ｓ６の後、逆抽出後液に中和剤又はシュウ酸を加え、沈殿物を得るスカンジウム沈澱工程Ｓ７と、上記沈殿物を水で洗浄し、乾燥し、焙焼することで、酸化スカンジウムを得る焙焼工程Ｓ８とが行われる。これらの工程を経ることで、ニッケル酸化鉱から酸化スカンジウムを回収できる。
【００６８】
［スカンジウム沈澱工程Ｓ７］
逆抽出後液に中和剤を加える場合、中和剤は従来公知のものであれば足り、例えば、炭酸カルシウム、消石灰、水酸化ナトリウム等が挙げられるが、逆抽出始液が硫酸溶液である場合、中和剤がカルシウム塩であると、中和によって石膏が生成されるため、中和剤は水酸化ナトリウムであることが好ましい。
【００６９】
逆抽出後液に中和剤を加える場合、スカンジウム沈澱工程Ｓ７では、ｐＨを８以上９以下の範囲に調整することが好ましい。ｐＨが８未満であると、中和が不十分であり、スカンジウムを充分に回収できない可能性があるため、好ましくない。ｐＨが９を超えると、中和剤の使用量が増え、コストアップにつながるため、好ましくない。
【００７０】
逆抽出後液にシュウ酸を加えることで、中和剤を加える場合よりもいっそう高品位なスカンジウムを回収できる。シュウ酸の添加量は特に限定されるものでないが、逆抽出後液に含まれるスカンジウム量に対して計算量で１．０５倍以上１．２倍以下であることが好ましい。１．０５倍未満であると、逆抽出後液に含まれるスカンジウムの全量を回収できない可能性があるため、好ましくない。１．２倍を超えると、コストアップにつながる可能性のほか、過剰なシュウ酸の分解に必要な酸化剤、例えば次亜塩素ソーダの使用量が増えるため、好ましくない。
【００７１】
［焙焼工程Ｓ８］
焙焼工程Ｓ８は、スカンジウム沈澱工程Ｓ７で得られた沈殿物を水で洗浄し、乾燥し、焙焼する工程である。焙焼工程Ｓ８を経ることで、極めて高品位な酸化スカンジウムを得ることができる。
【００７２】
焙焼の条件は特に限定されるものでないが、例えば、管状炉に入れて約９００℃で２時間程度加熱すればよい。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に何ら制限を受けるものではない。
【００７４】
＜予備試験＞  硫酸のｐＨと金属のキレート樹脂への吸着量との関係
【表１】
2014218719.tif 000003
【００７５】
硫酸のｐＨと金属のキレート樹脂への吸着量との関係を調べるため、表１に記載の金属の特級試薬を０．１〜３Ｎの硫酸に溶かし、その溶液を、イミノジ酢酸を官能基とするキレート樹脂（製品名：ダイヤイオン  ＣＲ１１，三菱化学（株）製）を充填したカラムに通液した。樹脂量は４ｍｌとし、通液はＳＶが８となるように、毎分０．５３ｍｌの流量とし、２４０ｍｌ（Ｂｅｄ  Ｖｏｌｕｍｅ：ＢＶ＝６０）まで通液した。金属は、スカンジウム（Ｓｃ），アルミニウム（Ａｌ），クロム（Ｃｒ），鉄（Ｆｅ）の４種類とし、溶液中の金属の濃度はそれぞれ０．３ｍｍｏｌ／Ｌ、０．１ｍｏｌ／Ｌ、０．０１ｍｏｌ／Ｌ、０．０３ｍｏｌ／Ｌとした。また、濃硫酸に溶かした後の溶液は、消石灰を添加してｐＨを０．５，１．０，１．５，２．０，３．０，４．０の６種類に調整した上で上記カラムに通液した。また、液温は６０℃とした。
【００７６】
このときのキレート樹脂への付着量を、溶離液量と、溶離液に含まれる金属の濃度とを測定することによって算出した。結果を図２に示す。図２の横軸は、通液した金属含有溶液のｐＨを示し、縦軸（左）は、キレート樹脂１リットルに対する金属の吸着量を示す（単位：ｍｍｏｌ／Ｌ）。また、図２の縦軸（右）は、不純物の吸着量に対するスカンジウムの吸着量の比を示す。例えば、Ｓｃ／Ａｌは、アルミニウムの吸着量に対するスカンジウムの吸着量の比を示し、Ｓｃ／Ｃｒは、クロムの吸着量に対するスカンジウムの吸着量の比を示し、Ｓｃ／Ｆｅは、鉄の吸着量に対するスカンジウムの吸着量の比を示す。
【００７７】
図２によると、金属の種類によって、キレート樹脂に吸着するための好適なｐＨが異なることが分かる。例えば、金属が鉄であれば、比較的高いｐＨでキレート樹脂に吸着し易く、金属がアルミニウムであれば、金属が鉄である場合に次いで高いｐＨでキレート樹脂に吸着し易く、金属がスカンジウムであれば、金属がアルミニウムである場合に次いで高いｐＨでキレート樹脂に吸着し易く、金属がクロムであれば、最も低いｐＨでキレート樹脂に吸着し易いことが分かる。
【００７８】
このことから、吸着工程Ｓ４の後、キレート樹脂に対し、ｐＨが異なる硫酸溶液を段階的に通液することで、キレート樹脂から不純物を適切に除去し、かつ、スカンジウムを効率よく回収できるものと推察される。
【００７９】
＜実施例１＞  キレート樹脂に吸着したクロムの除去
［浸出工程Ｓ１］
まず、ニッケル酸化鉱を濃硫酸とともにオートクレーブに装入し、２４５℃の条件下で１時間かけてスカンジウムやニッケル等の有価金属を含有するスラリーを生成させ、このスラリーから上記有価金属を含有する浸出液と、浸出残渣とに固液分離した。
【００８０】
［中和工程Ｓ２］
そして、この浸出液に炭酸カルシウムを添加してｐＨを１〜４の範囲に調整し、中和澱物と中和後液とを得た。スカンジウムやニッケル等の有価金属は中和後液に含まれ、アルミニウムをはじめとした不純物の大部分は中和澱物に含まれる。
【００８１】
［硫化工程Ｓ３］
続いて、中和後液に硫化水素ガスを吹き込み、ニッケルやコバルトや亜鉛を硫化物として硫化後液と分離した。
【００８２】
［イオン交換工程Ｓ４］
〔吸着工程Ｓ４１〕
この硫化後液に中和剤として消石灰を添加してｐＨを１．６に調整した。この吸着液の組成は、Ｎｉ：０．０３６ｇ／ｌ，Ｍｇ：６．５ｇ／ｌ，Ｍｎ：２．８ｇ／ｌ，Ｆｅ：１ｇ／ｌ，Ａｌ：２．３ｇ／ｌ，Ｃｒ：０．０３７ｇ／ｌ，Ｓｃ：０．０１４ｇ／ｌであった。次いで、この吸着液を、上記キレート樹脂ＣＲ１１型を充填したカラムに通液した。樹脂量は４ｍｌとし、通液はＳＶが８となるように、毎分０．５３ｍｌの流量とし、２４０ｍｌ（Ｂｅｄ  Ｖｏｌｕｍｅ：ＢＶ＝６０）まで通液した。なお、液温は６０℃とした。
【００８３】
〔アルミニウム除去工程Ｓ４２〕
次に、このキレート樹脂に、濃度０．１Ｎの硫酸溶液８０ｍｌを（ＳＶが４０となる）毎分２．７ｍｌの流量で通液した。カラムから排出された残留したアルミの多い洗浄液は、アルミ洗浄液として貯液し、一部をサンプリングしてＩＣＰで分析した。
分析値は、Ｎｉ：７ｍｇ／ｌ、Ｍｇ：１ｍｇ／ｌ、Ｍｎ：４ｍｇ／ｌ、Ｆｅ：１ｍｇ／ｌ、Ａｌ：８４ｍｇ／ｌ、Ｓｃ：３ｍｇ／ｌであった。Ｃｒ、Ｃａは下限以下であった。
【００８４】
〔スカンジウム溶離工程Ｓ４３〕
その後、キレート樹脂に、濃度１Ｎの硫酸溶液４０ｍｌを（ＳＶが４０となる）毎分８ｍｌの流量で通液した。カラムから排出された溶離液は、スカンジウム溶離液として貯液しサンプリングして分析した。
分析値は、Ｎｉ：５ｍｇ／ｌ、Ｆｅ：１２６ｍｇ／ｌ、Ａｌ：４ｍｇ／ｌ、Ｃｒ：１０ｍｇ／ｌ、Ｓｃ：４３ｍｇ／ｌであった。Ｍｎ、Ｃａは下限以下だった。単純計算したスカンジウム品位は、６７％となる。
【００８５】
〔クロム除去工程Ｓ４４〕
最後に、キレート樹脂に、濃度３Ｎの硫酸溶液８０ｍｌを（ＳＶが４０となる）毎分２．６ｍｌの流量で通液した。カラムから排出された洗浄液は、クロム洗浄液として貯液しサンプリングして分析した。
分析値は、Ｆｅ：２ｍｇ／ｌ、Ｃｒ：３０ｍｇ／ｌであった。Ｎｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃａ、Ｓｃは下限以下であった。
【００８６】
〔クロム除去工程Ｓ４４を経たキレート樹脂の再利用〕
クロム洗浄後のキレート樹脂を、水４０ｍｌを毎分２．６ｍｌの流量で流して洗浄し、上記吸着処理Ｓ４に反復して使用することを複数回繰り返した。その結果、上記吸着処理Ｓ４に反復して使用しても、新たなキレート樹脂に交換する場合と同程度に高品位のスカンジウムを回収できることが確認された。
【００８７】
［溶媒抽出工程Ｓ６］
〔抽出工程Ｓ６１〕
上記イオン交換工程で得たスカンジウム溶離液１０３リットルと、トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）（北興化学工業（株）製）を溶剤シェルゾールＡ（シェル化学（株）社製）で１３体積％濃度で溶解した有機溶媒２．６リットル、とを混合して６０分攪拌し、スカンジウムを含む抽出有機相を得た。なお、抽出残液中のスカンジウム濃度は０．１ｍｇ／ｌ未満であり、抽出率は９９．８％以上であった。
また抽出時にクラッドを形成することはなく、静置後の相分離も迅速に進行した。
【００８８】
〔スクラビング（洗浄）工程Ｓ６２〕
次に、抽出工程で得られたスカンジウムを含む２．６リットルの有機溶媒（抽出有機相）に、濃度６．５ｍｏｌ／ｌの塩酸溶液を、相比（Ｏ／Ａ）が１の比率となる２．６リットル混合し、１０分間攪拌して洗浄した。その後、静置して水相を分離し、有機相は再び濃度６．５ｍｏｌ／ｌの新たな塩酸溶液２．６リットルと混合して洗浄し、同様に水相を分離した。このような洗浄操作を合計３回繰り返した。
【００８９】
図４は、有機溶媒に対する洗浄回数と洗浄液中の金属イオン濃度の関係を示す。図４に示されるように、抽出有機相を３回洗浄することにより、溶出する不純物金属濃度を０．００１ｇ／ｌ以下のレベルまで除去できた。一方で、スカンジウムについては、０．０１ｇ／ｌの桁のロスに留まり、有機溶媒に抽出したスカンジウムを水相に分離させずに、不純物のみを効果的に除去できることが分かった。
【００９０】
〔逆抽出工程Ｓ６３〕
次に、洗浄後の抽出有機相に、濃度１％（約０．３ｍｏｌ／ｌ）の塩酸溶液を用いて、相比Ｏ／Ａ＝１／１の比率となるように混合して２０分攪拌し、スカンジウムを水相に逆抽出した。その後、静置して水相を分離し、再び濃度１％の新たな塩酸溶液を用いて同様に混合し、水相を分離した。このような逆抽出操作を３回繰り返した。
【００９１】
図５は、逆抽出操作の回数と逆抽出液中の水相の各金属イオン濃度の関係を示す。３回の逆抽出後の液（逆抽出後液）中の合計スカンジウム量は、原液中に含まれた量の９８．３％となり、ほとんど抽出できた。また図５から不純物元素はニッケルを除くとすべて０．１ｍｇ／ｌ未満まで低減できた。
【００９２】
［スカンジウム沈澱工程Ｓ７］
上記の溶媒抽出工程Ｓ６で得た逆抽出後液を合わせ、これに水酸化ナトリウムを添加してｐＨを８〜９の間に維持し、水酸化スカンジウムの沈澱を生成した。この澱物を固液分離し、ついで、純水をかけて洗浄し、得た沈澱物をＸ線回折装置で同定したところ、水酸化スカンジウム（Ｓｃ（ＯＨ）３）の形態であることを確かめた。
【００９３】
［焙焼工程Ｓ８］
上記のスカンジウム沈澱工程で得た水酸化スカンジウム１００グラムを、高純度マグネシア製のボートに移して石英管の管状炉内に入れ、空気を毎分２リットルの流量で送りながら８５０℃に昇温し、昇温後２時間加熱を維持して、水酸化スカンジウムを焙焼して焙焼物を得た。その後、得た焙焼物を室温まで冷却して取り出し、Ｘ線回折ならびに発光分光分析法によって形態と不純物品位を分析した。
【００９４】
その結果得た焙焼物の形態はＳｃ２Ｏ３であり、また主要な不純物は全て１ｐｐｍ未満にまで除去され、発光分光分析で検出された元素は、それぞれ、鉄（Ｆｅ）が４ｐｐｍ、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、ケイ素（Ｓｉ）はいずれも１ｐｐｍ未満となる等、９９．９９％を超える高品質な酸化スカンジウムが得られた。
【００９５】
＜比較例＞
クロム除去工程Ｓ４４を行わなかったこと以外は、実施例１と同じ条件で各工程を行った。そして、実施例１と同じ条件でキレート樹脂を再利用した。しかしながら、クロムがキレート樹脂から充分に溶離されていないため、実施例１に比べ、キレート樹脂へのスカンジウムの吸着量が低下し、実施例１に比べ、回収されるスカンジウムの品位が低下した。
【００９６】
＜実施例２＞  スカンジウム溶離工程Ｓ４３で得たスカンジウム溶離液の再吸着
実施例１で得たスカンジウム溶離液のｐＨを３に調整し、次いで酸化還元電位が銀塩化銀電極を参照電極とする値で−２００ｍＶ以下になるように、還元剤を添加し、次いでｐＨが１〜２．５の範囲になるように硫酸で調整した。
【００９７】
次いで、上記実施例１と同じ種類のキレート樹脂４ｍｌに、実施例１と同じ通液条件でスカンジウム溶離液を通液し、次いで実施例１と同じ０．１Ｎ、１Ｎ、３Ｎの濃度の硫酸溶液でそれぞれ洗浄・溶離し、再吸着アルミ洗浄液、再吸着スカンジウム溶離液、再吸着クロム溶離液を得た。
【００９８】
再吸着アルミ洗浄液の組成はＡｌが３ｍｇ／ｌ、Ｓｃが０．２４ｇ／ｌで、それ以外の上述の元素はいずれも下限以下だった。
再吸着スカンジウム溶離液の組成は、Ｆｅが１ｍｇ／ｌ、Ｓｃが０．４ｇ／ｌでそれ以外は下限だった。スカンジウム品位として９９．８％の品位が得られた。
再吸着クロム溶離液の組成は、ＦｅとＳｃが共に１ｍｇ／ｌで、それ以外の元素はいずれも下限以下だった。
再吸着させることでスカンジウムの品位が向上することが確認された。
【００９９】
＜実施例３＞  スカンジウム溶離液の精製
スカンジウム溶離工程Ｓ４３を複数回繰り返し、スカンジウム溶離液を精製した。すなわち、スカンジウム溶離工程Ｓ４３によって得られたスカンジウム溶離液に対して再びスカンジウム溶離工程Ｓ４３を行い、スカンジウムの濃度を高めた上で再度スカンジウム溶離液の組成を測定した。
【０１００】
このときの結果を図３に示す。図３の横軸は、スカンジウム溶離工程Ｓ４３を繰り返した回数を示し、縦軸は、繰り返し後のスカンジウム溶離液に含まれるスカンジウムの濃度を示す。なお、図３の点線は、最小自乗法による近似直線である。図３によると、スカンジウム溶離工程Ｓ４３を数多く繰り返すほど、回収されるスカンジウムの濃度が高まるが、多く繰り返し過ぎても、回収されるスカンジウムの濃度の上昇の程度が小さくなるため、工業的には、スカンジウム溶離工程Ｓ４３を繰り返す回数は８回以下であることが好ましいことが分かる。
【０１０１】
＜実施例４＞  スカンジウム沈澱工程Ｓ７において、逆抽出液にシュウ酸を加えた場合
上記実施例１と同じ条件で処理し、溶媒抽出工程Ｓ６で得た逆抽出後液に対し、逆抽出後液に含まれるスカンジウム量に対して計算量で２倍となるシュウ酸・２水和物（三菱ガス（株）製）の結晶を溶解し、６０分攪拌混合してシュウ酸スカンジウムの白色結晶性沈殿を生成させた。そして、生成した白色結晶性沈殿を吸引濾過し、純水を用いて洗浄し、１０５℃で８時間乾燥させた。
【０１０２】
続いて、乾燥したシュウ酸塩を、実施例１と同じ方法で焙焼し発光分光分析法によって分析した。その結果、鉄についても１ｐｐｍ以下まで低減できた。また、クロムと硫黄に対しては良好な分離性を示し、その他リン、硫黄、セレン、ウラン、サマリウムの分離にも効果が見られた。
【図１】
2014218719.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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