(57)【要約】【課題】銅をニッケルから分離精製する場合に、不純物であるニッケルの含有率を低減でき、高純度の銅を含有した精製液を回収できる銅の精製方法、キレート樹脂、銅用キレート剤および銅精製装置を提供する。【解決手段】本発明の銅の精製方法は、銅およびニッケルを溶解した溶解液を調製する溶解工程と、前記溶解液をキレート樹脂に接触させて、前記キレート樹脂に銅イオンおよびニッケルイオンを吸着させる吸着工程と、低濃度酸性溶液を通液して、前記ニッケルイオンを含む溶液を排出する洗浄工程と、高濃度酸性溶液を通液して、前記銅イオンを含む溶液を得る回収工程と、を含み、前記キレート樹脂は、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有する鎖状キレート剤を担持するものであって、前記４つの配位基のうちの少なくとも１つは、１級アミノ基または２級アミノ基であることを特徴とする。【選択図】図１
2019173041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅およびニッケルを溶解用酸性溶液に溶解して溶解液を調製する溶解工程と、
前記溶解液をキレート樹脂に接触させて、銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を前記キレート樹脂に吸着させる吸着工程と、
前記吸着工程後、前記キレート樹脂に前記ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を溶出可能な低濃度酸性溶液を通液して、前記ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を含む酸性溶液を排出する洗浄工程と、
前記洗浄工程後、前記キレート樹脂に前記銅イオン（Ｃｕ２＋）を溶出可能な高濃度酸性溶液を通液して、前記銅イオン（Ｃｕ２＋）を含む精製液を得る回収工程と、
を含み、
前記キレート樹脂は、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有するキレート剤を担持するものであって、前記４つの配位基のうちの少なくとも１つは、１級アミノ基または２級アミノ基であることを特徴とする銅の精製方法。
【請求項２】
前記低濃度酸性溶液のｐＨは、２．５以上３．５以下であることを特徴とする請求項１に記載の銅の精製方法。
【請求項３】
前記高濃度酸性溶液のｐＨは、−１以上１．５以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の銅の精製方法。
【請求項４】
前記キレート剤の銅イオン（Ｃｕ２＋）の安定度定数は、１０１０以上、１０３０以下であり、銅イオンの安定度定数がニッケルイオンの安定度定数の１０３倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の銅の精製方法。
【請求項５】
樹脂がキレート剤を担持するキレート樹脂であって、
前記キレート剤は、鎖状をなし、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有し、前記４つの配位子のうちの少なくとも１つは、１級アミノ基または２級アミノ基であることを特徴とするキレート樹脂。
【請求項６】
前記キレート剤は、前記１級アミノ基または前記２級アミノ基を介して前記樹脂に担持されていることを特徴とする請求項５に記載のキレート樹脂。
【請求項７】
前記キレート剤の銅イオン（Ｃｕ２＋）の安定度定数は、１０１０以上、１０３０以下であり、銅イオンの安定度定数がニッケルイオンの安定度定数の１０３倍以上であることを特徴とする請求項５または６に記載のキレート樹脂。
【請求項８】
前記キレート剤は、下記式（１）で表される化合物群から選択される１種であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載のキレート樹脂。
【化１】
2019173041.tif 000009
【請求項９】
銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を含む溶解液中の銅イオン（Ｃｕ２＋）の精製に用いることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載のキレート樹脂。
【請求項１０】
銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を含む溶解液中の銅イオン（Ｃｕ２＋）と選択的に結合する銅用キレート剤であって、
アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有し、前記４つの配位基のうちの少なくとも２つは、カルボキシル基であり、銅イオン（Ｃｕ２＋）の安定度定数は、１０１０以上、１０３０以下であり、銅イオンの安定度定数がニッケルイオンの安定度定数の１０３倍以上であることを特徴とする銅用キレート剤。
【請求項１１】
前記銅用キレート剤は、下記式（２）で表される化合物群から選択される１種であることを特徴とする請求項１０に記載の銅用キレート剤。
【化２】
2019173041.tif 000010
【請求項１２】
銅およびニッケルを溶解用酸性溶液に溶解させて溶解液を得る溶解槽と、
前記溶解用酸性溶液を貯留する溶解用酸性溶液貯留槽と、
低濃度酸性溶液を貯留する低濃度酸性溶液貯留槽と、
高濃度酸性溶液を貯留する高濃度酸性溶液貯留槽と、
キレート樹脂が充填されているキレート樹脂容器と、
前記溶解槽に、前記溶解用酸性溶液を供給、および前記キレート樹脂容器に、前記溶解液、前記純水、前記低濃度酸性溶液、または前記高濃度酸性溶液を選択的に供給可能とし、前記キレート樹脂容器から排出された前記溶解液、前記低濃度酸性溶液、または前記高濃度酸性溶液を排出可能とする配管系と、
を備え、
前記キレート樹脂は、樹脂がキレート剤を担持するキレート樹脂であって、前記キレート剤は、鎖状をなし、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有し、前記４つの配位基のうちの少なくとも１つは、１級アミノ基または２級アミノ基であることを特徴とする銅精製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ニッケル中に生成された放射性銅をニッケルから分離精製する銅の精製方法、キレート樹脂、銅用キレート剤および銅精製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射性銅は、医用イメージングや放射性治療薬に有効な放射性同位元素であることが知られている。そのため、放射性銅の製造方法および精製方法の確立が求められている。製造方法としては、ニッケル（Ｎｉ）ターゲットに対して陽子線等を照射する方法が知られている。微量の放射性銅が生成されたニッケルから、放射性銅を精製する精製方法としては、イオン交換樹脂やキレート樹脂を用いる方法が知られている。
【０００３】
イオン交換樹脂を用いた精製方法では、ニッケル等の不純物が少ない高品質な放射性銅を得るために、銅およびニッケルを溶解した溶解液のイオン交換樹脂への通液速度を非常に遅くする必要があり、精製に時間を要するという問題を有している（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１では、精製に１２時間以上を要しているが、放射性銅の一種である６４Ｃｕは半減期が１２．７時間であり、非特許文献１の方法では６４Ｃｕは精製中に半減してしまう。
【０００４】
一方、イミノ二酢酸を配位基として有するキレート交換樹脂を使用した方法では（例えば、特許文献１参照）、放射性銅は溶出させずにニッケルのみを洗浄する酸性溶液と、キレート交換樹脂に吸着された放射性銅を溶出する酸性溶液との濃度差が近接するため、高品質な放射性銅を得るためには、２種類の酸性溶液の厳密な濃度管理が必須となり、技術的な難易度が高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８７７８６３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Tomoyuki  Ohya  et  al.  “Efficient  preparation  of  high-quality  ６４Cu  for  routine  use”,    Nucl.  Med.  Biol.,  2016,  43,  685-691.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、銅をニッケルから分離精製する場合に、不純物であるニッケルの含有率を低減でき、高純度の銅を含有した精製液を回収できる銅の精製方法、キレート樹脂、銅用キレート剤および銅精製装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
精製時間を短くし、かつ銅とニッケルの分離性能を向上するためには、銅とニッケルに対して高い選択性を有するキレート剤が要求される。しかしながら、銅とニッケルは、電荷が同じであって、イオン半径も近似するため、銅とニッケルの分離は困難であることが知られていた。これに対し、本発明者は、銅とニッケルのヤーン・テラー効果の有無に基づき、４つの配位基を有するキレート剤では、銅とニッケルとで高い選択性を発揮するのではないかと考え、本発明を完成するに至った。
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る銅の精製方法は、銅およびニッケルを溶解用酸性溶液に溶解して溶解液を調製する溶解工程と、前記溶解液をキレート樹脂に接触させて、銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を前記キレート樹脂に吸着させる吸着工程と、前記吸着工程後、前記キレート樹脂に前記ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を溶出可能な低濃度酸性溶液を通液して、前記ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を含む酸性溶液を排出する洗浄工程と、前記洗浄工程後、前記キレート樹脂に前記銅イオン（Ｃｕ２＋）を溶出可能な高濃度酸性溶液を通液して、前記銅イオン（Ｃｕ２＋）を含む精製液を得る回収工程と、を含み、前記キレート樹脂は、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有する鎖状キレート剤を担持するものであって、前記４つの配位基のうちの少なくとも１つは、１級アミノ基または２級アミノ基であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る銅の精製方法は、上記発明において、前記低濃度酸性溶液のｐＨは、２．５以上３．５以下であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る銅の精製方法は、上記発明において、前記高濃度酸性溶液のｐＨは、−１以上１．５以下であることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る銅の精製方法は、上記発明において、前記鎖状キレート剤の銅イオン（Ｃｕ２＋）の安定度定数は、１０１０以上、１０３０以下であり、なおかつ銅イオンの安定度定数がニッケルイオンの安定度定数の１０３倍以上であることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るキレート樹脂は、樹脂がキレート剤を担持するキレート樹脂であって、前記キレート剤は、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有し、前記４つの配位子のうちの少なくとも１つは、１級アミノ基または２級アミノ基であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るキレート樹脂は、上記発明において、前記キレート剤は、前記１級アミノ基または前記２級アミノ基を介して前記樹脂に担持されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るキレート樹脂は、上記発明において、前記キレート剤の銅イオン（Ｃｕ２＋）の安定度定数は、１０１０以上、１０３０以下であり、なおかつ銅イオンの安定度定数がニッケルイオンの安定度定数の１０３倍以上であることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るキレート樹脂は、上記発明において、前記キレート剤は、例えば下記式（１）で表される化合物群から選択される１種であることを特徴とする。
【化１】
2019173041.tif 000003
【００１７】
本発明に係るキレート樹脂は、上記発明において、銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を含む溶解液中の銅イオン（Ｃｕ２＋）の精製に用いることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る銅用キレート剤は、銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を含む溶解液中の銅イオン（Ｃｕ２＋）と選択的に結合する銅用キレート剤であって、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有し、前記４つの配位基のうちの少なくとも２つは、カルボキシル基であり、銅イオン（Ｃｕ２＋）の安定度定数は、１０１０以上、１０３０以下であり、なおかつ銅イオンの安定度定数がニッケルイオンの安定度定数の１０３倍以上であることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る銅用キレート剤は、上記発明において、前記銅用キレート剤は、下記式（２）で表される化合物群から選択される１種であることを特徴とする。
【化２】
2019173041.tif 000004
【００２０】
本発明に係る銅精製装置は、銅およびニッケルを溶解用酸性溶液に溶解させて溶解液を得る溶解槽と、前記溶解用酸性溶液を貯留する溶解用酸性溶液貯留槽と、低濃度酸性溶液を貯留する低濃度酸性溶液貯留槽と、高濃度酸性溶液を貯留する高濃度酸性溶液貯留槽と、キレート樹脂が充填されているキレート樹脂容器と、前記溶解槽に、前記溶解用酸性溶液を供給、および前記キレート樹脂容器に、前記溶解液、前記低濃度酸性溶液、または前記高濃度酸性溶液を選択的に供給可能とし、前記キレート樹脂容器から排出された前記溶解液、前記純水、前記低濃度酸性溶液、または前記高濃度酸性溶液を排出可能とする配管系と、を備え、前記キレート樹脂は、樹脂がキレート剤を担持するキレート樹脂であって、前記キレート剤は、鎖状をなし、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有し、前記４つの配位基のうちの少なくとも１つは、１級アミノ基または２級アミノ基であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る銅の精製方法、キレート樹脂、銅用キレート剤および銅精製装置によれば、銅をニッケルから分離精製する場合に、不純物であるニッケルの含有率を低減でき、高純度の銅を含有した精製液を回収することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明のエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−２−プロパン酸を使用した溶媒抽出試験の結果を表す図である。
【図２】図２は、従来技術のイミノ二酢酸を使用した溶媒抽出試験の結果を表す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る銅の精製方法を説明するための模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る銅精製装置を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。
【００２４】
従来、イミノ二酢酸を配位基として有するキレート交換樹脂を使用して、放射性銅およびニッケルを含む溶解液から、放射性銅を精製分離する方法が提案されているが、イミノ二酢酸の銅とニッケルに対する選択性が低いため、放射性銅およびニッケルを吸着したキレート交換樹脂から放射性銅を選択的に溶出するのは、技術的な難易度が大きいものであった。
【００２５】
銅とニッケルは、電荷が同じであって、イオン半径も近似するため、高い選択性で分離することは困難なことが知られていた。例えば、下記式（３）に構造を示すエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）は、銅およびニッケルに対して６つの配位基により八面体構造の錯体を形成するが、銅に対する安定度係数は１０１８．８０であり、ニッケルの安定度係数１０１８．６２と、ほとんど同じであり、銅とニッケルとに対し選択性を有していない。
【化３】
2019173041.tif 000005
【００２６】
銅およびニッケルは、ともに八面体構造の錯体を形成するが、ヤーン・テラー効果が生じる銅では平面４配位でも大きな安定化を受ける可能性がある。本発明者は、ニッケルでは、ヤーン・テラー効果は生じないため、４配位では銅のみが強い安定化を受けると考え、４配位のキレート剤を用いた銅とニッケルとの精製分離について鋭意検討を重ねた。
【００２７】
銅とニッケルの分離は溶媒抽出法を用いて行うことも考えられるが、精製作業に要する時間をより短く、かつ簡易に行うためには、固相抽出法を利用することが好ましいと考えた。また、樹脂への担持を考慮した場合、アミノ基を介して行うことが簡便であり好ましいと考えた。
【００２８】
本発明に係るキレート樹脂は、樹脂がキレート剤を担持するキレート樹脂であって、キレート剤は、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有するものである。また、４つの配位子のうちの少なくとも１つは、１級アミノ基または２級アミノ基であることを特徴とする。
【００２９】
本発明のキレート樹脂は、キレート剤がアミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有することにより、銅とニッケルの選択性を向上することができる。また、４つの配位子のうちの少なくとも１つを、１級アミノ基または２級アミノ基とすることにより、１級アミノ基または２級アミノ基を介して樹脂と結合することができ、樹脂への担持を容易に行うことができる。
【００３０】
本発明に係るキレート樹脂は、キレート剤の銅イオン（Ｃｕ２＋）の安定度定数は、１０１０以上、１０３０以下であることが好ましい。また、銅イオンの安定度定数がニッケルイオンの安定度定数の１０３倍以上であることにより、キレート剤からの銅の分離が容易となる。
【００３１】
また放射性銅は亜鉛から生成する方法も考えられるが（特開２０１７−４０６５３号公報）、キレート剤の銅イオン（Ｃｕ２＋）の安定度定数が、１０１０以上、１０３０以下であり、なおかつ銅イオンの安定度定数が亜鉛イオンの安定度定数の１０３倍以上であるキレート剤を選択すれば、ニッケルの場合と同様の技術で亜鉛から放射性銅を分離することも可能である。
【００３２】
本発明のキレート樹脂において、例えば下記式（１）で表される化合物群から選択される１種がキレート剤として好適に使用することができる。
【化４】
2019173041.tif 000006
【００３３】
また、本発明のキレート樹脂において、上記のキレート剤を担持する樹脂としては、カルボン酸を含む弱酸性陽イオン交換樹脂が考えられる。例えば、下記式（６）のスキームで示すように、カルボキシル基を官能基として有する樹脂Ａと、１級アミノ基または２級アミノ基を有するキレート剤（キレート剤Ｂ）とを、適当な脱水縮合剤（例えば１−ｅｔｈｙｌ−３−（３−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ）  ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ  ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅなど）を用いてアミド化させることにより、キレート剤Ｂを担持したキレート樹脂Ｅを製造することができる。キレート剤を担持する樹脂としては、例えば、Ｗａｔｅｒｓ製Ｓｅｐ−Ｐａｋ  Ａｃｃｅｌｌ  Ｐｌｕｓ  ＣＭなどを使用することができる。
【００３４】
また、エポキシ基を官能基として有する樹脂Ｃと、キレート剤（キレート剤Ｂ）とをアミノ基を含まない適当な溶媒中で混合するだけでもキレート剤Ｂを担持したキレート樹脂Ｆを製造することができる。キレート剤を担持する樹脂としては、例えば、三菱化学製セパビーズＥＣ−ＥＰなどを使用することができる。
【００３５】
【化５】
2019173041.tif 000007
【００３６】
なお、精製作業に要する時間をより短く、かつ簡易に行うためには、キレート剤を樹脂に担持したキレート樹脂とすることが好ましいが、樹脂に担持しないキレート剤を使用した溶媒抽出によっても、銅とニッケルを分離することができる。
【００３７】
溶媒抽出に使用するキレート剤としては、鎖状をなすものであって、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有し、配位基のうちの２つがカルボキシル基であればよい。溶媒抽出に使用するキレート剤の銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）の安定度定数は、キレート樹脂に使用するキレート剤と同様である。
【００３８】
溶媒抽出に使用するキレート剤としては、下記式（２）で表される化合物群から選択される１種を好適に使用することができる。
【化６】
2019173041.tif 000008
【００３９】
本発明に係るキレート剤の１種であるエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−２−プロパン酸と、従来技術であるイミノ二酢酸を使用した溶媒抽出実験の結果を、図１および図２に示す。図１は、本発明のエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−２−プロパン酸を使用した溶媒抽出試験の結果を表す図である。図２は、従来技術のイミノ二酢酸を使用した溶媒抽出試験の結果を表す図である。図１および図２において、○が銅イオン、□がニッケルイオンを示す。
【００４０】
実験は、銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を所定の割合で含む酸性溶液（塩酸）に、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−２−プロパン酸またはイミノ二酢酸を加え、溶媒（ベンゼン）と混合して、一定条件で振とうさせた後、油相に移行した銅イオン（ＩＩ）およびニッケルイオン（ＩＩ）の割合を測定したものである。溶媒抽出実験は、酸性溶液の水素イオン濃度を変更して行っている。
【００４１】
図１に示すように、本発明に係るキレート剤では、銅イオン（Ｃｕ２＋）は、ｐＨが２．５以上で油相への移行率が８０％以上となり、ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）は、ｐＨ４．５以上で油相への移行率が８０％以上となることがわかった。したがって、例えば、銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を吸着する本発明のキレート剤に、ｐＨが２．５〜４．５の酸性溶液を通液した場合、溶出するのはニッケルイオン（Ｎｉ２＋）のみであり、銅イオン（（Ｃｕ２＋）はほとんど溶出しないことがわかる。
【００４２】
これに対し、従来技術のキレート剤（イミノ二酢酸）では、図２に示すように、銅イオン（Ｃｕ２＋）は、ｐＨが１．５以上で油相への移行率が８０％以上となるが、ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）は、ｐＨ２．５以上で油相への移行率が８０％以上となる。従来技術では、ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）のみを溶出する酸性溶液のｐＨは１．５〜２．５となり、銅イオン（Ｃｕ２＋）とニッケルイオン（Ｎｉ２＋）との選択性は低く、ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を溶出する低濃度酸性溶液の濃度管理がシビアになることがわかる。
【００４３】
続いて、上記で説明したキレート樹脂を使用する銅の精製方法について、図を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る銅の精製方法を説明するための模式図である。
【００４４】
本発明に係る銅の精製方法は、銅およびニッケルを溶解用酸性溶液に溶解して溶解液を調製する溶解工程と、溶解液をキレート樹脂に接触させて、銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）をキレート樹脂に吸着させる吸着工程と、吸着工程後、キレート樹脂にニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を溶出可能な低濃度酸性溶液を通液して、ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を含む酸性溶液を排出する洗浄工程と、洗浄工程後、キレート樹脂に前記銅イオン（Ｃｕ２＋）を溶出可能な高濃度酸性溶液を通液して、銅イオン（Ｃｕ２＋）を含む精製液を得る回収工程と、を含むことを特徴とする。
【００４５】
まず、６４Ｎｉのニッケルターゲット１に加速された陽子（陽子線）を照射することによって、放射性銅（６４Ｃｕ：以下、銅またはＣｕ）（図示せず）を生成する。溶解工程は、Ｃｕが生成されたニッケルターゲット１を、溶解槽２内において溶解用酸性溶液３に溶解させて溶解液を調製する（溶解工程）。
【００４６】
吸着工程は、Ｃｕ２＋およびＮｉ２＋が溶解した溶解液を、アミノ基またはカルボキシル基から選択される４つの配位基を有する鎖状キレート剤を担持するものであって、４つの配位基のうちの少なくとも１つは、１級アミノ基または２級アミノ基であるキレート樹脂４が充填された樹脂カラム５に通液し、銅イオン（Ｃｕ２＋）およびニッケルイオン（Ｎｉ２＋）をキレート樹脂４に吸着させる。溶解液中ではニッケルイオン（Ｎｉ２＋）の濃度が銅イオン（Ｃｕ２＋）の濃度よりはるかに大きいが、キレート樹脂４は銅イオン（Ｃｕ２＋）を選択的に吸着する。樹脂カラム５に通液後の溶解液は、排液口５ａから排出される。
【００４７】
洗浄工程は、樹脂カラム５にニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を溶出可能な低濃度酸性溶液を通液して、ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）を含む溶液を排出する。樹脂カラム５に低濃度酸性溶液を通液することにより、キレート樹脂４に吸着したニッケルが脱離して、低濃度酸性溶液に溶出する。樹脂カラム５に通液後の低濃度酸性溶液は、排液口５ａから排出される。この実施の形態において、低濃度酸性溶液の濃度は、ニッケルイオン（Ｎｉ２＋）がキレート剤４から脱離するとともに、銅イオン（Ｃｕ２＋）がキレート剤４から脱離しない低濃度に設定される。具体的に、低濃度酸性溶液としては例えば塩酸が用いられ、ｐＨとして２．５以上、好適には３．５以上とする。
【００４８】
回収工程は、樹脂カラム５内に高濃度酸性溶液を通液して、銅イオン（Ｃｕ２＋）を含む溶液を得る。樹脂カラム５に高濃度酸性溶液を通液することにより、キレート樹脂４に吸着した銅が脱離して、高濃度酸性溶液に溶出する。本実施の形態において、高濃度酸性溶液の濃度は、銅イオン（Ｃｕ２＋）がキレート剤５から脱離する高濃度に設定される。具体的に、高濃度酸性溶液としては例えば塩酸が用いられ、ｐＨとしては−１以上１．５以下とする。銅イオン（Ｃｕ２＋）が溶出した高濃度酸性溶液は、排液口５ａから排出されて、精製液として回収される。以上により、本実施の形態による精製方法によって、銅が精製される。
【００４９】
続いて、本発明に係る銅精製装置について、図を参照して説明する。図４は、本発明の本発明の実施の形態による銅精製装置を説明するためのブロック図である。
【００５０】
図４に示すように、銅精製装置１０は、溶解槽２、キレート樹脂４が充填された樹脂カラム５、精製液バイアル１１、廃液バイアル１２、リザーバタンク群１３、ならびにバルブ群１４およびバルブ群１５を有する配管系を備える。リザーバタンク群１３は、それぞれが各種溶媒や各種溶液を貯留可能な貯留槽を構成するリザーバタンク１３ａ、１３ｂ、１３ｃから構成される。
【００５１】
溶解槽２は、陽子線の照射により微量の６４Ｃｕが生成されたニッケルターゲット１を溶解させるための槽である。溶解槽２には、リザーバタンク１３ａから溶解用酸性溶液が供給される。リザーバタンク１３ａには、溶解用酸性溶液として、例えば１ｍｏｌ／Ｌの濃度の塩酸が貯留されている。リザーバタンク１３ａから溶解槽２に溶解酸性溶液が供給されることによって、ニッケルターゲット１が溶解される。これにより、溶解工程が実行されて、溶解液が生成される。リザーバタンク１３ａから溶解槽２への溶解用酸性溶液の供給は、バルブ１５ａの開閉により制御される。
【００５２】
キレート樹脂４が充填された樹脂カラム５には、溶解槽２から溶解液が供給可能に構成される。溶解槽２から樹脂カラム５への溶解液の供給は、バルブ２ａにより制御される。溶解槽２から樹脂カラム５に溶解液が供給されることにより、吸着工程が実行され、内部に充填されたキレート樹脂４に銅が吸着する。樹脂カラム５には、リザーバタンク１３ｂ、１３ｃからそれぞれ、低濃度酸性溶液、および高濃度酸性溶液が供給可能に構成される。
【００５３】
リザーバタンク１３ｂには、低濃度酸性溶液として濃度が例えば１ｍｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液が貯留されている。リザーバタンク１３ｂから樹脂カラム５に低濃度酸性溶液が供給されることによって、洗浄工程が実行される。リザーバタンク１３ｂから樹脂カラム５への低濃度酸性溶液の供給は、バルブ１５ｂの開閉により制御される。
【００５４】
吸着工程、および洗浄工程において、樹脂カラム５の排液口５ａから排出される通過液は、三方弁１６ｂの切り換えに応じて、廃液バイアル１２に供給される。
【００５５】
リザーバタンク１３ｃには、高濃度酸性溶液として濃度が例えば１ｍｏｌ／Ｌの塩酸が貯留されている。リザーバタンク１３ｃから樹脂カラム５に高濃度酸性溶液が供給されることによって、回収工程が実行される。リザーバタンク１３ｃから樹脂カラム５への高濃度酸性溶液の供給は、バルブ１５ｃの開閉により制御される。回収工程において、樹脂カラム５の排液口５ａから排出される精製液は、三方弁１６ｂの切り換えに応じて、精製液バイアル１１に供給される。
【００５６】
銅精製装置１０は、不活性ガス供給源から溶解槽２およびリザーバタンク群１３に不活性ガスを供給するために、供給量制御部としてのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１７を備える。不活性ガスは、ＭＦＣ１７を通じて溶解槽２およびリザーバタンク１３ａ〜１３ｃにそれぞれ、選択的に供給される。それぞれのリザーバタンク１３ａ〜１３ｃへの不活性ガスの供給はそれぞれ、バルブ２ｂ、バルブ１４ａ、１４ｂ、１４ｃの開閉により制御される。供給された不活性ガスの圧力によって各種溶液を移動できる。なお、各種溶液の移動に用いられる不活性ガスは、例えばヘリウム（Ｈｅ）や窒素（Ｎ2）などが好適に用いられるが、必ずしもこれらのガスに限定されるものではない。また、精製液バイアル１１および廃液バイアル１２の内部は、バルブ１８を介して真空ポンプに連通している。バルブ１８の開閉によって、精製液バイアル１１および廃液バイアル１２の内部を真空引きして、各種溶液の流入を容易にすることが可能である。
【００５７】
以上のように構成された銅精製装置１０において、溶解工程、吸着工程、洗浄工程、および回収工程を実行することによって、銅を高純度で含む精製液を得ることができる。また、銅精製装置１０において、それぞれのバルブ２ａ、２ｂ、１４ａ〜１４ｃ、１５ａ〜１５ｃ、１８、三方弁１６ｂ、それぞれのリザーバタンク１３ａ〜１３ｃ、およびＭＦＣ１７などの各構成部を制御する制御部を備えてもよい。この場合、制御部が各構成部を制御することによって、上述した銅の精製方法を実行可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１  ニッケルターゲット
２  溶解槽
２ａ、２ｂ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１８  バルブ
３  溶解用酸性溶液
４  キレート樹脂
５  樹脂カラム
５ａ  排液口
１０  銅精製装置
１１  精製液バイアル
１２  廃液バイアル
１３  リザーバタンク群
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  リザーバタンク
１６ｂ  三方弁
１７  マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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