(57)【要約】【課題】陽イオン交換型抽出剤を簡易な工程で容易に鹸化することが可能な陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法を提供する。【解決手段】濃度が３ｍｏｌ／Ｌ以上の金属水酸化物の水溶液を陽イオン交換型抽出剤に混合して、該陽イオン交換型抽出剤の水酸基を構成する水素を前記金属酸化物を構成する金属と置換する鹸化反応を行い、単一の相からなる抽出溶媒を得る鹸化工程を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度が３ｍｏｌ／Ｌ以上の金属水酸化物の水溶液を陽イオン交換型抽出剤に混合して、該陽イオン交換型抽出剤の水酸基を構成する水素を前記金属水酸化物を構成する金属と置換する鹸化反応を行い、単一の相からなる抽出溶媒を得る鹸化工程を備えたことを特徴とする陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法。
【請求項２】
前記金属水酸化物は、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物であることを特徴とする請求項１記載の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法。
【請求項３】
前記陽イオン交換型抽出剤は、前記鹸化工程に先立って、予め有機溶媒で希釈した形態で用いることを特徴とする請求項１または２記載の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法。
【請求項４】
前記鹸化反応による前記抽出溶媒の鹸化率は、５０％以上、９０％以下の範囲であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項記載の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法。
【請求項５】
前記陽イオン交換型抽出剤の前記有機溶媒に対する濃度は、２０ｖｏｌ％以上、５０ｖｏｌ％以下の範囲であることを特徴とする請求項３ないし４いずれか一項記載の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法。
【請求項６】
前記鹸化工程は、前記陽イオン交換型抽出剤に対する前記金属水酸化物の水溶液の添加量を制御することによって、前記陽イオン交換型抽出剤を任意の鹸化率で鹸化させる工程であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか一項記載の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか一項記載の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法によって得られた、金属置換型の陽イオン交換型抽出剤を用いて、希土類元素を含む原料から希土類元素を分離することを特徴とする希土類元素の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法、およびこの鹸化方法によって鹸化された金属置換型の陽イオン交換型抽出剤を用いた希土類元素の分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
希土類元素を含む原料、例えば、バストネサイト、モナザイトなどの鉱石から希土類元素を抽出する方法の１つとして、陽イオン交換型抽出剤を用いた希土類元素の抽出方法が知られている。こうした陽イオン交換型抽出剤を用いた希土類元素の抽出方法は、陽イオン交換型抽出剤を有機溶媒に希釈した有機相（有機溶液相）に、希土類元素を含む水溶液からなる水相（水溶液相）を加え、撹拌等によって所望の希土類元素を有機相に移行させることによって、希土類元素を含む水溶液から所望の希土類元素だけを選択的に抽出する方法である。
【０００３】
この抽出時において、水相の水素イオン濃度指数（以下、ｐＨと称する）に応じて、各元素の有機相への移行率が決まっており、特定の陽イオン交換型抽出剤において、水相のｐＨと有機相への移行率との相関関係は、各元素に固有のものである。希土類元素を構成する各元素は、周知のように化学的性質が近似しており、有機相への移行率が最大となる水相のｐＨも、各元素どうしで近接している。このため、希土類元素の各元素どうしを正確に分離するためには、希土類元素を含む水溶液からなる水相のｐＨを正確に制御する必要がある。
【０００４】
しかしながら、陽イオン交換型抽出剤は、希土類元素を抽出する際に、水酸基を構成する酸素と希土類元素とが結合して水素イオンを放出するために、水相のｐＨが低下する。こうしたｐＨの変動によって、希土類元素の各元素どうしを正確に分離するために必要な水相の正確なｐＨ制御が難しくなり、目的元素の効率的な抽出の妨げとなっていた。
【０００５】
このような陽イオン交換型抽出剤による希土類元素の抽出時に水相のｐＨ低下を抑制するために、希土類抽出の前処理として陽イオン交換型抽出剤の水酸基を構成する水素を他の元素で置換する鹸化を行う。例えば、特許文献１では、アンモニアガスロード槽において、陽イオン交換型抽出剤を溶解した有機溶媒をアンモニアにより鹸化している。そして、このアンモニアにより鹸化した有機溶媒と水相とを混合撹拌することによって、希土類元素を抽出する際の水相のｐＨを調整し、抽出目的の元素を正確に抽出分離する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２３７０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示した抽出分離方法では、反応性の気体であるアンモニアガスの取り扱いが煩雑であり、複雑な構造のアンモニアガスロード槽が必要になるという課題があった。また、アンモニアガスの導入によって、希土類元素を抽出した後の排液中に窒素成分が含まれる。窒素成分は環境負荷が高いためにその排出量が制限されており、排液中の窒素成分を除去する工程が別途必要になるなど抽出工程全体が複雑になり、抽出コストが増大するといった課題もあった。
【０００８】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、陽イオン交換型抽出剤を簡易な工程で容易に鹸化することが可能な陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法を提供することを目的とする。
また、希土類元素抽出後の陽イオン交換型抽出剤の排液から、窒素成分の除去を行う必要のない希土類元素の分離方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。即ち、有機相を成す陽イオン交換型抽出剤に対して、高濃度の金属水酸化物水溶液（水相）を用いて鹸化を行うと、水相の全量が有機相に溶解し、単一の相からなる金属置換型の陽イオン交換型抽出剤が得られること見出した。
【００１０】
本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法は、濃度が３ｍｏｌ／Ｌ以上の金属水酸化物の水溶液を陽イオン交換型抽出剤に混合して、該陽イオン交換型抽出剤の水酸基を構成する水素を前記金属水酸化物を構成する金属と置換する鹸化反応を行い、単一の相からなる抽出溶媒を得る鹸化工程を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法によれば、濃度が３ｍｏｌ／Ｌ以上高濃度の金属水酸化物水溶液を用いて、陽イオン交換型抽出剤の鹸化を行うことによって、単一の相である有機相からなる抽出溶媒を得ることができる。こうして鹸化した抽出溶媒を得る際に、有機相と水相の２相に分離することが無いので、鹸化後の有機相と水相との分離工程が不要となり、簡易な工程で効率よく元素の分離抽出用の抽出溶媒を得ることが可能になる。また、陽イオン交換型抽出剤の鹸化後に水相などの排液が生じないので、排液処理工程なども不要にすることができる。
【００１２】
本発明の金属水酸化物は、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物であることが好ましい。
金属水酸化物として、アルカリ金属水酸化物やアルカリ土類金属水酸化物などの強アルカリ性水酸化物を用いることによって、水相を全て有機相中に溶解させるとともに、鹸化率を高めることができる。
【００１３】
本発明における前記陽イオン交換型抽出剤は、前記鹸化工程に先立って、予め有機溶媒で希釈した形態で用いることが好ましい。
陽イオン交換型抽出剤を有機溶媒で希釈した形態で用いることによって、流動性を高めて取扱い性を向上させるとともに、金属水酸化物との鹸化反応を容易にすることができる。
【００１４】
前記鹸化反応による前記陽イオン交換型抽出剤の鹸化率は、５０％以上、９０％以下の範囲であることが好ましい。
陽イオン交換型抽出剤の鹸化率を５０％以上、９０％以下とすることによって、希土類元素の分離に用いた際に、希土類元素の移行効率を高め、かつｐＨの変動幅を小さくすることが可能になる。
【００１５】
本発明の陽イオン交換型抽出剤の前記有機溶媒に対する濃度は、２０ｖｏｌ％以上、５０ｖｏｌ％以下の範囲であることが好ましい。
陽イオン交換型抽出剤の前記有機溶媒に対する濃度を２０ｖｏｌ％以上、５０ｖｏｌ％以下の範囲にすることによって、単一の相からなり、鹸化率が１００％まで高められた陽イオン交換型抽出剤を得ることが可能になる。
【００１６】
前記鹸化反応では、前記陽イオン交換型抽出剤に対する前記金属水酸化物の水溶液の添加量を制御することによって、前記陽イオン交換型抽出剤を任意の鹸化率で鹸化させることが好ましい。
これによって、陽イオン交換型抽出剤に対して金属水酸化物の水溶液の添加量を増減させるだけで、所望の鹸化率で鹸化された陽イオン交換型抽出剤を容易に得ることができる。
【００１７】
本発明の希土類元素の分離方法は、前記各項記載の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法によって得られた、金属置換型の陽イオン交換型抽出剤を用いて、希土類元素を含む原料から希土類元素を分離することを特徴とする。
【００１８】
本発明の希土類元素の分離方法によれば、窒素を含まない金属水酸化物によって鹸化を行った陽イオン交換型抽出剤を希土類元素の分離に用いることによって、希土類元素の抽出後の排液に窒素が含まれることが無い。よって、環境負荷の大きい窒素を排液中から分離する設備が不要となり、簡易な工程で低コストに希土類元素の分離を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法によれば、陽イオン交換型抽出剤を簡易な工程で容易に鹸化することが可能になる。
また、本発明の希土類元素の分離方法によれば、元素抽出後の陽イオン交換型抽出剤の排液から、窒素成分の除去を行う必要のない希土類元素の分離方法を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】負荷器の構成を示す断面図である。
【図３】ＰＣ−８８ＡとＮａＯＨとの鹸化反応を示す反応式である。
【図４】本発明の希土類元素の分離方法を示すフローチャートである。
【図５】ＮａＯＨにより鹸化したＰＣ−８８Ａと希土類元素との置換反応を示す反応式である。
【図６】検証例１における鹸化後の抽出溶媒の外観を示す写真である。
【図７】検証例２における鹸化後の抽出溶媒の外観を示す写真である。
【図８】検証例３における鹸化後の抽出溶媒の外観を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法、希土類元素の分離方法について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２２】
（陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法）
本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法について説明する。
図１は、陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法を示すフローチャートである。
本発明の陽イオン交換型抽出剤は、例えば、希土類元素の分離抽出に用いられ、希土類元素の抽出工程に用いる前に、予め陽イオン交換型抽出剤の水酸基の水素を金属と置換させる鹸化を行う。以下の説明においては、陽イオン交換型抽出剤の水酸基を構成する水素を金属に置換することを鹸化と称する。
【００２３】
鹸化に用いる陽イオン交換型抽出剤としては、2−エチルヘキシル−2−エチルヘキシル−ホスホン酸（ＰＣ−８８Ａ）、ビス（2−エチルヘキシル）リン酸（Ｂ２ＥＨＰＡ）、ジ−2−エチルヘキシルリン酸（Ｄ２ＥＨＰＡ）、モノ−２−エチルヘキシルホスホン酸モノ−2−エチルヘキシルエステル（Ｍ２ＥＨＰＡ）などが挙げられる。本実施形態では、陽イオン交換型抽出剤としてＰＣ−８８Ａを用いた。
【００２４】
最初に、ＰＣ−８８Ａを有機溶媒、例えばケロシンに溶解して希釈する（抽出液希釈工程Ｓ１）。ＰＣ−８８Ａの濃度は、例えば、２０ｖｏｌ％以上、５０ｖｏｌ％以下の範囲にすることが好ましい。なお、ＰＣ−８８Ａの有機溶媒に対する濃度は、後述する鹸化工程における鹸化率に影響を及ぼすため、目的とする鹸化率に応じてＰＣ−８８Ａの有機溶媒に対する濃度を選択することが好ましい。本実施形態では、ＰＣ−８８Ａの濃度が２０−５０ｖｏｌ％となるようにケロシンに溶解したＰＣ−８８Ａのケロシン溶液（以下、未鹸化溶液と称することがある）を用いている。なお、ＰＣ−８８Ａを溶解する有機溶媒としては、ケロシン以外にも、例えば、ドデカン、シクロヘキサンなどが挙げられる。
【００２５】
一方、ＰＣ−８８Ａを鹸化させる（水素と金属とを置換する）ための鹸化剤液を作成する（鹸化剤作成工程Ｓ２）。鹸化剤液としては、高濃度の金属水酸化物の水溶液が用いられる。金属水酸化物としては、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物などの強アルカリ性化合物を用いることが好ましい。具体例として、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）が挙げられる。本実施形態においてはＮａＯＨを用いた。
【００２６】
鹸化剤液となるＮａＯＨ水溶液は、濃度の下限が３ｍｏｌ／Ｌのものを用いる。具体的には、ＮａＯＨ１２０ｇ以上を純水に溶解して１Ｌ（リットル）としたものを用いる。ＮａＯＨ水溶液の濃度の上限は特に限定されないが、ＮａＯＨの溶解度（５２．２ｗｔ％（２０℃））以下であればよい。こうしたＮａＯＨ水溶液の濃度は、後述する鹸化工程での鹸化率に影響を及ぼすため、目的とする鹸化率に応じて３ｍｏｌ／Ｌ以上、溶解度以下の範囲でＮａＯＨ水溶液の濃度が選択されればよい。
【００２７】
次に、未鹸化溶液（有機相）と鹸化剤液（水相）とを図２に示す負荷器１０に導入する。負荷器１０は、例えば、有機相と水相とを混合し、その後、有機相と水相とを分相する装置であり、液体の混合手段を備えた混合部１１と、この混合部１１のオーバーフロー部分に連通する分相部１２とからなる液槽１３を備えている。
【００２８】
未鹸化溶液と鹸化剤液は、まず混合部１１に流入する。この混合部１１で、未鹸化溶液と鹸化剤液とが混合される（鹸化、溶解工程Ｓ３）。混合によって、図３に示すように、ＰＣ−８８Ａの水酸基（−ＯＨ）を構成する水素（Ｈ）が、ＮａＯＨ水溶液のナトリウム（Ｎａ）と置換し、同時に水（Ｈ２Ｏ）が生じる（鹸化反応）。
【００２９】
そして、この未鹸化溶液（有機相）と鹸化剤（水相）との鹸化反応時に、水相が全て有機相に溶解し、単一の相である有機相からなる抽出溶媒が得られる（Ｓ４）。従来、金属水酸化物を用いたＰＣ−８８Ａの鹸化では、有機相と水相とは二層に分離することが知られていたが、本発明によれば、３ｍｏｌ／Ｌ以上の高濃度のＮａＯＨ水溶液を用いて鹸化することによって、水相が全て有機相に溶解し、全体が均一な有機相からなる鹸化済のＰＣ−８８Ａのケロシン溶液（抽出溶媒）が得られることが見出された。
【００３０】
ＰＣ−８８Ａの鹸化時に、水相を全て有機相に溶解させ、単一の相である有機相からなる抽出溶媒を得るためには、ＰＣ−８８Ａのケロシン溶液の濃度、および鹸化剤液であるＮａＯＨ水溶液の濃度が重要である。ＰＣ−８８Ａのケロシンに対する濃度は、２０ｖｏｌ％以上であると、ＰＣ−８８Ａの鹸化率が９０％程度を確保できる。このため、ＰＣ−８８Ａのケロシンに対する濃度を２０ｖｏｌ％よりも高濃度にすることが好ましい。
【００３１】
一方、ＮａＯＨ水溶液の濃度は、３ｍｏｌ／Ｌ以上とする。ＮａＯＨ水溶液の濃度が３ｍｏｌ／Ｌ未満であると、鹸化後の有機相に水相が全量溶解せずに、その一部が水相のまま有機相に対して分離し、有機相と水相の２相になる。また、低鹸化率では有機相が白濁して抽出溶媒としての作用が劣化するおそれもある。
【００３２】
このようにして混合部１１で単一の相である有機相として形成された鹸化後の抽出溶媒は、負荷器１０の分相部１２に流出するが、混合部１１で得られた抽出溶媒は単一の相（有機相）であり、複数の相に分相することは無いので、そのまま負荷器１０から全量排出されて、元素の抽出溶媒として用いられる。
【００３３】
このように、本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法によって得られた、鹸化済（水酸基の水素と金属とを置換したもの）の抽出溶媒は、相分離等の分離操作を経ずとも、透明で単一な相である有機相の溶液となっており、これをそのまま、例えば希土類元素の分離抽出に用いることができる。
【００３４】
以上のように、本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法によれば、高濃度の金属水酸化物水溶液、例えば３ｍｏｌ／Ｌ以上のＮａＯＨ水溶液を用いて、陽イオン交換型抽出剤、例えばＰＣ−８８Ａの鹸化（水酸基の水素と金属とを置換反応）を行うことによって、単一の相である有機相からなる抽出溶媒を得ることができる。こうして鹸化した抽出溶媒を得る際に、有機相と水相の２相に分離することが無いので、相分離等の分離操作を備える必要が無く、また、水相などの排液も生じない。よって、簡易な工程で効率よく元素の分離抽出用の抽出溶媒を得ることが可能になる。
【００３５】
（希土類元素の分離方法）
次に、上述した本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法によって得られた抽出溶媒を用いた、希土類元素の分離方法について説明する。
図４は、本発明の希土類元素の分離方法を示すフローチャートである。
本発明の希土類元素の分離方法によって、原料、例えば希土類元素を含む鉱石からそれぞれの希土類元素を個別に抽出して分離する際には、まず、上述した本発明の陽イオン交換型抽出剤の鹸化方法によって得られた抽出溶媒、即ち、高濃度の金属水酸化物によって鹸化した陽イオン交換型抽出剤、例えばＰＣ−８８Ａの抽出溶媒を用意する（Ｓ１１）。この抽出溶媒は、窒素Ｎを含まない鹸化剤によって鹸化されているので、その組成中に窒素を殆ど含んでいない。
【００３６】
一方、原料である希土類元素を含む鉱石としては、例えば、バストネサイト、モナザイトなどが挙げられる。こうした希土類元素を含む鉱石を、例えば、無機酸などによって溶解する（Ｓ１２）。そして、この希土類元素を含む原料溶液（水相）と、鹸化済みの抽出溶媒（有機相）とを多段分離器に導入して混合する（抽出工程Ｓ１３）。
【００３７】
原料溶液と抽出溶媒との混合によって、原料溶液である水相に含まれる希土類元素は、有機相である抽出溶媒に移行する。即ち、図５に示すように、抽出溶媒に含まれるＮａＯＨにより鹸化したＰＣ−８８Ａの（−ＯＮａ）基を構成するＮａと、希土類元素ＲＥとが置換して、希土類元素ＲＥがＰＣ−８８Ａに捕捉される。
【００３８】
この抽出工程Ｓ１３において、ＮａＯＨにより鹸化したＰＣ−８８Ａの（−ＯＮａ）基を構成するＮａと置換される希土類元素ＲＥの種類は、水相のｐＨに応じて変わる。即ち、特定の希土類元素をＰＣ−８８Ａで捕捉するためには、水相を対応するｐＨに保つ必要がある。
【００３９】
本発明の希土類元素の分離方法で用いる抽出溶液は、鹸化によってＰＣ−８８Ａの水酸基を構成するＨをＮａと置換してあるので、ＰＣ−８８Ａが特定の希土類元素を捕捉した際に水素イオン（プロトン）が放出されることが無い。本実施形態では、例えば、希土類元素と置換されたＮａイオンが放出される。こうしたＮａイオンはｐＨを低下させることがない。よって、抽出工程において抽出溶媒のｐＨが低下することがなく、目的の希土類元素だけを高精度に抽出することができる。
【００４０】
この後、目的の希土類元素を移行させた抽出溶液（有機相）と、希土類元素の原料溶液（水相）とを静置して分相する（分相工程Ｓ１４）。そして、抽出溶液（有機相）から希土類元素を回収する（Ｓ１５）ことによって目的の希土類元素を得ることができる。
なお、他の希土類元素の抽出量が最大となるｐＨに調節された抽出溶液（有機相）を用いて、抽出工程と分相工程とを繰り返すことによって、原料溶液（水相）に含まれる複数の希土類元素を個々に分離して回収することができる（多段抽出）。
【００４１】
一方、希土類元素が抽出された後の原料溶液（水相）は、ＰＣ−８８Ａの鹸化工程においてアンモニアなど窒素を含む鹸化剤を用いていないので、希土類元素との置換によって原料溶液（水相）に窒素が移行することが無い。よって、原料溶液（水相）の処理時に、処理コストのかかる窒素除去工程（脱窒工程）での窒素処理量を軽減し、あるいは、窒素除去工程を設ける必要が無く、原料溶液（水相）の排液処理を簡易な構成とすることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明の効果を検証した検証結果について説明する。
（検証例１）
抽出剤としてＰＣ−８８Ａを用い、このＰＣ−８８Ａをケロシンに溶解してＰＣ−８８Ａのケロシン溶液（未鹸化溶液）を作製した。ＰＣ−８８Ａの濃度は３０ｖｏｌ％（０．９ｍｏｌ／Ｌ）とした。
一方、鹸化剤液として、ＮａＯＨを水に溶解したＮａＯＨ水溶液を作製した。ＮａＯＨの濃度は、１０ｍｏｌ／Ｌ、７ｍｏｌ／Ｌ、５ｍｏｌ／Ｌ、３ｍｏｌ／Ｌ、１ｍｏｌ／Ｌの５種類とした。
【００４３】
そして、ＰＣ−８８Ａに対して、鹸化率が５％から１１０％まで増加するように、それぞれの鹸化剤液を増加させつつ混合した。鹸化率の制御は、鹸化剤液の添加量を制御することによって行った。そして、鹸化率が５％、１０％、２５％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、９０％、１００％、１１０％の各段階で、抽出溶媒の外観を観察した。なお、ＮａＯＨ水溶液（鹸化剤液）の濃度と添加量、ＰＣ−８８Ａケロシン溶液の濃度と添加量、および鹸化率との関係を式１に示す。
鹸化率（％）＝｛（ＮａＯＨの濃度[mol/L]×添加量[L]）／（ＰＣ−８８Ａの濃度[mol/L]×添加量[L]）｝×１００・・・（式１）
【００４４】
そして、鹸化後の抽出溶媒の状態、即ち、有機相と水相との分離の有無、および白濁の有無を目視によって確認した。こうした検証例１の結果について、ＮａＯＨ水溶液の濃度が１０ｍｏｌ／Ｌの場合を表１に、７ｍｏｌ／Ｌの場合を表２に、５ｍｏｌ／Ｌの場合を表３に、３ｍｏｌ／Ｌの場合を表４に、１ｍｏｌ／Ｌの場合を表５に、それぞれ示す。また、いくつかのサンプルについて、抽出溶媒の外観を示す写真を図６に示す。それぞれの写真と鹸化率との対応は、それぞれの表の下部に示す。また、各写真の液体内部の実線は、有機相と水相との界面位置を示すものである。
【００４５】
【表１】
2015227484.tif 000003
【００４６】
【表２】
2015227484.tif 000004
【００４７】
【表３】
2015227484.tif 000005
【００４８】
【表４】
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【００４９】
【表５】
2015227484.tif 000007
【００５０】
表１〜５に示す結果によれば、ＮａＯＨ水溶液の濃度が１ｍｏｌ／Ｌでは、いずれの鹸化率においても、２相に分離し、単一の相からなる抽出溶媒は得られなかった。濃度が３ｍｏｌ／Ｌでは、透明な単一の相からなる抽出溶媒が鹸化率７０〜８０％の範囲で得られた。
【００５１】
一方、ＮａＯＨ水溶液の濃度が５ｍｏｌ／Ｌ、７ｍｏｌ／Ｌでは、鹸化率が５〜８０％の広い範囲で単一の相からなる抽出溶媒が得られ、特に鹸化率６０〜８０％の間では透明な単一の相からなる抽出溶媒を得ることができた。更に、濃度が１０ｍｏｌ／Ｌでは、鹸化率が５〜９０％の広い範囲で、単一の相からなる抽出溶媒が得られ、特に鹸化率５０〜９０％といった広い範囲で透明な単一の相からなる抽出溶媒を得ることができた。
なお、いずれの濃度においても、鹸化率が１００％以上では、有機相と水相の２相に分離することが確認された。
【００５２】
以上の結果より、ＮａＯＨ水溶液（鹸化剤液）の濃度を５ｍｏｌ／Ｌ以上とすることによって、広い鹸化率の範囲で安定して単一の相からなる抽出溶媒、即ち、水相が有機相に全て溶解した抽出溶媒が得られることが確認された。
【００５３】
（検証例２）
抽出剤としてＰＣ−８８Ａを用い、このＰＣ−８８Ａをケロシンに溶解してＰＣ−８８Ａのケロシン溶液（未鹸化溶液）を作製した。ＰＣ−８８Ａケロシン溶液の濃度は、２０ｖｏｌ％（０．６ｍｏｌ／Ｌ）、３０ｖｏｌ％（０．９ｍｏｌ／Ｌ）、５０ｖｏｌ％（１．５ｍｏｌ／Ｌ）の３種類とした。
一方、鹸化剤液として、ＮａＯＨを水に溶解したＮａＯＨ水溶液を作製した。ＮａＯＨ水溶液の濃度は、１０ｍｏｌ／Ｌとした。
【００５４】
そして、それぞれのＰＣ−８８Ａに対して、鹸化率が５％から１１０％まで増加するように鹸化剤液を増加させつつ混合した。鹸化率の制御は、鹸化剤液の添加量を制御することによって行った。そして、鹸化率が５％、１０％、２５％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、９０％、１００％、１１０％の各段階で、抽出溶媒の外観を観察した。鹸化率の制御は、鹸化剤液の添加量を制御することによって行った。
【００５５】
そして、鹸化後の抽出溶媒の状態、即ち、有機相と水相との分離の有無、および白濁の有無を目視によって確認した。こうした検証例２の結果について、ＰＣ−８８Ａケロシン溶液の濃度が２０ｖｏｌ％（０．６ｍｏｌ／Ｌ）の場合を表６に、３０ｖｏｌ％（０．９ｍｏｌ／Ｌ）の場合を表７に、５０ｖｏｌ％（１．５ｍｏｌ／Ｌ）の場合を表８に、それぞれ示す。また、いくつかのサンプルについて、抽出溶媒の外観を示す写真を図７に示す。それぞれの写真と鹸化率との対応は、それぞれの表の下部に示す。また、各写真の液体内部の実線は、有機相と水相との界面位置を示すものである。
【００５６】
【表６】
2015227484.tif 000008
【００５７】
【表７】
2015227484.tif 000009
【００５８】
【表８】
2015227484.tif 000010
【００５９】
表６〜８に示す結果によれば、ＰＣ−８８Ａケロシン溶液の濃度が２０ｖｏｌ％（０．６ｍｏｌ／Ｌ）および３０ｖｏｌ％（０．９ｍｏｌ／Ｌ）の場合、抽出溶媒を単一の相に保つには、９０％程度の鹸化率が上限であり、濃度が５０ｖｏｌ％（１．５ｍｏｌ／Ｌ）の場合、抽出溶媒を単一の相に保ちつつ鹸化率を１００％まで高められることが確認された。
（検証例３）
抽出剤としてＰＣ−８８Ａを用い、このＰＣ−８８Ａをケロシンに溶解してＰＣ−８８Ａのケロシン溶液（未鹸化溶液）を作製した。ＰＣ−８８Ａケロシン溶液の濃度は３０ｖｏｌ％（０．９ｍｏｌ／Ｌ）とした。
一方、鹸化剤液として、ＮａＯＨを水に溶解したＮａＯＨ水溶液と、ＫＯＨを水に溶解したＫＯＨ水溶液とを作製した。ＮａＯＨ水溶液およびＫＯＨ水溶液の濃度は、それぞれ１０ｍｏｌ／Ｌとした。
【００６０】
そして、ＰＣ−８８Ａに対して、鹸化率が５％から１１０％まで増加するようにＮａＯＨ水溶液およびＫＯＨ水溶液をそれぞれ混合した。鹸化率の制御は、鹸化剤液の添加量を制御することによって行った。そして、鹸化率が５％、１０％、２５％、４０％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、９０％、１００％、１１０％の各段階で、抽出溶媒の外観を観察した。鹸化率の制御は、鹸化剤液の添加量を制御することによって行った。
【００６１】
そして、鹸化後の抽出溶媒の状態、即ち、有機相と水相との分離の有無、および白濁の有無を目視によって確認した。こうした検証例３の結果について、鹸化剤液としてＮａＯＨ水溶液を用いた場合を表９に、ＫＯＨ水溶液を用いた場合を表１０にそれぞれ示す。また、いくつかのサンプルについて、抽出溶媒の外観を示す写真を図８に示す。それぞれの写真と鹸化率との対応は、それぞれの表の下部に示す。また、各写真の液体内部の実線は、有機相と水相との界面位置を示すものである。
【００６２】
【表９】
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【００６３】
【表１０】
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【００６４】
表９、１０に示す結果によれば、鹸化剤液としてＮａＯＨ水溶液とＫＯＨ水溶液のどちらを用いた場合でも、鹸化率５〜９０％といった広い範囲で単一の相からなる抽出溶媒が得られることが確認された。これにより、アルカリ金属水酸化物やアルカリ土類金属水酸化物など強アルカリ性水酸化物の高濃度水溶液を用いてＰＣ−８８Ａの鹸化を行えば、単一の相からなる抽出溶媒が得られることが推定される。
【符号の説明】
【００６５】
１０  負荷器
１１  混合部
１２  分相部
【図１】
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【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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【図８】
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