湿式素材プロセッシング

[3108] 液相三相溶媒抽出によるマンガン, コバルト, ニッケルの相互分離

^〇白山栄¹, 宇田哲也¹ (1.京都大学大学院工学研究科材料工学専攻)

司会: 谷ノ内 勇樹 (東京大学)

キーワード：三相溶媒抽出, 水溶液-水溶液二相系, 水性二層, LIBリサイクル

水溶性ポリマーの水溶液と塩の水溶液からなる水溶液-水溶液二相系に、第三相として有機溶媒相を加えることにより液相三相が形成される。本研究では使用済みリチウムイオン電池正極材料に含まれるマンガン(Mn)、コバルト(Co)およびニッケル(Ni)の三元素を三相溶媒抽出で相互分離することを提案し、キシレン、50wt%ポリエチレングリコール(PEG)水溶液、1mol L^-1硫酸ナトリウム(Na₂SO₄)水溶液からなる液相三相系における各元素の分配挙動を調査した。Mnのキシレン相中への抽出剤としてジエチルヘキシルりん酸(D2EHPA)、CoのPEG-rich相中への抽出剤としてチオシアン酸カリウム(KSCN)を用いた系において分配挙動を調査した結果、CoはpHによらずその95％程度がPEG-rich相に分配した。このようにPEG-rich相にCoが優先的に分配することにより、キシレン/PEG-rich相間におけるCoに対するMnの分離係数(D_Mn/D_Co)はpH 4の場合で1380と、水溶液-非水溶液系の二相溶媒抽出における値(約75)と比較して飛躍的に向上することが示された。