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論文

溶媒抽出法による白金族金属分離に関する最近の研究

成田 弘一*; 鈴木 智也*; 元川 竜平

日本金属学会誌, 81(4), p.157 - 167, 2017/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:60.17(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

Most of the refineries for platinum group metals (PGMs) in Japan have adopted solvent extraction methods for mutual separation of PGMs. Few effective extractants for industrial use have been found although some industrial processes were established in 1970s. Recently, some compounds have been reported as candidates for practical PGM extractants in addition to new concepts for PGM extraction mechanisms. In this review article, we present well-known PGM recovery processes based on solvent extraction, industrial extractants and their properties, and conventional extraction mechanism for PGMs. Additionally, we discuss recent interesting extraction systems (amide-type compounds and ionic liquid) and then introduce new extraction concepts based on the specific interactions at the outer-sphere of a metal complex in the organic phase.

論文

Comparative molecular dynamics study on tri-$$n$$-butyl phosphate in organic and aqueous environments and its relevance to nuclear extraction processes

Mu, J.*; 元川 竜平; Williams, C. D.*; 阿久津 和宏*; 西辻 祥太郎*; Masters, A. J.*

Journal of Physical Chemistry B, 120(23), p.5183 - 5193, 2016/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:35.55(Chemistry, Physical)

A refined model for tri-$$n$$-butyl phosphate (TBP), which uses a new set of partial charges generated from our ab initio density functional theory calculations, has been proposed in this study. Molecular dynamics simulations are conducted to determine the thermodynamic properties, transport properties, and the microscopic structures of liquid TBP, TBP/water mixtures, and TBP/$$n$$-alkane mixtures. These results are compared with those obtained from four other TBP models, previously described in the literature. We conclude that our refined TBP model appears to be the only TBP model from this set that, with reasonable accuracy, can simultaneously predict the properties of TBP in bulk TBP, in organic diluents, and in aqueous solution. This new TBP model is thus appropriate for the simulation of liquid-liquid extraction systems in the nuclear extraction process, where one needs to simultaneously model TBP in both aqueous and organic phases. It is also promising for the investigation of the microscopic structure of the organic phase in these processes and for the characterization of third-phase formation, where TBP again interacts simultaneously with both polar and nonpolar molecules. Because the proposed TBP model uses OPLS-2005 Lennard-Jones parameters, it may be used with confidence to model mixtures of TBP with other species whose parameters are given by the OPLS-2005 force field.

口頭

福島県に局在するバーミキュライト/風化黒雲母懸濁液のメソ構造とセシウムイオンの吸着挙動

元川 竜平; 遠藤 仁*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故により環境中へ放出された放射性セシウムが、福島県を中心に広範な地域に対して環境汚染をもたらした。事故直後、放射性セシウムは大気エアロゾルに付着して輸送され、その後、降雨などの様々な原因によって地表に沈着したと考えられる。地表の放射性セシウムは、水を介して拡散し、土壌に吸着しているが、その中でも特に風化黒雲母・バーミキュライトといった特定の粘土鉱物に濃縮され、強くとり込まれることが明らかにされている。土壌は雨水による湿潤・懸濁と乾燥を繰り返すため、セシウムイオンは環境中で拡散し、徐々に風化黒雲母・バーミキュライトに収着したと考えられる。粘土鉱物中へのセシウムイオン吸着メカニズムの検討は、X線回折法やX線吸収微細構造法、顕微鏡観察などを用いてこれまでに数多くの報告がされている。当然、今回の事故の関連でも、様々な分析による結果が報告されている。この中で、粘土鉱物のナノ-メソスケールの構造を定量的に明らかにして、イオンの吸着挙動との関係を報告した例はない。粘土の結晶ドメインやその界面、微粒子、ボイド等の知見も、セシウムイオンの吸着を理解するために重要と思われるが、この情報を得るためにはナノ-メソスケールの構造を観察する必要がある。そこで我々は、X線小角散乱法を用いて、バーミキュライト・風化黒雲母/セシウム懸濁液の構造解析を行い、セシウムイオンの吸着に伴う粘土鉱物の構造変化を明らかにした。

口頭

BL22XUにおける異常X線小角散乱法の開発

冨永 亜希; 大場 洋次郎; 菖蒲 敬久; 大和田 謙二*; 谷田 肇; 金野 杏彩; 諸岡 聡; 元川 竜平; 熊田 高之

no journal, , 

鉄鋼材料においてCrリッチ相の析出はフェライト相を硬化させ、材料劣化が進行して靭性が低下することが知られている。析出物はナノメートルサイズであるため、この析出過程の分析には小角X線散乱が有力な手段である。しかし、FeとCrは原子番号が近いため、通常はFe相とCr相からの散乱を分離することは困難である。そこで我々は、Crの相分離の様子を観察するため、BL22XUにおいて異常X線小角散乱法(A-SAXS)の開発を行った。

口頭

原子炉材料の放射影響解析を目的とした異常X線小角散乱法の開発

冨永 亜希; 大場 洋次郎; 菖蒲 敬久; 谷田 肇; 大和田 謙二*; 金野 杏彩; 諸岡 聡; 元川 竜平; 熊田 高之

no journal, , 

原子炉材料候補である酸化物分散強化フェライト鋼は熱照射でナノオーダーのCrリッチ相の出現が起こり、脆化する。この原因を探るため、ナノオーダーのCrリッチ相の析出物を解析を目的とした放射光を用いた異常X線小角散乱法(A-SAXS)の開発を行った。その開発結果と材料分析結果を報告する。

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