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公開番号2024117070
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-28
出願番号2024012636
出願日2024-01-31
発明の名称リチウム6回収装置および回収方法
出願人東レ株式会社
代理人
主分類B01D 59/38 20060101AFI20240821BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】リチウム6含有液からリチウム6を効率的に回収する装置および回収方法を提供する。
【解決手段】
リチウムイオン含有液からリチウムイオンを移動させるリチウム回収装置であって、前記リチウム回収装置は膜面方向に並列に配置された複数の分離膜を有する分離膜ユニットと、一方の端部に正極として接続する第1電極と、他方の端部に負極として接続する第2電極と、前記複数の分離膜の間である段のいずれかに、前記分離膜ユニットの系外からリチウム含有液を供給するリチウム含有液供給部とを有し、前記第1電源および前記第2電極の電圧の印加により、負極側から濃縮されたリチウム6を回収するリチウム回収装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
リチウム６含有液からリチウム６を回収するリチウム６回収装置であって、
膜面が相対して並列に配置された複数の分離膜を有する分離膜ユニットと、
前記分離膜ユニットの一方の端部に正極として接続する第１電極と、
他方の端部に負極として接続する第２電極と、
前記複数の分離膜の間である段のいずれかに、リチウム６含有液を供給するリチウム６含有液供給部と、
前記第１電極および前記第２電極の電圧の印加により、負極側から濃縮されたリチウム６を回収する回収部とを備えるリチウム６回収装置。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記リチウム６含有液供給部を、前記段のうち中段に備える請求項１に記載のリチウム６回収装置。
【請求項３】
前記段のリチウム６含有液を撹拌する機構を備える請求項１に記載のリチウム６の回収装置。
【請求項４】
リチウム６含有液からリチウム６を回収するリチウム６の回収方法であって、
複数の分離膜を膜面が相対するように並列に配置した分離膜ユニットと、
前記分離膜ユニットの一方の端部に正極として接続する第１電極と、
他方の端部に負極として接続する第２電極とからなるリチウムイオン含有液からリチウムイオンを移動させるリチウム回収装置を用いたリチウムの製造方法であって、
前記複数の分離膜の間である段のいずれかに、前記リチウム６含有液を供給し、
前記第１電極および前記第２電極の電圧の印加により、負極側から濃縮されたリチウム６を回収するリチウム６の回収方法。
【請求項５】
前記段のうち中段に前記リチウム６含有液を供給する請求項４に記載のリチウム６の回収方法。
【請求項６】
前記リチウム６含有液が、前記段の負極から正極へ還流される請求項４に記載のリチウム６の回収方法。
【請求項７】
前記段のリチウム６含有液を撹拌する請求項４に記載のリチウム６の回収方法。
【請求項８】
前記還流が間欠的に行われる請求項６に記載のリチウム６の回収方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウム６含有液からリチウム６を回収するリチウム６回収装置およびリチウム６回収方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池の材料や、核融合炉の燃料の製造において使用されるため、産業上におけるリチウムの重要性が高まっている。例えば、核融合炉においては、核融合の燃料となる三重水素は、リチウムを用いて生産されるため、大量のリチウムが必要とされる。特に核融合に用いるリチウムは、同位体であるリチウム６が必要になるが、希少であるため十分な量を確保することが難しい。
【０００３】
リチウム６を精製する方法としては、アマルガム法が知られているが、高効率な精製方法として、特許文献１、２には、海水中において吸着体にリチウム（イオン）を選択的に吸着させ、その後に吸着体からリチウムを脱離させ回収する技術が記載されている。
【０００４】
また、特許文献３には、分離膜の両面に正極と負極を配置させ、電圧を印加して回収液へリチウムを移動させる方法が記載されており、高い選択性でリチウムイオンを特に効率的に回収することができる。実際に上記のようなリチウム回収装置を特定の場所（例えば南米の塩湖等）で大規模に設置して使用することによって、大量のリチウムを得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－１６１７９４号公報
特表２０１２－５０４１９０号公報
特開２０１９－０８１９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、リチウム６の分離性能が低いので、リチウム６の純度や回収率が十分でなかった。そこで本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、リチウム含有液からリチウム６を効率的に回収する装置およびリチウム６回収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】
【０００７】
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、リチウム６回収装置の分離性能を大幅に改善した。本発明は、以下の構成を要旨とするものである。
（１）リチウム６含有液からリチウム６を回収するリチウム６回収装置であって、
膜面が相対して並列に配置された複数の分離膜を有する分離膜ユニットと、
前記分離膜ユニットの一方の端部に正極として接続する第１電極と、
他方の端部に負極として接続する第２電極と、
前記複数の分離膜の間である段のいずれかに、リチウム６含有液を供給するリチウム６含有液供給部と、
前記第１電極および前記第２電極の電圧の印加により、負極側から濃縮されたリチウム６を回収する回収部とを備えるリチウム６回収装置。
（２）前記リチウム６含有液供給部を、前記段のうち中段に備える上記（１）に記載のリチウム６回収装置。
（３）前記段のリチウム６含有液を撹拌する機構を備える上記（１）に記載のリチウム６の回収装置。
（４）リチウム６含有液からリチウム６を回収するリチウム６の回収方法であって、
複数の分離膜を膜面が相対するように並列に配置した分離膜ユニットと、
前記分離膜ユニットの一方の端部に正極として接続する第１電極と、
他方の端部に負極として接続する第２電極とからなるリチウムイオン含有液からリチウムイオンを移動させるリチウム回収装置を用いたリチウムの製造方法であって、
前記複数の分離膜の間である段のいずれかに、前記リチウム６含有液を供給し、
前記第１電極および前記第２電極の電圧の印加により、負極側から濃縮されたリチウム６を回収するリチウム６の回収方法。
（５）前記段のうち中段に前記リチウム６含有液を供給する上記（４）に記載のリチウム６の回収方法。
（６）前記リチウム６含有液が、前記段の負極から正極へ還流される上記（４）に記載のリチウム６の回収方法。
（７）前記段のリチウム６含有液を撹拌する上記（４）に記載のリチウム６の回収方法。
（８）前記還流が間欠的に行われる上記（６）に記載のリチウム６の回収方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、リチウム６を含有する液体から、高効率にリチウム６を回収可能なリチウム回収装置およびリチウム６の回収方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１はリチウム６回収装置の構成を示す一例である。
図２はリチウム６回収装置の構成を示す他の一例である。
図３は分離膜の構成を示す一例である。
図４はリチウム６回収装置の構成を示す他の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．リチウム６回収装置
本発明のリチウム回収装置は、例えば図１に示すような構成を有する。つまり、膜面が相対して並列に配置された複数の分離膜１０を有する分離膜ユニットと、分離膜ユニットの一方の端部に正極として接続する第１電極１１と、他方の端部に負極として接続する第２電極１２とを有している。分離膜１０が仕切りとなり、複数の分離膜１０の間にはリチウム６含有液が満たされ、段５を形成している。この段５のいずれかにおいて、リチウム６含有液を供給するために処理槽の一部に設けられた供給部６を有しており、リチウム６含有液１００が分離膜ユニットの系外から供給される。そして、第１電極１１および前記第２電極１２の電圧の印加により、負極側から濃縮されたリチウム６を回収するための回収部７を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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