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公開番号2024152042
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2023065952
出願日2023-04-13
発明の名称希釈剤選択支援装置、希釈剤選択支援方法、およびプログラム
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人,個人
主分類B01D 11/04 20060101AFI20241018BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】溶媒抽出法における希釈剤の選択を支援可能な希釈剤選択支援装置を提供する。
【解決手段】希釈剤選択支援装置は、抽出剤分子および候補となる複数の希釈剤分子の分子情報を取得する分子情報取得部と、前記複数の希釈剤分子のそれぞれを使用した場合における有機相と水相とを含む立体モデルを生成する立体モデル生成部と、前記立体モデルにおいて分子動力学計算を行い、前記有機相と前記水相との界面における圧力テンソル、および抽出対象の金属イオンと前記金属イオンの周囲に存在する前記抽出剤分子の座標を算出する分子動力学計算部と、前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記圧力テンソルに基づいて、前記界面における界面張力を算出する界面張力算出部と、前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記抽出剤分子の前記座標に基づいて、前記金属イオンを中心とする動径分布関数を算出する動径分布関数算出部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
溶媒抽出法における希釈剤の選択を支援するための希釈剤選択支援装置であって、
抽出剤分子および候補となる複数の希釈剤分子の分子情報を取得する分子情報取得部と、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれを使用した場合における有機相と水相とを含む立体モデルを生成する立体モデル生成部と、
前記立体モデルにおいて分子動力学計算を行い、前記有機相と前記水相との界面における圧力テンソル、および抽出対象の金属イオンと前記金属イオンの周囲に存在する前記抽出剤分子の座標を算出する分子動力学計算部と、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記圧力テンソルに基づいて、前記界面における界面張力を算出する界面張力算出部と、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記抽出剤分子の前記座標に基づいて、前記金属イオンを中心とする動径分布関数を算出する動径分布関数算出部と、を備える、希釈剤選択支援装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
算出された前記界面張力、および前記動径分布関数に基づいて希釈剤を選択する希釈剤選択部をさらに備える、請求項１に記載の希釈剤選択支援装置。
【請求項３】
前記立体モデル生成部は、構造最適化計算によって前記希釈剤分子がランダムに配置された前記立体モデルを生成する、請求項１または請求項２に記載の希釈剤選択支援装置。
【請求項４】
前記分子動力学計算部は、昇温計算、ＮＶＴ計算およびＮＰＴ計算の少なくともいずれかを行って、前記圧力テンソルを算出する、請求項１または請求項２に記載の希釈剤選択支援装置。
【請求項５】
前記複数の希釈剤分子のそれぞれについての希釈剤を示す名称と、算出された前記界面張力を示す情報と、前記動径分布関数を示す情報とを関連付けて表示する表示部をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の希釈剤選択支援装置。
【請求項６】
溶媒抽出法における希釈剤の選択を支援するためのコンピュータが実行する希釈剤選択支援方法であって、
抽出剤分子および候補となる複数の希釈剤分子の分子情報を取得するステップと、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれを使用した場合における有機相と水相とを含む立体モデルを生成するステップと、
前記立体モデルにおいて分子動力学計算を行って、前記有機相と前記水相の界面における圧力テンソル、および抽出対象の金属イオンと前記金属イオンの周囲に存在する前記抽出剤分子の座標を算出するステップと、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記圧力テンソルに基づいて、前記界面における界面張力を算出するステップと、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記座標に基づいて、前記金属イオンを中心とする動径分布関数を算出するステップと、を備える、希釈剤選択支援方法。
【請求項７】
溶媒抽出法における希釈剤の選択を支援するためのコンピュータに、
抽出剤分子および候補となる複数の希釈剤分子の分子情報を取得するステップと、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれを使用した場合における有機相と水相とを含む立体モデルを生成するステップと、
前記立体モデルにおいて分子動力学計算を行って、前記有機相と前記水相の界面における圧力テンソル、および抽出対象の金属イオンと前記金属イオンの周囲に存在する前記抽出剤分子の座標を算出するステップと、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記圧力テンソルに基づいて、前記界面における界面張力を算出するステップと、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記座標に基づいて、前記金属イオンを中心とする動径分布関数を算出するステップと、を実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、希釈剤選択支援装置、希釈剤選択支援方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
水溶液に含まれる金属イオンを選択的に抽出する方法の一つに溶媒抽出法（ＳＸ：ＳｏｌｖｅｎｔＥｘｔｒａｃｔｉｏｎ）がある。溶媒抽出法では互いに混じり合わない２相が用いられるが、有機相（有機溶媒）と水相（水溶液）の組み合わせが広く用いられている。水相中の金属イオンは、有機相に添加された抽出剤と２相界面付近で結合し、有機相中へ移動する。そのため、界面の安定性（相分離性）は金属イオンの抽出平衡や抽出速度に大きな影響を与える。
【０００３】
相分離性は有機溶媒（希釈剤とも呼ばれる）や抽出剤の組み合わせで変化し、希釈剤の比重や界面張力、粘度が大きく影響する。また、系の温度とも関連する。特に、界面張力が大きいときは相分離性がよい。
【０００４】
そこで、界面張力に基づいて、溶媒抽出に用いる希釈剤を選択する方法が研究されている。例えば、特許文献１には、相分離した状態の超薄膜を測定することからなる遠心液膜法によって界面張力を測定する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第３７５１４３７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、上述した従来の技術を用いて、実験的に界面張力を測定して希釈剤を選択することは、候補となる希釈剤が多くなると時間とコストがかかってしまうという問題がある。また、相分離性以外の要素も加味して、より最適な希釈剤の選択が求められるようになっている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、溶媒抽出法における希釈剤の選択を支援可能な希釈剤選択支援装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る希釈剤選択支援装置は、
溶媒抽出法における希釈剤の選択を支援するための希釈剤選択支援装置であって、
抽出剤分子および候補となる複数の希釈剤分子の分子情報を取得する分子情報取得部と、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれを使用した場合における有機相と水相とを含む立体モデルを生成する立体モデル生成部と、
前記立体モデルにおいて分子動力学計算を行い、前記有機相と前記水相との界面における圧力テンソル、および抽出対象の金属イオンと前記金属イオンの周囲に存在する前記抽出剤分子の座標を算出する分子動力学計算部と、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記圧力テンソルに基づいて、前記界面における界面張力を算出する界面張力算出部と、
前記複数の希釈剤分子のそれぞれについて算出された前記抽出剤分子の前記座標に基づいて、前記金属イオンを中心とする動径分布関数を算出する動径分布関数算出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
溶媒抽出法における希釈剤の選択を支援可能な希釈剤選択支援装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
希釈剤選択支援装置の機能構成の一例を示す図である。
希釈剤選択支援処理の流れの一例を示すフローチャートである。
希釈剤選択支援装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
立体モデルの一例を示す図である。
抽出剤の分子モデルの一例を示す図である。
界面張力算出結果画面の一例を示す図である。
界面張力算出結果画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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