JP2002228634A - 二価の鉄の検出方法 - Google Patents
二価の鉄の検出方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 塩化第二鉄を主成分として金属を
エッチングする工程または二価と三価の鉄イオンを含有
する廃液処理する工程等において、溶液中の二価の鉄イ
オン濃度を精度よく検出する方法を提供する。 【解決手段】 二価と三価の鉄イオンを含む溶液
を定電位電解し、その電解電流値を測定することにより
二価の鉄イオン濃度を検出する方法。
エッチングする工程または二価と三価の鉄イオンを含有
する廃液処理する工程等において、溶液中の二価の鉄イ
オン濃度を精度よく検出する方法を提供する。 【解決手段】 二価と三価の鉄イオンを含む溶液
を定電位電解し、その電解電流値を測定することにより
二価の鉄イオン濃度を検出する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩化第二鉄を主成
分として金属をエッチングする工程または二価と三価の
鉄イオンを含有する廃液処理する工程等において、溶液
中の二価の鉄イオン濃度を精度よく検出する方法に関す
る。
分として金属をエッチングする工程または二価と三価の
鉄イオンを含有する廃液処理する工程等において、溶液
中の二価の鉄イオン濃度を精度よく検出する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】塩化第二鉄を利用して金属を溶解する方
法は広く使われている。これは、三価の鉄イオンの酸化
力を利用することによって他の金属を溶解するものであ
り、三価の鉄イオン自らは二価の鉄イオンとなる。二価
の鉄イオンになると他の金属を溶解する能力を消失し、
溶液中の三価の鉄イオン濃度がある一定量以下となると
その液は廃棄され、再生業者によって再利用される。
法は広く使われている。これは、三価の鉄イオンの酸化
力を利用することによって他の金属を溶解するものであ
り、三価の鉄イオン自らは二価の鉄イオンとなる。二価
の鉄イオンになると他の金属を溶解する能力を消失し、
溶液中の三価の鉄イオン濃度がある一定量以下となると
その液は廃棄され、再生業者によって再利用される。
【０００３】また、近年の省資源化、再利用化の流れの
中で自社内でのリサイクル使用も行われている。いずれ
の場合も、二価となった鉄イオンを酸化剤と反応させる
ことによって三価の鉄イオンへ再生するものである。使
用する酸化剤の量を最小限とすることは、コストの面で
重要であり、そのためには鉄イオン濃度のモニターが重
要である。
中で自社内でのリサイクル使用も行われている。いずれ
の場合も、二価となった鉄イオンを酸化剤と反応させる
ことによって三価の鉄イオンへ再生するものである。使
用する酸化剤の量を最小限とすることは、コストの面で
重要であり、そのためには鉄イオン濃度のモニターが重
要である。
【０００４】塩化第二鉄あるいは塩酸を使用して金属の
溶解を行った場合の廃棄の目安、いわゆる老化点の管理
については、二価の鉄の濃度によって行う場合もある
が、経験的に溶解した金属の処理量、あるいは定期的な
溶液中の鉄イオン濃度の分析によって行われている。
溶解を行った場合の廃棄の目安、いわゆる老化点の管理
については、二価の鉄の濃度によって行う場合もある
が、経験的に溶解した金属の処理量、あるいは定期的な
溶液中の鉄イオン濃度の分析によって行われている。
【０００５】また、廃液処理を行う場合、環境面から溶
液中の重金属イオンを十分除去することは非常に重要で
ある。塩化鉄溶液に代表されるように、酸を用いて鉄を
主とする金属を溶解した溶液の廃液処理は、中和処理し
金属イオンを沈殿除去する場合が多い。この時、二価の
鉄イオンと三価の鉄イオンが存在していると三価の鉄は
沈殿を生じやすいが、二価の鉄は沈殿化しにくく、十分
な廃液処理ができない。そのため、しばしば中和処理前
に二価の鉄イオンを酸化処理し、すべて三価の鉄イオン
とした後に中和処理が行われている。この場合も、使用
する酸化剤の量を最小限とするために鉄イオン濃度をモ
ニターすることは重要である
液中の重金属イオンを十分除去することは非常に重要で
ある。塩化鉄溶液に代表されるように、酸を用いて鉄を
主とする金属を溶解した溶液の廃液処理は、中和処理し
金属イオンを沈殿除去する場合が多い。この時、二価の
鉄イオンと三価の鉄イオンが存在していると三価の鉄は
沈殿を生じやすいが、二価の鉄は沈殿化しにくく、十分
な廃液処理ができない。そのため、しばしば中和処理前
に二価の鉄イオンを酸化処理し、すべて三価の鉄イオン
とした後に中和処理が行われている。この場合も、使用
する酸化剤の量を最小限とするために鉄イオン濃度をモ
ニターすることは重要である
【０００６】鉄イオン濃度をモニターする方法は種々報
告されている。例えば、O-フェナントロリンとキレート
化させた後吸光光度分析を行う方法、酸化還元滴定分析
で行う方法等がある。しかし、これらの方法はリアルタ
イムで測定する方法ではなく、刻々と鉄イオン濃度が変
化するような場合には誤差が生じてしまう。
告されている。例えば、O-フェナントロリンとキレート
化させた後吸光光度分析を行う方法、酸化還元滴定分析
で行う方法等がある。しかし、これらの方法はリアルタ
イムで測定する方法ではなく、刻々と鉄イオン濃度が変
化するような場合には誤差が生じてしまう。
【０００７】溶液中の鉄イオン濃度を直接測定する方法
として、酸化還元電位を測定する方法があるが、この電
位は二価の鉄イオンと三価の鉄イオンの存在比によって
変化するものであり、鉄イオン濃度の絶対値を示すもの
ではない。また、酸化還元電位は他の元素や溶液の酸濃
度、温度の変化によっても変動する。
として、酸化還元電位を測定する方法があるが、この電
位は二価の鉄イオンと三価の鉄イオンの存在比によって
変化するものであり、鉄イオン濃度の絶対値を示すもの
ではない。また、酸化還元電位は他の元素や溶液の酸濃
度、温度の変化によっても変動する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術における上記したような課題を解決し、溶液中の二
価の鉄イオン濃度を精度よく検出する方法を提供するこ
とにある。
技術における上記したような課題を解決し、溶液中の二
価の鉄イオン濃度を精度よく検出する方法を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鉄イオン
を含有する溶液中において陰極および陽極に白金を用
い、両極間にかかる電位を一定とした定電位電解を行っ
た場合、電解電流値と液中の二価の鉄イオン濃度との間
に相関関係があることを見出し本発明に到達した。すな
わち、本発明は、二価と三価の鉄イオンを含む溶液を定
電位電解し、その電解電流値を測定することにより二価
の鉄イオン濃度を検出する方法に関するものである。
を含有する溶液中において陰極および陽極に白金を用
い、両極間にかかる電位を一定とした定電位電解を行っ
た場合、電解電流値と液中の二価の鉄イオン濃度との間
に相関関係があることを見出し本発明に到達した。すな
わち、本発明は、二価と三価の鉄イオンを含む溶液を定
電位電解し、その電解電流値を測定することにより二価
の鉄イオン濃度を検出する方法に関するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明における定電位電解法は、
陰極の電位を一定に保ちながら電解する方法であり、具
体的には作用極、対極、参照電極を具備したいわゆる３
電極式電位制御装置を用い、鉄イオンを含有する溶液を
電解し電流値を検出する方法である。また、２極式電位
制御装置を用い、作用極と対極に白金を用い、両極間に
かかる電位を一定に保ちながら電解し電流値を検出する
方法を用いることも可能である。
陰極の電位を一定に保ちながら電解する方法であり、具
体的には作用極、対極、参照電極を具備したいわゆる３
電極式電位制御装置を用い、鉄イオンを含有する溶液を
電解し電流値を検出する方法である。また、２極式電位
制御装置を用い、作用極と対極に白金を用い、両極間に
かかる電位を一定に保ちながら電解し電流値を検出する
方法を用いることも可能である。
【００１１】３電極式電位制御装置の場合は、作用極と
対極との電位差、すなわち設定する電位が参照極を基準
とした電位となるのに対して、２極式電位制御装置の場
合は作用極と対極との電位差となるだけである。いずれ
の電位装置を用いる場合も使用する電極間に一定電位が
印加できれば良い。第１図は、３極式電位制御装置を用
いた場合の本発明による装置の概略図、第２図は、２極
式電位制御装置を用いた場合の本発明による装置の概略
図である。
対極との電位差、すなわち設定する電位が参照極を基準
とした電位となるのに対して、２極式電位制御装置の場
合は作用極と対極との電位差となるだけである。いずれ
の電位装置を用いる場合も使用する電極間に一定電位が
印加できれば良い。第１図は、３極式電位制御装置を用
いた場合の本発明による装置の概略図、第２図は、２極
式電位制御装置を用いた場合の本発明による装置の概略
図である。
【００１２】第３図に示すように電極間に印加する電位
と検出される電流値は、ほぼ比例関係にあるが、印加す
る電位が大きすぎると水の電気分解が生じてしまう。二
価の鉄イオンを検出するために電極間に印加する電位は
０．１Ｖから１．２Ｖであり、好ましくは０．３Ｖから
１．０Ｖである。
と検出される電流値は、ほぼ比例関係にあるが、印加す
る電位が大きすぎると水の電気分解が生じてしまう。二
価の鉄イオンを検出するために電極間に印加する電位は
０．１Ｖから１．２Ｖであり、好ましくは０．３Ｖから
１．０Ｖである。
【００１３】作用極および対極の材質は安定で溶解しな
いことが必要であり、耐食性や電極からの汚染を考慮し
てより高純度の白金あるいは金が好ましい。参照電極を
使用する場合、種類は特に限定しないが、取り扱いやす
さの点から銀／塩化銀電極で、電解液の汚染を起こさな
いダブルジャンクション型のものが好ましい。
いことが必要であり、耐食性や電極からの汚染を考慮し
てより高純度の白金あるいは金が好ましい。参照電極を
使用する場合、種類は特に限定しないが、取り扱いやす
さの点から銀／塩化銀電極で、電解液の汚染を起こさな
いダブルジャンクション型のものが好ましい。
【００１４】電極の表面積について特に制限はないが、
表面積は検出電流値に影響するものであり、小さすぎる
と検出される電流値も小さくなるため、１cm2以上ある
ことが好ましい。また、電極間距離、および電解温度
は、安定した電解電流値を検出するためには一定である
ことが好ましい。
表面積は検出電流値に影響するものであり、小さすぎる
と検出される電流値も小さくなるため、１cm2以上ある
ことが好ましい。また、電極間距離、および電解温度
は、安定した電解電流値を検出するためには一定である
ことが好ましい。
【００１５】第４図は、２極式電位制御装置を用いた場
合の塩化鉄溶液中の二価の鉄イオン濃度と電極間に０．
５Ｖ印加時に検出される電流値との関係を示すグラフで
ある。これによると、二価の鉄イオン濃度と電流値との
間に驚くべき相関が示されることがわかる。すなわち、
滴定分析によって測定した二価の鉄イオン濃度の増加に
したがって電解電流値も増加する。あらかじめ二価の鉄
イオン濃度と電解電流値との検量線を求めておき、鉄イ
オンを含有した溶液中に定電位電解のための電極を投入
し電流値を測定することによって瞬時に鉄イオン濃度を
知ることが可能となる。
合の塩化鉄溶液中の二価の鉄イオン濃度と電極間に０．
５Ｖ印加時に検出される電流値との関係を示すグラフで
ある。これによると、二価の鉄イオン濃度と電流値との
間に驚くべき相関が示されることがわかる。すなわち、
滴定分析によって測定した二価の鉄イオン濃度の増加に
したがって電解電流値も増加する。あらかじめ二価の鉄
イオン濃度と電解電流値との検量線を求めておき、鉄イ
オンを含有した溶液中に定電位電解のための電極を投入
し電流値を測定することによって瞬時に鉄イオン濃度を
知ることが可能となる。
【００１６】廃液中の二価の鉄イオンを三価に変換する
場合には、上記のように廃液中に定電位電解のための電
極を投入しておき、測定値を確認しながら過酸化水素等
の酸化剤を徐々に投入していくように制御し、あらかじ
め用意した検量線と比較し、二価の鉄イオンがゼロとな
る値を終点として処理することによって過剰の酸化剤を
使用することなく、二価の鉄イオンを除去することがで
きる。
場合には、上記のように廃液中に定電位電解のための電
極を投入しておき、測定値を確認しながら過酸化水素等
の酸化剤を徐々に投入していくように制御し、あらかじ
め用意した検量線と比較し、二価の鉄イオンがゼロとな
る値を終点として処理することによって過剰の酸化剤を
使用することなく、二価の鉄イオンを除去することがで
きる。
【００１７】
【実施例】以下に本発明を実施例によって詳細に説明す
るが、本発明は実施例によって制限されるものでない。
なお、％は、重量％である。
るが、本発明は実施例によって制限されるものでない。
なお、％は、重量％である。
【００１８】実施例１ 第２図に示す２電極式電圧制御装置を用いて、４０度ボ
ーメ塩化第二鉄溶液（１Ｌ、４５℃）で４２アロイ（鉄
５８％−ニッケル４２％）のテストピース（３×５ｃｍ
板）を浸漬処理し溶解した。電解電位を０．５Ｖとし場
合の電解電流値、および過マンガン酸カリウム滴定分析
によって二価の鉄イオン濃度を測定した。４２アロイの
溶解とともに電解電流値と二価の鉄イオン濃度は増加
し、電解電流値と二価の鉄イオン濃度との間に相関が見
られた（第４図）。
ーメ塩化第二鉄溶液（１Ｌ、４５℃）で４２アロイ（鉄
５８％−ニッケル４２％）のテストピース（３×５ｃｍ
板）を浸漬処理し溶解した。電解電位を０．５Ｖとし場
合の電解電流値、および過マンガン酸カリウム滴定分析
によって二価の鉄イオン濃度を測定した。４２アロイの
溶解とともに電解電流値と二価の鉄イオン濃度は増加
し、電解電流値と二価の鉄イオン濃度との間に相関が見
られた（第４図）。
【００１９】実施例２ ３５％塩酸１Ｌで鉄（ＳＰＣＣ材）４０ｇを溶解した後
の廃液（二価の鉄イオン濃度４０ｇ／Ｌ）の電解電流値
を２電極式電圧制御装置（０．５Ｖ印加）を用いて測定
したところ７０ｍＡであった。常に電解電流値をモニタ
ーしながら３５％過酸化水素を徐々に添加し、検出され
る電解電流値が極小となったところで過酸化水素の添加
を中止した。３５％過酸化水素の総添加量は約３５ｇで
あり、この時溶液中の二価の鉄イオンはすべて消失して
おり、ＥＤＴＡ滴定で検出した三価の鉄イオン濃度は４
０ｇ／Ｌであり、すべて三価の鉄イオンとなった。
の廃液（二価の鉄イオン濃度４０ｇ／Ｌ）の電解電流値
を２電極式電圧制御装置（０．５Ｖ印加）を用いて測定
したところ７０ｍＡであった。常に電解電流値をモニタ
ーしながら３５％過酸化水素を徐々に添加し、検出され
る電解電流値が極小となったところで過酸化水素の添加
を中止した。３５％過酸化水素の総添加量は約３５ｇで
あり、この時溶液中の二価の鉄イオンはすべて消失して
おり、ＥＤＴＡ滴定で検出した三価の鉄イオン濃度は４
０ｇ／Ｌであり、すべて三価の鉄イオンとなった。
【００２０】
【発明の効果】本発明によると、溶液中に存在する二価
の鉄イオン濃度を簡便にかつ即座にモニターすることが
可能である。また、定電位電解電流値をモニターしなが
ら酸化剤で二価の鉄イオンを三価の鉄イオンへ変換する
場合は必要最小限の酸化剤量で処理が可能となる。
の鉄イオン濃度を簡便にかつ即座にモニターすることが
可能である。また、定電位電解電流値をモニターしなが
ら酸化剤で二価の鉄イオンを三価の鉄イオンへ変換する
場合は必要最小限の酸化剤量で処理が可能となる。
【図１】３電極式電圧制御装置の概略図
【図２】２電極式電圧制御装置の概略図
【図３】２電極式電圧制御装置使用時の印加電位と電流
値との関係
値との関係
【図４】２電極式電圧制御装置使用時の二価の鉄イオン
濃度と定電位（０．５Ｖ印加)電解電流値との関係
濃度と定電位（０．５Ｖ印加)電解電流値との関係
１：鉄イオン含有溶液 ２：３電極式電圧制御装置（ポテンシオスタット） ３：白金電極 ４：参照電極 ５：２電極式電圧制御装置 ６：二価の鉄イオン濃度が１５ｇ／Ｌの場合の印加電位
と電流値の関係 ７：二価の鉄イオン濃度が２７ｇ／Ｌの場合の印加電位
と電流値の関係
と電流値の関係 ７：二価の鉄イオン濃度が２７ｇ／Ｌの場合の印加電位
と電流値の関係
Claims (3)
- 【請求項１】 二価と三価の鉄イオンを含む溶液を定電
位電解し、その電解電流値を測定することにより二価の
鉄イオン濃度を検出する方法。 - 【請求項２】 二価の鉄イオンが塩化第二鉄である請求
項１記載の方法。 - 【請求項３】 廃液の電解電流値を測定することによ
り、二価の鉄イオンを三価に変換させて酸化剤の投入量
を制御する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001022116A JP2002228634A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 二価の鉄の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001022116A JP2002228634A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 二価の鉄の検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002228634A true JP2002228634A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18887570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001022116A Pending JP2002228634A (ja) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | 二価の鉄の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002228634A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263616A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 土壌中の化学物質測定方法及び装置 |
-
2001
- 2001-01-30 JP JP2001022116A patent/JP2002228634A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263616A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 土壌中の化学物質測定方法及び装置 |
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