JP2003104728A - 含鉄硫酸溶液の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 含鉄廃硫酸を安価に処理し、廃水処理等に極
めて有効なポリ硫酸第二鉄の製造原料を得る。 【解決手段】 含鉄廃硫酸溶液を主原料に、これを濃縮
するか、あるいはフレッシュ硫酸を添加し、更に金属鉄
を加えて硫酸第一鉄溶液を調製し、この調製溶液を酸化
してポリ硫酸第二鉄溶液を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属の表面処理工
程から排出される含鉄廃硫酸を処理する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】上記のような含鉄廃硫酸の処理方法とし
ては、従来から、アルカリを用いて中和処理し、水酸化
物として鉄を回収する方法が知られている。また金属鉄
を溶解して硫酸第一鉄結晶として鉄を回収する方法や、
濃縮して硫酸第一鉄結晶と硫酸溶液として回収する方法
も知られている。更にはイオン交換膜を用いて硫酸と硫
酸第一鉄結晶を分離する方法も公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
において、アルカリを用いた中和処理は、中和処理に必
要な薬剤の処理コストが高いという欠点がある。また金
属鉄を溶解して硫酸鉄結晶を得る方法は結晶の分離工程
が必要であり、且つ飽和溶液を扱うので工程が煩雑とな
る。濃縮回収法は設備の維持費が高いという問題があ
る。更にイオン交換膜法においては回収される酸濃度が
低く、硫酸鉄溶液の濃度としても低いという欠点があ
る。いずれの従来方法においても副産物として鉄化合物
が排出される。

【０００４】本発明は、以上の従来方法に鑑み、含鉄廃
硫酸を安価に処理し、廃水処理等に極めて有効なポリ硫
酸第二鉄の製造原料を得、これからポリ硫酸第二鉄を製
造することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、含鉄廃
硫酸溶液を主原料に、金属鉄とフレッシュ硫酸を副原料
として硫酸第一鉄溶液を調製し、この調製溶液を酸化し
てポリ硫酸第二鉄溶液を製造することで上記含鉄廃硫酸
溶液を処理できる。

【０００６】また含鉄廃硫酸溶液を濃縮した上で金属鉄
を加えて硫酸第一鉄溶液を調製し、この調製溶液を酸化
してポリ硫酸第二鉄溶液を製造することでも、上記含鉄
廃硫酸溶液を有効に処理することができる。

【０００７】金属の表面処理工程から排出される含鉄廃
硫酸の組成値は、トータル鉄濃度が４０ｇ／リットル〜
１２０ｇ／リットル、トータル硫酸濃度が１２０ｇ／リ
ットル〜３００ｇ／リットルであるものが一般的であ
る。

【０００８】廃硫酸からの硫酸第一鉄溶液の調製に際し
て、フレッシュ硫酸を添加するか、廃硫酸を濃縮するか
の選択は、一つには経済的な観点からなされる。現状に
おいては廃硫酸のＦｅ／ＳＯ_４のモル比が１．０〜１．
５で、且つ廃硫酸の入手価格がゼロかマイナス（廃硫酸
入手に際して処理費用を得る場合）であれば、濃縮工程
を選択する方が経済的にメリットがある。

【０００９】上記調製溶液の酸化を亜硝酸ソーダの添加
と酸素の流通とにより行うのが好適である。また含鉄廃
硫酸溶液への金属鉄の添加に際して、６０℃〜８０℃の
温度範囲の条件下で行えば一層好ましい。リンク・ザイ
デル則より８０℃を越えると結晶の析出量が増え、配管
の閉塞、ポンプへの負荷が大きくなる等の問題が生じる
ようになる。また６０℃より低いと反応速度が遅くなり
実用性に欠けるようになる。更に攪拌しながら硫酸第一
鉄の調製を行うのがよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を以下に説明する。
なお当然ながら、以下の例は、本発明を例示するもので
あり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１１】（例 １）鉄線材の表面処理工程から排出
された含鉄廃硫酸（２価鉄イオン８５ｇ／リットル、硫
酸イオン２４８ｇ／リットル、比重１．２）１リットル
を溶解槽に入れ、これにフレッシュな７５％硫酸１６３
ｇと金属鉄（線材）８１ｇを添加して、１４時間攪拌し
たところ、金属鉄がほぼ全量溶けて、鉄イオン１６５ｇ
／リットル、硫酸イオン３７０ｇ／リットル、比重１．
４５の液組成のもの（硫酸第一鉄溶液）が１．０リット
ル得られた（溶解液は反応中に一部水分が蒸発し最終液
量が０．９５０リットルとなったので、水で液量調整を
行った）。この溶解過程中の平均液温は６５℃であっ
た。

【００１２】得られた硫酸第一鉄溶液に亜硝酸ソーダ５
ｇを加え酸素を４．２２リットル／時間で流通させたと
ころ、４時間後にトータルの鉄濃度１６０ｇ／リット
ル、トータルの硫酸イオン３８３ｇ／リットルのポリ硫
酸第二鉄溶液を得た。

【００１３】（例 ２）例１と同じく、鉄線材の表面処
理工程から排出された含鉄廃硫酸（２価鉄イオン８５ｇ
／リットル、硫酸イオン２４８ｇ／リットル、比重１．
２）１リットルを溶解槽に入れ、先ず１．４９倍まで濃
縮し、２価鉄イオン１２７ｇ／リットル、硫酸イオン３
７０ｇ／リットルの廃硫酸０．６７１リットルを得た。
これに金属鉄（線材）２６ｇを添加して、６時間攪拌し
たところ、金属鉄がほぼ全量溶けて、２価鉄イオン１６
５ｇ／リットル、硫酸イオン３７０ｇ／リットルの硫酸
第一鉄溶液０．６７１リットルが得られた。この溶解過
程中の平均液温は６５℃であった。

【００１４】得られた硫酸第一鉄溶液０．６７１リット
ルに亜硝酸ソーダ３．４ｇを加え酸素を２．８３リット
ル／時間で流通させたところ、４時間後にトータルの鉄
濃度１６０ｇ／リットル、トータルの硫酸イオン３５９
ｇ／リットルのポリ硫酸第二鉄溶液を得た。

【００１５】（例 ３）出発材料として結晶（硫酸第一
鉄）を使用する場合（従来法）と、液体を使用する場合
（本発明）の酸化時間について実験した。

【００１６】硫酸第一鉄結晶（鉄１９．５％、硫酸根３
４．１％）８４６ｇを水６００ミリリットルに溶解し、
これに７５％硫酸１０９ｇを添加し、最終液量１．０リ
ットルのスラリー溶液を調製した。液体としては、上記
例１と同じく、鉄線材の表面処理工程から排出された含
鉄廃硫酸（２価鉄イオン８５ｇ／リットル、硫酸イオン
２４８ｇ／リットル）を用いる。夫々の出発材料をポリ
硫酸第二鉄溶液製造原料とする。これら出発原料から硫
酸第一鉄溶液を得て、酸化処理したところ、酸化率は表
１のようになった。

【００１７】

【表１】

【００１８】（例 ４）次に含鉄硫酸溶液に金属鉄を溶
解する際の温度の影響について実験した。例１と同様
に、例１の含鉄廃硫酸１リットルにフレッシュな７５％
硫酸１６３ｇと金属鉄（線材）８１ｇを添加して、温度
を変えて、所定時間経過後の各処理温度における溶解率
を調べたところ、表２のようになった。

【００１９】

【表２】

【００２０】（例 ５）更に含鉄硫酸溶液に金属鉄を溶
解する際の攪拌の影響について実験した。例１と同じ含
鉄廃硫酸を約１．５倍に濃縮した調製液をそれぞれ１リ
ットルずつ別の溶解槽に入れ、これらに夫々鉄線材３８
ｇを添加して、６０℃の温度に保ちながら、一方の溶解
槽では１８０ｒｐｍの攪拌速度で攪拌し、他方の溶解槽
では攪拌せずに、鉄線材の溶解割合を調べたところ、表
３のようになった。

【００２１】

【表３】

フロントページの続き (72)発明者 桂 洋介 東京都西多摩郡日の出町平井８−１ 日鉄 鉱業株式会社内 (72)発明者 二ノ宮 敬 愛知県西春日井郡西春町大字沖村字権現34 Ｆターム(参考） 4G048 AA07 AB02 AB05 AE01 AE05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 含鉄硫酸溶液組成として、トータル鉄濃
   度４０ｇ／リットル〜１２０ｇ／リットル、トータル硫
   酸濃度１２０ｇ／リットル〜３００ｇ／リットルの溶液
   を用い、金属鉄とフレッシュ硫酸を副原料として硫酸第
   一鉄溶液を調製する第一工程と、 この溶液を酸化してポリ硫酸第二鉄溶液を製造する第二
   工程とからなる含鉄硫酸溶液の処理方法。
2. 【請求項２】 含鉄硫酸溶液組成として、トータル鉄濃
   度４０ｇ／リットル〜１２０ｇ／リットル、トータル硫
   酸濃度１２０ｇ／リットル〜３００ｇ／リットルの溶液
   を用い、これを濃縮し金属鉄を加えることで硫酸第一鉄
   溶液を調製する第一工程と、 この溶液を酸化してポリ硫酸第二鉄溶液を製造する第二
   工程とからなる含鉄硫酸溶液の処理方法。
3. 【請求項３】 上記第二工程における酸化を亜硝酸ソー
   ダの添加と酸素の流通とにより行うことを特徴とする請
   求項１又は２に記載の含鉄硫酸溶液の処理方法。
4. 【請求項４】 上記第一工程の金属鉄を溶解する条件と
   して、６０℃〜８０℃の温度範囲で行うことを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の含鉄硫酸溶液の処理方法。
5. 【請求項５】 上記第一工程を攪拌しながら行うことを
   特徴とする請求項１又は２に記載の含鉄硫酸溶液の処理
   方法。