JP2003342763A - 銅合金酸洗廃液の再生方法 - Google Patents
銅合金酸洗廃液の再生方法Info
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Abstract
る、細かい固形物となる錫酸化物、水酸化物を発生させ
ることなく、効率的に錫を除去し,更に処理液中の銅を
効率よく回収し、処理後の硫酸を再利用する方法を見出
すことである。 【解決手段】錫イオンおよび錫化合物を含む銅合金酸洗
廃液の再生方法において、廃液を40℃以上に加熱して
錫を選択的に沈降分離処理する前処理を施した後に、再
生処理することを特徴とする銅合金酸洗廃液の再生方
法。
Description
法に関する。
な欠陥を取り除くことを目的として酸で洗うことが多
い。酸には硫酸や硫酸に過酸化水素を混合した硫酸系の
酸(以降混酸と称する)や、塩酸、場合によってはフッ
酸やその他界面活性剤などの添加剤を用いる場合があ
る。
延→焼鈍酸洗→圧延と加工と熱処理を組み合わせて銅合
金を圧延していくが、この焼鈍酸洗工程において酸洗を
利用している。
用することが多い。酸濃度は3〜30%であることが多い
が、焼鈍時の酸化雰囲気や銅合金の種類によってはこの
範囲をはずれたり、特殊な添加剤を使用したりすること
がある。
溶解される。 Cu + H2SO4 → CuSO4 + H2 CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O この反応の結果、酸洗液中に銅イオンが蓄積して、最終
的には銅が溶解できなくなる。通常この酸は一般排水と
して廃棄するために中和沈殿処理を施して排水する。廃
酸中の金属分は中和時に水酸化物となり、汚泥に含まれ
て排出される。
が多量に含まれているため、これを回収すると共に、元
の硫酸を再生することが広く試みられている。最も簡単
な方法に不溶性アノードを使用した、脱銅電解法があ
る。これは鉛合金やチタンに白金をめっきしたアノード
を用いることで、アノード反応を酸素発生反応とし、カ
ソードに銅およびその他の金属を析出させることで、脱
銅および硫酸再生を行うものである。特開平5−238
707にはアノードに過酸化鉛電極または鉛合金を用い
ることで硫酸を再生するとともに硫酸中の有機物を同時
にアノードで酸化分解する方法が紹介されている。ただ
し、この特許では廃酸中の有機物を分解することが主目
的で、液中の金属イオン除去方法については触れられて
いない。
を用いて電解時のイオンの移動を制御して、電解再生液
の品質を高める方法や、拡散透析膜を用いて酸成分のみ
を回収する方法等が広く用いられている。
工程で発生する廃酸中には主要成分以外の物質が多く含
まれている。特に錫を合金成分として含んでいる燐青銅
等の合金を酸洗処理した場合、その廃酸中には錫イオン
が存在する。この錫イオンは時間と共に酸化物や水酸化
物となり、非常に細かい固形物となることが多い。
に錫以外の銅イオン等も水酸化物とするため、錫イオン
や錫酸化物、水酸化物が含まれていても大きな問題は無
い。しかし、この酸を再利用する場合には大きな問題と
なる。細かい固形物となった錫酸化物、水酸化物は沈降
性が低く、溶液中に懸濁した状態になりやすい。従って
電解再生した場合でも、溶液中に残留することが多く、
繰り返し酸を使用していると、酸中に非常に多くの錫の
固形物が蓄積する。
たり、配管内部にこびりついたりして酸洗設備に悪影響
を与える。特に酸をノズルを用いてスプレーして使用す
る設備の場合、ノズル詰まりの原因となるため、非常に
問題である。
う再生法では、錫固形物が膜の目詰まりの原因となるた
め、再生する前に錫固形物および錫イオンを除去する必
要がある。
化物、水酸化物の固形物となることが多いため、濾過処
理をした場合には濾材の閉塞が発生し、濾別することが
非常に難しかった。
ず、遠心分離等で強制的に沈降させて処理する必要があ
り、高額の設備投資が必要であった。また、これらの方
法では錫イオンを除去することは出来ず、分離後の液中
に存在する錫イオンが後の工程で固形物になってしまう
不具合があった。特許第3173440号には、酸化錫粉末を
作る場合に、硝酸アンモニュウム溶液に金属錫を溶解し
た溶液を50℃以上にすることでメタ錫酸となって沈降す
るため、その反応を促進するために60℃から70℃で熟成
することが示されている。ただし、当該特許の目的は酸
化錫を作製することで、溶液には硝酸を用いているこ
と、錫以外の金属イオンが存在していないこと等であ
り、本特許のように硫酸を主体とした酸で、しかもその
他イオンとして、Cu、Zn、Ni等が混在した中で錫が選択
的に沈降するかは明らかではなかった。
ことも把握出来無かった。また処理後の硫酸酸性の液
が、酸洗用の液として、再利用できると言うことも把握
できていなかった。
生利用するためにはこの錫イオンを除去することが必要
と考え、鋭意研究を重ねた結果、廃酸を40℃以上に加熱
しながら沈降処理を行うことで、錫イオンを効率的に除
去できることを見出した。
再生方法において、廃液を40℃以上に加熱して錫を選
択的に沈降分離処理する前処理を施した後に、再生処理
する銅合金酸洗廃液の再生方法。
金酸洗廃液の再生方法において、廃液を40℃以上に加
熱して錫を選択的に沈降分離処理する前処理を施した後
に、電解採取により銅を回収し、銅回収後の酸液を再利
用する銅合金酸洗廃液の再生方法。
酸洗廃液の再生方法において廃液の主成分が硫酸である
銅合金酸洗廃液の再生方法。 (4)上記(3)記載のの銅合金酸洗廃液の再生方法に
おいて加熱処理中に空気もしくは酸素をエアレーション
し、その後に沈降分離する銅合金酸洗廃液の再生方法。
錫もしくは水酸化錫となる。しかし、常温においてその
速度は遅く、また、生成する粒子は細かいため、液中に
懸濁した状態となる。
が速くなるとともに、生成物の粒子径が大きくなるた
め、沈降しやすくなる。また、広く知られている様に温
度が高いほど懸濁物の沈降速度も速くなるため、より固
形物を沈降分離しやすくなる。この2つの効果により、
錫イオンを錫酸化物もしくは水酸化物とすることと、そ
の分離を簡単に安価に実施することができる。
時にエアレーションすることは有効である。ただし、エ
アレーションは必須ではなく、エアレーションせずにも
沈降分離することが可能である。また、エアレーション
を行うと液を撹拌することになり、反応後に沈降させる
バッチ処理を行うか、連続で行う場合は反応槽と沈殿槽
を別にする必要がある。さらに、エアーの代わりに酸素
を使用するとエアレーションの流量を低減することが可
能である。
た場合には、沈降時間とともに上澄み中に含まれる錫イ
オン濃度が減少し、24時間で0.5g/Lまで減少できる。ま
た、図1には示していないが、エアレーションを行うと
この沈降時間を半分以下に短縮できる。
及ぼすのは主に錫イオンであるため、それ以外のイオン
が残留していても、酸洗には大きな影響を与えない利点
がある。すなわち、燐青銅以外の黄銅や洋白といった他
の合金を酸洗した場合に混入するZnやNiといったイオン
は、本特許の前処理方法では除去できないが、たとえ残
留したとしても酸洗に大きな悪影響は及ぼさない。発明
者が試験した結果では、Znは最大20g/Lまで、Niは5g/L
まで存在しても、酸洗能力に問題はなかった。ただし、
ZnやNiイオンが蓄積するとその分だけCuの溶解度が低下
するため、極端に不純物イオンが高くなるのは好ましく
ない。そこで、一部を排出して蓄積イオンを一定量以下
にしたり、陰イオン交換膜を隔膜として利用した陽イオ
ン除去電解を行ったりして、不純物イオンを除去するこ
とが望ましい。例えば再生液のZn濃度を5g/L以下、Ni濃
度を1g/L以下に制御した場合には、新液を用いたのと同
等の酸洗能力を得ることができた。また、不溶性陽極を
用いて電解して銅イオンを電着除去する工程ではほとん
ど銅が電着し、ZnやNi等は共析しないことが多い。しか
し、Snは細かい固形物が懸濁している関係上、電着物に
巻き込んでしまうことがあり、得られる銅品位が低下す
ることがあった。今回の方法の様に事前にSnを除去する
ことにより、電着して回収する銅品位は95%以上とな
り、再利用がしやすい。電着銅の再利用法としては、銅
製錬工程の転炉に投入する方法や、不純物の品位が既知
の場合には、銅合金の溶解原料する方法等が挙げられ
る。
酸洗ラインの硫酸廃液を60℃で1日加熱沈降処理した。
その結果、錫成分が沈殿し、上澄みの成分は表2に示す
成分となり、錫イオン濃度を5g/Lから0.5g/Lまで減少さ
せることが出来た。
チタン白金めっき材をカソードに純銅の板を用いて10A/
dm2で電解したところ銅濃度を3g/Lまで低減できた。
電解で得られた電着物の組成は97%以上の銅であった。
また、電解後の液中の亜鉛およびニッケルイオン濃度
は、電解前と同じであった。
たところ、新液と同様に問題なく酸洗が可能であった。
3の廃酸に対して1L/minの流量のエアーでエアレーショ
ンを1時間施した後、12時間沈降処理した。その結果、
上澄み中の錫イオン濃度は0.4g/Lとなり、実施例1と同
様に電解再生した液を焼鈍酸洗に用いた結果、問題は生
じなかった。
更し、流量を0.2L/minに減少した以外は実施例2と同様
に試験した。その結果、上澄み中の錫イオン濃度は0.5g
/Lとなり、実施例1と同様に電解再生した液を焼鈍酸洗
に用いた結果、問題は生じなかった。
熱沈降処理を行わないこと以外は同じ条件で廃酸を電解
再生し、その再生硫酸を用いて焼鈍酸洗を行った。その
結果、酸洗槽で酸を散布しているスプレーノズルに錫の
固形物が詰まり、酸洗ムラ異常が発生した。
る。 (2)その他イオンとして、Cu、Zn、Ni等が混在した中
で錫を選択的に沈降除去することができる。
高品位に、効率良く回収できる。 (4)また処理後の硫酸酸性の液が、酸洗用の液とし
て、再利用できる。
錫濃度変化を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】錫イオンおよび錫化合物を含む銅合金酸洗
廃液の再生方法において、廃液を40℃以上に加熱して
錫を選択的に沈降分離処理する前処理を施した後に、再
生処理することを特徴とする銅合金酸洗廃液の再生方
法。 - 【請求項2】錫イオンおよび錫化合物を含む銅合金酸洗
廃液の再生方法において、廃液を40℃以上に加熱して
錫を選択的に沈降分離処理する前処理を施した後に、電
解採取により銅を回収し、銅回収後の酸液を再利用する
ことを特徴とする銅合金酸洗廃液の再生方法。 - 【請求項3】請求項1又は2の銅合金酸洗廃液の再生方
法において廃液の主成分が硫酸であることを特徴とする
銅合金酸洗廃液の再生方法。 - 【請求項4】請求項3の銅合金酸洗廃液の再生方法にお
いて加熱処理中に空気もしくは酸素をエアレーション
し、その後に沈降分離することを特徴とする銅合金酸洗
廃液の再生方法。
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JP2011177696A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-15 | Dowa Metaltech Kk | Snイオンを含有する廃液の再生処理方法 |
EP2604725A1 (en) | 2011-12-15 | 2013-06-19 | Mitsubishi Materials Corporation | Method of removing oxide film on surface of copper or copper-base alloy and copper or copper-base alloy recovered using the method |
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RU2790720C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-02-28 | Аркадий Нахимович Фейгельман | Способ получения катодной меди из вторичного сырья |
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2002
- 2002-05-22 JP JP2002148015A patent/JP4071041B2/ja not_active Expired - Fee Related
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