JP2009228030A - Method for recovering residual nickel in electroless plating waste solution - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無電解ニッケルメッキ工程から排出されるメッキ浴廃液中に残留しているニッケルイオンをニッケル資源として回収する方法に関する。 The present invention relates to a method for recovering nickel ions remaining in a plating bath waste liquid discharged from an electroless nickel plating process as nickel resources.
無電解ニッケルメッキ浴は還元剤のリン酸塩、および錯化剤のリンゴ酸等の有機酸からなるので、ニッケルメッキ反応が進行するとメッキ浴のこれら成分が老化してメッキ反応性が低下するので、メッキ反応を継続するためには新しいメッキ浴に取り替える必要がある。その結果、生じる老化したメッキ廃液は無害化して廃棄処分される。 Since the electroless nickel plating bath consists of a reducing agent phosphate and a complexing agent such as malic acid, as the nickel plating reaction proceeds, these components of the plating bath age and the plating reactivity decreases. In order to continue the plating reaction, it is necessary to replace it with a new plating bath. As a result, the resulting aged plating waste liquid is rendered harmless and discarded.
しかしながら、このニッケルメッキ廃液中には未だニッケルイオンが残留しており、その濃度は廃液1リットル中に数千mg/lもある。 However, nickel ions still remain in the nickel plating waste liquid, and the concentration thereof is several thousand mg / l in 1 liter of the waste liquid.
そこで、無電解ニッケルメッキ廃液中の残留ニッケルイオンを回収する方法が種々検討されている。 Thus, various methods for recovering residual nickel ions in the electroless nickel plating waste liquid have been studied.
例えば、無電解ニッケルメッキ廃液をキレート樹脂と接触させてニッケルイオンを樹脂に吸着させて廃液から分離した後、ニッケルを塩酸や硫酸で溶離し、溶離したニッケル溶液中の過剰の酸は別途用意した水酸化ニッケル等で中和し塩化ニッケルまたは硫酸ニッケル(硫酸溶離の場合)として回収し、再利用する方法(特許文献1の[0011]欄)、無電解ニッケルめっき老化液とニッケル粉末との接触により無電解めっき反応を行わせて、該老化液中のニッケルイオンをニッケル金属として分離回収する方法(特許文献2の請求項1)、又は、還元剤に次亜リン酸塩を、錯化剤に有機酸を使用した化学ニッケルめっき老化廃液に、シュウ酸を加えてpH1〜3の酸性とし、老化廃液中の有機酸と錯体化したニッケルイオンを不溶性のシュウ酸ニッケルとして沈殿させ、同時にリン含有量の少ないシュウ酸ニッケルとしてロ過回収することを特徴とする化学ニッケルめっき浴の廃液からニッケルを回収する方法(特許文献3の請求項1)等がある。
For example, after an electroless nickel plating waste solution is brought into contact with a chelate resin to adsorb nickel ions to the resin and separated from the waste solution, nickel is eluted with hydrochloric acid or sulfuric acid, and excess acid in the eluted nickel solution is prepared separately. A method of neutralizing with nickel hydroxide or the like, recovering as nickel chloride or nickel sulfate (in the case of sulfuric acid elution), and reusing (column [0011] in Patent Document 1), contact between electroless nickel plating aging solution and nickel powder A method of separating and recovering nickel ions in the aging solution as nickel metal by performing an electroless plating reaction (
前出特許文献3に、「ニッケルめっき老化廃液からニッケルを回収する方法においては沈殿をロ過しやすくすること、回収したニッケル中にリン成分の混入をできる限り少なくすることが問題点であり重要事項である」(特許文献3の3欄31〜35行)と記載されているように、リン成分の混入を排除してニッケルを分離回収することが重要な点である。その理由は、回収したニッケル化合物中にリン成分が混入しているとニッケル資源として再生することが困難となるからである。
In the above-mentioned
しかしながら前記従来の方法では、リン成分の混入を排除して廃液中のニッケルイオンを回収する方法としては十分とは言い難い。 However, it is difficult to say that the conventional method is sufficient as a method for recovering nickel ions in the waste liquid by eliminating the mixing of phosphorus components.
即ち、前出特許文献1の方法は「キレート樹脂により吸着されたニッケルは酸による溶解によって塩化ニッケル又は硫酸ニッケル等として回収され」(特許文献1[0011]欄)再利用する方法であり、前出特許文献2の方法は「無電解ニッケルめっき老化液とニッケル粉末との接触により無電解めっき反応を行わせて、該老化液中のニッケルイオンをニッケル金属として分離回収する」(特許文献2の請求項1)方法であり、何れの方法にもニッケルを回収する方法が記述されている。しかしながら、ニッケルを回収する目的がメッキ老化廃液を無害化処理することであるから、リン成分の混入を排除してニッケルを回収することについては何の記述も示唆もない。
That is, the method of the above-mentioned
一方、前出特許文献3は、ニッケルメッキ廃液からニッケルを資源として回収する方法である。しかしながら、この方法で回収できる蓚酸ニッケル中のリン含有量は「シュウ酸ニッケル中のリン濃度(P/Niのパーセント)はロ過のままの状態で0.8%、シュウ酸ニッケル1g当り100mlの水で洗浄したものは約0.1%、200mlでは約0.05%」(特許文献3:第3頁左上欄第9行〜第13行)と記載されており、リン含有量を低減できるのは0.05%(500mg/Kg)であり、未だ十分とは言い難いものである。
On the other hand, the above-mentioned
そこで、本発明は、ニッケルメッキ廃液中の残留ニッケルイオンを、リンの含有量を0.1mg/Kg乃至100mg/Kgのニッケル化合物として資源回収できる方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for recovering resources of residual nickel ions in a nickel plating waste liquid as a nickel compound having a phosphorus content of 0.1 mg / Kg to 100 mg / Kg.
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成できる。 The technical problem can be achieved by the present invention as follows.
即ち、本発明は、無電解ニッケルメッキ廃液から残留ニッケルイオンを回収する方法において、カラムに充填された選択性重金属キレート樹脂の再生工程(A)と、無電解ニッケルメッキ廃液の調整工程(B)と、前記工程(A)で再生したキレート樹脂に、前記工程(B)で調整したニッケルメッキ廃液を接触させニッケルイオンをキレート樹脂に吸着させた後、鉱酸でニッケルを溶出するニッケルの吸着溶出工程(C)と、前記工程(C)で溶出したニッケル塩水溶液に炭酸塩、水酸化アルカリ又は蓚酸を添加することにより不溶性ニッケル化合物を沈殿させるニッケルの回収工程(D)とからなる方法により、無電解ニッケルメッキ廃液からリン含有量が0.1mg/Kg乃至100mg/Kgの不溶性ニッケル化合物を回収することを特徴とする無電解メッキ廃液中残留ニッケルの回収方法である(本発明1)。 That is, the present invention relates to a method for recovering residual nickel ions from an electroless nickel plating waste liquid, a regeneration step (A) of the selective heavy metal chelate resin packed in the column, and an adjustment step (B) of the electroless nickel plating waste liquid. Then, the nickel plating waste solution adjusted in the step (B) is brought into contact with the chelate resin regenerated in the step (A) to adsorb nickel ions to the chelate resin, and then nickel is eluted with a mineral acid. By a method comprising the step (C) and a nickel recovery step (D) for precipitating an insoluble nickel compound by adding carbonate, alkali hydroxide or oxalic acid to the nickel salt aqueous solution eluted in the step (C), Recovering an insoluble nickel compound having a phosphorus content of 0.1 mg / kg to 100 mg / kg from the electroless nickel plating waste solution A recovery method of electroless plating waste liquid residual nickel, wherein (present invention 1).
また、本発明は、工程(A)が、選択性重金属キレート樹脂を硫酸でH型とした後、水酸化ナトリウム水溶液を用いてH型の30乃至50%をNa型に置換して、混合することにより全樹脂量の30乃至50%がNa型であるHNa混床型キレート樹脂とするキレート樹脂の再生工程である本発明1記載の回収方法である(本発明2)。 Further, in the present invention, in the step (A), after the selective heavy metal chelate resin is converted to H type with sulfuric acid, 30 to 50% of the H type is replaced with Na type using an aqueous sodium hydroxide solution and mixed. Thus, the recovery method according to the first aspect of the present invention is a chelating resin regeneration step in which 30 to 50% of the total resin amount is an Na-type HNa mixed bed type chelating resin (Invention 2).
また、本発明は、工程(B)が、原廃液に水を加えてニッケル濃度を500mg/l乃至1000mg/lの水溶液に希釈した後、鉱酸またはアルカリを用いて、pH値を4.0乃至6.0に調整するニッケルメッキ廃液の調整工程である本発明1記載の回収方法である(本発明3)。
Further, in the present invention, in step (B), after adding water to the raw waste liquid to dilute it into an aqueous solution having a nickel concentration of 500 mg / l to 1000 mg / l, the pH value is set to 4.0 using a mineral acid or alkali. It is the collection | recovery method of this
また、本発明は、工程(C)が、キレート樹脂にニッケルを樹脂1リットルあたり20乃至30g/l吸着させた後、水洗排水の残存リン酸イオン濃度が1.0mg/l以下となるまで押出し水洗するニッケルイオンの吸着工程と、ニッケルを吸着した前記キレート樹脂に鉱酸を用いてニッケルを溶出させてニッケル塩水溶液とする溶出工程とからなり、溶出後のキレート樹脂は樹脂再生工程(A)へリサイクルするニッケルの吸着溶出工程である本発明1記載の回収方法である(本発明4)。 Further, in the present invention, after step (C), nickel is adsorbed on the chelate resin at 20 to 30 g / l per liter of resin, and then extruded until the residual phosphate ion concentration in the washing waste water is 1.0 mg / l or less. It comprises a nickel ion adsorption step for washing with water and an elution step for eluting nickel into the chelate resin adsorbing nickel using a mineral acid to obtain a nickel salt aqueous solution. The chelate resin after elution is a resin regeneration step (A). This is a recovery method according to the first aspect of the present invention, which is an adsorption and elution step of nickel to be recycled (Invention 4).
また、本発明は、工程(D)が、工程(C)で得たニッケル塩水溶液を計量し、該ニッケル塩の水溶液に対して1〜2当量の炭酸ナトリウムを添加して炭酸ニッケルを沈殿させ、ろ過・水洗・乾燥して、リン含有量が0.1mg/Kg乃至100mg/Kgの炭酸ニッケル粉としてニッケルを回収する工程である本発明1記載の回収方法である(本発明5)。
In the present invention, the nickel salt aqueous solution obtained in step (D) is weighed in step (D), and 1 to 2 equivalents of sodium carbonate is added to the nickel salt aqueous solution to precipitate nickel carbonate. This is a recovery method according to the
また、本発明は、工程(D)が、工程(C)で得たニッケル塩水溶液を計量し、該ニッケル塩の水溶液に対して1〜2当量の水酸化ナトリウムを添加して水酸化ニッケルを沈殿させた後、該水酸化ニッケル沈殿に対して1〜2当量の炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム又は炭酸ガスのいずれか一種以上を添加して、水酸化ニッケルを炭酸ニッケルに転換することにより、リン含有量が0.1mg/Kg乃至100mg/Kgの炭酸ニッケル粉としてニッケルを回収する工程である本発明1記載の回収方法である(本発明6)。 In the present invention, the step (D) measures the nickel salt aqueous solution obtained in the step (C), adds 1 to 2 equivalents of sodium hydroxide to the nickel salt aqueous solution, and adds nickel hydroxide. After precipitation, 1-2 equivalents of sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate or carbon dioxide gas is added to the nickel hydroxide precipitate to convert the nickel hydroxide into nickel carbonate. The recovery method according to the first aspect of the present invention, wherein the nickel is recovered as nickel carbonate powder having a content of 0.1 mg / Kg to 100 mg / Kg (Invention 6).
また、本発明は、工程(D)が、工程(C)で得たニッケル塩水溶液を計量し、該ニッケル塩の水溶液に対して1〜2当量の水酸化ナトリウムを添加することにより水酸化ニッケルを沈殿させ、ろ過・水洗・乾燥して、リン含有量が0.1mg/Kg乃至100mg/Kgの水酸化ニッケル粉としてニッケルを回収する工程である本発明1記載の回収方法である(本発明7)。 In the present invention, the nickel hydroxide is obtained by measuring the nickel salt aqueous solution obtained in step (C) in step (D) and adding 1 to 2 equivalents of sodium hydroxide to the nickel salt aqueous solution. Is a recovery method according to the first aspect of the present invention, in which nickel is recovered as nickel hydroxide powder having a phosphorus content of 0.1 mg / Kg to 100 mg / Kg by precipitation, filtration, washing with water and drying (the present invention) 7).
また、本発明は、工程(D)が、工程(C)で得たニッケル塩水溶液を計量し、該ニッケル塩水溶液に対して1〜2当量の蓚酸を添加することにより蓚酸ニッケルを沈殿させ、ろ過・水洗・乾燥して、リン含有量が0.1mg/Kg乃至100mg/Kgの蓚酸ニッケル粉としてニッケルを回収する工程である本発明1記載の回収方法である(本発明8)。 Further, in the present invention, the step (D) measures the nickel salt aqueous solution obtained in the step (C) and precipitates nickel oxalate by adding 1 to 2 equivalents of oxalic acid to the nickel salt aqueous solution. The recovery method according to the first aspect of the present invention, wherein the nickel is recovered as nickel oxalate powder having a phosphorus content of 0.1 mg / Kg to 100 mg / Kg by filtration, washing with water and drying (Invention 8).
本発明の方法によれば、無電解ニッケルメッキ廃液から、残留ニッケルイオンをリン含有量が0.1〜100mg/kgのニッケル化合物として回収できるので、回収したニッケル化合物はリン含有量が僅少であることにより金属ニッケルへ容易に転換できる。また、本発明は、環境汚染の元であった無電解ニッケルメッキ廃液を資源化することに貢献する。 According to the method of the present invention, since residual nickel ions can be recovered from the electroless nickel plating waste liquid as a nickel compound having a phosphorus content of 0.1 to 100 mg / kg, the recovered nickel compound has a low phosphorus content. Can be easily converted to metallic nickel. The present invention also contributes to the recycling of the electroless nickel plating waste liquid that was the source of environmental pollution.
本発明の構成をより詳しく説明すれば次の通りである。 The configuration of the present invention will be described in more detail as follows.
図1は本発明の無電解メッキ廃液中残留ニッケルの回収方法のフロー図である。 FIG. 1 is a flow chart of a method for recovering residual nickel in electroless plating waste liquid according to the present invention.
カラムに充填された選択性重金属キレート樹脂の再生工程(A:PRK)と、無電解ニッケルメッキ廃液の調整工程(B:PCW)と、前記工程(A)で再生したキレート樹脂に、前記工程(B)で調整したニッケルメッキ廃液を接触させ、キレート樹脂にニッケルイオンを吸着させた後に鉱酸でニッケルを溶出するニッケルの吸着溶出工程(C:PNR)と、前記工程(C)で溶出したニッケル塩水溶液に1〜2当量の炭酸塩、水酸化アルカリ又は蓚酸を添加することにより不溶性ニッケル化合物を沈殿させるニッケルの回収・資源化工程(D:PMR)とからなる方法により、無電解ニッケルメッキ廃液からリン含有量が0.1mg/Kg乃至100mg/Kgの不溶性ニッケル化合物を回収する方法である。 The step of regenerating the selective heavy metal chelate resin packed in the column (A: PRK), the step of adjusting the electroless nickel plating waste liquid (B: PCW), and the chelate resin regenerated in the step (A) to the step ( The nickel plating waste solution prepared in B) is brought into contact with the chelating resin to adsorb nickel ions, and then the nickel is eluted with a mineral acid (C: PNR). The nickel eluted in the step (C) Electroless nickel plating waste liquid by a method comprising a nickel recovery and resource recovery step (D: PMR) in which an insoluble nickel compound is precipitated by adding 1 to 2 equivalents of carbonate, alkali hydroxide or oxalic acid to an aqueous salt solution. Is used to recover an insoluble nickel compound having a phosphorus content of 0.1 mg / Kg to 100 mg / Kg.
回収する不溶性ニッケル化合物のリン含有量を0.1mg/Kg乃至100mg/Kgとするのは、不溶性ニッケル化合物を金属ニッケルとして資源化する際に成分としてリンが存在すると資源化を妨げる(特許文献3)ことが知られており、リン含有量は可及的に低減することが要求されているからである。 The phosphorus content of the insoluble nickel compound to be recovered is set to 0.1 mg / Kg to 100 mg / Kg. When phosphorus is present as a component when the insoluble nickel compound is recycled as metallic nickel, the recycling is hindered (Patent Document 3). This is because the phosphorus content is required to be reduced as much as possible.
本発明によれば不溶性ニッケル化合物のリン含有量を100mg/Kg以下に低減できる。不溶性ニッケル化合物のリン含有量が100mg/Kgを超える場合には、資源化に悪影響が大きく0.1mg/Kg未満ではコストが掛かりすぎて好ましくない。不溶性ニッケル化合物のリン含有量のより好ましい範囲は1mg/Kg乃至50mg/Kgである。 According to the present invention, the phosphorus content of the insoluble nickel compound can be reduced to 100 mg / Kg or less. If the phosphorus content of the insoluble nickel compound exceeds 100 mg / Kg, the resource is adversely affected, and if it is less than 0.1 mg / Kg, the cost is too high, which is not preferable. A more preferable range of the phosphorus content of the insoluble nickel compound is 1 mg / Kg to 50 mg / Kg.
図2は選択性重金属キレート樹脂の再生工程(A)である。先ず、カラムに詰めた選択性重金属キレート樹脂全体(PRK1)を硫酸によりH型に再生した後(PRK2)、水で押出し水洗し(PRK3)、次に、水酸化ナトリウムを用いてH型の30乃至50%をNa型に変換し(PRK4)、水で押出し水洗した後(PRK5)、これら樹脂を混合・均質化することによりHNa混床型キレート樹脂に再生する(PRK6)。 FIG. 2 shows the regeneration step (A) of the selective heavy metal chelate resin. First, the entire selective heavy metal chelate resin (PRK1) packed in the column is regenerated to H type with sulfuric acid (PRK2), extruded with water and washed with water (PRK3), and then H type 30 with sodium hydroxide. Up to 50% is converted to Na type (PRK4), extruded with water, washed with water (PRK5), and then mixed and homogenized to regenerate HNa mixed bed type chelate resin (PRK6).
HNa混床型に再生するのはニッケルイオンの選択吸収性を増大させるためである。H型とNa型の混合割合においてNa型が50%を超えるとニッケルの吸着性が低下するので好ましくなく、また、Na型が30%未満では、樹脂中の酸性度が低下しニッケルの再生領域に近くなるため好ましくない。より好ましい混合割合は40乃至50%である。 The reason for regenerating the HNa mixed bed type is to increase the selective absorption of nickel ions. If the Na type exceeds 50% in the mixing ratio of the H type and the Na type, the nickel adsorptivity decreases, which is not preferable. If the Na type is less than 30%, the acidity in the resin decreases and the nickel regeneration region This is not preferable because A more preferable mixing ratio is 40 to 50%.
図3は無電解ニッケルメッキ廃液調整工程(B)である。無電解ニッケルメッキ廃液(WNM)のニッケル濃度は3000乃至6000mg/l程度である。この原廃液(PCW1)に水を加えてニッケル濃度を500乃至1000mg/lの水溶液に希釈し(PCW2)、さらに、硫酸または水酸化ナトリウムを用いて希釈液のpH値を4.0乃至6.0に調整する(PCW3)。 FIG. 3 shows the electroless nickel plating waste liquid adjustment step (B). The nickel concentration of the electroless nickel plating waste liquid (WNM) is about 3000 to 6000 mg / l. Water is added to the raw waste solution (PCW1) to dilute it into an aqueous solution having a nickel concentration of 500 to 1000 mg / l (PCW2), and the pH value of the diluted solution is adjusted to 4.0 to 6. with sulfuric acid or sodium hydroxide. Adjust to 0 (PCW3).
希釈液のニッケル濃度が1000mg/lを超える濃度ではニッケルイオンの均一な吸着が困難となり好ましくない。500mg/l未満の濃度では設備が大型化し好ましくない。希釈液のニッケル濃度の好ましい範囲は800乃至1000mg/lである。
また、希釈液のpHを4.0乃至6.0に調整するのは、ニッケルイオンのキレート樹脂への吸着を効率良く行うためである。希釈水溶液のpH値のより好ましい範囲は4.5乃至5.5である。
If the concentration of nickel in the diluent exceeds 1000 mg / l, uniform adsorption of nickel ions becomes difficult, which is not preferable. A concentration of less than 500 mg / l is not preferable because the equipment becomes large. A preferred range for the nickel concentration of the diluent is 800 to 1000 mg / l.
The reason for adjusting the pH of the diluted solution to 4.0 to 6.0 is to efficiently adsorb nickel ions to the chelate resin. A more preferable range of the pH value of the diluted aqueous solution is 4.5 to 5.5.
図4はニッケルイオンの吸着と溶出工程(C)である。キレート樹脂にニッケルを樹脂1リットルあたり20乃至30g吸着させた後(PNR1)、水洗排水の残存リン酸イオン濃度が1.0mg/l以下となるまで押出し水洗するニッケルイオンの吸着工程と(PNR2)、鉱酸を用いてニッケルを吸着した前記キレート樹脂からニッケルを溶出してニッケル塩水溶液とする溶出工程(PNR3)とからなり、溶出後のキレート樹脂は樹脂再生工程(A)へリサイクルする(PNR4)。 FIG. 4 shows the nickel ion adsorption and elution step (C). A nickel ion adsorption process in which 20 to 30 g of nickel is adsorbed per liter of the chelate resin (PNR1), and then the extruded phosphate rinse is performed until the residual phosphate ion concentration in the washing wastewater is 1.0 mg / l or less (PNR2) And an elution step (PNR3) in which nickel is eluted from the chelate resin adsorbing nickel using mineral acid to form a nickel salt aqueous solution, and the chelate resin after elution is recycled to the resin regeneration step (A) (PNR4). ).
本発明において、工程(A)で再生したHNa混床型キレート樹脂に、ニッケルを樹脂1リットルあたり20乃至30g吸着させるのは、30gを超える吸着量では、キレート樹脂の吸着飽和点に近くなり吸着効率が低下するので好ましくない。好ましい吸着量は樹脂1リットルあたり20乃至25gである。
また、ニッケルを吸着させた後、水洗排水に残存するリン酸イオン濃度が1.0mg/l以下まで押出し水洗するのは、リンの含有量を低減してニッケル資源を回収するためであり、好ましい範囲はリン酸イオン濃度が0.1乃至1.0mg/lである。
また、ニッケルを吸着したキレート樹脂からニッケルを溶出する際に用いる鉱酸は、硫酸又は塩酸が好ましく、より好ましくは硫酸である。それは、ニッケル溶出後のキレート樹脂は再生工程(A)にリサイクルしてH型に再生するのに好適であるからである。
In the present invention, 20 to 30 g of nickel is adsorbed to the HNa mixed bed chelate resin regenerated in the step (A) per 1 liter of resin because the adsorbed amount near 30 g is close to the adsorption saturation point of the chelate resin. Since efficiency falls, it is not preferable. A preferred adsorption amount is 20 to 25 g per liter of resin.
In addition, after the nickel is adsorbed, the concentration of phosphate ions remaining in the washing waste water is extruded to 1.0 mg / l or less, and is washed with water in order to reduce the phosphorus content and recover the nickel resources. The range is a phosphate ion concentration of 0.1 to 1.0 mg / l.
Moreover, the mineral acid used when eluting nickel from the chelate resin adsorbing nickel is preferably sulfuric acid or hydrochloric acid, more preferably sulfuric acid. This is because the chelate resin after elution of nickel is suitable for recycling to the regeneration step (A) to regenerate the H-type.
図5はニッケル資源を回収する工程(D)である。工程(C)で得たニッケル塩水溶液を計量し(PMR1)、該ニッケル塩の水溶液に対して所定量の沈殿剤(炭酸塩、水酸化アルカリまたは蓚酸)を添加し、不溶性ニッケル化合物を沈殿させ(PMR2)、ろ過(FT)、水洗(WP)、ペースト化(CP)、乾燥(DR)を経て、ニッケル化合物を回収するものである(PRD)。 FIG. 5 shows a step (D) of recovering nickel resources. The nickel salt aqueous solution obtained in step (C) is weighed (PMR1), and a predetermined amount of a precipitant (carbonate, alkali hydroxide or oxalic acid) is added to the nickel salt aqueous solution to precipitate insoluble nickel compounds. The nickel compound is recovered (PRD) through (PMR2), filtration (FT), water washing (WP), pasting (CP), and drying (DR).
本発明5の工程(D)において、工程(C)で得たニッケル塩水溶液を計量し、該溶液に対して1〜2当量の炭酸ナトリウムを添加するのは、ニッケル塩水溶液中の残存鉱酸を中和し、さらにニッケルイオンの全量を炭酸ニッケルとして沈殿させて回収するためである。また、炭酸ニッケルはろ過性が優れているので、定法により、ろ過・水洗・乾燥して、リン含有量が0.1mg/Kg乃至100mg/Kgのニッケル化合物を資源回収するのに適している。
In the step (D) of the
本発明6の工程(D)において、工程(C)で得たニッケル塩水溶液を計量し、該溶液に対して1〜2当量の水酸化ナトリウムを添加して水酸化ニッケルを沈殿させた後、さらに、該水酸化ニッケル沈殿に対して1〜2当量の炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム又は炭酸ガスを添加するのは、水酸化ニッケルのコロイド沈殿から転化して生成した炭酸ニッケル粒子は、ニッケル塩水溶液に炭酸塩を添加して水溶液から直接生成した炭酸ニッケル粒子より大きく、粒子の結晶性および粒度の均斉性も良好であることを見出し、リン含有量を低減させる本発明の目的に適しているからである。
In the step (D) of the
本発明7の工程(D)において、工程(C)で得たニッケル塩水溶液を計量し、該ニッケル塩水溶液に対して1〜2当量の水酸化ナトリウムを添加するのは、ニッケル塩水溶液が工程(C)において、リン成分の含有量を1.0mg/l以下に調整してあるので、生成する水酸化ニッケルを定法により、ろ過・水洗・乾燥すれば、リン含有量が0.1mg/Kg乃至100mg/Kgの水酸化ニッケル粉としてニッケルを資源化して回収することができるからである。 In the step (D) of the present invention 7, the nickel salt aqueous solution obtained in the step (C) is weighed, and 1 to 2 equivalents of sodium hydroxide is added to the nickel salt aqueous solution. In (C), since the content of the phosphorus component is adjusted to 1.0 mg / l or less, if the produced nickel hydroxide is filtered, washed and dried by a conventional method, the phosphorus content is 0.1 mg / Kg. This is because nickel can be recovered and recovered as 100 to 100 mg / Kg nickel hydroxide powder.
本発明8の工程(D)において、工程(C)で得たニッケル塩水溶液を計量し、該ニッケル塩水溶液に対して1〜2当量の蓚酸を添加するのは、ニッケル塩水溶液が工程(C)において、リン成分の含有量を1.0mg/l以下に調整してあるので、生成する蓚酸ニッケルを定法により、ろ過・水洗・乾燥すれば、リン含有量が0.1mg/Kg乃至100mg/Kgの蓚酸ニッケル粉としてニッケルを資源化して回収することができるからである。 In the step (D) of the present invention 8, the nickel salt aqueous solution obtained in the step (C) is weighed, and 1 to 2 equivalents of oxalic acid is added to the nickel salt aqueous solution. ), The content of the phosphorus component is adjusted to 1.0 mg / l or less. Therefore, if the produced nickel oxalate is filtered, washed, and dried by a conventional method, the phosphorus content is 0.1 mg / Kg to 100 mg / l. This is because nickel can be recovered and recovered as Kg nickel oxalate powder.
以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, it cannot be overemphasized that the scope of the present invention is not limited to these Examples.
リンの分析にはイオンクロマトグラフ(ダイオネックス社製)を用いて行った。 Phosphorus analysis was performed using an ion chromatograph (Dionex).
実施例には下記表1に示すプリント基板製造工程より排出する無電解ニッケルメッキ廃液を用いた。 The electroless nickel plating waste liquid discharged | emitted from the printed circuit board manufacturing process shown in following Table 1 was used for the Example.
また、選択性重金属キレート樹脂にはバイエル社製(レバチット TP−207)を用いた。 Moreover, Bayer (Levacit TP-207) was used for the selective heavy metal chelate resin.
<実施例1>
キレート樹脂の再生工程(A)
選択性重金属キレート樹脂5リットルをカラムに充填し(直径10cm 高さ64cm)、濃度が10重量%の硫酸を用いて、通水速度を25リットル/hrとして10リットルを通水してH型に再生した。次いで、純水35リットルを用いて押出し水洗をして、通過排液が中性になったことを確認した。次に、濃度が4重量%の水酸化ナトリウムを用いて、通水速度を25リットル/hrとして、5リットルを通水してH型樹脂の50%をNa型に置換した。次いで、純水25リットルを用いで押出し水洗した後、再生した両樹脂を撹拌混合してHNa混床型とし、選択性重金属キレート樹脂塔を作成した。
<Example 1>
Chelating resin regeneration process (A)
The column is filled with 5 liters of selective heavy metal chelate resin (diameter 10 cm, height 64 cm), and 10 liters of sulfuric acid with a concentration of 10 wt. Replayed. Next, the extruded water was washed with 35 liters of pure water, and it was confirmed that the passing waste liquid became neutral. Next, using sodium hydroxide having a concentration of 4% by weight, the water flow rate was 25 liters / hr, and 5 liters were passed through to replace 50% of the H-type resin with Na-type. Next, after extruding and washing with 25 liters of pure water, both regenerated resins were stirred and mixed to form an HNa mixed bed type, and a selective heavy metal chelate resin tower was prepared.
無電解ニッケルメッキ廃液調整工程(B)
表1に示した組成の廃液を25リットル採取し、純水を用いて5倍に希釈し、5重量%水酸化ナトリウム溶液を用いてpH値を5.5に調整し、希釈水溶液を125リットル準備した。
Electroless nickel plating waste liquid adjustment process (B)
25 liters of waste liquid having the composition shown in Table 1 was collected, diluted 5 times with pure water, adjusted to pH value 5.5 with 5% by weight sodium hydroxide solution, and 125 liters of diluted aqueous solution. Got ready.
ニッケルイオンの吸着・溶出工程(C)
(ニッケルイオン吸着工程)
工程(A)で作成した選択性重金属キレート樹脂塔を用いて、工程(B)で準備したニッケルメッキ廃液の希釈廃液を25リットル/hrの割合で通水し、選択性重金属キレート樹脂を通過後のニッケル濃度を1mg/l以下に維持した。被処理液を全量通水した後、更に、純水35リットルを用いて通水し、被処理液の押出しと樹脂の洗浄を行い、カラム中のPO2イオン、PO3イオンおよびリンゴ酸などの有機酸を排出した。洗浄液中のリン濃度が1mg/l以下になったことを確認して通水洗浄を終了した。
樹脂を通過した希釈液および押出洗浄水の排水は廃棄した。
Nickel ion adsorption / elution process (C)
(Nickel ion adsorption process)
Using the selective heavy metal chelate resin tower prepared in the step (A), the diluted waste solution of the nickel plating waste solution prepared in the step (B) is passed at a rate of 25 liters / hr and after passing through the selective heavy metal chelate resin. Was maintained at 1 mg / l or less. After passing the entire amount of the liquid to be treated, the water is further passed using 35 liters of pure water, the liquid to be treated is extruded and the resin is washed, and PO 2 ions, PO 3 ions, malic acid, etc. The organic acid was discharged. After confirming that the phosphorus concentration in the washing solution was 1 mg / l or less, the water washing was terminated.
Drainage of the diluent and extrusion washing water that passed through the resin was discarded.
(ニッケル溶出工程)
前記ニッケルイオン吸着工程で得られたニッケルを吸着しているキレート樹脂に、濃度が10重量%の硫酸10リットルを用いて、通水速度を25リットル/hrで通水してニッケルを溶出させた。硫酸を通水後、更に、純水35リットルを用いて押出し水洗した。
硫酸によるニッケルの溶出を開始してから純水による押出し水洗が終了するまでの通水を集めて、さらに純水を用いて総量50リットルの硫酸ニッケル水溶液を調整した。
(Nickel elution process)
Nickel was eluted by passing water at a rate of 25 liters / hr using 10 liters of sulfuric acid having a concentration of 10% by weight to the chelate resin adsorbing nickel obtained in the nickel ion adsorption step. . After passing sulfuric acid, the mixture was further extruded and washed with 35 liters of pure water.
Water flow from the start of elution of nickel with sulfuric acid until the end of the extrusion water washing with pure water was collected, and a total amount of 50 liters of nickel sulfate aqueous solution was prepared using pure water.
ニッケル資源回収工程(D)
前記ニッケル溶出工程で得られた硫酸ニッケル水溶液から採取した10リットルの溶液に、濃度が10重量%炭酸ナトリウム水溶液を2.7リットル添加し、温度20℃で60分間攪拌した。溶液はpH値が約8.3で緑色の沈殿が得られた。沈殿はNo5Aろ紙を用いてろ過し、塩化バリウム液を指示薬として用いて、硫酸イオンが認めなくなるまで純水でろ過洗浄した後、温度80℃で乾燥した。生成量は74グラムであった。分析の結果、緑色の生成物はリン含有量が5mg/Kgの炭酸ニッケルであった。
Nickel resource recovery process (D)
To a 10 liter solution collected from the nickel sulfate aqueous solution obtained in the nickel elution step, 2.7 liter of a 10% by weight aqueous sodium carbonate solution was added and stirred at a temperature of 20 ° C. for 60 minutes. The solution had a pH value of about 8.3 and a green precipitate was obtained. The precipitate was filtered using a No5A filter paper, filtered and washed with pure water until no sulfate ion was observed using a barium chloride solution as an indicator, and then dried at a temperature of 80 ° C. The amount produced was 74 grams. As a result of analysis, the green product was nickel carbonate having a phosphorus content of 5 mg / Kg.
<実施例2> ニッケル資源回収工程(D)
実施例1のニッケル溶出工程で得られた硫酸ニッケル水溶液から採取した10リットルの溶液に濃度が10重量%の水酸化ナトリウム 1.7リットルを添加し、温度20℃で60分間攪拌した。溶液はpH値が約10で緑色の沈殿が得られた。
次いで、この緑色コロイド水溶液を攪拌しながら、炭酸ガスを毎分1リットルの割合で、pH値が7.0になるまで吹き込んだ。約60分後にpH値が7.0になったので炭酸ガスの吹き込みを停止した。緑色コロイドは緑色沈殿物に変化していた。この緑色の沈殿物をNo5Aろ紙を用いて、ろ過し、塩化バリウム液を指示薬として用いて、硫酸イオンが認めなくなるまで純水でろ過洗浄した後、温度80℃で乾燥した。生成量は72グラムであった。分析の結果、緑色の生成物はリン含有量が1mg/Kgの炭酸ニッケルであった。観察の結果、結晶粒子が大きく、ろ過性が良好な粒子であった。
<Example 2> Nickel resource recovery step (D)
1.7 liters of sodium hydroxide having a concentration of 10% by weight was added to 10 liters of solution extracted from the nickel sulfate aqueous solution obtained in the nickel elution step of Example 1, and stirred at a temperature of 20 ° C. for 60 minutes. The solution had a pH value of about 10 and a green precipitate was obtained.
Next, while stirring this green colloid aqueous solution, carbon dioxide gas was blown at a rate of 1 liter per minute until the pH value reached 7.0. After about 60 minutes, since the pH value reached 7.0, the blowing of carbon dioxide gas was stopped. The green colloid turned into a green precipitate. The green precipitate was filtered using a No5A filter paper, filtered and washed with pure water until no sulfate ion was observed using a barium chloride solution as an indicator, and dried at a temperature of 80 ° C. The amount produced was 72 grams. As a result of analysis, the green product was nickel carbonate having a phosphorus content of 1 mg / Kg. As a result of observation, the crystal particles were large and had good filterability.
<実施例3> ニッケル資源回収工程(D)
実施例1のニッケル溶出工程で得られた硫酸ニッケル水溶液から採取した10リットルの溶液に、濃度が10重量%の水酸化ナトリウム 1.7リットルを添加し、温度20℃で60分間攪拌した。溶液はpH値が約10で緑色の沈殿が得られた。次いで、この緑色の沈殿物をNo5Aろ紙を用いて、ろ過し、塩化バリウム液を指示薬として用いて、硫酸イオンが認めなくなるまで純水でろ過洗浄した後、温度100℃で乾燥した。生成量は51グラムであった。分析の結果、緑色の生成物はリン含有量が6mg/Kgの水酸化ニッケルであった。
<Example 3> Nickel resource recovery step (D)
To a 10 liter solution collected from the nickel sulfate aqueous solution obtained in the nickel elution step of Example 1, 1.7 liter of sodium hydroxide having a concentration of 10% by weight was added and stirred at a temperature of 20 ° C. for 60 minutes. The solution had a pH value of about 10 and a green precipitate was obtained. The green precipitate was then filtered using No5A filter paper, filtered and washed with pure water until no sulfate ion was observed using a barium chloride solution as an indicator, and dried at a temperature of 100 ° C. The amount produced was 51 grams. As a result of analysis, the green product was nickel hydroxide having a phosphorus content of 6 mg / Kg.
<実施例4> ニッケル資源回収工程(D)
実施例1のニッケル溶出工程で得られた硫酸ニッケル水溶液から採取した10リットルの溶液に、濃度が10重量%の水酸化ナトリウム1.2リットルを添加しpH2に調整した。温度40℃で攪拌しながら5重量%蓚酸溶液0.7リットルを加え4時間攪拌した。緑白色の沈殿が得られた。次いで、この緑白色の沈殿物をNo5Aろ紙を用いて、ろ過し、塩化バリウム液を指示薬として用いて、硫酸イオンが認めなくなるまで純水でろ過洗浄した後、温度100℃で乾燥した。生成量は59グラムであった。分析の結果、緑白色の生成物はリン含有量が1mg/Kgの蓚酸ニッケルであった。
<Example 4> Nickel resource recovery step (D)
To 10 liters of the solution extracted from the nickel sulfate aqueous solution obtained in the nickel elution step of Example 1, 1.2 liters of sodium hydroxide having a concentration of 10% by weight was added to adjust the pH to 2. While stirring at a temperature of 40 ° C., 0.7 liter of 5 wt% oxalic acid solution was added and stirred for 4 hours. A greenish white precipitate was obtained. Next, this greenish white precipitate was filtered using No5A filter paper, filtered and washed with pure water until no sulfate ions were observed using a barium chloride solution as an indicator, and then dried at a temperature of 100 ° C. The amount produced was 59 grams. As a result of the analysis, the greenish white product was nickel oxalate having a phosphorus content of 1 mg / Kg.
<実施例5>
実施例4にて得た蓚酸ニッケル10グラムを密閉容器に入れ350℃に調整した電気炉中で2時間加熱分解させた。その結果、粉末状の灰白色の金属ニッケル3.1グラムを得た。
<Example 5>
10 g of nickel oxalate obtained in Example 4 was put in an airtight container and thermally decomposed in an electric furnace adjusted to 350 ° C. for 2 hours. As a result, 3.1 g of powdery off-white metallic nickel was obtained.
<実施例6>
濃度が4重量%水酸化ナトリウム4リットルを通水してH型樹脂の40%をNa型に置換した以外<実施例1>と同様にし、キレート樹脂の再生工程(A)、無電解ニッケルメッキ廃液調整工程(B)、ニッケルイオンの吸着・溶出工程(C)を順に行って、総量50リットルの硫酸ニッケル水溶液を調整した。調整した硫酸ニッケル水溶液10リットルを用いて<実施例4>と同様にニッケル資源回収工程(D)を行った。緑白色の沈殿の生成量は58グラムであった。分析の結果、緑白色の生成物はリン含有量1.1mg/Kgの蓚酸ニッケルであった。
<Example 6>
Similar to <Example 1> except that 4 liters of sodium hydroxide was passed through 4 liters of water to replace 40% of the H-type resin with Na-type, and the chelate resin regeneration step (A), electroless nickel plating The waste liquid adjustment step (B) and the nickel ion adsorption / elution step (C) were sequentially performed to prepare a nickel sulfate aqueous solution having a total amount of 50 liters. The nickel resource recovery step (D) was performed in the same manner as in <Example 4> using 10 liters of the adjusted nickel sulfate aqueous solution. The amount of greenish white precipitate produced was 58 grams. As a result of the analysis, the greenish white product was nickel oxalate having a phosphorus content of 1.1 mg / Kg.
<比較例1>
表1に示した組成の廃液を5リットル採取し10重量%硫酸0.05リットルを添加しpH2に調整した。温度40℃で攪拌しながら5重量%蓚酸溶液0.7リットルを加え4時間攪拌した。緑白色の沈殿が得られた。次いで、この緑白色の沈殿物をNo5Aろ紙を用いて、ろ過し、塩化バリウム液を用いて硫酸イオンを認めなくなるまで純水でろ過洗浄した後、温度100℃で乾燥した。生成量は61グラムであった。分析の結果、緑白色の生成物はリン含有量が3500mg/Kgの蓚酸ニッケルであった。
<Comparative Example 1>
5 liters of the waste liquid having the composition shown in Table 1 was sampled, and 0.05 liter of 10% by weight sulfuric acid was added to adjust the pH to 2. While stirring at a temperature of 40 ° C., 0.7 liter of 5 wt% oxalic acid solution was added and stirred for 4 hours. A greenish white precipitate was obtained. Next, this greenish white precipitate was filtered using No5A filter paper, filtered and washed with pure water using a barium chloride solution until no sulfate ions were observed, and then dried at a temperature of 100 ° C. The amount produced was 61 grams. As a result of the analysis, the greenish white product was nickel oxalate having a phosphorus content of 3500 mg / Kg.
<比較例2>
表1に示した組成の廃液を5リットル採取し純水を用いて5倍に希釈した。10重量%硫酸0.05リットルを添加しpH2に調整した。温度40℃で攪拌しながら5重量%蓚酸溶液0.7リットルを加え4時間攪拌した。緑白色の沈殿が得られた。次いでこの緑白色の沈殿物をNo5Aろ紙を用いて、ろ過し、塩化バリウム液を用いて硫酸イオンを認めなくなるまで純水でろ過洗浄した後、温度100℃で乾燥した。生成量は58グラムであった。分析の結果、緑白色の生成物はリン含有量が710mg/Kgの蓚酸ニッケルであった。
<Comparative Example 2>
Five liters of the waste liquid having the composition shown in Table 1 was collected and diluted five-fold with pure water. The pH was adjusted to 2 by adding 0.05 liter of 10% by weight sulfuric acid. While stirring at a temperature of 40 ° C., 0.7 liter of 5 wt% oxalic acid solution was added and stirred for 4 hours. A greenish white precipitate was obtained. Next, this greenish white precipitate was filtered using No5A filter paper, filtered and washed with pure water using a barium chloride solution until no sulfate ions were observed, and then dried at a temperature of 100 ° C. The amount produced was 58 grams. As a result of analysis, the greenish white product was nickel oxalate having a phosphorus content of 710 mg / Kg.
本発明の方法によれば、無電解ニッケルメッキ廃液から、残留ニッケルイオンをリン含有量が1mg/kg以下のニッケル化合物として回収できるので、回収したニッケル化合物はリン含有量が僅少であることにより金属ニッケルへ容易に転換できる効果がある。また、本発明は、環境汚染の元であった無電解ニッケルメッキ廃液を資源化することに貢献する。 According to the method of the present invention, the residual nickel ions can be recovered from the electroless nickel plating waste liquid as a nickel compound having a phosphorus content of 1 mg / kg or less. There is an effect that can be easily converted to nickel. The present invention also contributes to the recycling of the electroless nickel plating waste liquid that was the source of environmental pollution.
PRK :キレート樹脂の再生工程
PRK1:キレート樹脂カラム
PRK2:H型再生工程
PRK3:押し出し、水洗工程
PRK4:Na型再生工程
PRK5:押し出し、水洗工程
PRK6:樹脂混合工程
WWR :排水処理工程
PCW :無電解ニッケルメッキ廃液調整工程
PCW1:廃液受け糟
PCW2:ニッケル濃度調整工程
PCW3:pH値調整工程
PNR :ニッケル吸着・溶出工程
PNR1:ニッケル吸着工程
PNR2:押し出し、水洗工程
PNR3:ニッケル溶出工程
PNR4:キレート樹脂回収工程
WWB :リン含有廃液処理工程
PMR :ニッケル資源化工程
PMR1:ニッケル塩水溶液の計量槽
PMR2:反応槽
PRD :ニッケル化合物
WNM :無電解ニッケルメッキ廃液
W : 水
H : 鉱酸(硫酸、塩酸)
S : 沈殿剤(炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、蓚酸)
K : 水酸化ナトリウム
KS : 選択性重金属キレート樹脂
FT : ろ過装置
WP : 水洗工程
CP : ペースト
DR : 乾燥装置
PRK: Chelate resin regeneration process PRK1: Chelate resin column PRK2: H type regeneration process PRK3: Extrusion and water washing process PRK4: Na type regeneration process PRK5: Extrusion and water washing process PRK6: Resin mixing process WWR: Waste water treatment process PCW: Electroless Nickel plating waste liquid adjustment process PCW1: Waste liquid receptacle PCW2: Nickel concentration adjustment process PCW3: pH value adjustment process PNR: Nickel adsorption / elution process PNR1: Nickel adsorption process PNR2: Extrusion and water washing process PNR3: Nickel elution process PNR4: Chelate resin recovery Process WWB: Phosphorus-containing waste liquid treatment process PMR: Nickel resource recycling process PMR1: Measuring tank for nickel salt aqueous solution PMR2: Reaction tank PRD: Nickel compound WNM: Electroless nickel plating waste liquid W: Water H: Mineral acid (sulfuric acid, hydrochloric acid)
S: Precipitant (sodium carbonate, sodium hydroxide, oxalic acid)
K: Sodium hydroxide KS: Selective heavy metal chelate resin FT: Filtration apparatus WP: Washing process CP: Paste DR: Drying apparatus
Claims (8)
In step (D), the aqueous nickel salt solution obtained in step (C) is weighed, and 1 to 2 equivalents of oxalic acid is added to the aqueous nickel salt solution to precipitate nickel oxalate, which is filtered, washed with water and dried. The recovery method according to claim 1, wherein the nickel is recovered as nickel oxalate powder having a phosphorus content of 0.1 mg / Kg to 100 mg / Kg.
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