JP2011051833A - Method for purification of alkaline aqueous solution - Google Patents

Method for purification of alkaline aqueous solution Download PDF

Info

Publication number
JP2011051833A
JP2011051833A JP2009202257A JP2009202257A JP2011051833A JP 2011051833 A JP2011051833 A JP 2011051833A JP 2009202257 A JP2009202257 A JP 2009202257A JP 2009202257 A JP2009202257 A JP 2009202257A JP 2011051833 A JP2011051833 A JP 2011051833A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous solution
alkaline aqueous
purification
group
metal impurity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009202257A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masamitsu Iiyama
真充 飯山
Kazunori Nakano
一史 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nomura Micro Science Co Ltd
Original Assignee
Nomura Micro Science Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nomura Micro Science Co Ltd filed Critical Nomura Micro Science Co Ltd
Priority to JP2009202257A priority Critical patent/JP2011051833A/en
Publication of JP2011051833A publication Critical patent/JP2011051833A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for purification of an alkaline aqueous solution, which can remove metal impurities contained in an alkaline solution simply at a high rate, and sufficiently reduce residual metal impurities. <P>SOLUTION: The metal impurities are removed from the alkaline aqueous solution by making the alkaline aqueous solution containing metal impurities contact with a material to which at least either one selected from a N-methyl-glucamine group reacting as a chelating material to a fiber base material and an iminodiethanol group reacting as a weakly anion exchanger and a chelating material is introduced. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルカリ水溶液に含まれる金属不純物の濃度を、非常に低い濃度にまで精製することのできるアルカリ水溶液の精製方法に関する。   The present invention relates to a method for purifying an alkaline aqueous solution capable of purifying the concentration of metal impurities contained in the alkaline aqueous solution to a very low concentration.

アルカリ水溶液は、シリコンウエハを製造する際に生成される加工変質層を除去するエッチング工程や、pH調整及び緩衝目的でコロイダルシリカ等の研磨剤と組み合わせて研磨工程で用いられる。また、アルカリ水溶液は、研磨工程の後のウェット洗浄でも用いられることが多い。エッチング工程では、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム、研磨工程では、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、アンモニア、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウム、洗浄工程では、アンモニアや水酸化テトラメチルアンモニウムやコリン、コリン誘導体などの有機アルカリが用いられる。   The alkaline aqueous solution is used in the polishing process in combination with an etching process for removing a work-affected layer generated when a silicon wafer is produced, or an abrasive such as colloidal silica for pH adjustment and buffering purposes. Further, the alkaline aqueous solution is often used in wet cleaning after the polishing step. In the etching process, sodium hydroxide or potassium hydroxide, in the polishing process, sodium hydroxide, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, ammonia, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate and potassium hydrogen carbonate, in the cleaning process, Organic alkalis such as ammonia, tetramethylammonium hydroxide, choline, and choline derivatives are used.

これらのアルカリ水溶液は、製造過程で加熱反応工程や濃縮工程などがあり、一般的に耐熱性及び耐腐食性の観点からステンレス部材が使用される。このステンレス部材の成分である鉄、ニッケル、銅、クロムなどがアルカリ水溶液の製造過程で金属不純物として混入してしまうため、精製処理を施し、混入した金属不純物を例えばppbのオーダの濃度まで低減することが必要になる。   These alkaline aqueous solutions include a heating reaction step and a concentration step in the production process, and stainless steel members are generally used from the viewpoints of heat resistance and corrosion resistance. Iron, nickel, copper, chromium, etc., which are components of this stainless steel member, are mixed as metal impurities in the manufacturing process of the alkaline aqueous solution. Therefore, purification treatment is performed, and the mixed metal impurities are reduced to a concentration on the order of ppb, for example. It will be necessary.

例えば、水酸化ナトリウムは食塩の電解によって製造されており、生成した水酸化ナトリウムは、数ppmオーダの各種金属不純物を含有している。これらの金属不純物中で、例えば、銅とニッケルは、シリコンウエハに浸透して残存し、その電気特性を変化させたり、その表面平坦性を劣化させたりする。そのため、これら金属不純物を含むアルカリ水溶液はシリコンウエハの製造工程では使うことができない。また、鉄やクロムなどの金属は、シリコンウエハの内部には拡散しづらいものの表面に残渣として残り、やはり電気特性などを阻害する。   For example, sodium hydroxide is produced by electrolysis of sodium chloride, and the produced sodium hydroxide contains various metal impurities on the order of several ppm. Among these metal impurities, for example, copper and nickel permeate and remain in the silicon wafer to change its electrical characteristics and to deteriorate its surface flatness. Therefore, the alkaline aqueous solution containing these metal impurities cannot be used in the manufacturing process of the silicon wafer. Metals such as iron and chromium are difficult to diffuse inside the silicon wafer, but remain as residues on the surface, which also impedes electrical characteristics and the like.

したがって、エッチングなどの実際の工程に供することのできるアルカリ水溶液を得るためにも、精製処理を施し、混入した金属不純物を除去して、例えばその金属不純物濃度をppbのオーダまで低減することが必要になる。   Therefore, in order to obtain an alkaline aqueous solution that can be used in an actual process such as etching, it is necessary to carry out a purification treatment to remove mixed metal impurities and reduce the metal impurity concentration to, for example, the order of ppb. become.

上記金属不純物の精製方法としては、例えば、金属不純物を含んだ高濃度水酸化ナトリウム水溶液を、ヤシ殻系活性炭を硝酸で処理した後に賦活したものと接触させ、金属不純物を吸着除去する方法が提案されている(特開2004−344715公報)。この場合、容易に低コストでアルカリを精製することができる。しかしながら、この場合は専用の活性炭を準備する必要があるため、コスト上昇を招いてしまう。   As a method for purifying the metal impurities, for example, a method is proposed in which a high-concentration sodium hydroxide aqueous solution containing metal impurities is brought into contact with activated activated coconut shell activated carbon after treatment with nitric acid, and the metal impurities are adsorbed and removed. (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-344715). In this case, the alkali can be easily purified at low cost. However, in this case, since it is necessary to prepare a dedicated activated carbon, the cost increases.

また、鉄に関しては100ppb程度にまで精製できるが、銅やニッケルに関しても100ppb程度にまでしか精製することができず、実用に足るような金属不純物濃度には達していない。また、活性炭は素材に含まれている亜鉛やアルミなどの金属不純物が溶出し、これらは硝酸で賦活しても低減することは困難である。従って金属不純物の除去要求項目が鉄に限定されれば良いが、銅やニッケル等多項目になった場合は使用が困難となる。   Further, iron can be refined to about 100 ppb, but copper and nickel can only be refined to about 100 ppb, and the metal impurity concentration is not practical enough. Moreover, activated carbon elutes metal impurities such as zinc and aluminum contained in the material, and these are difficult to reduce even if activated by nitric acid. Accordingly, it is sufficient that the metal impurity removal requirement item is limited to iron, but it becomes difficult to use when there are many items such as copper and nickel.

さらに、水酸化ナトリウム水溶液に含まれる金属不純物を低減する方法として、陽イオン交換膜を用いた水酸化ナトリウム水溶液の電解による精製方法が知られている(特開2002−317285公報)。この方法によれば、水酸化ナトリウム水溶液中の金属不純物は10ppb以下にできるとされている。しかし、この方法は設備投資が高額となり、装置が複雑になるために精製コストが高く、運転管理が難しいという欠点がある。   Furthermore, as a method for reducing metal impurities contained in a sodium hydroxide aqueous solution, a purification method by electrolysis of a sodium hydroxide aqueous solution using a cation exchange membrane is known (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-317285). According to this method, it is said that the metal impurities in the sodium hydroxide aqueous solution can be 10 ppb or less. However, this method has the disadvantages of high capital investment, complicated equipment, high purification costs, and difficult operation management.

一方で、金属不純物を仮に100ppb以下に低減した高純度のアルカリ水溶液を、そのままの高純度の状態で使用箇所まで搬送するに際しては、アルカリ水溶液の製造工場やタンクローリ等の移送用手段、アルカリ水溶液を使用するウエハ製造工場や半導体デバイス製造工場において、接続・供給配管やドラム・タンク等の容器を金属溶出が少ないフッ素樹脂等の高価な素材でライニングしたり、その素材を用いて製造したりしなければならない。また、ウエハ製造工場や半導体デバイス製造工場で使用したアルカリ水溶液をリサイクルしたい場合でも、製造工程等から副生成的に発生する金属により汚染を受け、再使用が不可能な為、廃棄せざるを得ない。   On the other hand, when transporting a high-purity alkaline aqueous solution in which metal impurities are reduced to 100 ppb or less to a point of use in the same high-purity state, a transportation means such as an alkaline aqueous solution manufacturing plant or a tank truck, an alkaline aqueous solution is used. In the wafer manufacturing factory and semiconductor device manufacturing factory to be used, containers such as connection / supply piping and drums / tanks must be lined with expensive materials such as fluororesin, which has little metal elution, or manufactured using these materials. I must. Also, even if you want to recycle the alkaline aqueous solution used in the wafer manufacturing factory or semiconductor device manufacturing factory, it must be discarded because it is contaminated by the metal generated as a by-product from the manufacturing process and cannot be reused. Absent.

また、従来、金属不純物の除去に用いられている陽イオン交換樹脂を用いた水溶液の精製法では、高濃度にアルカリ成分が含まれている場合には、アルカリ成分も金属不純物と同様に樹脂と反応するため、金属不純物を選択的に除去することができない。したがって、さらに適切な処理を施さないと主成分であるアルカリ成分の濃度が変化してしまう恐れがある。   Further, in the conventional purification method of an aqueous solution using a cation exchange resin used for removal of metal impurities, when an alkali component is contained in a high concentration, the alkali component is also separated from the resin in the same manner as the metal impurity. Due to the reaction, metal impurities cannot be selectively removed. Therefore, the concentration of the alkali component as the main component may change unless further appropriate treatment is performed.

特開2004−344715公報JP 2004-344715 A 特開2002−317285公報JP 2002-317285 A

本発明は、かかる従来の問題に鑑みて、アルカリ水溶液中に含まれる金属不純物を簡易かつ高い割合で除去し、残留金属不純物を十分に低減することのできる、アルカリ水溶液の精製方法を提供することを目的とする。   In view of such conventional problems, the present invention provides a method for purifying an alkaline aqueous solution that can easily remove metal impurities contained in an alkaline aqueous solution at a high rate and sufficiently reduce residual metal impurities. With the goal.

上記目的を達成すべく、本発明は、金属不純物を含むアルカリ水溶液を、繊維状の弱塩基性陰イオン交換体及びキレート化材の少なくとも一方の材料に接触させ、前記アルカリ水溶液から前記金属不純物を除去することを特徴とする、アルカリ水溶液の精製方法に関する。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention brings an alkaline aqueous solution containing metal impurities into contact with at least one of a fibrous weakly basic anion exchanger and a chelating agent, and the metal impurities are removed from the alkaline aqueous solution. The present invention relates to a method for purifying an alkaline aqueous solution, which is characterized by removing.

本発明によれば、アルカリ水溶液の精製に際し、母材、すなわち弱塩基性陰イオン交換体及びキレート化材を繊維状としているので、精製すべきアルカリ水溶液との接触効率が高くなり、これによってアルカリ水溶液の精製速度を向上させることができる。したがって、処理に供するアルカリ水溶液の流量SVを10(1/h)以上とすることができる。なお、現状においては、流量SVの最大値を50(1/h)まで増大させても十分な処理を行うことができる。一方、上述したような従来技術においては、処理に供するアルカリ水溶液の流量SVを最大で2(1/h)程度までしか増大させることができない。   According to the present invention, when the alkaline aqueous solution is purified, the base material, that is, the weakly basic anion exchanger and the chelating material are in the form of fibers, so that the contact efficiency with the alkaline aqueous solution to be purified is increased, thereby The purification rate of the aqueous solution can be improved. Therefore, the flow rate SV of the alkaline aqueous solution used for the treatment can be 10 (1 / h) or more. Currently, sufficient processing can be performed even if the maximum value of the flow rate SV is increased to 50 (1 / h). On the other hand, in the prior art as described above, the flow rate SV of the alkaline aqueous solution used for the treatment can be increased only to about 2 (1 / h) at the maximum.

なお、弱塩基性陰イオン交換体及びキレート化材としては、耐アルカリ性の合成樹脂繊維に、弱塩基性陰イオン交換基又はキレート官能基を結合させたものを使用することができる。   In addition, as a weak base anion exchanger and a chelating material, what combined the weak basic anion exchange group or the chelate functional group with the alkali-resistant synthetic resin fiber can be used.

耐アルカリ性の合成樹脂繊維のベースとなる合成樹脂としては、ポリビニルアルコール、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリサルホン、ポリフェニルサルホン、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)系樹脂等が例示されるが、汎用性、価格の点でポリビニルアルコール、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアミド、ポリサルホン、ポリフェニルサルホン、ポリエチレン等が好適である。これらの合成樹脂は、高濃度のアルカリ水溶液に対して安定して使用できれば特に限定されるものではない。またこれらの素材は、単独でも複数種類を組み合わせても使用することができる。   The synthetic resin used as the base of the alkali-resistant synthetic resin fiber includes polyvinyl alcohol, styrene-divinylbenzene copolymer, polysulfone, polyphenylsulfone, polyhydroxymethacrylate, polyethylene, polypropylene, aramid, PFA (tetrafluoroethylene par Fluoroalkyl vinyl ether copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene) resin, etc. are exemplified, but in terms of versatility and price, polyvinyl alcohol, styrene-divinylbenzene copolymer, polyamide, polysulfone, polyphenylsulfone. Polyethylene and the like are preferred. These synthetic resins are not particularly limited as long as they can be used stably with respect to a high concentration aqueous alkali solution. These materials can be used alone or in combination of a plurality of types.

なお、上述した合成樹脂繊維は不織布として構成することができ、その平均繊維径が0.2μm〜20μmの連続繊維であって、繊維充填率を5%〜45%とすることができる。また、不織布の形成は例えばメルトブロー法によって形成することができる。   In addition, the synthetic resin fiber mentioned above can be comprised as a nonwoven fabric, The average fiber diameter is 0.2 micrometers-20 micrometers, Comprising: A fiber filling factor can be 5%-45%. The nonwoven fabric can be formed by, for example, a melt blow method.

また、弱塩基性陰イオン交換体及びキレート化材は、上述のような合成樹脂を母材としているので、これらを繊維状とするに際しては、上記合成樹脂から不織布を形成し、この不織布に対して、N−メチルグルカミン基及びイミノジエタノール基を放射線グラフト重合法によって導入することによって合成することができる。   Moreover, since the weakly basic anion exchanger and the chelating material are based on the synthetic resin as described above, when they are made into a fibrous form, a nonwoven fabric is formed from the synthetic resin, Thus, N-methylglucamine group and iminodiethanol group can be synthesized by introducing by radiation graft polymerization.

したがって、本発明のアルカリ水溶液の精製に使用する材料は、N−メチルグルカミン基及びイミノジエタノール基の少なくとも一方を含むことができるので、アルカリ水溶液中の金属不純物を顕著に除去することができる。これは膨大な実験を行うことによって明らかになったものであり、理論的には明確になっていない。現状では、上記官能基が有する水酸基またはアミン基の陰イオン交換反応及び水素結合、並びにアミン基、イミノ基のキレート反応が関与しているものと考えている。   Therefore, since the material used for the purification of the alkaline aqueous solution of the present invention can contain at least one of an N-methylglucamine group and an iminodiethanol group, metal impurities in the alkaline aqueous solution can be remarkably removed. This has been clarified through extensive experiments and is not clarified theoretically. At present, it is considered that the anion exchange reaction and hydrogen bond of the hydroxyl group or amine group of the functional group and the chelate reaction of amine group and imino group are involved.

例えば、アルカリ水溶液中の金属不純物は、負電荷の水酸化物錯イオンを形成していると考えられ、この錯イオンが弱塩基性陰イオン交換体との電気的な吸着作用と立体的に存在するアミン基のキレート化作用による結合によって、上記金属不純物が除去されると考えられるためである。また、アルカリ水溶液の工業的な合成過程において使用されるステンレス部材由来の金属は、電気的に中性に近い酸化金属種と酸化金属・水酸化金属混合体として存在すると予想され、N−メチルグルカミン基の様に半金属に対して特異的な吸着作用を及ぼす官能基のキレート化反応や水素結合などによって吸着除去されると考えられる。   For example, metal impurities in an aqueous alkali solution are thought to form negatively charged hydroxide complex ions, and these complex ions exist sterically and electrically adsorb with weakly basic anion exchangers. This is because it is considered that the metal impurities are removed by the binding by the chelating action of the amine group. In addition, metals derived from stainless steel members used in the industrial synthesis process of alkaline aqueous solutions are expected to exist as a mixture of metal oxide species and metal oxide / metal hydroxide that are electrically neutral. It is thought that it is adsorbed and removed by a chelating reaction of a functional group that exerts a specific adsorption action on a semimetal such as a camin group or hydrogen bonding.

なお、N−メチルグルカミン基及びイミノジエタノール基は、それぞれ単独で用いることもできるが、両方を併用することもできる。N−メチルグルカミン基は、主として鉄やクロム等の精製(除去)に効果を発するが、銅やニッケル等に対する精製(除去)度合いはあまり高くない。一方、イミノジエタノール基は、主として銅やニッケル等に対する精製(除去)に効果を発するが、鉄やクロム等に対する精製(除去)度合いはあまり高くない。したがって、両者を併用することによって、鉄、クロム、銅、ニッケル等の重金属に対する精製(除去)度合いを高めることができる。   The N-methylglucamine group and the iminodiethanol group can be used alone, or both can be used in combination. The N-methylglucamine group is effective mainly for the purification (removal) of iron, chromium, etc., but the degree of purification (removal) for copper, nickel, etc. is not so high. On the other hand, the iminodiethanol group is effective mainly for purification (removal) of copper, nickel, etc., but the degree of purification (removal) of iron, chromium, etc. is not so high. Therefore, by using both in combination, the degree of purification (removal) of heavy metals such as iron, chromium, copper, and nickel can be increased.

具体的に、上記官能基を用いることによって、金属不純物の精製後のアルカリ水溶液中における、鉄、クロム等の金属不純物の濃度を5ppb以下とすることができる。また、特にイミノジエタノール基を利用することによって、銅及びニッケル等の金属不純物の精製後のアルカリ水溶液中における前記金属不純物の濃度を0.5ppb以下、さらには0.1ppb以下とすることができる。   Specifically, by using the functional group, the concentration of metal impurities such as iron and chromium in the alkaline aqueous solution after purification of metal impurities can be reduced to 5 ppb or less. In particular, by using an iminodiethanol group, the concentration of the metal impurity in the alkaline aqueous solution after purification of the metal impurity such as copper and nickel can be 0.5 ppb or less, further 0.1 ppb or less.

なお、本発明のアルカリ水溶液中のアルカリ成分としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウム、有機アルカリからなる群より選択される少なくとも一種を例示することができる。ここで有機アルカリとして水酸化テトラメチルアンモニウム、コリン及びコリン誘導体(水酸化トリメチルヒドロキシ2−エトキシアンモニウム、水酸化トリメチル2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシアンモニウムなど)が例示できる。例示したアルカリ成分は単独で含むこともできるし、2以上を混合して含むこともできる。また、ここで例示した以外にも強アルカリ水溶液であれば特に限定せずに適用することができる。   The alkaline component in the alkaline aqueous solution of the present invention includes at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate and potassium bicarbonate, and organic alkali. It can be illustrated. Examples of the organic alkali include tetramethylammonium hydroxide, choline, and choline derivatives (such as trimethylhydroxy 2-ethoxyammonium hydroxide and 2- (2-hydroxyethoxy) ethoxyammonium hydroxide). The illustrated alkaline component can be contained alone, or two or more can be mixed and contained. In addition to those exemplified here, any strong alkaline aqueous solution can be used without particular limitation.

なお、本発明では、精製に供する材料をカートリッジフィルター状又は膜状に加工して使用することができる。この場合、例えば、50重量%NaOHや50重量%KOHなどの高濃度アルカリを使用した場合、上記材料を例えばビーズ状に形成した場合などにおいては、上記材料を構成する合成樹脂が脱水作用によって例えば30%程度収縮してしまう。したがって、前記材料をカラムなどに充填してアルカリ水溶液の精製に供したような場合において、カラム内に空隙が生じてしまい、アルカリ水溶液が前記材料を介することなく前記空隙を通ってショートパスするようになるので、アルカリ水溶液の精製を十分に行うことができない。   In the present invention, the material to be purified can be used after being processed into a cartridge filter shape or a membrane shape. In this case, for example, when a high-concentration alkali such as 50% by weight NaOH or 50% by weight KOH is used, or when the material is formed in a bead shape, for example, the synthetic resin constituting the material is It shrinks about 30%. Therefore, when the material is packed in a column or the like and used for purification of the alkaline aqueous solution, voids are generated in the column, and the alkaline aqueous solution is short-passed through the voids without passing through the material. Therefore, the aqueous alkali solution cannot be sufficiently purified.

一方、上述のように、精製に供する材料をカートリッジフィルター状又は膜状に加工すれば、前者の場合は前記材料がカートリッジフィルターに固定されることにより、後者の場合は膜状の前記材料を所定の方法でカラムに固定する、あるいは収縮度合いを考慮したマージンを有するような大きさに設定することによって、高濃度アルカリを使用した場合でも空隙を生じることなく、アルカリ水溶液の精製を行うことができるようになる。   On the other hand, as described above, if the material to be refined is processed into a cartridge filter shape or a membrane shape, the material is fixed to the cartridge filter in the former case, and the membrane-like material is predetermined in the latter case. By fixing to a column by this method, or by setting the size to have a margin that takes into account the degree of shrinkage, it is possible to purify an aqueous alkali solution without producing voids even when high concentration alkali is used. It becomes like this.

したがって、本発明によれば、低濃度から高濃度(までの任意のアルカリ水溶液の精製を行うことができる。   Therefore, according to the present invention, it is possible to purify an arbitrary aqueous alkali solution from a low concentration to a high concentration.

本発明が有効であるアルカリ水溶液の濃度は、水酸化ナトリウムでは0.01〜50重量%、水酸化カリウムでは0.01〜50重量%、炭酸ナトリウムでは0.01〜23重量%、炭酸カリウムでは0.01〜50重量%、炭酸水素ナトリムでは0.01〜8重量%、炭酸水素カリウムでは0.01〜50重量%、アンモニアでは0.01〜30重量%、水酸化テトラメチルアンモニウムでは0.01重量%以上、コリンでは0.01重量%以上の濃度が好ましく、より好ましくは水酸化ナトリウムでは0.1〜50重量%、水酸化カリウムでは0.1〜50重量%、炭酸ナトリウムでは0.1〜23重量%、炭酸カリウムでは0.1〜50重量%、炭酸水素ナトリムでは0.1〜50重量%、炭酸水素カリウムでは0.01〜50重量%、アンモニアでは0.1〜30重量%、水酸化テトラメチルアンモニウムでは0.1重量%以上、コリンでは0.1重量%以上の濃度である。特に、水酸化ナトリウムでは5〜50重量%、水酸化カリウムでは5〜50重量%、炭酸ナトリウムでは5〜23重量%、炭酸カリウムでは5〜50重量%、炭酸水素ナトリムでは5〜8重量%、炭酸水素カリウムでは5〜50重量%、アンモニアでは5〜30重量%、水酸化テトラメチルアンモニウムでは5重量%以上、コリンでは5重量%以上の高濃度領域が好ましく本発明が最も効果を発揮する。   The concentration of the aqueous alkaline solution in which the present invention is effective is 0.01 to 50% by weight for sodium hydroxide, 0.01 to 50% by weight for potassium hydroxide, 0.01 to 23% by weight for sodium carbonate, 0.01 to 50% by weight, sodium bicarbonate 0.01 to 8% by weight, potassium bicarbonate 0.01 to 50% by weight, ammonia 0.01 to 30% by weight, and tetramethylammonium hydroxide 0.8%. A concentration of 01% by weight or more, preferably 0.01% by weight or more for choline, more preferably 0.1 to 50% by weight for sodium hydroxide, 0.1 to 50% by weight for potassium hydroxide, and 0.1% for sodium carbonate. 1 to 23 wt%, potassium carbonate 0.1 to 50 wt%, sodium bicarbonate 0.1 to 50 wt%, potassium bicarbonate 0.01 to 50 wt% 0.1 to 30 wt% in ammonia, the tetramethylammonium hydroxide 0.1% by weight or more, the choline at a concentration of more than 0.1 wt%. In particular, 5-50% by weight for sodium hydroxide, 5-50% by weight for potassium hydroxide, 5-23% by weight for sodium carbonate, 5-50% by weight for potassium carbonate, 5-8% by weight for sodium bicarbonate, A high concentration region of 5 to 50% by weight for potassium hydrogen carbonate, 5 to 30% by weight for ammonia, 5% by weight or more for tetramethylammonium hydroxide, and 5% by weight or more for choline is preferable, and the present invention exhibits the most effect.

以上説明したように、本発明によれば、アルカリ水溶液中に含まれる金属不純物を簡易かつ高い割合で除去し、残留金属不純物を十分に低減することのできる、アルカリ水溶液の精製方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, there is provided a method for purifying an alkaline aqueous solution that can easily remove metal impurities contained in an alkaline aqueous solution at a high rate and sufficiently reduce residual metal impurities. Can do.

次に、本発明の実施例について説明する。   Next, examples of the present invention will be described.

試料用のアルカリ水溶液として、東ソー社製の48%水酸化ナトリウム水溶液、東亞合成社製の48%水酸化カリウム水溶液を用いて以下の方法で精製した。なお、精製に先立って、以下に詳述するような洗浄操作をも実施した。   As the alkaline aqueous solution for the sample, a 48% sodium hydroxide aqueous solution manufactured by Tosoh Corporation and a 48% potassium hydroxide aqueous solution manufactured by Toagosei Co., Ltd. were used for purification by the following method. Prior to purification, a washing operation as described in detail below was also performed.

金属不純物の測定は、ICP−MS(パーキンエルマー社製 ELANDRC−II)により行った。なお、精製に関する以下の実施例及び比較例で使用した処理装置及び処理体は、次の通りである。   Measurement of metal impurities was performed by ICP-MS (ELANDRC-II manufactured by PerkinElmer). In addition, the processing apparatus and processing body which were used by the following Examples and comparative examples regarding purification are as follows.

処理装置:
処理体充填カラム 3/4インチPFAカラム 200mm
(PFA:テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)
試験系及び使用タンクの材質 PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)
Processing equipment:
Processing body packed column 3/4 inch PFA column 200mm
(PFA: tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer)
Test system and tank material PTFE (Polytetrafluoroethylene)

使用した処理体:
(A)キレート繊維
母材:ポリエチレン
官能基:N−メチルグルカミン基
形状:繊維径 18μm 不織布状
グラフト重合によってポリエチレン繊維にN−メチルグルカミン基を導入
Used treatment body:
(A) Chelate fiber
Base material: Polyethylene
Functional group: N-methylglucamine group
Shape: Fiber diameter 18μm Non-woven fabric
Introducing N-methylglucamine groups into polyethylene fibers by graft polymerization

(B)弱塩基性陰イオン交換繊維
母材:ポリエチレン
官能基:第3級アミン基
形状:繊維径 18μm 不織布状
グラフト重合によってポリエチレン繊維に第3級アミン基としてイミノジエタノール基を導入
(B) Weakly basic anion exchange fiber
Base material: Polyethylene
Functional group: Tertiary amine group
Shape: Fiber diameter 18μm Non-woven fabric
Introduction of iminodiethanol groups as tertiary amine groups into polyethylene fibers by graft polymerization

(C)キレート樹脂:
メーカー:三菱化学(株)
商品名:ダイヤイオンCRB−02
母材:スチレン
官能基:N−メチルグルカミン基
形状:直径350〜550μmのビーズ状
(C) Chelate resin:
Manufacturer: Mitsubishi Chemical Corporation
Product Name: Diaion CRB-02
Base material: Styrene
Functional group: N-methylglucamine group
Shape: Bead shape with a diameter of 350-550 μm

(D)ポリエチレン繊維
母材:ポリエチレン
官能基:なし
形状:繊維径 18μm 不織布状
(D) Polyethylene fiber
Base material: Polyethylene
Functional group: None
Shape: Fiber diameter 18μm Non-woven fabric

(洗浄に使用した薬品)
アルカリ洗浄液1:48質量%水酸化ナトリウム水溶液(旭硝子株式会社製、商品名:スーパーアルカリ)
アルカリ洗浄液2:2.0Nの水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ洗浄液1と超純水を混合して調製)
アルカリ洗浄液3:48質量%水酸化カリウム水溶液(東亞合成株式会社製、商品名:スーパーカリ)
アルカリ洗浄液4:2.0Nの水酸化カリウム水溶液(アルカリ洗浄液3と超純水を混合して調製)
酸洗浄液1:1.0N(6質量%)硝酸
(70質量%硝酸(関東化学株式会社製;電子工業用グレード)と超純水を混合して調製)
酸洗浄液2:1.0N(4質量%)塩酸
(35質量%塩酸(関東化学株式会社製;特級グレード)と超純水を混合して調製)
(Chemicals used for cleaning)
Alkaline cleaning solution 1: 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution (Asahi Glass Co., Ltd., trade name: Super Alkali)
Alkaline cleaning solution 2: 2.0N aqueous sodium hydroxide solution (prepared by mixing alkaline cleaning solution 1 and ultrapure water)
Alkaline cleaning solution 3: 48% by mass potassium hydroxide aqueous solution (manufactured by Toagosei Co., Ltd., trade name: Super Cali)
Alkaline cleaning solution 4: 2.0N potassium hydroxide aqueous solution (prepared by mixing alkaline cleaning solution 3 and ultrapure water)
Acid cleaning solution 1: 1.0 N (6% by mass) nitric acid
(Prepared by mixing 70 mass% nitric acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc .; grade for electronic industry) and ultrapure water)
Acid cleaning solution 2: 1.0 N (4% by mass) hydrochloric acid
(Prepared by mixing 35 mass% hydrochloric acid (Kanto Chemical Co., Ltd .; special grade) and ultrapure water)

なお、以下の実施例及び比較例においては、使用した処理体は、上記(A),(B),(C),(D)の略号で表示した。   In the following examples and comparative examples, the used treatment bodies are indicated by the abbreviations (A), (B), (C), and (D).

(使用器具等の洗浄)
PTFE製タンク(容積1000ml)、PFA製カラム(φ3/4インチ、長さ200mm)、サンプリング用PE(ポリエチレン)製容器(容積300ml)は全て金属汚染を排除するため予め、1.0N硝酸(酸洗浄液1)で1時間以上浸漬させた後超純水で流水洗浄した。使用した超純水は超純水製造システムで製造された金属含有量が各金属1ppt、Si50ppt、無機炭素10ppb以下のものである。
(Washing equipment used)
A PTFE tank (1000 ml in volume), a PFA column (φ3 / 4 inch, length 200 mm), and a sampling PE (polyethylene) container (300 ml in volume) are all 1.0N nitric acid (acid) in advance to eliminate metal contamination. After being immersed in the cleaning liquid 1) for 1 hour or longer, it was washed with running ultrapure water. The ultrapure water used has a metal content of 1 ppt for each metal, 50 ppt for Si, and 10 ppb or less for inorganic carbon produced by an ultrapure water production system.

上記洗浄方法で洗浄された器具をPTFE製タンク、PFAカラム、の順にPFA配管で接続した。このシステムに超純水を通水しPFAカラム出口でPE容器に受けた時の試験系ブランクの分析結果を表1に示す。表1から明らかなように、このシステムによる汚染は全くない。   The appliances cleaned by the above-described cleaning method were connected by PFA piping in the order of a PTFE tank and a PFA column. Table 1 shows the analysis results of the test system blank when ultrapure water was passed through this system and received in the PE container at the PFA column outlet. As can be seen from Table 1, there is no contamination by this system.

(洗浄操作)
以下の洗浄操作で、処理体(A)、(B)、(C)及び(D)中に含まれる金属不純物や合成過程の未反応有機物等を除去した。洗浄操作は、20〜25℃の温度で行った。
(Washing operation)
The metal impurities contained in the processed bodies (A), (B), (C) and (D), unreacted organic substances in the synthesis process, and the like were removed by the following washing operation. The washing operation was performed at a temperature of 20 to 25 ° C.

処理体として(A)、(B)、(C)及び(D)及びをPFAカラム(φ3/4インチ、長さ200mm)に密になるように充填して試験モジュールを作製した。この試験モジュール内に超純水を10mL/minで12時間以上通液し、エア抜き及び不純物の洗浄を行った。   A test module was prepared by packing (A), (B), (C) and (D) as treatment bodies into a PFA column (φ3 / 4 inch, length 200 mm) densely. Ultrapure water was passed through the test module at 10 mL / min for 12 hours or longer to remove air and clean impurities.

(実施例1〜3及び比較例1〜2の洗浄操作)
この超純水洗浄済試験モジュールに、1.0N塩酸(酸洗浄液2)を0.5mL/min(SV=3 1/h)で40mL通液して酸洗浄を行った。試験モジュールから溶液を抜取った後、超純水を10mL/minで供給し、流出水がpH4〜5となるまで通水洗浄した。次いで、2.0N水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ洗浄液2)を0.5mL/min(SV=3 1/h)で40mL通液した。
(Cleaning operation of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2)
This ultrapure water cleaned test module was subjected to acid cleaning by passing 40 mL of 1.0 N hydrochloric acid (acid cleaning solution 2) at 0.5 mL / min (SV = 3 1 / h). After removing the solution from the test module, ultrapure water was supplied at 10 mL / min, and water was washed until the effluent water had a pH of 4 to 5. Next, 40 mL of a 2.0N aqueous sodium hydroxide solution (alkaline cleaning solution 2) was passed at 0.5 mL / min (SV = 3 1 / h).

上記処理済試験モジュールに48質量%水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ洗浄液1)を0.5mL/min(SV=3 1/h)で40mL通液した。その後、試験モジュールに超純水を10mL/minで供給し、流出水がpH9〜10となるまで通水洗浄した。   40 mL of 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution (alkaline washing | cleaning liquid 1) was flowed through the said processed test module at 0.5 mL / min (SV = 3 1 / h). Thereafter, ultrapure water was supplied to the test module at 10 mL / min, and water was washed until the effluent water reached pH 9-10.

そして、上記の1.0N塩酸(酸洗浄液2)、2.0N水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ洗浄液2)、次いで48質量%水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ洗浄液1)を用いた一連の洗浄操作を再度行い、処理体(A)、(B)、(C)及び(D)を得た。   Then, a series of cleaning operations using the above 1.0N hydrochloric acid (acid cleaning solution 2), 2.0N aqueous sodium hydroxide solution (alkali cleaning solution 2), and then 48% by mass sodium hydroxide aqueous solution (alkali cleaning solution 1) are performed again. The processed bodies (A), (B), (C) and (D) were obtained.

(実施例4〜6及び比較例3〜4の洗浄操作)
超純水洗浄済試験モジュールに、1.0N塩酸(酸洗浄液2)を0.5mL/min(SV=3 1/h)で40mL通液して酸洗浄を行った。試験モジュールから溶液を抜取った後、超純水を10mL/minで供給し、流出水がpH4〜5となるまで通水洗浄した。次いで、2.0N水酸化カリウム水溶液(アルカリ洗浄液4)を0.5mL/min(SV=3 1/h)で40mL通液した。
(Cleaning operation of Examples 4 to 6 and Comparative Examples 3 to 4)
Acid cleaning was performed by passing 40 mL of 1.0 N hydrochloric acid (acid cleaning solution 2) through the ultrapure water cleaned test module at 0.5 mL / min (SV = 3 1 / h). After extracting the solution from the test module, ultrapure water was supplied at 10 mL / min, and water was washed until the effluent water had a pH of 4 to 5. Next, 40 mL of a 2.0 N aqueous potassium hydroxide solution (alkali cleaning solution 4) was passed at 0.5 mL / min (SV = 3 1 / h).

上記処理済試験モジュールに48質量%水酸化カリウム水溶液(アルカリ洗浄液3)を0.5mL/min(SV=3 1/h)で40mL通液した。その後、試験モジュールに超純水を10mL/minで供給し、流出水がpH9〜10となるまで通水洗浄した。   40 mL of 48 mass% potassium hydroxide aqueous solution (alkaline washing | cleaning liquid 3) was passed through the said processed test module at 0.5 mL / min (SV = 3 1 / h). Thereafter, ultrapure water was supplied to the test module at 10 mL / min, and water was washed until the effluent water reached pH 9-10.

そして、上記の1.0N塩酸(酸洗浄液1)、2.0N水酸化カリウム水溶液(アルカリ洗浄液4)、次いで48質量%水酸化カリウム水溶液(アルカリ洗浄液3)を用いた一連の洗浄操作を再度行い、処理体(A)、(B)、(C)及び(D)を得た。   Then, a series of washing operations using the above 1.0N hydrochloric acid (acid washing solution 1), 2.0N potassium hydroxide aqueous solution (alkali washing solution 4), and then 48% by mass potassium hydroxide aqueous solution (alkali washing solution 3) are performed again. The processed bodies (A), (B), (C) and (D) were obtained.

(実施例1〜6及び比較例1〜4)
PTFE製タンクの内部に試料のアルカリ水溶液を投入した。アルカリ水溶液が投入されたPTFE製タンクと上記洗浄済みの処理体(A)、(B)、(C)または(D)を充填した試験モジュールを1/4インチのPFAチューブで接続し、試験モジュールの出口にサンプル採取用のPE容器を設置した。
(Examples 1-6 and Comparative Examples 1-4)
A sample alkaline aqueous solution was put into the PTFE tank. A test module filled with a PTFE tank filled with an alkaline aqueous solution and the above-described cleaned processing body (A), (B), (C) or (D) is connected by a 1/4 inch PFA tube, and the test module A PE container for sample collection was installed at the outlet.

PTFE製タンクの上部から窒素ガスを導入し、容器内部の圧力を0.2MPaまで加圧し流量調整バルブを操作して試験モジュールの出口から流出するアルカリ水溶液の通液速度を1.7ml/min(SV=10 1/h)以下に調整した。また、この時のアルカリ水溶液の液温は予め20〜25℃に調整した後に使用した。試験モジュールへの通液後のアルカリ水溶液のpHを測定し、供給したアルカリ水溶液と同じ値を示したところで、PE容器でサンプル採取を行った。   Nitrogen gas is introduced from the top of the PTFE tank, the pressure inside the container is increased to 0.2 MPa, the flow rate adjustment valve is operated, and the flow rate of the alkaline aqueous solution flowing out from the outlet of the test module is 1.7 ml / min ( SV = 10 1 / h) or less. Moreover, the liquid temperature of the alkaline aqueous solution at this time was used after adjusting to 20-25 degreeC previously. The pH of the alkaline aqueous solution after passing through the test module was measured, and when the same value as the supplied alkaline aqueous solution was shown, a sample was collected with a PE container.

なお、各実施例及び比較例は以下の条件で行った。   In addition, each Example and the comparative example were performed on condition of the following.

実施例1:試験モジュール:処理体(A)、試料:48質量%水酸化ナトリウム水溶液
実施例2:試験モジュール:処理体(B)、試料:48質量%水酸化ナトリウム水溶液
実施例3:試験モジュール:処理体(A)及び処理体(B)の順で直列に接続、
試料:48質量%水酸化ナトリウム水溶液
実施例4:試験モジュール:処理体(A)、試料:48質量%水酸化カリウム水溶液
実施例5:試験モジュール:処理体(B)、試料:48質量%水酸化カリウム水溶液
実施例6:試験モジュール:処理体(A)及び処理体(B)の順で直列に接続、
試料:48質量%水酸化カリウム水溶液
比較例1:試験モジュール:処理体(C)、試料:48質量%水酸化ナトリウム水溶液
比較例2:試験モジュール:処理体(D)、試料:48質量%水酸化ナトリウム水溶液
比較例3:試験モジュール:処理体(C)、試料:48質量%水酸化カリウム水溶液
比較例4:試験モジュール:処理体(D)、試料:48質量%水酸化カリウム水溶液
Example 1: Test module: treated body (A), sample: 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution Example 2: Test module: treated body (B), sample: 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution Example 3: Test module : The processing body (A) and the processing body (B) are connected in series in this order.
Sample: 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution Example 4: Test module: treated body (A), sample: 48 mass% potassium hydroxide aqueous solution Example 5: Test module: treated body (B), sample: 48 mass% water Potassium oxide aqueous solution Example 6: Test module: The treatment body (A) and the treatment body (B) are connected in series in this order.
Sample: 48 mass% potassium hydroxide aqueous solution Comparative example 1: Test module: treated body (C), sample: 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution Comparative example 2: Test module: treated body (D), sample: 48 mass% water Sodium oxide aqueous solution Comparative example 3: Test module: treated body (C), sample: 48 mass% potassium hydroxide aqueous solution Comparative example 4: Test module: treated body (D), sample: 48 mass% potassium hydroxide aqueous solution

上記実施例1〜6及び比較例1〜2で処理を行ったアルカリ水溶液サンプルは、ICP−MSにより金属量の分析を行った。金属分析項目は、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの製造過程で使用するステンレス部材から混入すると考えられるクロム、鉄、ニッケル、銅とした。ICP−MSによる分析では、分析機導入前の処理として必要に応じて固相抽出法によるナトリウム及びカリウム成分の除去を行った。   The alkaline aqueous solution samples treated in Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2 were analyzed for the amount of metal by ICP-MS. The metal analysis items were chromium, iron, nickel, and copper, which are considered to be mixed from stainless steel members used in the manufacturing process of sodium hydroxide and potassium hydroxide. In the analysis by ICP-MS, sodium and potassium components were removed by a solid phase extraction method as needed as a treatment before introducing the analyzer.

上記実施例1〜6及び比較例1〜4で得られた結果を表2及び表3に示す。   The results obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Tables 2 and 3.

実施例1において、48質量%水酸化ナトリウムを、処理体(A)を充填した試験モジュールに通液接触した結果、鉄、ニッケル及銅を効果的に除去することができた。またクロムも減少していることを確認した。   In Example 1, 48 mass% sodium hydroxide was passed through the test module filled with the treated body (A), and as a result, iron, nickel, and copper could be effectively removed. It was also confirmed that chromium was decreased.

実施例2において、48質量%水酸化ナトリウムを、処理体(A)を充填した試験モジュールに通液接触した結果、実施例1と比べニッケル及銅をより効果的に除去することができた。しかし、クロムと鉄の減少は確認できなかった。   In Example 2, as a result of passing 48 mass% sodium hydroxide through the test module filled with the treated body (A), nickel and copper could be removed more effectively than in Example 1. However, a decrease in chromium and iron could not be confirmed.

実施例3において、処理体(A)及び処理体(B)を充填した試験モジュールを順に直列接続し、48質量%水酸化ナトリウムを通液接触した結果、実施例1及び実施例2と比べニッケル及銅をより効果的に除去することができた。また、クロムと鉄は実施例1と同様の減少傾向が確認された。   In Example 3, the test modules filled with the processing body (A) and the processing body (B) were connected in series, and 48 mass% sodium hydroxide was passed through the liquid. As a result, compared with Example 1 and Example 2, nickel was used. Copper and copper could be removed more effectively. Moreover, the decreasing tendency similar to Example 1 was confirmed about chromium and iron.

実施例4において、48質量%水酸化カリウムを、処理体(A)を充填した試験モジュールに通液接触した結果、鉄、ニッケル及銅を効果的に除去することができた。またクロムも減少していることを確認した。   In Example 4, as a result of passing liquid mass of 48 mass% potassium hydroxide through the test module filled with the treated body (A), iron, nickel and copper could be effectively removed. It was also confirmed that chromium was decreased.

実施例5において、48質量%水酸化カリウムを、処理体(A)を充填した試験モジュールに通液接触した結果、実施例1と比べニッケル及銅をより効果的に除去することができた。しかし、クロムと鉄の減少は確認できなかった。   In Example 5, as a result of liquid-contacting 48 mass% potassium hydroxide to the test module filled with the treatment body (A), nickel and copper could be removed more effectively than in Example 1. However, a decrease in chromium and iron could not be confirmed.

実施例6において、処理体(A)及び処理体(B)を充填した試験モジュールを順に直列接続し、48質量%水酸化カリウムを通液接触した結果、実施例4及び実施例5と比べニッケル及銅をより効果的に除去することができた。しかし、クロムと鉄は実施例4と同様の減少傾向が確認された。   In Example 6, the test modules filled with the treatment body (A) and the treatment body (B) were connected in series, and 48 mass% potassium hydroxide was passed through as a result of contact. As a result, nickel was compared with Examples 4 and 5. Copper and copper could be removed more effectively. However, the same decreasing tendency as in Example 4 was confirmed for chromium and iron.

比較例1において、クロム、鉄、ニッケル及銅の低減は確認されたが、十分な結果が得られなかった。   In Comparative Example 1, reduction of chromium, iron, nickel and copper was confirmed, but sufficient results were not obtained.

比較例2において、金属の除去効果が確認されなかった。   In Comparative Example 2, the metal removal effect was not confirmed.

比較例3において、クロム、鉄、ニッケル及銅の低減は確認されたが、十分な結果が得られなかった。   In Comparative Example 3, reduction of chromium, iron, nickel and copper was confirmed, but sufficient results were not obtained.

比較例4において、金属の除去効果が確認されなかった。   In Comparative Example 4, the metal removal effect was not confirmed.

ここで、処理体(A)のN−メチルグルカミン基を有するキレート繊維は、従来ホウ素等の半金属を特異的に捕捉することが知られている。しかし実施例では、クロム、鉄、ニッケル及び銅の捕捉性能が確認されたため、48質量%水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液の合成過程で混入するこれらの重金属は、水溶液中の半金属の存在形態と類似したオキソ酸や水酸化物として存在し、それぞれキレート反応や水素結合性の吸着作用によって捕捉されたと推測される。   Here, it is known that the chelate fiber having an N-methylglucamine group of the treated body (A) conventionally captures a semimetal such as boron. However, in the examples, since the capturing ability of chromium, iron, nickel and copper was confirmed, these heavy metals mixed in the synthesis process of the 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution and the potassium hydroxide aqueous solution are the presence of metalloids in the aqueous solution. It exists as an oxo acid or hydroxide similar to the form, and is presumed to have been captured by chelate reaction or hydrogen bonding adsorption action, respectively.

一方、処理体の(B)イミノジエタノール基を有する弱塩基性陰イオン交換繊維は、水酸化物アニオンとして存在する金属を静電気的に吸着する作用とアミン部のドナー性によるキレート作用によってニッケル及び銅を特異的に捕捉していると考えられる。   On the other hand, the weakly basic anion exchange fiber (B) having an iminodiethanol group in the treated body is made of nickel and copper by the action of electrostatically adsorbing a metal present as a hydroxide anion and the chelating action by the donor property of the amine part. Is thought to be specifically captured.

また、処理体(C)の様にビーズ状の形態では、処理体(A)と同様の官能基であるが、重金属の捕捉性能は著しく低下している。この理由として、処理体(C)のビーズ状の形態では、高濃度アルカリ水溶液と接触した時に発生する強力な浸透圧の作用によって、処理体(C)が収縮し、試験モジュール内に空隙が発生したため処理対象のアルカリ水溶液がショートパスし、効率よく接触しなかったと考えられる。また、処理体(A)及び(B)の様な繊維状の形態は、金属と表層によって接触することができるが、処理体(C)のビーズ状の形態では、除去すべき金属が内部へ拡散しなければ十分に接触することができないことも効率に金属の捕捉ができなかった要因と考えられる。   Further, in the bead-like form like the treated body (C), the functional group is the same as that of the treated body (A), but the heavy metal capturing performance is remarkably lowered. The reason for this is that in the bead-like form of the treated body (C), the treated body (C) contracts due to the strong osmotic pressure generated when it comes into contact with the high-concentration aqueous alkali solution, and voids are generated in the test module. Therefore, it is considered that the alkaline aqueous solution to be treated short-passed and did not contact efficiently. In addition, the fibrous form such as the treated bodies (A) and (B) can be in contact with the metal by the surface layer, but in the bead-like form of the treated body (C), the metal to be removed is brought into the interior. The fact that the metal cannot be sufficiently contacted unless it is diffused is considered to be a factor that the metal could not be captured efficiently.

なお、比較例2及び4で示される様に処理体(D)ではポリエチレン繊維に官能基を導入していないため、金属の捕捉性能がないことがわかる。   As shown in Comparative Examples 2 and 4, in the treated body (D), since no functional group is introduced into the polyethylene fiber, it can be seen that there is no metal capturing performance.

以上の結果より、本発明で用いた処理体(A)及び(B)の様に繊維状の形態であれば、48質量%水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液の様に粘度が高く塩を多量に含む水溶液でも効率的に重金属を捕捉することができる。また、実施例3及び6で示された様に、処理体(A)及び(B)を組み合わせることで、よりニッケルや銅を低減させることが可能となった。なお、特に例示しないが、他の強アルカリ水溶液でも本発明と同様の効果が得られる。

Figure 2011051833
From the above results, if the treated bodies (A) and (B) used in the present invention are in a fibrous form, the salt has a high viscosity like a 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide aqueous solution. Even an aqueous solution containing a large amount can capture heavy metals efficiently. Further, as shown in Examples 3 and 6, it was possible to further reduce nickel and copper by combining the processed bodies (A) and (B). Although not specifically illustrated, the same effects as those of the present invention can be obtained with other strong alkaline aqueous solutions.
Figure 2011051833

Figure 2011051833
Figure 2011051833

Figure 2011051833
Figure 2011051833

以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。   The present invention has been described in detail based on the above specific examples. However, the present invention is not limited to the above specific examples, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.

Claims (10)

金属不純物を含むアルカリ水溶液を、繊維状の弱塩基性陰イオン交換体及びキレート化材の少なくとも一方の材料に接触させ、前記アルカリ水溶液から前記金属不純物を除去することを特徴とする、アルカリ水溶液の精製方法。   An alkaline aqueous solution containing a metal impurity is brought into contact with at least one of a fibrous weakly basic anion exchanger and a chelating material, and the metal impurity is removed from the alkaline aqueous solution. Purification method. 前記繊維状の弱塩基性陰イオン交換体及びキレート化材は、N−メチルグルカミン基及びイミノジエタノール基を含むことを特徴とする、請求項1に記載のアルカリ水溶液の精製方法。   The method for purifying an alkaline aqueous solution according to claim 1, wherein the fibrous weakly basic anion exchanger and the chelating agent contain an N-methylglucamine group and an iminodiethanol group. 前記繊維状の弱塩基性陰イオン交換体の官能基がイミノジエタノール基、前記キレート化材の官能基がN−メチルグルカミン基であることを特徴とする、請求項2に記載のアルカリ水溶液の精製方法。   3. The alkaline aqueous solution according to claim 2, wherein the functional group of the fibrous weakly basic anion exchanger is an iminodiethanol group, and the functional group of the chelating agent is an N-methylglucamine group. Purification method. 前記繊維状の弱塩基性陰イオン交換体及びキレート化材は、前記弱塩基性陰イオン交換体及びキレート化材の不織布であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載のアルカリ水溶液の精製方法。   The fibrous weakly basic anion exchanger and chelating material are nonwoven fabrics of the weakly basic anion exchanger and chelating material, according to any one of claims 1 to 3. Purification method of alkaline aqueous solution. 前記材料はカートリッジフィルター状又は膜状に加工して使用することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一に記載のアルカリ水溶液の精製方法。   The method for purifying an alkaline aqueous solution according to any one of claims 1 to 4, wherein the material is used after being processed into a cartridge filter shape or a membrane shape. 前記アルカリ水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸水素カリウム、有機アルカリからなる群より選択される少なくとも一種のアルカリ成分を含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一に記載のアルカリ水溶液の精製方法。   The alkaline aqueous solution contains at least one alkaline component selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate and potassium bicarbonate, and organic alkali. The method for purifying an alkaline aqueous solution according to any one of claims 1 to 5. 前記金属不純物は、鉄、ニッケル、銅及びクロムなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一に記載のアルカリ水溶液の精製方法。   The method for purifying an alkaline aqueous solution according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal impurity is at least one selected from the group consisting of iron, nickel, copper and chromium. 前記金属不純物の精製後の前記アルカリ水溶液中における前記金属不純物の濃度が5ppb以下であることを特徴とする、請求項7に記載のアルカリ水溶液の精製方法。   The method for purifying an alkaline aqueous solution according to claim 7, wherein the concentration of the metal impurity in the alkaline aqueous solution after purification of the metal impurity is 5 ppb or less. 前記金属不純物は銅及びニッケルの少なくとも一方であって、前記金属不純物の精製後の前記アルカリ水溶液中における前記金属不純物の濃度が0.5ppb以下であることを特徴とする、請求項7に記載のアルカリ水溶液の精製方法。   8. The metal impurity according to claim 7, wherein the metal impurity is at least one of copper and nickel, and the concentration of the metal impurity in the alkaline aqueous solution after purification of the metal impurity is 0.5 ppb or less. Purification method of alkaline aqueous solution. 前記アルカリ水溶液の流量SVを10(1/h)以上とすることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一に記載のアルカリ水溶液の精製方法。   The method for purifying an alkaline aqueous solution according to any one of claims 1 to 9, wherein the flow rate SV of the alkaline aqueous solution is 10 (1 / h) or more.
JP2009202257A 2009-09-02 2009-09-02 Method for purification of alkaline aqueous solution Pending JP2011051833A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009202257A JP2011051833A (en) 2009-09-02 2009-09-02 Method for purification of alkaline aqueous solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009202257A JP2011051833A (en) 2009-09-02 2009-09-02 Method for purification of alkaline aqueous solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011051833A true JP2011051833A (en) 2011-03-17

Family

ID=43941249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009202257A Pending JP2011051833A (en) 2009-09-02 2009-09-02 Method for purification of alkaline aqueous solution

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011051833A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014188514A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Mitsubishi Chemicals Corp Process for producing purified alkali metal aqueous solution
CN111146463A (en) * 2019-12-27 2020-05-12 常州市江南电池有限公司 Alkaline battery production process

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003251120A (en) * 2002-02-27 2003-09-09 Ebara Corp Filter cartridge for precise filtering of fine particles/ metal impurities
JP2007313391A (en) * 2006-05-23 2007-12-06 Inoac Corp Trapping material, its manufacturing method and cartridge for solid phase extraction
WO2007148552A1 (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Nomura Micro Science Co., Ltd. Method of purifying aqueous alkali solution
JP2008167035A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Kyocera Corp Wireless communication terminal and method
JP2009167035A (en) * 2008-01-11 2009-07-30 Toagosei Co Ltd Method for producing high purity alkali metal carbonate aqueous solution

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003251120A (en) * 2002-02-27 2003-09-09 Ebara Corp Filter cartridge for precise filtering of fine particles/ metal impurities
JP2007313391A (en) * 2006-05-23 2007-12-06 Inoac Corp Trapping material, its manufacturing method and cartridge for solid phase extraction
WO2007148552A1 (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Nomura Micro Science Co., Ltd. Method of purifying aqueous alkali solution
JP2008167035A (en) * 2006-12-27 2008-07-17 Kyocera Corp Wireless communication terminal and method
JP2009167035A (en) * 2008-01-11 2009-07-30 Toagosei Co Ltd Method for producing high purity alkali metal carbonate aqueous solution

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014188514A (en) * 2013-03-28 2014-10-06 Mitsubishi Chemicals Corp Process for producing purified alkali metal aqueous solution
CN111146463A (en) * 2019-12-27 2020-05-12 常州市江南电池有限公司 Alkaline battery production process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5555424B2 (en) Purification method of alkaline aqueous solution
CN100482602C (en) Method of removing organic impurities from water
JP5762860B2 (en) Method and apparatus for purifying alcohol
CN102452897A (en) Production process of ultra-high-purity isopropanol
CN101939262A (en) Process and apparatus for producing ultrapure water, and method and apparatus for cleaning electronic component members
TWI705937B (en) Metal contamination prevention agent, metal contamination prevention film, metal contamination prevention method and product cleaning method
WO2020163181A1 (en) Ligand-modified filter and methods for reducing metals from liquid compositions
CN101758457B (en) Method for recovering and recycling chemically mechanical polishing solution
JP2011051833A (en) Method for purification of alkaline aqueous solution
JPWO2020013070A1 (en) Acid solution regeneration device and regeneration method
JP5648231B2 (en) Purification method of alkaline aqueous solution
JP2002052322A (en) Washing method
JP5930921B2 (en) Method and apparatus for purifying alcohol
JP6716992B2 (en) Wet cleaning device and wet cleaning method
JP5311227B2 (en) Anion exchanger, its pretreatment method and regeneration method, and purification method and purification apparatus of alkaline aqueous solution
TWI428435B (en) A method for the purification of the drug solution
JP2011088070A (en) Ultrapure water production method and apparatus for ion exchange resin purifier
JP2008050197A (en) Method for producing high-purity alkali metal hydroxide
US20240083837A1 (en) Processes for purifying organic amines
KR20190029823A (en) Pre filter for purifying cesium and manufacturing method thereof
WO2020031616A1 (en) Method for removing microparticles in water
JP6753384B2 (en) Product cleaning method
JP2005288438A (en) Filter for purifying water
KR20230163530A (en) Manufacturing method and apparatus for dry ion exchange resin and purification method and apparatus for liquid to be treated
JP2007160231A (en) Ultrapure water system

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20111209

A521 Written amendment

Effective date: 20120402

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A711 Notification of change in applicant

Effective date: 20120402

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20120402

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120831

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120913

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20140304

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140701