JP2015167922A - Electrodialyzer, electrodialysis method, and plating treatment system - Google Patents

Electrodialyzer, electrodialysis method, and plating treatment system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrodialyzer with which predetermined ion components can be efficiently obtained from a plating liquid (e.g., electroless nickel plating solution) while removing unnecessary ion components, and also to provide an electrodialysis method and a plating treatment system using the electrodialyzer.SOLUTION: An intermediate chamber 4 provided between an anode chamber 2 in which an anode 20 is disposed and a cathode chamber 3 in which a cathode 30 is disposed includes a plurality of configurations comprising: a monovalent selective anion exchange membrane 11; a standard anion exchange membrane 12; a monovalent selective cation exchange membrane 13; a bipolar membrane 14; and four types of chamber frames 15-18 for distributing a predetermined solution to the monovalent selective anion exchange membrane 11, the standard anion exchange membrane 12, the monovalent selective cation exchange membrane 13, or the bipolar membrane 14. The monovalent selective anion exchange membrane 11, the standard anion exchange membrane 12, the monovalent selective cation exchange membrane 13, and the bipolar membrane 14 are arranged in this order, from the anode chamber 2 toward the cathode chamber 3. The configuration has four flow paths.

Description

本発明は、メッキ液の電気透析に関するものであり、例えば、次亜リン酸イオン(H2PO2 -)を還元剤として含む無電解ニッケルメッキ液を再生するための電気透析装置及びこの電気透析装置を用いた電気透析方法並びにメッキ処理システムに関する。 The present invention relates to electrodialysis of a plating solution, for example, an electrodialysis apparatus for regenerating an electroless nickel plating solution containing hypophosphite ion (H 2 PO 2 ) as a reducing agent, and the electrodialysis The present invention relates to an electrodialysis method using an apparatus and a plating system.

化学メッキの一種である化学ニッケルメッキは、電極を用いることなく金属ニッケルをメッキすることができ、その特徴として、不導体にもメッキが付くこと、耐食性がよいこと、均一なメッキ膜が得られること等の特徴を有している。このため、化学ニッケルメッキは、プラスチック、セラミック、金属等の素材に電導性を付与したり、当該素材の耐食性、耐摩耗性もしくは硬度を向上させたり、はんだ付け性もしくは接着性を改善したりする等の目的で幅広く利用されている。   Chemical nickel plating, which is a type of chemical plating, can be plated with metallic nickel without using electrodes, and features include plating on nonconductors, good corrosion resistance, and uniform plating film. It has the feature of. For this reason, chemical nickel plating imparts electrical conductivity to materials such as plastic, ceramic, and metal, improves the corrosion resistance, wear resistance or hardness of the material, and improves solderability or adhesion. It is widely used for such purposes.

ところで、化学ニッケルメッキに使用される、次亜リン酸イオン(H2PO2 -)を還元剤として含む無電解ニッケルメッキ液においては、使用の度に次亜リン酸イオンが酸化され消費される。この次亜リン酸イオンの酸化によって亜リン酸イオン(H2PO3 -)が生成される。また無電解ニッケルメッキ液においては、使用の度にニッケルイオン(Ni2+)が消費されるため、ニッケルイオンを補充する目的で随時硫酸ニッケルが補充される。これによりメッキ液中に硫酸イオン(SO4 2-)が蓄積される。さらに無電解ニッケルメッキ液においては、メッキ液の使用によって消費される次亜リン酸イオンを補給したりメッキ液のpHを調整したりする目的で水酸化物イオン(OH-)を適宜補給する必要がある。このときこの水酸化物イオンの対イオン(例えば、ナトリウムイオン(Na+))がメッキ液中に蓄積される。ここで、亜リン酸イオン、硫酸イオン、ナトリウムイオン等の水酸化物イオンの対イオンがメッキ液中に蓄積されると、これらイオンが金属ニッケルの析出速度の低下や、メッキ液の分解性を高める等の劣化要因となる。このため、メッキ液を長期間安定的に使用するためにはメッキ液を劣化させるイオン(阻害イオン)を随時除去する必要がある。 By the way, in an electroless nickel plating solution containing hypophosphite ions (H 2 PO 2 ) used as a reducing agent for chemical nickel plating, hypophosphite ions are oxidized and consumed each time they are used. . Oxidation of this hypophosphite ion generates phosphite ion (H 2 PO 3 ). Further, in the electroless nickel plating solution, nickel ions (Ni 2+ ) are consumed every time they are used, so that nickel sulfate is replenished as needed for the purpose of replenishing nickel ions. As a result, sulfate ions (SO 4 2− ) are accumulated in the plating solution. In yet an electroless nickel plating solution, hydroxide ions for the purpose or to adjust the pH of the supplemented with hypophosphorous acid ion or plating solution to be consumed by the use of the plating solution - necessary to appropriately replenish (OH) There is. At this time, counter ions (for example, sodium ions (Na + )) of the hydroxide ions are accumulated in the plating solution. Here, if hydroxide ions such as phosphite ions, sulfate ions, and sodium ions accumulate in the plating solution, these ions reduce the deposition rate of metallic nickel and reduce the decomposability of the plating solution. It becomes a deterioration factor such as increasing. For this reason, in order to use the plating solution stably for a long period of time, it is necessary to remove ions (inhibitory ions) that degrade the plating solution as needed.

従来、上記阻害イオンを除去するために電気透析法が提案され、その具体例として、特許文献1に記載の方法があった。しかし、特許文献1の方法では、阻害イオンの除去と同時に、メッキ液中に含ませるべきイオンである次亜リン酸イオンやニッケルイオンといった有効イオンが多く損失するため経済的損失が大きかった。また近年では資源の枯渇問題を背景としてメッキ液を調製する際に使用されるニッケルやリン鉱石が高騰している。このような状況から、電気透析法を利用する際には有効イオンの損失を軽減することが要求された。   Conventionally, an electrodialysis method has been proposed to remove the inhibitory ions, and a specific example thereof is the method described in Patent Document 1. However, the method of Patent Document 1 has a large economic loss because many effective ions such as hypophosphite ions and nickel ions, which are ions to be included in the plating solution, are lost simultaneously with the removal of the inhibitory ions. In recent years, nickel and phosphorus ores used in preparing plating solutions have soared against the background of resource depletion. Under these circumstances, it has been required to reduce the loss of effective ions when using electrodialysis.

ここで、上記要求を満たすと考えられる方法として、電気透析装置を少なくとも2組用意し、これら装置を組み合わせて使用する2段階電気透析法が提案された。   Here, as a method considered to satisfy the above requirements, a two-stage electrodialysis method has been proposed in which at least two electrodialyzers are prepared and used in combination.

特許文献2では、補助電気透析装置を含めて2台以上の電気透析装置を用いてメッキ液を処理する方法が提案されている。ここで特許文献2にて提案されている処理方法は、下記(a1)乃至(a3)の工程を有している。
(a1)カチオン交換膜及びアニオン交換膜を備えた一台目の電気透析槽の脱塩室にて一次電気透析を行い亜リン酸H2PO3 -の濃縮液を得、その濃縮液中のニッケルイオンの濃度が1.5g/L未満になるまで繰り返し補助電気透析処理を行う工程。
(a2)ニッケルイオンの濃度が1.5g/L未満の濃縮液のpHを6乃至10に調整する工程。
(a3)上記工程(a2)の後、一価選択性カチオン交換膜と一価選択性アニオン交換膜を備えた2台目の電気透析槽の脱塩室にて二次電気透析を行い、脱塩液と濃縮液に分離させ1次透析により濃縮液に移動した次亜リン酸イオンと有機酸を回収する工程。
Patent Document 2 proposes a method of treating a plating solution using two or more electrodialyzers including an auxiliary electrodialyzer. Here, the processing method proposed in Patent Document 2 includes the following steps (a1) to (a3).
(A1) Primary electrodialysis is performed in a desalting chamber of the first electrodialysis tank equipped with a cation exchange membrane and an anion exchange membrane to obtain a concentrated solution of phosphorous acid H 2 PO 3 , A step of repeatedly performing auxiliary electrodialysis until the concentration of nickel ions is less than 1.5 g / L.
(A2) A step of adjusting the pH of the concentrate having a nickel ion concentration of less than 1.5 g / L to 6 to 10.
(A3) After the step (a2), secondary electrodialysis is carried out in a desalting chamber of a second electrodialysis tank equipped with a monovalent selective cation exchange membrane and a monovalent selective anion exchange membrane. The process of collect | recovering the hypophosphite ion and organic acid which isolate | separated into the salt solution and the concentrate and moved to the concentrate by primary dialysis.

また特許文献3でも、特許文献2と同様に少なくとも2台の電気透析装置を利用する電気透析方法が提案されている。ここで特許文献3にて提案された方法とは、所定の電気透析装置が有する濃縮室と他の電気透析装置が有する脱塩室とを連結する方法である。例えば、1台目の電気透析装置(第1電気透析装置)が有する濃縮室と2台目の電気透析装置(第2電気透析装置)が有する脱塩室とを連結し、第2電気透析装置が有する濃縮室と第1電気透析装置が有する脱塩室とを連結する。また特許文献3によると、第1電気透析装置には、陰イオン交換膜(第1陰イオン交換膜)と、陽イオン交換膜(第1陽イオン交換膜)と、が交互に配置されている。ここで第1陰イオン交換膜は、1価の次亜リン酸イオンや亜リン酸イオン、2価の硫酸イオンや有機酸等の陰イオンの一部を透過する陰イオン交換膜である。一方、第1陽イオン交換膜は、1価のイオン(ナトリウムイオン等)は透過するが2価のニッケルイオン(Ni2+)は透過しない陽イオン交換膜である。さらに特許文献3によると、第2電気透析装置にも、陰イオン交換膜(第2陰イオン交換膜)と、陽イオン交換膜(第2陽イオン交換膜)と、が交互に配置されている。ここで第2陰イオン交換膜は、1価の次亜リン酸イオンや有機酸を透過し、2価の亜リン酸イオンや硫酸イオンを透過しない陰イオン交換膜である。一方、第2陽イオン交換膜は、水素イオンを透過するが他の陽イオン(例えば、ナトリウムイオン)を透過しない水素選択性能を有する陽イオン交換膜である。尚、特許文献3において、第2電気透析装置の脱塩室の室内は弱アルカリ性(PH=8.5)に調整され、第2電気透析装置の脱塩室に含まれる1価の亜リン酸イオンは2価の亜リン酸イオンに変換される。 Also in Patent Document 3, as in Patent Document 2, an electrodialysis method using at least two electrodialysis apparatuses is proposed. Here, the method proposed in Patent Document 3 is a method of connecting a concentration chamber of a predetermined electrodialyzer and a desalting chamber of another electrodialyzer. For example, a second electrodialysis apparatus is formed by connecting a concentration chamber of a first electrodialysis apparatus (first electrodialysis apparatus) and a desalting chamber of a second electrodialysis apparatus (second electrodialysis apparatus). And the desalination chamber of the first electrodialyzer. According to Patent Document 3, an anion exchange membrane (first anion exchange membrane) and a cation exchange membrane (first cation exchange membrane) are alternately arranged in the first electrodialysis apparatus. . Here, the first anion exchange membrane is an anion exchange membrane that transmits a part of anions such as monovalent hypophosphite ions, phosphite ions, divalent sulfate ions, and organic acids. On the other hand, the first cation exchange membrane is a cation exchange membrane that transmits monovalent ions (such as sodium ions) but does not transmit divalent nickel ions (Ni 2+ ). Further, according to Patent Document 3, an anion exchange membrane (second anion exchange membrane) and a cation exchange membrane (second cation exchange membrane) are alternately arranged in the second electrodialysis apparatus. . Here, the second anion exchange membrane is an anion exchange membrane that permeates monovalent hypophosphite ions and organic acids and does not permeate divalent phosphite ions and sulfate ions. On the other hand, the second cation exchange membrane is a cation exchange membrane having a hydrogen selection performance that transmits hydrogen ions but does not transmit other cations (for example, sodium ions). In Patent Document 3, the interior of the desalting chamber of the second electrodialyzer is adjusted to be weakly alkaline (PH = 8.5), and monovalent phosphorous acid contained in the desalting chamber of the second electrodialyzer. Ions are converted to divalent phosphite ions.

特開昭63−303078号公報JP 63-303078 A 特開2004−52029号公報JP 2004-52029 A 特開2007−291465号公報JP 2007-291465 A

ここで、特許文献2にて提案された方法によれば、次亜リン酸イオンや有機酸の陰イオン種は、2段透析の効果により回収率が向上する。しかし、陽イオンであるニッケルイオンは上記2段透析を用いても回収率を向上させることが困難である。このため、1段目の透析処理を複数回行いその損失を軽減させる必要がある。以上の様に特許文献2にて提案された補助透析処理を含めた複数の電気透析装置を用いた電気透析法は、煩雑でかつ新たな設備費用が発生する問題が発生する。また同時に、1段目の透析処理で除去した反応阻害因子の1つであるナトリウムイオン等の水酸化物イオンの対イオンが2段目の透析処理に再度無電解ニッケルメッキ液に戻ってしまうという問題もあった。   Here, according to the method proposed in Patent Document 2, the recovery rate of hypophosphite ions and anionic species of organic acids is improved by the effect of two-stage dialysis. However, it is difficult to improve the recovery rate of nickel ions, which are cations, even if the above two-stage dialysis is used. For this reason, it is necessary to reduce the loss by performing the first stage dialysis treatment a plurality of times. As described above, the electrodialysis method using a plurality of electrodialyzers including the auxiliary dialysis treatment proposed in Patent Document 2 has a problem that it is complicated and requires new equipment costs. At the same time, the counter ion of hydroxide ions such as sodium ions, which is one of the reaction inhibiting factors removed in the first stage dialysis treatment, returns to the electroless nickel plating solution again in the second stage dialysis treatment. There was also a problem.

一方、特許文献3にて提案された方法では、2台の電気透析装置を用いて実施される2段透析と、各電気透析装置内に配置されているイオン透析膜(価数選択膜)と、により、次亜リン酸イオンや有機酸、及びニッケルイオンの回収率が向上される。しかし、除去対象となる陽イオンがナトリウムイオンである場合、第2陽イオン交換膜が有する水素選択性能が不十分であった。このため、第1電気透析装置においてメッキ液から分離したナトリウムイオンが再度メッキ液に戻ってしまうという問題があった。   On the other hand, in the method proposed in Patent Document 3, two-stage dialysis performed using two electrodialyzers, ion dialysis membranes (valence selection membranes) arranged in each electrodialyzer, Thus, the recovery rate of hypophosphite ions, organic acids, and nickel ions is improved. However, when the cation to be removed is sodium ion, the hydrogen selection performance of the second cation exchange membrane was insufficient. For this reason, there was a problem that sodium ions separated from the plating solution in the first electrodialyzer returned to the plating solution again.

以上の様に、電気透析装置を2台以上使用して2段階透析処理を行う方法では、次亜リン酸イオンや有機酸等の陰イオンとニッケルイオンの陽イオンの回収効率は向上するが、ナトリウムイオン等の不要な陽イオンの除去効率が不十分であった。また同時に、電気透析装置を複数台用意する必要があるため、装置全体が高価であると共に装置を使用する際に煩雑な処理が必要となるという問題があった。   As described above, in the method of performing two-stage dialysis using two or more electrodialyzers, the recovery efficiency of anions such as hypophosphite ions and organic acids and cations of nickel ions is improved. The removal efficiency of unnecessary cations such as sodium ions was insufficient. At the same time, since it is necessary to prepare a plurality of electrodialysis apparatuses, there is a problem that the entire apparatus is expensive and complicated processing is required when the apparatus is used.

さらに特許文献1乃至3のいずれにおいても、1価の亜リン酸イオンを2価の亜リン酸イオンに変換する際に、溶液のpHを少なくとも弱アルカリ性(pH≧8.5)に調整する必要がある。このため、NaOH溶液等のアルカリ溶液を適宜添加する必要があった。また電気透析法を利用すると、透析処理により無電解ニッケルメッキ液のpHが低くなるため、透析処理が済んだめっき液を使用する際にはアルカリ溶液を用いて予めpHを調整する必要があった。   Furthermore, in any of Patent Documents 1 to 3, when converting monovalent phosphite ions to divalent phosphite ions, it is necessary to adjust the pH of the solution to at least weak alkalinity (pH ≧ 8.5). There is. For this reason, it was necessary to add an alkali solution such as an NaOH solution as appropriate. In addition, when the electrodialysis method is used, the pH of the electroless nickel plating solution is lowered by the dialysis treatment. Therefore, it is necessary to adjust the pH beforehand using an alkaline solution when using the plating solution after the dialysis treatment. .

以上説明したように、従来の電気透析装置においては、メッキ液から所定のイオン成分を除去、あるいは回収するにあたり、その効率を高めるため、非常に煩雑な調整処理を必要としていた。   As described above, in the conventional electrodialysis apparatus, when removing or recovering a predetermined ion component from the plating solution, a very complicated adjustment process is required to increase the efficiency.

本発明は、メッキ液(例えば、無電解ニッケルメッキ液)から不要なイオン成分を除去しつつ所定のイオン成分を効率よく得るための電気透析装置及びこの電気透析装置を使用した電気透析方法並びにメッキ処理システムを提供することを目的とする。   The present invention relates to an electrodialyzer for efficiently obtaining a predetermined ionic component while removing an unnecessary ionic component from a plating solution (for example, an electroless nickel plating solution), an electrodialysis method using the electrodialyzer, and plating. An object is to provide a processing system.

本発明は、陽極と陰極との間に設けられてアニオン交換膜及びカチオン交換膜で画成される中間室内をバイポーラ膜で仕切ったことを特徴とする無電解メッキ液の電気透析装置にある。   The present invention is an electrodialysis apparatus for an electroless plating solution characterized in that an intermediate chamber provided between an anode and a cathode and defined by an anion exchange membrane and a cation exchange membrane is partitioned by a bipolar membrane.

また、他の本発明の電気透析装置は、陽極が配置されている陽極室と、陰極が配置されている陰極室と、前記陽極室と前記陰極室との間に設けられる中間室と、を有し、前記陽極室と前記中間室との間、前記陰極室と前記中間室との間、及び前記中間室内にそれぞれイオン交換膜が配置されている電気透析装置において、前記中間室が、1価選択性アニオン交換膜と、標準アニオン交換膜と、1価選択性カチオン交換膜と、バイポーラ膜と、前記1価選択性アニオン交換膜、前記標準アニオン交換膜、前記1価選択性カチオン交換膜又は前記バイポーラ膜へ所定の溶液を分配するための4種類の室枠と、からなる構成を複数有し、前記1価選択性アニオン交換膜、前記標準アニオン交換膜、前記1価選択性カチオン交換膜及び前記バイポーラ膜が、前記陽極室から前記陰極室に向かって、前記1価選択性アニオン交換膜、前記標準アニオン交換膜、前記1価選択性カチオン交換膜及び前記バイポーラ膜がこの順に配置され、前記構成が、4流路を有することを特徴とする。   Further, another electrodialysis apparatus of the present invention comprises an anode chamber in which an anode is disposed, a cathode chamber in which a cathode is disposed, and an intermediate chamber provided between the anode chamber and the cathode chamber. In the electrodialysis apparatus, wherein the ion exchange membrane is disposed between the anode chamber and the intermediate chamber, between the cathode chamber and the intermediate chamber, and in the intermediate chamber, the intermediate chamber has 1 Valence selective anion exchange membrane, standard anion exchange membrane, monovalent selective cation exchange membrane, bipolar membrane, monovalent selective anion exchange membrane, standard anion exchange membrane, monovalent selective cation exchange membrane Or a plurality of four types of chamber frames for distributing a predetermined solution to the bipolar membrane, the monovalent selective anion exchange membrane, the standard anion exchange membrane, and the monovalent selective cation exchange. Membrane and said bipolar However, from the anode chamber toward the cathode chamber, the monovalent selective anion exchange membrane, the standard anion exchange membrane, the monovalent selective cation exchange membrane and the bipolar membrane are arranged in this order, and the configuration is as follows: It has four flow paths.

本発明によれば、メッキ液に含まれる所定のイオン成分の除去、回収の効率を格段に向上することができる。   According to the present invention, the efficiency of removal and recovery of predetermined ion components contained in the plating solution can be significantly improved.

本発明の電気透析装置における実施形態の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of embodiment in the electrodialysis apparatus of this invention. 図1の電気透析装置における所定の室内におけるイオンの挙動を示す図であり、(a)は、中間室内におけるイオンの挙動を示す図であり、(b)は、陽極室近傍におけるイオンの挙動を示す図であり、(c)は、陰極室近傍におけるイオンの挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of the ion in the predetermined | prescribed room | chamber in the electrodialysis apparatus of FIG. 1, (a) is a figure which shows the behavior of the ion in an intermediate | middle chamber, (b) is the behavior of the ion in the anode chamber vicinity. (C) is a figure which shows the behavior of the ion in the cathode chamber vicinity. (a)は、バイポーラ膜の構成を示す断面模式図であり、(b)は、バイポーラ膜の特性を示す概略図である。(A) is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of a bipolar film, (b) is the schematic which shows the characteristic of a bipolar film. 比較例1で使用した電気透析装置を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing an electrodialysis apparatus used in Comparative Example 1. FIG.

本発明の一実施形態にかかる電気透析装置は、陽極と陰極との間においてアニオン交換膜及びカチオン交換膜で画成される中間室が設けられ、この中間室内をバイポーラ膜で仕切った構造を有する。本発明の電気透析装置の一形態としては、例えば、陽極が配置されている陽極室と、陰極が配置されている陰極室と、陽極室と陰極室との間に設けられる中間室と、を有する。また、この電気透析装置は、陽極室と中間室との間、陰極室と中間室との間、及び中間室内にそれぞれイオン交換膜が配置されている。   An electrodialysis apparatus according to an embodiment of the present invention has a structure in which an intermediate chamber defined by an anion exchange membrane and a cation exchange membrane is provided between an anode and a cathode, and the intermediate chamber is partitioned by a bipolar membrane. . As one form of the electrodialysis apparatus of the present invention, for example, an anode chamber in which an anode is disposed, a cathode chamber in which a cathode is disposed, and an intermediate chamber provided between the anode chamber and the cathode chamber, Have. Further, in this electrodialysis apparatus, ion exchange membranes are arranged between the anode chamber and the intermediate chamber, between the cathode chamber and the intermediate chamber, and in the intermediate chamber, respectively.

本発明の一実施形態にかかる電気透析装置において、例えば、中間室は、4種類のイオン交換膜と、4種類の室枠と、からなる構成を複数有している。ここで4種類のイオン交換膜とは、具体的には、1価選択性アニオン交換膜、標準アニオン交換膜、1価選択性カチオン交換膜及びバイポーラ膜である。また上記室膜は、上述した4種類のイオン交換膜(1価選択性アニオン交換膜、標準アニオン交換膜、1価選択性カチオン交換膜、バイポーラ膜)のうちのいずれかへ所定の溶液を分配するために設けられている。尚、本実施形態において、中間室とは、複数のイオン交換膜と、複数の室枠と、から構成されるユニットであって、その形状については特に限定されるものではない。また室枠は、イオン交換膜とイオン交換膜との間に設けられる部材である。   In the electrodialysis apparatus according to one embodiment of the present invention, for example, the intermediate chamber has a plurality of configurations including four types of ion exchange membranes and four types of chamber frames. Here, the four types of ion exchange membranes are specifically a monovalent selective anion exchange membrane, a standard anion exchange membrane, a monovalent selective cation exchange membrane and a bipolar membrane. The chamber membrane distributes a predetermined solution to any of the four types of ion exchange membranes described above (monovalent selective anion exchange membrane, standard anion exchange membrane, monovalent selective cation exchange membrane, and bipolar membrane). Is provided to do. In the present embodiment, the intermediate chamber is a unit composed of a plurality of ion exchange membranes and a plurality of chamber frames, and the shape thereof is not particularly limited. The chamber frame is a member provided between the ion exchange membrane and the ion exchange membrane.

本発明において、例えば、中間室内に設けられる4種類のイオン交換膜は、所定の規則に従って配列されている。具体的には、陽極室から陰極室に向かって、1価選択性アニオン交換膜、標準アニオン交換膜、1価選択性カチオン交換膜及びバイポーラ膜がこの順に配置されている。   In the present invention, for example, four types of ion exchange membranes provided in the intermediate chamber are arranged according to a predetermined rule. Specifically, a monovalent selective anion exchange membrane, a standard anion exchange membrane, a monovalent selective cation exchange membrane, and a bipolar membrane are arranged in this order from the anode chamber to the cathode chamber.

また本発明において、例えば、上述した構成(4種類のイオン交換膜と、4種類の室枠と、からなる構成)は、4流路を有する。本発明において、例えば、n流路(nは、自然数)とは、電気透析装置が有する複数の室枠をそれぞれ流れる流体の種類がn個であることを意味する。即ち、本発明において、例えば、任意の室枠(陽極室又は陰極室に該当する室枠を除く。)を流れる流体の種類が4個であることを意味する。   In the present invention, for example, the above-described configuration (a configuration including four types of ion exchange membranes and four types of chamber frames) has four flow paths. In the present invention, for example, the n flow channel (n is a natural number) means that the number of types of fluid flowing through the plurality of chamber frames of the electrodialysis apparatus is n. That is, in the present invention, for example, it means that there are four types of fluid flowing through an arbitrary chamber frame (excluding a chamber frame corresponding to an anode chamber or a cathode chamber).

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.

図1は、本発明の電気透析装置における実施形態の例を示す模式図である。図1の電気透析装置1は、陽極20を有する陽極室2と、陰極30を有する陰極室3と、陽極室2と陰極室3との間にある中間室4と、から構成される。尚、本実施形態において、陽極室2及び陰極室3の形状は、長さ、高さ及び奥行を有する3次元的空間を有する形状に限定されるものではなく、上述した室枠と同じ形状であってもよい。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of the electrodialysis apparatus of the present invention. The electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1 includes an anode chamber 2 having an anode 20, a cathode chamber 3 having a cathode 30, and an intermediate chamber 4 between the anode chamber 2 and the cathode chamber 3. In the present embodiment, the shape of the anode chamber 2 and the cathode chamber 3 is not limited to a shape having a three-dimensional space having a length, a height, and a depth, and has the same shape as the above-described chamber frame. There may be.

図1の電気透析装置1において、陽極室2と中間室4との間には、標準カチオン交換膜10が設けられる。即ち、陽極室2と中間室4との間に設けられる標準カチオン交換膜10は、陽極室2と中間室4とを区画する部材である。また図1の電気透析装置1において、陰極室3と中間室4との間には、標準カチオン交換膜10が設けられる。即ち、陰極室3と中間室4との間に設けられる標準カチオン交換膜10は、陰極室3と中間室4とを区画する部材である。   In the electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1, a standard cation exchange membrane 10 is provided between the anode chamber 2 and the intermediate chamber 4. That is, the standard cation exchange membrane 10 provided between the anode chamber 2 and the intermediate chamber 4 is a member that partitions the anode chamber 2 and the intermediate chamber 4. In the electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1, a standard cation exchange membrane 10 is provided between the cathode chamber 3 and the intermediate chamber 4. That is, the standard cation exchange membrane 10 provided between the cathode chamber 3 and the intermediate chamber 4 is a member that partitions the cathode chamber 3 and the intermediate chamber 4.

図1の電気透析装置1中の中間室4には、回収液室枠15、1価選択性アニオン交換膜11、廃液室枠16、標準アニオン交換膜12、メッキ液室枠17、1価選択性カチオン交換膜13、NaOH液室枠15及びバイポーラ膜14からなる構成を複数有する。図1に示されるように、4種類のイオン交換膜(11、12、13、14)と、4種類の室枠(15、16、17、18)と、からなる構成は、中間室4内に複数配置される。また中間室4内に配置される4種類のイオン交換膜(11、12、13、14)及び4種類の室枠(15、16、17、18)の配置順は決められており、具体的には、下記に示される順に配置される。
(陽極室2/・・・/)回収液室枠15/1価選択性アニオン交換膜11/廃液室枠16/標準アニオン交換膜12/メッキ液室枠17/1価選択性カチオン交換膜13/NaOH液室枠15/バイポーラ膜14(/・・・/陰極室3)
The intermediate chamber 4 in the electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1 includes a recovery liquid chamber frame 15, a monovalent selective anion exchange membrane 11, a waste liquid chamber frame 16, a standard anion exchange membrane 12, a plating solution chamber frame 17, and a monovalent selection. A plurality of structures comprising the neutral cation exchange membrane 13, the NaOH liquid chamber frame 15, and the bipolar membrane 14. As shown in FIG. 1, the configuration comprising four types of ion exchange membranes (11, 12, 13, 14) and four types of chamber frames (15, 16, 17, 18) A plurality are arranged. In addition, the arrangement order of the four types of ion exchange membranes (11, 12, 13, 14) and the four types of chamber frames (15, 16, 17, 18) arranged in the intermediate chamber 4 is determined. Are arranged in the order shown below.
(Anode chamber 2 /.../) Recovery liquid chamber frame 15/1 monovalent selective anion exchange membrane 11 / waste liquid chamber frame 16 / standard anion exchange membrane 12 / plating liquid chamber frame 17/1 monovalent selective cation exchange membrane 13 / NaOH solution chamber frame 15 / bipolar membrane 14 (/... / Cathode chamber 3)

また図1の電気透析装置1は、所定の溶液を貯蔵するための槽、具体的には、回収液槽5、廃液槽6、メッキ液槽7、NaOH液槽8、陽極槽21及び陰極槽31を有する。図1の電気透析装置1において、これらの槽にそれぞれ貯蔵されている溶液は、所定の液循環系統により、槽と室又は室枠との間を循環している。   1 is a tank for storing a predetermined solution, specifically, a recovery liquid tank 5, a waste liquid tank 6, a plating liquid tank 7, a NaOH liquid tank 8, an anode tank 21, and a cathode tank. 31. In the electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1, the solutions respectively stored in these tanks are circulated between the tank and the chamber or the chamber frame by a predetermined liquid circulation system.

具体的には、陽極槽21に貯蔵されている溶液は、陽極液循環系統22により、陽極槽21と陽極室2との間を循環している。陰極槽31に貯蔵されている溶液は、陰極液循環系統32により、陰極槽31と陰極室3との間を循環している。   Specifically, the solution stored in the anode tank 21 is circulated between the anode tank 21 and the anode chamber 2 by the anolyte circulation system 22. The solution stored in the cathode chamber 31 is circulated between the cathode chamber 31 and the cathode chamber 3 by the catholyte circulation system 32.

またメッキ液槽7に貯蔵されている使用済メッキ液は、メッキ液循環系統47により、メッキ液槽7とメッキ液室枠17との間を循環している。廃液槽16に貯蔵されている廃液は、廃液循環系統46により、廃液槽6と廃液室枠16との間を循環している。回収液槽5に貯蔵されている回収液は、回収液循環系統45により、回収液槽5と回収液室枠15との間を循環している。NaOH液槽8に貯蔵されているNaOH溶液(NaOH水溶液)は、NaOH液循環系統48により、NaOH液槽8とNaOH液室枠18との間を循環している。このように、図1の電気透析装置1には、陽極液循環系統22及び陰極液循環系統32の他に4種類の循環器系統を備えている。このため、図1の電気透析装置1は、4つの流路(4流路)を有している。   The used plating solution stored in the plating solution tank 7 is circulated between the plating solution tank 7 and the plating solution chamber frame 17 by a plating solution circulation system 47. The waste liquid stored in the waste liquid tank 16 is circulated between the waste liquid tank 6 and the waste liquid chamber frame 16 by the waste liquid circulation system 46. The recovered liquid stored in the recovered liquid tank 5 is circulated between the recovered liquid tank 5 and the recovered liquid chamber frame 15 by the recovered liquid circulation system 45. The NaOH solution (NaOH aqueous solution) stored in the NaOH solution tank 8 is circulated between the NaOH solution tank 8 and the NaOH solution chamber frame 18 by the NaOH solution circulation system 48. As described above, the electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1 includes four types of circulatory systems in addition to the anolyte circulation system 22 and the catholyte circulation system 32. For this reason, the electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1 has four flow paths (four flow paths).

一方、図1の電気透析装置1には、上述した流路・液循環系統の他に、下記(i)乃至(iv)に示される流路が設けられている。
(i)廃液槽6と陰極槽31との間に設けられる、陰極槽31に貯蔵されている溶液を廃液槽6へ輸送するための流路41
(ii)メッキ液槽7と陰極槽31との間に設けられる、陰極槽31に貯蔵されている溶液をメッキ液槽7へ輸送するための流路42
(iii)NaOH液槽8と廃液槽6との間に設けられる、NaOH液槽8に貯蔵されている溶液を廃液槽6へ輸送するための流路43
(iv)メッキ液槽7とNaOH液槽8との間に設けられる、NaOH液槽8に貯蔵されている溶液をメッキ液槽7へ輸送するための流路44
On the other hand, the electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1 is provided with the flow paths shown in the following (i) to (iv) in addition to the above-described flow path / liquid circulation system.
(I) A flow path 41 provided between the waste liquid tank 6 and the cathode tank 31 for transporting the solution stored in the cathode tank 31 to the waste liquid tank 6.
(Ii) A flow path 42 provided between the plating solution tank 7 and the cathode tank 31 for transporting the solution stored in the cathode tank 31 to the plating solution tank 7.
(Iii) A channel 43 provided between the NaOH solution tank 8 and the waste solution tank 6 for transporting the solution stored in the NaOH solution tank 8 to the waste solution tank 6.
(Iv) A flow path 44 provided between the plating solution tank 7 and the NaOH solution tank 8 for transporting the solution stored in the NaOH solution tank 8 to the plating solution tank 7.

尚、上記4種類の流路(41、42、43、44)の詳細については、後述する。また図1の4流路の電気透析装置1において、上述した構成部材(室枠、イオン交換膜、槽)をまとめる機器として、市販品(例えば、旭硝子エンジニアリング社製、DW1・3・5型)を用いることができる。   The details of the four types of flow paths (41, 42, 43, 44) will be described later. In addition, in the four-channel electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1, a commercially available product (for example, DW1, 3, 5 type, manufactured by Asahi Glass Engineering Co., Ltd.) is used as a device for collecting the above-described components (chamber frame, ion exchange membrane, tank). Can be used.

次に、本実施形態の電気透析装置を用いて行われる電気透析方法について説明する。本実施形態の電気透析方法は、少なくとも下記(a)のプロセスを有する。好ましくは、下記(b)及び(c)のプロセスのいずれかをさらに有する。より好ましくは、下記(a)乃至(c)の3つのプロセスを全て有する。
(a)標準アニオン交換膜と1価選択性カチオン交換膜の間に配置されるメッキ液室枠に無電解ニッケルメッキ液を導入して電圧を印加する電圧印加プロセス
(b)1価選択性アニオン交換膜と標準アニオン交換膜との間に配置される廃液室枠に水酸化物イオンを導入して廃液室枠内のpHを8.5以上にするpH調整プロセス
(c)バイポーラ膜と1価選択性カチオン交換膜との間に配置されるNaOH液室枠にてNaOHを生成するNaOH生成プロセス
Next, an electrodialysis method performed using the electrodialysis apparatus of this embodiment will be described. The electrodialysis method of this embodiment has at least the following process (a). Preferably, it further has one of the following processes (b) and (c). More preferably, it has all the following three processes (a) to (c).
(A) Voltage application process in which an electroless nickel plating solution is introduced into a plating solution chamber frame disposed between a standard anion exchange membrane and a monovalent selective cation exchange membrane, and a voltage is applied (b) a monovalent selective anion PH adjustment process in which hydroxide ions are introduced into the waste liquid chamber frame disposed between the exchange membrane and the standard anion exchange membrane to bring the pH in the waste liquid chamber frame to 8.5 or higher (c) Bipolar membrane and monovalent NaOH production process for producing NaOH in a NaOH liquid chamber frame placed between selective cation exchange membranes

図2は、図1の電気透析装置における所定の室内におけるイオンの挙動を示す図である。ここで図2(a)は、中間室内におけるイオンの挙動を示す図であり、図2(b)は、陽極室近傍におけるイオンの挙動を示す図であり、図2(c)は、陰極室近傍におけるイオンの挙動を示す図である。以下、図1及び図2を参照しながら、無電解ニッケルメッキ液の再生を具体例として、図1の電気透析装置1を用いた電気透析方法について説明する。ただし、本発明を適用することができるメッキ液は無電解ニッケルメッキ液に限定されるものではない。   FIG. 2 is a diagram showing the behavior of ions in a predetermined chamber in the electrodialysis apparatus of FIG. 2A is a diagram showing the behavior of ions in the intermediate chamber, FIG. 2B is a diagram showing the behavior of ions in the vicinity of the anode chamber, and FIG. 2C is a diagram showing the cathode chamber. It is a figure which shows the behavior of the ion in the vicinity. Hereinafter, an electrodialysis method using the electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as an example of regeneration of an electroless nickel plating solution. However, the plating solution to which the present invention can be applied is not limited to the electroless nickel plating solution.

(電圧印加プロセス)
メッキ液槽7に貯蔵されている組成変化した無電解ニッケルメッキ液(使用済メッキ液)は、メッキ液循環系統47を経由してメッキ液室枠17に導入される。このとき組成変化した無電解ニッケルメッキ液には、陰イオンとして、次亜リン酸イオン(H2PO2 -)と、亜リン酸イオン(H2PO3 -)と、硫酸イオン(SO4 2-)と、が含まれている。ここで次亜リン酸イオンは、無電解ニッケルメッキ液に導入される還元剤に含まれるイオンである。亜リン酸イオンは、上記還元剤が酸化することにより生成されるイオンである。硫酸イオンは、ニッケルイオン(Ni2+)の対イオンとして存在するイオンである。
(Voltage application process)
The electroless nickel plating solution (used plating solution) whose composition has been changed and stored in the plating solution tank 7 is introduced into the plating solution chamber frame 17 via the plating solution circulation system 47. The electroless nickel plating solution whose composition has changed at this time includes hypophosphite ions (H 2 PO 2 ), phosphite ions (H 2 PO 3 ), and sulfate ions (SO 4 2 ) as anions. - ) And are included. Here, hypophosphite ions are ions contained in the reducing agent introduced into the electroless nickel plating solution. Phosphite ion is an ion generated by oxidation of the reducing agent. Sulfate ion is an ion that exists as a counter ion of nickel ion (Ni 2+ ).

ここで、組成変化した無電解ニッケルメッキ液に含まれる次亜リン酸イオン、亜リン酸イオン及び硫酸イオンの価数は、それぞれ1価、1価、2価である。尚、亜リン酸は2塩基酸であるが、無電解ニッケルメッキ液のpHが4乃至5の酸性領域であるため、1価のイオン(H2PO3 -)として存在する。 Here, the valences of hypophosphite ions, phosphite ions and sulfate ions contained in the electroless nickel plating solution whose composition has changed are monovalent, monovalent and divalent, respectively. Although phosphorous acid is a dibasic acid, it exists as a monovalent ion (H 2 PO 3 ) because the electroless nickel plating solution has an acidic range of 4 to 5.

また、組成変化した無電解ニッケルメッキ液には、上述した陰イオン(H2PO2 -、H2PO3 -、SO4 2-)に加えて、陽イオンであるニッケルイオン(Ni2+)及びナトリウムイオン(Na+)が含まれている。ここでナトリウムイオンは、次亜リン酸イオンや亜リン酸イオンの対イオンとして存在するイオンである。 In addition to the above-described anions (H 2 PO 2 , H 2 PO 3 , SO 4 2− ), the electroless nickel plating solution whose composition has changed includes cation nickel ions (Ni 2+ ). And sodium ions (Na + ). Here, the sodium ion is an ion that exists as a counter ion of hypophosphite ion or phosphite ion.

ここで、陽極20と陰極30との間に電流及び電圧を印加すると、メッキ液室枠17に導入された、組成変化した無電解ニッケルメッキ液に含まれる陰イオン(H2PO2 -、H2PO3 -、SO4 2-)は、陽極20側へ移動する。そして、陽極20側に設置されている標準アニオン交換膜12を透過して廃液室枠16へ移動する。このときの各陰イオンの移動量は、イオンの価数とは関係なく、使用するイオン交換膜に対する各イオンの固有の移動係数により決定される。 Here, when a current and a voltage are applied between the anode 20 and the cathode 30, the anions (H 2 PO 2 , H contained in the electroless nickel plating solution having a changed composition introduced into the plating solution chamber frame 17. 2 PO 3 , SO 4 2− ) moves to the anode 20 side. Then, it passes through the standard anion exchange membrane 12 installed on the anode 20 side and moves to the waste liquid chamber frame 16. The amount of movement of each anion at this time is determined by the inherent movement coefficient of each ion with respect to the ion exchange membrane to be used regardless of the valence of the ions.

一方で、陽極20と陰極30との間に電流を印加すると、メッキ液室枠17に導入された、組成変化した無電解ニッケルメッキ液に含まれる陽イオン(Ni2+、Na+)は、陰極30側へ移動する。そして、陰極30側に設置されている1価選択カチオン交換膜13に到達する。ここで、1価選択カチオン交換膜13は、1価の陽イオンを透過する一方で1価でない陽イオンを透過しにくい性質を有するカチオン交換膜である。ここでメッキ液室枠17内に存在し得る陽イオンのうち、1価の陽イオンはナトリウムイオンのみである。このため、ナトリウムイオンは、1価選択性カチオン交換膜13を透過してNaOH液室枠18へ移動するが、1価の陽イオンではないニッケルイオンはNaOH液室枠18へ移動せずにその大半がメッキ液室膜17内に滞留する。尚、1価選択性カチオン交換膜13における各陽イオンの通過とブロックとの割合は、使用される1価選択性カチオン交換膜13の固有の移動係数により決定される。 On the other hand, when an electric current is applied between the anode 20 and the cathode 30, cations (Ni 2+ , Na + ) contained in the electroless nickel plating solution having a changed composition introduced into the plating solution chamber frame 17 are: Move to the cathode 30 side. And it reaches | attains the monovalent | monohydric selective cation exchange membrane 13 installed in the cathode 30 side. Here, the monovalent selective cation exchange membrane 13 is a cation exchange membrane that has a property of permeating monovalent cations but hardly permeating non-monovalent cations. Of the cations that can exist in the plating solution chamber frame 17, monovalent cations are only sodium ions. Therefore, sodium ions permeate the monovalent selective cation exchange membrane 13 and move to the NaOH liquid chamber frame 18, but nickel ions that are not monovalent cations do not move to the NaOH liquid chamber frame 18 and move to the NaOH liquid chamber frame 18. Most of them stay in the plating solution chamber film 17. Note that the ratio between the passage of each cation and the block in the monovalent selective cation exchange membrane 13 is determined by the inherent transfer coefficient of the monovalent selective cation exchange membrane 13 used.

またNaOH液室枠18に移動したナトリウムイオンは、さらに陰極30側に移動し、陰極30側に設置されているバイポーラ膜14(のアニオン交換層14a)に到達する。ここでアニオン交換層14aは、陽イオンを透過しないため、NaOH液室枠18内に存在するナトリウムイオンは、バイポーラ膜14には到達するもののバイポーラ膜14を透過しないでNaOH室液枠18内に滞留する。   The sodium ions that have moved to the NaOH liquid chamber frame 18 further move to the cathode 30 side and reach the bipolar membrane 14 (the anion exchange layer 14a) installed on the cathode 30 side. Here, since the anion exchange layer 14a does not permeate cations, sodium ions existing in the NaOH liquid chamber frame 18 reach the bipolar membrane 14, but do not permeate the bipolar membrane 14 and enter the NaOH chamber liquid frame 18. Stay.

以上をまとめると、無電解ニッケルメッキ液に含まれる陽イオンは、メッキ液室枠17に留まるイオン(Ni2+)と、NaOH液室枠18へ移動するイオン(Na+)と、に振り分けられる。言い換えると、組成変化した無電解ニッケルメッキ液に含まれ、再生したメッキ液にとって不要なイオンであるナトリウムイオンをメッキ液から取り除いたことになる。 In summary, the cations contained in the electroless nickel plating solution are divided into ions (Ni 2+ ) remaining in the plating solution chamber frame 17 and ions (Na + ) moving to the NaOH solution chamber frame 18. . In other words, sodium ions that are contained in the electroless nickel plating solution whose composition has changed and are unnecessary for the regenerated plating solution are removed from the plating solution.

(pH調整プロセス)
ところで、廃液室枠16内は、アルカリ性に制御されている。ここで廃液室枠16内をアルカリ性に制御するためには、廃液室枠16にアルカリ性の水溶液を適宜導入する必要がある。廃液室枠16にアルカリ性の水溶液を導入する方法としては、電気透析装置1に含まれアルカリ性の水溶液を有する槽から導入する方法、電気透析装置1に含まれない外部系統から導入する方法等が挙げられるが、特に限定されるものではない。好ましくは、上記(i)、(iii)に示される流路41及び流路43のいずれかを用いて廃液層6へアルカリ水溶液を導入する。このように、図1中の流路41及び流路43のいずれかを用いるのは、陰極槽31及びNaOH液槽8にそれぞれ貯蔵されている溶液がアルカリ性のNaOH水溶液であるためである。尚、陰極槽31及びNaOH液槽8においてNaOH水溶液が貯蔵されるメカニズムについては、後述するNaOH生成プロセスにて説明する。
(PH adjustment process)
By the way, the inside of the waste liquid chamber frame 16 is controlled to be alkaline. Here, in order to control the inside of the waste liquid chamber frame 16 to be alkaline, it is necessary to appropriately introduce an alkaline aqueous solution into the waste liquid chamber frame 16. Examples of the method of introducing the alkaline aqueous solution into the waste liquid chamber frame 16 include a method of introducing from the tank having the alkaline aqueous solution contained in the electrodialysis apparatus 1 and a method of introducing from an external system not included in the electrodialysis apparatus 1. However, it is not particularly limited. Preferably, an alkaline aqueous solution is introduced into the waste liquid layer 6 using any one of the flow path 41 and the flow path 43 shown in the above (i) and (iii). As described above, the reason why one of the flow path 41 and the flow path 43 in FIG. 1 is used is that the solutions respectively stored in the cathode tank 31 and the NaOH liquid tank 8 are alkaline NaOH aqueous solutions. In addition, the mechanism in which the NaOH aqueous solution is stored in the cathode tank 31 and the NaOH liquid tank 8 will be described in the NaOH generation process described later.

以上説明したように、廃液室枠16内はアルカリ性に制御されることが望ましいが、ここでいうアルカリ性とは、好ましくは、pHが8.5以上であることをいう。ただしアルカリ性が強すぎると、廃液室枠16そのものが損傷することがあるため、廃液室枠16内は、より好ましくは、pHを8.5以上10以下に制御する。ここで廃液室枠16内をアルカリ性に制御する方法としては、例えば、廃液槽6の近傍にpH制御装置9を設置し、このpH制御装置9に表示されるpH値を参照しながら、流路41及び流路43のいずれかを用いてNaOH水溶液を廃液槽6に導入する。   As described above, the inside of the waste liquid chamber frame 16 is desirably controlled to be alkaline, but the term “alkaline” here means that the pH is preferably 8.5 or more. However, if the alkalinity is too strong, the waste liquid chamber frame 16 itself may be damaged. Therefore, the pH of the waste liquid chamber frame 16 is more preferably controlled to 8.5 or more and 10 or less. Here, as a method for controlling the inside of the waste liquid chamber frame 16 to be alkaline, for example, a pH control device 9 is installed in the vicinity of the waste liquid tank 6, and the flow path is referred to while referring to the pH value displayed on the pH control device 9. The NaOH aqueous solution is introduced into the waste liquid tank 6 by using either 41 or the flow path 43.

以上説明したように、廃液室枠16内をアルカリ性に制御することにより、亜リン酸イオンは、1価のイオン(H2PO3 -)から2価のイオン(HPO3 2-)に変換される。尚、次亜リン酸イオン(H2PO2 -)はこの変換が起こらない。 As described above, by controlling the inside of the waste liquid chamber frame 16 to be alkaline, phosphite ions are converted from monovalent ions (H 2 PO 3 ) to divalent ions (HPO 3 2− ). The Note that this conversion does not occur for hypophosphite ions (H 2 PO 2 ).

ところで廃液室枠16内の陰イオンは、電流印加時において1価選択性アニオン交換膜11に到達する。ここで1価選択性アニオン交換膜11は、1価の陰イオンを選択的に透過する一方で1価でない陰イオンを透過しにくい性質を有するアニオン交換膜である。ここで廃液室枠16内に存在し得る陰イオンのうち、1価の陰イオンは次亜リン酸イオンのみである。このため、次亜リン酸イオンは、1価選択性アニオン交換膜11を透過して回収室枠15へ移動するが、他の陰イオン(HPO3 2-、SO4 2-)は回収室枠15へ移動しにくくなり、その大半が廃液室枠16内に滞留する。尚、1価選択性アニオン交換膜11における各陰イオンの通過とブロックとの割合は、使用される1価選択性アニオン交換膜11の固有の移動係数により決定される。 By the way, the anion in the waste liquid chamber frame 16 reaches the monovalent selective anion exchange membrane 11 when a current is applied. Here, the monovalent selective anion exchange membrane 11 is an anion exchange membrane having a property of selectively transmitting a monovalent anion but hardly transmitting a non-monovalent anion. Here, among the anions that may exist in the waste liquid chamber frame 16, the monovalent anions are only hypophosphite ions. Therefore, hypophosphite ions permeate the monovalent selective anion exchange membrane 11 and move to the recovery chamber frame 15, while other anions (HPO 3 2− , SO 4 2− ) move in the recovery chamber frame. 15, and most of them stay in the waste liquid chamber frame 16. The ratio between the passage of each anion and the block in the monovalent selective anion exchange membrane 11 is determined by the intrinsic transfer coefficient of the monovalent selective anion exchange membrane 11 used.

また回収液室枠15に移動した次亜リン酸イオンは、さらに陽極20側に移動し、陽極20側に設置されているバイポーラ膜14に到達する。ここで回収液室枠15内に存在する次亜リン酸イオンは、バイポーラ膜14には到達するもののバイポーラ膜14を透過しないで回収液室枠15内に滞留する。   The hypophosphite ions that have moved to the recovery liquid chamber frame 15 further move to the anode 20 side and reach the bipolar membrane 14 installed on the anode 20 side. Here, hypophosphite ions existing in the recovery liquid chamber frame 15 reach the bipolar membrane 14 but stay in the recovery liquid chamber frame 15 without passing through the bipolar membrane 14.

図3(a)は、バイポーラ膜の構成を示す断面模式図であり、図3(b)は、バイポーラ膜の特性を示す概略図である。図3(a)に示されるように、バイポーラ膜14は、アニオン交換層14aとカチオン交換層14bとを張り合わせてなるイオン交換膜である。図1の電気透析装置1において、バイポーラ膜14の設置態様は特に限定されないが、好ましくは、陽極側(陽極20側)にアニオン交換膜14aが配置され陰極側(陰極30側)にカチオン交換膜14bが配置される態様である。このようにバイポーラ膜14を設置すると、回収液室枠15に移動した次亜リン酸イオンは、カチオン交換膜14bに接近することになる。ここでカチオン交換膜14bは陰イオンを透過しないため、次亜リン酸イオンは回収液室枠15内に滞留する。   FIG. 3A is a schematic cross-sectional view showing the structure of the bipolar film, and FIG. 3B is a schematic view showing the characteristics of the bipolar film. As shown in FIG. 3A, the bipolar membrane 14 is an ion exchange membrane formed by laminating an anion exchange layer 14a and a cation exchange layer 14b. In the electrodialysis apparatus 1 of FIG. 1, the installation mode of the bipolar membrane 14 is not particularly limited, but preferably, the anion exchange membrane 14a is disposed on the anode side (anode 20 side) and the cation exchange membrane on the cathode side (cathode 30 side). 14b is arranged. When the bipolar membrane 14 is thus installed, hypophosphite ions that have moved to the recovery chamber frame 15 approach the cation exchange membrane 14b. Here, since the cation exchange membrane 14 b does not transmit anions, hypophosphite ions stay in the recovery liquid chamber frame 15.

以上をまとめると、組成変化した無電解ニッケルメッキ液に含まれる陰イオンは、回収液室枠15(H2PO2 -)と、廃液室枠16(HPO3 2-、SO4 2-)と、に振り分けられる。言い換えると、無電解ニッケルメッキ液において必要とされる次亜リン酸イオンを他の陰イオンと分離させた状態で回収したことになる。尚、回収液室枠15には、次亜リン酸イオンと、バイポーラ膜14を構成するカチオン交換層14bから発生した水素イオン(H+)と、が含まれている。このため、回収液室枠15へ移動した1価の次亜リン酸イオンは、バイポーラ膜14(又は陽極室21)から生成されたプロトンによって亜リン酸へ変換され、この亜リン酸は、回収液室枠16にて滞留している。 In summary, the anions contained in the electroless nickel plating solution whose composition has changed are the recovered liquid chamber frame 15 (H 2 PO 2 ) and the waste liquid chamber frame 16 (HPO 3 2− , SO 4 2− ). . In other words, hypophosphite ions required in the electroless nickel plating solution are recovered in a state separated from other anions. The recovered liquid chamber frame 15 contains hypophosphite ions and hydrogen ions (H + ) generated from the cation exchange layer 14 b constituting the bipolar membrane 14. Therefore, the monovalent hypophosphite ions that have moved to the recovery liquid chamber frame 15 are converted to phosphorous acid by protons generated from the bipolar membrane 14 (or the anode chamber 21), and this phosphorous acid is recovered. It stays in the liquid chamber frame 16.

(NaOH生成プロセス)
ところで、バイポーラ膜14に到達した水分子(の一部)は、バイポーラ膜14を構成する各イオン交換層(14a、14b)の特性から、図3(b)に示されるように、水素イオンと水酸化物イオンとに転化される。具体的には、バイポーラ膜14を構成するアニオン交換層14aから水酸化物イオン(OH-)が発生し、バイポーラ膜14を構成するカチオン交換層14bから水素イオン(H+)が発生する。ここでアニオン交換層14aにて発生した水酸化物イオンは、NaOH液室枠18内を陽極20側へ向けて移動し、1価選択カチオン交換膜13に到達する。ただし水酸化物イオンは1価選択カチオン交換膜13にブロックされてNaOH液室枠18内に滞留する。従って、NaOH液室枠18の中においては、NaOH液室枠18へ移動したナトリウムイオン及びNaOH液室枠18にて生成された水酸化物イオンが滞留していることから、NaOH液室枠18内においてNaOHが水溶液の態様で生成される。NaOH液室枠18内で生成したNaOHは、一旦NaOH液槽8に貯蔵される。ここで図1に示されるように、NaOH液槽8と廃液槽6との間に流路43を設けることで、NaOH液槽8に貯蔵されているNaOHを上述したpH調整プロセスに利用することができる。即ち、廃液室枠16(廃液室枠16内を流れる液)のpHを8.5以上に調整するために必要なアルカリ源(NaOH)をNaOH液槽8から調達することができる。またNaOH液槽8とメッキ液槽7との間に流路44を設ける。これにより、メッキ液槽7内に貯蔵される無電解ニッケルメッキ液のpHを調整するために必要なアルカリ源(NaOH)をNaOH液槽8から調達することができる。
(NaOH production process)
By the way, from the characteristics of the ion exchange layers (14a, 14b) constituting the bipolar membrane 14, the water molecules that have reached the bipolar membrane 14 are separated from the hydrogen ions as shown in FIG. Converted to hydroxide ions. Specifically, hydroxide ions (OH ) are generated from the anion exchange layer 14 a constituting the bipolar membrane 14, and hydrogen ions (H + ) are generated from the cation exchange layer 14 b constituting the bipolar membrane 14. Here, the hydroxide ions generated in the anion exchange layer 14 a move toward the anode 20 in the NaOH liquid chamber frame 18 and reach the monovalent selective cation exchange membrane 13. However, hydroxide ions are blocked by the monovalent selective cation exchange membrane 13 and stay in the NaOH liquid chamber frame 18. Accordingly, in the NaOH liquid chamber frame 18, sodium ions moved to the NaOH liquid chamber frame 18 and hydroxide ions generated in the NaOH liquid chamber frame 18 are retained. Inside, NaOH is produced in the form of an aqueous solution. The NaOH generated in the NaOH liquid chamber frame 18 is temporarily stored in the NaOH liquid tank 8. Here, as shown in FIG. 1, by providing a flow path 43 between the NaOH liquid tank 8 and the waste liquid tank 6, the NaOH stored in the NaOH liquid tank 8 is used for the pH adjustment process described above. Can do. That is, an alkali source (NaOH) necessary for adjusting the pH of the waste liquid chamber frame 16 (liquid flowing in the waste liquid chamber frame 16) to 8.5 or higher can be procured from the NaOH liquid tank 8. A flow path 44 is provided between the NaOH solution tank 8 and the plating solution tank 7. Thereby, an alkali source (NaOH) required for adjusting the pH of the electroless nickel plating solution stored in the plating solution tank 7 can be procured from the NaOH solution tank 8.

ところで、陰極室3に最も近い室枠(NaOH液室枠18)においては、図2(b)に示されるように、陰極30側に標準カチオン交換膜10が設置されている。このため、当該室枠(NaOH液室枠18)内にあるナトリウムイオンの一部は、標準カチオン交換膜10を透過して陰極室3に移動する。一方、陰極室3内においては、陰極室における電極反応、即ち、水と電子との化学反応によって水酸化物イオンが生成される。このため、陰極室3内においてもNaOHが生成される。ここで図1に示されるように、陰極液槽31と廃液槽6との間に流路41を設けることで、陰極液槽31に貯蔵されているNaOHを上述したpH調整プロセスに利用することができる。即ち、廃液室枠16(廃液室枠16内を流れる液)のpHを8.5以上に調整するために必要なアルカリ源(NaOH)を陰極液槽31から調達することができる。また陰極液槽31とメッキ液槽7との間に流路42を設ける。これにより、メッキ液槽7内に貯蔵される無電解ニッケルメッキ液のpHを調整するために必要なアルカリ源(NaOH)をNaOH液槽8から調達することができる。   By the way, in the chamber frame (NaOH liquid chamber frame 18) closest to the cathode chamber 3, as shown in FIG. 2B, the standard cation exchange membrane 10 is installed on the cathode 30 side. For this reason, some of the sodium ions in the chamber frame (NaOH liquid chamber frame 18) pass through the standard cation exchange membrane 10 and move to the cathode chamber 3. On the other hand, in the cathode chamber 3, hydroxide ions are generated by an electrode reaction in the cathode chamber, that is, a chemical reaction between water and electrons. For this reason, NaOH is also generated in the cathode chamber 3. Here, as shown in FIG. 1, by providing a flow path 41 between the catholyte tank 31 and the waste liquid tank 6, the NaOH stored in the catholyte tank 31 is used for the pH adjustment process described above. Can do. That is, an alkali source (NaOH) necessary for adjusting the pH of the waste liquid chamber frame 16 (liquid flowing in the waste liquid chamber frame 16) to 8.5 or higher can be procured from the catholyte tank 31. A flow path 42 is provided between the catholyte bath 31 and the plating bath 7. Thereby, an alkali source (NaOH) required for adjusting the pH of the electroless nickel plating solution stored in the plating solution tank 7 can be procured from the NaOH solution tank 8.

一方、陽極室2に最も近い室枠(回収液室枠15)においては、図2(c)に示されるように、陽極20側に標準カチオン交換膜10が設置されている。また陽極室2内では水と正孔との化学反応によって水素イオンが生成される。一方で、当該室枠(回収液室枠15)内にある次亜リン酸イオンは陰イオンであるため、標準カチオン交換膜10に接近してもこのイオン交換膜を透過することはできずに当該室枠(回収液室枠15)内に滞留する。   On the other hand, in the chamber frame (recovered liquid chamber frame 15) closest to the anode chamber 2, as shown in FIG. 2 (c), the standard cation exchange membrane 10 is installed on the anode 20 side. In the anode chamber 2, hydrogen ions are generated by a chemical reaction between water and holes. On the other hand, since the hypophosphite ion in the chamber frame (recovered liquid chamber frame 15) is an anion, even if it approaches the standard cation exchange membrane 10, it cannot pass through the ion exchange membrane. It stays in the chamber frame (collected liquid chamber frame 15).

以上説明したように、本発明の電気透析装置は、組成変化した無電解ニッケルメッキ液から無電解ニッケルメッキ液に必要な物質、即ち、次亜リン酸及びニッケルイオンを含有する溶液を純度が良好な状態で得ることができる。   As described above, the electrodialysis apparatus of the present invention has a good purity from the electroless nickel plating solution whose composition has been changed to a material necessary for the electroless nickel plating solution, that is, a solution containing hypophosphorous acid and nickel ions. Can be obtained.

尚、中間室4内にそれぞれ複数含まれる4種類のイオン交換膜(11、12、13、14)は、それぞれ市販品を使用することができる。標準アニオン交換膜12として、例えば、旭硝子エンジニアリング社のセレミオンAMVやアストム社のネオセプタAM1やAM3等を使用することができる。また1価選択性カチオン交換膜13として、例えば、旭ガラスエンジニアリング社のセレミオンCSOやアストム社のネオセプタCMS等を使用することができる。1価選択性アニオン交換膜12として、例えば、旭硝子エンジニアリング社のセレミオンASVやアストム社のネオセプタACS等を使用することができる。バイポーラ膜14として、例えば、アストム社のネオセプタBP−1E等を使用することができる。   Commercially available products can be used for each of the four types of ion exchange membranes (11, 12, 13, 14) included in the intermediate chamber 4. As the standard anion exchange membrane 12, for example, Asahi Glass Engineering's Selemion AMV, Astom's Neoceptor AM1 or AM3, or the like can be used. As the monovalent selective cation exchange membrane 13, for example, Asahi Glass Engineering's Selemion CSO or Astom's Neoceptor CMS can be used. As the monovalent selective anion exchange membrane 12, for example, Asahi Glass Engineering's Selemion ASV, Astom's Neoceptor ACS or the like can be used. As the bipolar film 14, for example, Neoceptor BP-1E manufactured by Astom can be used.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to the Example demonstrated below.

[実施例1]
図1に示される4流路を有する電気透析装置(旭硝子エンジニアリング社製、DW−1)を用いて無電解ニッケルメッキ液の電気透析処理を行った。
[Example 1]
The electrodialysis treatment of the electroless nickel plating solution was performed using an electrodialysis apparatus (DW-1 manufactured by Asahi Glass Engineering Co., Ltd.) having four flow paths shown in FIG.

まず10g/Lの硫酸カリウム液10Lを陽極槽21に投入し、5g/Lの硫酸カリウム液10Lを陰極槽31に投入した。また回収液槽5、廃液槽6、メッキ液槽7及びNaOH液槽8に、所定のイオンを有する水溶液をそれぞれ40L投入した。尚、回収液槽5、廃液槽6、メッキ液槽7及びNaOH液槽8にそれぞれ投入した水溶液の成分を下記表1に示す。尚、メッキ液槽7に投入した水溶液は、劣化した無電解ニッケルメッキ液である。   First, 10 L of 10 g / L potassium sulfate solution was charged into the anode tank 21, and 10 L of 5 g / L potassium sulfate solution was charged into the cathode tank 31. In addition, 40 L of an aqueous solution containing predetermined ions was added to the recovery liquid tank 5, the waste liquid tank 6, the plating liquid tank 7, and the NaOH liquid tank 8, respectively. The components of the aqueous solution charged into the recovery liquid tank 5, the waste liquid tank 6, the plating liquid tank 7 and the NaOH liquid tank 8 are shown in Table 1 below. The aqueous solution charged into the plating solution tank 7 is a deteriorated electroless nickel plating solution.

Figure 2015167922
Figure 2015167922

尚、本実施例(実施例1)では、無電解ニッケルメッキ液に含まれるナトリウムイオン(Na+)が電気透析中にていかなる挙動を示すのかを明確にするために、無電解ニッケルメッキ液以外の水溶液をナトリウムイオンが含まれない水溶液にした。より具体的には、カリウムイオン(K+)を含んだ水溶液を使用した。 In this example (Example 1), in order to clarify what behavior the sodium ion (Na + ) contained in the electroless nickel plating solution shows during electrodialysis, other than the electroless nickel plating solution An aqueous solution containing no sodium ions was used. More specifically, an aqueous solution containing potassium ions (K + ) was used.

次に、電気透析装置(の中間室4)内に配置させる室枠を、陽極20から陰極30に向かって、回収液室枠15/廃液室枠16/メッキ液室枠17/NaOH液室枠18となるように配置した。本実施例では、回収液室枠15/廃液室枠16/メッキ液室枠17/NaOH液室枠18の順に配置される4つの室枠の組合せを20組用意し、これらを直列的に配置した。次に、室枠と室枠との間に所定の電気透析膜(イオン交換膜)を設置した。ここで、本実施例で使用した電気透析膜を、配置位置と共に下記表2に示す。   Next, the chamber frame disposed in the electrodialysis apparatus (the intermediate chamber 4 thereof) is arranged from the anode 20 toward the cathode 30, the recovery liquid chamber frame 15 / the waste liquid chamber frame 16 / the plating solution chamber frame 17 / the NaOH liquid chamber frame. They were arranged so as to be 18. In this embodiment, 20 sets of combinations of four chamber frames arranged in the order of recovery liquid chamber frame 15 / waste liquid chamber frame 16 / plating liquid chamber frame 17 / NaOH liquid chamber frame 18 are prepared, and these are arranged in series. did. Next, a predetermined electrodialysis membrane (ion exchange membrane) was installed between the chamber frames. Here, the electrodialysis membrane used in this example is shown in Table 2 below together with the arrangement position.

Figure 2015167922
Figure 2015167922

次に、陽極室2として用いられる室枠と、この室枠の隣にある回収室枠15との間に、標準カチオン交換膜10(旭硝子エンジニアリング社製、セレミオンCMV)を設置した。また陰極室3として用いられる室枠と、この室枠の隣にあるNaOH液室枠18との間にも、標準カチオン交換膜10(旭硝子エンジニアリング社製、セレミオンCMV)を設置した。   Next, a standard cation exchange membrane 10 (Chemion CMV, manufactured by Asahi Glass Engineering Co., Ltd.) was installed between the chamber frame used as the anode chamber 2 and the recovery chamber frame 15 adjacent to the chamber frame. A standard cation exchange membrane 10 (Chemion CMV, manufactured by Asahi Glass Engineering Co., Ltd.) was also installed between the chamber frame used as the cathode chamber 3 and the NaOH liquid chamber frame 18 adjacent to the chamber frame.

尚、本実施例で使用した室枠及び電気透析膜は、いずれもDW−1型に用いられる部材であり、また使用した電気透析膜において、電気透析膜有効面積は、5dm2である。 The chamber frame and the electrodialysis membrane used in this example are both members used for the DW-1 type. In the electrodialysis membrane used, the effective area of the electrodialysis membrane is 5 dm 2 .

次に、図1に示されるように、各室枠(2、3、15、16、17、18)と対応する液槽(21、31、5、6、7、8)と、をそれぞれ対応する循環系(22、32、45、46、47、48)を用いて接続した。尚、各循環系(22、32、45、46、47、48)には、対応する液槽(21、31、5、6、7、8)に投入されている水溶液を循環するためのポンプ(不図示)がそれぞれ設けられている。   Next, as shown in FIG. 1, each chamber frame (2, 3, 15, 16, 17, 18) corresponds to the corresponding liquid tank (21, 31, 5, 6, 7, 8). Connected using the circulation system (22, 32, 45, 46, 47, 48). In each circulation system (22, 32, 45, 46, 47, 48), a pump for circulating the aqueous solution put in the corresponding liquid tank (21, 31, 5, 6, 7, 8). (Not shown) are provided.

また、下記(i)乃至(iv)に示される4種類の流路を設置した。尚、流路41及び流路43は、透析中の廃液槽6のpH調整のために使用され、流路42及び流路44は、透析終了後の無電解ニッケルメッキ液のpH調整のために使用される。
(i)廃液槽6と陰極槽31との間に設けられる、陰極槽31に貯蔵されている溶液を廃液槽6へ輸送するための流路41
(ii)メッキ液槽7と陰極槽31との間に設けられる、陰極槽31に貯蔵されている溶液をメッキ液槽7へ輸送するための流路42
(iii)NaOH液槽8と廃液槽6との間に設けられる、NaOH液槽8に貯蔵されている溶液を廃液槽6へ輸送するための流路43
(iv)メッキ液槽7とNaOH液槽8との間に設けられる、NaOH液槽8に貯蔵されている溶液をメッキ液槽7へ輸送するための流路44
Also, four types of flow paths shown in the following (i) to (iv) were installed. The flow path 41 and the flow path 43 are used for pH adjustment of the waste liquid tank 6 during dialysis, and the flow path 42 and the flow path 44 are for pH adjustment of the electroless nickel plating solution after dialysis is completed. used.
(I) A flow path 41 provided between the waste liquid tank 6 and the cathode tank 31 for transporting the solution stored in the cathode tank 31 to the waste liquid tank 6.
(Ii) A flow path 42 provided between the plating solution tank 7 and the cathode tank 31 for transporting the solution stored in the cathode tank 31 to the plating solution tank 7.
(Iii) A channel 43 provided between the NaOH solution tank 8 and the waste solution tank 6 for transporting the solution stored in the NaOH solution tank 8 to the waste solution tank 6.
(Iv) A flow path 44 provided between the plating solution tank 7 and the NaOH solution tank 8 for transporting the solution stored in the NaOH solution tank 8 to the plating solution tank 7.

次に、陽極20と陰極30との間に、定電流(2A/dm2の直流電流、総電流20A)を5時間流した。また廃液槽6においては、1価の亜リン酸(H2PO3 -)を2価の亜リン酸(HPO3 2-)に変換させるために、水溶液のpHを8.5に調整した。本実施例では、透析時におけるナトリウムイオン(Na+)の挙動を評価するために、廃液槽6のpH調整は、別途調整したKOHを外部から適宜添加することで行った。ここで外部から添加したKOHにおいて、カリウムイオン(K+)の濃度は2.0g/Lであり、水酸化物イオン(OH-)の濃度は0.8g/Lであった。 Next, a constant current (2 A / dm 2 direct current, total current 20 A) was passed between the anode 20 and the cathode 30 for 5 hours. In the waste liquid tank 6, the pH of the aqueous solution was adjusted to 8.5 in order to convert monovalent phosphorous acid (H 2 PO 3 ) into divalent phosphorous acid (HPO 3 2− ). In this example, in order to evaluate the behavior of sodium ions (Na + ) during dialysis, pH adjustment of the waste liquid tank 6 was performed by appropriately adding KOH adjusted separately from the outside. Here, in the KOH added from the outside, the concentration of potassium ion (K + ) was 2.0 g / L, and the concentration of hydroxide ion (OH ) was 0.8 g / L.

電気透析が終了した後、各液槽(5、6、7、8)に貯蔵されている水溶液について、キャピラリー電気泳動測定装置(アジレント・テクノロジー社製)及び塩分(Na)濃度計(HORIBA社製)を用いて、水溶液中のイオン濃度を測定・評価した。結果を下記表3に示す。   After the electrodialysis is completed, a capillary electrophoresis measurement device (manufactured by Agilent Technologies) and a salinity (Na) concentration meter (manufactured by HORIBA) are used for the aqueous solution stored in each liquid tank (5, 6, 7, 8). ) Was used to measure and evaluate the ion concentration in the aqueous solution. The results are shown in Table 3 below.

Figure 2015167922
Figure 2015167922

また電気透析処理後の無電解ニッケルメッキ液と、電気透析処理後において回収槽5に貯蔵されている液と、を混合した混合溶液(最終無電解ニッケルメッキ液)の成分について評価を行った。具体的には、電気透析処理前の無電解ニッケルメッキ液の各成分を基準(100%)にしたときの濃度比率を用いて評価した。評価結果を下記表4に示す。   Moreover, it evaluated about the component of the mixed solution (final electroless nickel plating liquid) which mixed the electroless nickel plating liquid after an electrodialysis process, and the liquid stored in the collection tank 5 after an electrodialysis process. Specifically, the evaluation was performed using the concentration ratio when each component of the electroless nickel plating solution before the electrodialysis treatment was used as a reference (100%). The evaluation results are shown in Table 4 below.

Figure 2015167922
Figure 2015167922

ところで、表3に示されるように、回収液槽15に貯蔵されている溶液からはナトリウムイオンやカリウムイオンが検出されなかった。このことから、回収液槽15へ移動した次亜リン酸イオン(H2PO2 -)は、バイポーラ膜14(のカチオン発生層14b)から発生した水素イオン(H+)と結合して次亜リン酸(H3PO2)として存在していると考えられる。従って、電気透析が終了した後に、回収液槽15に貯蔵されている水溶液は、メッキ液槽7に貯蔵されている無電解ニッケルメッキ液と合流させても支障がないことがわかる。尚、本実施例において、各バイポーラ膜14(のアニオン発生層14a)から発生しNaOH液槽に集まったことによるNaOH液槽内の水酸化物イオンの濃度上昇は1.52g/Lであった。これは、各バイポーラ膜14(のアニオン発生層14a)における化学反応(H2O→H++OH-)によって水酸化物イオンが60.8g増加したといえる。 By the way, as shown in Table 3, sodium ions and potassium ions were not detected from the solution stored in the recovery liquid tank 15. From this, the hypophosphite ions (H 2 PO 2 ) moved to the recovery liquid tank 15 are combined with the hydrogen ions (H + ) generated from the bipolar membrane 14 (the cation generation layer 14b thereof), and hypo hypoxia. It is thought that it exists as phosphoric acid (H 3 PO 2 ). Therefore, it can be seen that there is no problem even if the aqueous solution stored in the recovery liquid tank 15 is merged with the electroless nickel plating liquid stored in the plating liquid tank 7 after the electrodialysis is completed. In this example, the increase in the concentration of hydroxide ions in the NaOH liquid tank due to generation from each bipolar membrane 14 (anion generation layer 14a thereof) and collection in the NaOH liquid tank was 1.52 g / L. . This can be said that the hydroxide ion increased by 60.8 g due to the chemical reaction (H 2 O → H + + OH ) in each bipolar membrane 14 (anion generation layer 14a thereof).

以上より、本実施例の電気透析装置を用いることにより、無電解ニッケルメッキ液の有効成分であるニッケルイオン(Ni2+)及び次亜燐酸イオン(H2PO2 -)を高効率で回収できた。また無電解ニッケルメッキ液にとって不純物となる亜リン酸イオン(H2PO3 -)、硫酸イオン(SO4 2-)及びナトリウムイオン(Na+)を高効率で除去することができた。 As described above, by using the electrodialysis apparatus of this example, nickel ions (Ni 2+ ) and hypophosphite ions (H 2 PO 2 ), which are active components of the electroless nickel plating solution, can be recovered with high efficiency. It was. In addition, phosphite ions (H 2 PO 3 ), sulfate ions (SO 4 2− ) and sodium ions (Na + ), which are impurities for the electroless nickel plating solution, could be removed with high efficiency.

[比較例1]
図4に示される2流路を有する電気透析装置(旭硝子エンジニアリング社製DW−1)を2台使用して無電解ニッケルメッキ液の電気透析処理を行った。
[Comparative Example 1]
The electrodialysis treatment of the electroless nickel plating solution was performed using two electrodialysis apparatuses (DW-1 manufactured by Asahi Glass Engineering Co., Ltd.) having two flow paths shown in FIG.

まず10g/Lの硫酸カリウム液10Lを陽極槽121に投入し、5g/Lの硫酸カリウム液10Lを陰極槽131に投入した。また回収液槽105、第一廃液槽106、メッキ液槽107及び第二廃液槽108に、所定のイオンを有する水溶液をそれぞれ40L投入した。尚、回収液槽105、第一廃液槽106、メッキ液槽107及び第二廃液槽108にそれぞれ投入した水溶液の成分を下記表5に示す。尚、メッキ液槽107に投入した水溶液は、劣化した無電解ニッケルメッキ液である。   First, 10 L of 10 g / L potassium sulfate solution was charged into the anode tank 121, and 10 L of 5 g / L potassium sulfate solution was charged into the cathode tank 131. In addition, 40 L of an aqueous solution containing predetermined ions was added to the recovery liquid tank 105, the first waste liquid tank 106, the plating liquid tank 107, and the second waste liquid tank 108, respectively. The components of the aqueous solution charged into the recovery liquid tank 105, the first waste liquid tank 106, the plating liquid tank 107, and the second waste liquid tank 108 are shown in Table 5 below. The aqueous solution charged into the plating solution tank 107 is a deteriorated electroless nickel plating solution.

Figure 2015167922
Figure 2015167922

尚、本比較例(比較例1)では、実施例1と同様の目的で、無電解ニッケルメッキ液以外の水溶液として、カリウムイオン(K+)を含んだ水溶液を使用した。 In this comparative example (Comparative Example 1), for the same purpose as in Example 1, an aqueous solution containing potassium ions (K + ) was used as an aqueous solution other than the electroless nickel plating solution.

次に、第一電気透析装置(の中間室104a)内に配置させる室枠を、陽極120aから陰極130aに向かって、メッキ液室枠117/第一廃液室枠116となるように配置した。本比較例では、メッキ液室枠117/第一廃液液室枠116の順に配置される2つの室枠の組合せを10組用意し、これらを直列的に配置した。   Next, the chamber frame disposed in the first electrodialysis apparatus (the intermediate chamber 104a thereof) was disposed so as to be the plating solution chamber frame 117 / first waste liquid chamber frame 116 from the anode 120a toward the cathode 130a. In this comparative example, 10 sets of combinations of two chamber frames arranged in the order of plating solution chamber frame 117 / first waste liquid chamber frame 116 were prepared, and these were arranged in series.

また、第二電気透析装置(の中間室104b)内に配置させる室枠を、陽極120から陰極130に向かって、第二廃液室枠118/回収液室枠115となるように配置した。本比較例では、第二廃液室枠118/回収液室枠115の順に配置される2つの室枠の組合せを10組用意し、これらを直列的に配置した。   Further, the chamber frame disposed in the second electrodialysis apparatus (the intermediate chamber 104b thereof) was arranged from the anode 120 toward the cathode 130 so as to be the second waste liquid chamber frame 118 / recovered liquid chamber frame 115. In this comparative example, 10 combinations of two chamber frames arranged in the order of the second waste liquid chamber frame 118 / recovered liquid chamber frame 115 were prepared, and these were arranged in series.

次に、室枠と室枠との間に所定の電気透析膜(イオン交換膜)を設置した。ここで、本比較例で使用した電気透析膜を、配置位置と共に下記表6に示す。   Next, a predetermined electrodialysis membrane (ion exchange membrane) was installed between the chamber frames. Here, the electrodialysis membrane used in this comparative example is shown in Table 6 below together with the arrangement position.

Figure 2015167922
Figure 2015167922

次に、陽極室(102a、102b)として用いられる室枠と、この室枠の隣にある室枠との間に、標準カチオン交換膜110(旭硝子エンジニアリング社製、セレミオンCMV)を設置した。また陰極室(103a、103b)として用いられる室枠と、この室枠の隣にある室枠との間にも、標準カチオン交換膜110(旭硝子エンジニアリング社製、セレミオンCMV)を設置した。   Next, a standard cation exchange membrane 110 (manufactured by Asahi Glass Engineering Co., Ltd., Selemion CMV) was installed between the chamber frame used as the anode chamber (102a, 102b) and the chamber frame adjacent to the chamber frame. Further, a standard cation exchange membrane 110 (manufactured by Asahi Glass Engineering Co., Ltd., Selemion CMV) was also installed between the chamber frame used as the cathode chamber (103a, 103b) and the chamber frame adjacent to the chamber frame.

尚、本比較例で使用した室枠及び電気透析膜は、いずれもDW−1型に用いられる部材であり、また使用した電気透析膜において、電気透析膜有効面積は、5dm2である。 The chamber frame and the electrodialysis membrane used in this comparative example are both members used for the DW-1 type. In the electrodialysis membrane used, the effective area of the electrodialysis membrane is 5 dm 2 .

次に、各室枠(102、103、115、116、117、118)と対応する液槽(121、131、105、106、107、108)と、をそれぞれ対応する循環系(122、132、145、146、147、148)を用いて接続した。図4には、その循環系の全部又は一部が示されている。尚、各循環系(122、132、145、146、147、148)には、対応する液槽(121、131、105、106、107、108)に投入されている水溶液を循環するためのポンプ(不図示)がそれぞれ設けられている。また第一廃液槽106と第二廃液槽108との間には、第一廃液槽106に収容されている水溶液を第二廃液槽108へ投入するための流路141が設けられている。   Next, each chamber frame (102, 103, 115, 116, 117, 118) and the corresponding liquid tank (121, 131, 105, 106, 107, 108) are respectively connected to the corresponding circulation system (122, 132, 145, 146, 147, 148). FIG. 4 shows all or part of the circulatory system. In addition, in each circulation system (122, 132, 145, 146, 147, 148), a pump for circulating the aqueous solution put into the corresponding liquid tank (121, 131, 105, 106, 107, 108) (Not shown) are provided. Between the first waste liquid tank 106 and the second waste liquid tank 108, a flow path 141 for introducing the aqueous solution stored in the first waste liquid tank 106 into the second waste liquid tank 108 is provided.

次に、陽極120と陰極130との間に、定電流(2A/dm2の直流電流、総電流20A)を5時間流した。また第二廃液槽106においては、1価の亜リン酸(H2PO3 -)を2価の亜リン酸(HPO3 2-)に変換させるために、実施例1と同様の方法で水溶液のpHを8.5に調整した。 Next, a constant current (2 A / dm 2 direct current, total current 20 A) was passed between the anode 120 and the cathode 130 for 5 hours. In the second waste liquid tank 106, an aqueous solution is used in the same manner as in Example 1 in order to convert monovalent phosphorous acid (H 2 PO 3 ) into divalent phosphorous acid (HPO 3 2− ). The pH of was adjusted to 8.5.

電気透析が終了した後、各液槽(105、106、107、108)に貯蔵されている水溶液について、実施例1と同様の方法により、水溶液中のイオン濃度を測定・評価した。結果を下記表7に示す。   After completion of electrodialysis, the ion concentration in the aqueous solution was measured and evaluated by the same method as in Example 1 for the aqueous solution stored in each liquid tank (105, 106, 107, 108). The results are shown in Table 7 below.

Figure 2015167922
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また実施例1と同様の方法により、最終無電解ニッケルメッキ液の成分について評価を行った。評価結果を下記表8に示す。   Further, the components of the final electroless nickel plating solution were evaluated by the same method as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 8 below.

Figure 2015167922
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表8より、本比較例の電気透析装置は、ニッケルイオン及び次亜リン酸イオンの回収効率、及び亜リン酸イオン及び硫酸イオンの除去効率は実施例1とほぼ同じであったが、ナトリウムイオンの除去効率という観点で実施例1よりも劣っていた。このように、ナトリウムイオンの除去効率が悪かった理由として、水素選択性カチオン交換膜113におけるイオン選択性が充分でなかったことが挙げられる。   From Table 8, the electrodialysis apparatus of this comparative example was substantially the same as in Example 1 in the recovery efficiency of nickel ions and hypophosphite ions, and the removal efficiency of phosphite ions and sulfate ions, but sodium ions It was inferior to Example 1 in the viewpoint of the removal efficiency. Thus, the reason why the removal efficiency of sodium ions was poor is that the ion selectivity in the hydrogen selective cation exchange membrane 113 was not sufficient.

[実施例2]
実施例1において、陽極槽21に投入する水溶液を10g/Lの硫酸ナトリウム液10Lとし、陰極槽31に投入する水溶液を5g/LのNaOH液10Lとした。これらを除いては、実施例1と同様の方法により電気透析を行った。ここで本実施例(実施例2)において回収液槽5、廃液槽6、メッキ液槽7及びNaOH液槽8にそれぞれ投入した水溶液の成分を下記表9に示す。
[Example 2]
In Example 1, 10 g / L of sodium sulfate solution 10 L was added to the anode tank 21, and 10 g of 5 g / L NaOH solution was added to the cathode tank 31. Except for these, electrodialysis was performed in the same manner as in Example 1. Table 9 below shows the components of the aqueous solution charged into the recovery liquid tank 5, the waste liquid tank 6, the plating liquid tank 7, and the NaOH liquid tank 8 in this example (Example 2).

Figure 2015167922
Figure 2015167922

また陰極槽31に投入されている水溶液の成分は、ナトリウムイオン2.9g/L、水酸化物イオン2.1g/Lであった。   Moreover, the components of the aqueous solution thrown into the cathode chamber 31 were 2.9 g / L of sodium ions and 2.1 g / L of hydroxide ions.

次に、電気透析を行った後、実施例1と同様の方法により、各液槽に収容されている溶液の成分を分析した。分析結果を表10に示す。   Next, after electrodialysis, the components of the solutions contained in the respective liquid tanks were analyzed by the same method as in Example 1. The analysis results are shown in Table 10.

Figure 2015167922
Figure 2015167922

尚、陰極槽31において、水酸化物イオンが3.0g/L増加した。即ち、電気透析の結果、水酸化物イオンが3.0g/L生成され、これが陰極槽31に導入されたことがわかる。   In the cathode chamber 31, the hydroxide ion increased by 3.0 g / L. That is, as a result of electrodialysis, it can be seen that 3.0 g / L of hydroxide ions was generated and introduced into the cathode chamber 31.

ここで、電気透析前後においてNaOH液槽8及び陰極室31に貯蔵されている水溶液について水酸化物イオン(OH-)の濃度を測定することにより、電気透析によって生成した水酸化物イオンを定量的に評価した。評価結果を下記表11に示す。 Here, by measuring the concentration of hydroxide ions (OH ) in the aqueous solution stored in the NaOH solution tank 8 and the cathode chamber 31 before and after electrodialysis, the hydroxide ions generated by electrodialysis are quantitatively determined. Evaluated. The evaluation results are shown in Table 11 below.

Figure 2015167922
Figure 2015167922

また廃液槽6に貯蔵されている廃液のpHを調整するのに必要となる水酸化物イオンの量及びメッキ液槽7に貯蔵されている無電解ニッケルメッキ液のpHを調整に必要とされた水酸化物イオンの量をそれぞれ評価した。結果を下記表12に示す。   In addition, the amount of hydroxide ions required to adjust the pH of the waste liquid stored in the waste liquid tank 6 and the pH of the electroless nickel plating liquid stored in the plating liquid tank 7 were required. The amount of hydroxide ions was evaluated. The results are shown in Table 12 below.

Figure 2015167922
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表11より、電気透析を行うことにより、NaOH液槽8では水酸化物イオンが28.0g生成された。また表11より、廃液槽6において、水酸化物イオン濃度が32.0g増加した。このため、バイポーラ膜14におけるイオン交換反応により、合計60.8gの水酸化物イオンが生成された。一方、表11より、電気透析を行うことにより、陰極室31では水酸化物イオンが30.0g生成された。従って、本実施例において生成された水酸化物イオンは90.8gであった。   From Table 11, 28.0 g of hydroxide ions were generated in the NaOH liquid tank 8 by performing electrodialysis. Further, from Table 11, in the waste liquid tank 6, the hydroxide ion concentration increased by 32.0 g. For this reason, a total of 60.8 g of hydroxide ions was generated by the ion exchange reaction in the bipolar membrane 14. On the other hand, from Table 11, 30.0 g of hydroxide ions were generated in the cathode chamber 31 by performing electrodialysis. Therefore, the hydroxide ion produced | generated in the present Example was 90.8g.

また表12より、廃液槽6でのpH調整(pH7.5からpH8.5への調整)に必要な水酸化物イオンは36.0gであり、またメッキ液槽7でのpH調整(pH4.2からpH5.6への調整)に要した水酸化物イオンは105.0gであった。このため、廃液槽6及びメッキ液槽7のそれぞれにおいてpH調整に必要な水酸化物イオンの合計は141.8gであることがわかる。   Moreover, from Table 12, the hydroxide ion required for pH adjustment (adjustment from pH 7.5 to pH 8.5) in the waste liquid tank 6 is 36.0 g, and pH adjustment in the plating liquid tank 7 (pH 4. The amount of hydroxide ion required for the adjustment from 2 to pH 5.6 was 105.0 g. For this reason, it turns out that the sum total of the hydroxide ion required for pH adjustment in each of the waste liquid tank 6 and the plating liquid tank 7 is 141.8g.

以上より、本実施例における電気透析処理により得られた水酸化物イオンの量は、廃液槽6でのpH調整で必要となる水酸化物イオン量よりも十分に多いものであった。具体的には、廃液槽6でのpH調整で必要とされる水酸化物イオン(1価の亜リン酸イオンを2価の亜リン酸イオンに転化させるために必要な水酸化物イオン)を電気透析処理により得られた水酸化物イオンでまかなうことができる。またメッキ層6でのpH調整で必要とされる水酸化物イオンの約52%を、電気透析処理により得られた水酸化物イオンのうち廃液槽6でのpH調整で使用されなかった水酸化物イオンでまかなうことができる。   From the above, the amount of hydroxide ions obtained by the electrodialysis treatment in this example was sufficiently larger than the amount of hydroxide ions required for pH adjustment in the waste liquid tank 6. Specifically, hydroxide ions required for pH adjustment in the waste liquid tank 6 (hydroxide ions necessary for converting monovalent phosphite ions to divalent phosphite ions) It can be covered with hydroxide ions obtained by electrodialysis treatment. Further, about 52% of the hydroxide ions required for pH adjustment in the plating layer 6 were not used in the pH adjustment in the waste liquid tank 6 among the hydroxide ions obtained by electrodialysis. Can be covered by object ions.

尚、本発明は、上述した各実施例に限定されず、陽極と陰極との間にアニオン交換膜及びカチオン交換膜で画成される中間室を設け、この中間室内をバイポーラ膜で仕切った構成を有する無電解メッキ液の電気透析装置に特徴がある。即ち、本発明は、バイポーラ膜で中間室を仕切ることによって、中間室内における所定のイオン成分の移動を実質的に制限し、仕切られた中間室内の空間(アニオン交換膜及びバイポーラ膜の隙間、あるいはカチオン交換膜及びバイポーラ膜の隙間)からの所定のイオン成分の除去効率、回収効率を格段に向上することができる。また、本発明は、バイポーラ膜によって所定のイオン成分の除去、回収を行えるため、例えば、使用済みのメッキ液中から所定のイオン成分を取り出し、取り出した所定のイオン成分をメッキ液の成分として再利用するためのメッキ液再生装置、メッキ液再生システムとしても適用することができる。具体的には、無電解メッキ装置等のメッキ装置に対して本発明の再生装置(電気透析装置)を接続し、更に本発明の再生装置から回収される所定のイオン成分を、再びメッキ装置にメッキ液の成分として戻す(再利用する)、メッキ液の再生システム、またはメッキ液再生循環システムとして本発明を適用することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and an intermediate chamber defined by an anion exchange membrane and a cation exchange membrane is provided between the anode and the cathode, and the intermediate chamber is partitioned by a bipolar membrane. The electrodialysis apparatus for electroless plating solution having That is, the present invention substantially restricts the movement of a predetermined ion component in the intermediate chamber by partitioning the intermediate chamber with the bipolar membrane, and the space in the partitioned intermediate chamber (the gap between the anion exchange membrane and the bipolar membrane, or The removal efficiency and recovery efficiency of a predetermined ion component from the gap between the cation exchange membrane and the bipolar membrane) can be remarkably improved. In addition, since the present invention can remove and recover a predetermined ion component by the bipolar film, for example, the predetermined ion component is taken out from the used plating solution, and the extracted predetermined ion component is reused as a component of the plating solution. The present invention can also be applied as a plating solution regeneration device and a plating solution regeneration system for use. Specifically, the regenerating apparatus (electrodialysis apparatus) of the present invention is connected to a plating apparatus such as an electroless plating apparatus, and a predetermined ion component recovered from the regenerating apparatus of the present invention is again supplied to the plating apparatus. The present invention can be applied as a plating solution recycling system or a plating solution recycling system that is returned (reused) as a component of the plating solution.

1:電気透析装置、2:陽極室、3:陰極室、4:中間室、5:回収液槽、6:廃液槽、7:無電解ニッケルメッキ液槽、8:NaOH液槽、9:pH制御装置、10:標準カチオン交換膜、11:1価選択アニオン交換膜、12:標準アニオン交換膜、13:1価選択カチオン交換膜、14:バイポーラ膜、14a:アニオン交換層、14b:カチオン交換層、15:回収液室枠、16:廃液室枠、17:メッキ液室枠、18:NaOH液室枠、20:陽極、21:陽極槽、22:陽極液循環系統、30:陰極、31:陰極槽、32:陰極液循環系統、41(42、43、44):流路、45:回収液循環系統、46:廃液循環系統、47:無電解ニッケルメッキ液循環系統、48:NaOH液循環系統   1: electrodialyzer, 2: anode chamber, 3: cathode chamber, 4: intermediate chamber, 5: recovery bath, 6: waste bath, 7: electroless nickel plating bath, 8: NaOH bath, 9: pH Control device, 10: standard cation exchange membrane, 11: 1 valent selective anion exchange membrane, 12: standard anion exchange membrane, 13: 1 valent selective cation exchange membrane, 14: bipolar membrane, 14a: anion exchange layer, 14b: cation exchange 15: recovery liquid chamber frame, 16: waste liquid chamber frame, 17: plating liquid chamber frame, 18: NaOH liquid chamber frame, 20: anode, 21: anode tank, 22: anolyte circulation system, 30: cathode, 31 : Cathode tank, 32: Catholyte circulation system, 41 (42, 43, 44): Channel, 45: Recovery liquid circulation system, 46: Waste liquid circulation system, 47: Electroless nickel plating solution circulation system, 48: NaOH solution Circulation system

Claims (15)

陽極が配置されている陽極室と、
陰極が配置されている陰極室と、
前記陽極室と前記陰極室との間に設けられる中間室と、を有し、
前記陽極室と前記中間室との間及び前記陰極室と前記中間室との間にそれぞれイオン交換膜が配置されている電気透析装置において、
前記中間室が、1価選択性アニオン交換膜と、標準アニオン交換膜と、1価選択性カチオン交換膜と、バイポーラ膜と、前記1価選択性アニオン交換膜、前記標準アニオン交換膜、前記1価選択性カチオン交換膜又は前記バイポーラ膜へ所定の溶液を分配するための4種類の室枠と、からなる構成を複数有し、
前記1価選択性アニオン交換膜、前記標準アニオン交換膜、前記1価選択性カチオン交換膜及び前記バイポーラ膜が、前記陽極室から前記陰極室に向かって、前記1価選択性アニオン交換膜、前記標準アニオン交換膜、前記1価選択性カチオン交換膜及び前記バイポーラ膜がこの順に配置され、
前記構成が、4流路を有することを特徴とする、電気透析装置。
An anode chamber in which the anode is disposed;
A cathode chamber in which the cathode is disposed;
An intermediate chamber provided between the anode chamber and the cathode chamber,
In the electrodialysis apparatus in which an ion exchange membrane is disposed between the anode chamber and the intermediate chamber and between the cathode chamber and the intermediate chamber, respectively.
The intermediate chamber includes a monovalent selective anion exchange membrane, a standard anion exchange membrane, a monovalent selective cation exchange membrane, a bipolar membrane, the monovalent selective anion exchange membrane, the standard anion exchange membrane, the 1 Having a plurality of configurations consisting of a valence-selective cation exchange membrane or four types of chamber frames for distributing a predetermined solution to the bipolar membrane,
The monovalent selective anion exchange membrane, the standard anion exchange membrane, the monovalent selective cation exchange membrane, and the bipolar membrane are formed from the anode chamber toward the cathode chamber, the monovalent selective anion exchange membrane, A standard anion exchange membrane, the monovalent selective cation exchange membrane and the bipolar membrane are arranged in this order,
The electrodialysis apparatus, wherein the configuration has four flow paths.
前記バイポーラ膜が、前記陽極側に設けられるアニオン交換層と、
前記陰極側に設けられるカチオン交換層と、から構成されることを特徴とする、請求項1に記載の電気透析装置。
The bipolar membrane is an anion exchange layer provided on the anode side;
The electrodialyzer according to claim 1, comprising a cation exchange layer provided on the cathode side.
前記4種類の室枠が、それぞれ回収液室枠、廃液室枠、メッキ液室枠又はNaOH液室枠であり、
前記構成において、前記陽極室から前記陰極室に向かって、前記回収液室枠、前記1価選択性アニオン交換膜、前記廃液室枠、前記標準アニオン交換膜、前記メッキ液室枠、前記1価選択性カチオン交換膜、前記NaOH液室枠及び前記バイポーラ膜がこの順に配置されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の電気透析装置。
The four types of chamber frames are a collection liquid chamber frame, a waste liquid chamber frame, a plating solution chamber frame or an NaOH liquid chamber frame, respectively.
In the above configuration, from the anode chamber toward the cathode chamber, the recovery liquid chamber frame, the monovalent selective anion exchange membrane, the waste liquid chamber frame, the standard anion exchange membrane, the plating solution chamber frame, the monovalent The electrodialysis apparatus according to claim 1 or 2, wherein the selective cation exchange membrane, the NaOH liquid chamber frame, and the bipolar membrane are arranged in this order.
前記メッキ液室枠に無電解ニッケルメッキ液を導入することを特徴とする、請求項3に記載の電気透析装置。   The electrodialysis apparatus according to claim 3, wherein an electroless nickel plating solution is introduced into the plating solution chamber frame. 前記NaOH液室枠において、前記バイポーラ膜が有するアニオン交換層によって生成される水酸化物イオンと、前記無電解ニッケルメッキ液に含まれ前記1価選択性カチオン交換膜を通過して前記NaOH液室枠へ移動したナトリウムイオンと、が、前記NaOH液室枠の中に滞留することによってNaOHが生成され、
前記NaOH液室枠にて生成されるNaOHを、前記廃液室枠を循環する液に添加するための流路をさらに有することを特徴とする、請求項3又は4に記載の電気透析装置。
In the NaOH liquid chamber frame, the NaOH liquid chamber passes through the monovalent selective cation exchange membrane contained in the electroless nickel plating solution and hydroxide ions generated by the anion exchange layer of the bipolar membrane. Sodium ions that have moved to the frame are retained in the NaOH liquid chamber frame to generate NaOH,
The electrodialysis apparatus according to claim 3 or 4, further comprising a flow path for adding NaOH generated in the NaOH liquid chamber frame to the liquid circulating in the waste liquid chamber frame.
前記流路を用いて、前記廃液室枠を循環する液に前記NaOH液室枠にて生成されたNaOHを添加することにより、前記廃液室枠を循環する液のpHを8.5以上にすることを特徴とする、請求項3乃至5のいずれか一項に記載の電気透析装置。   Using the flow path, the pH of the liquid circulating in the waste liquid chamber frame is set to 8.5 or more by adding NaOH generated in the NaOH liquid chamber frame to the liquid circulating in the waste liquid chamber frame. The electrodialysis apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein the electrodialysis apparatus is characterized. 前記陰極室と、前記陰極室に最も近いNaOH液室枠と、の間にカチオン交換膜が設置され、
前記陰極室に最も近いNaOH液室枠に存在するナトリウムイオンが、前記カチオン交換膜を透過して前記陰極室へ移動して、
前記陰極室における電極反応により前記陰極室に生成された水酸化物イオンと、前記陰極室へ移動したナトリウムイオンと、により前記陰極室にてNaOHが生成され、
前記陰極室が、前記陰極室にて生成されたNaOHを前記廃液室枠を循環する液に添加して、前記廃液室枠を循環する液のpHを8.5以上にするための流路を有することを特徴とする、請求項3乃至6のいずれか一項に記載の電気透析装置。
A cation exchange membrane is installed between the cathode chamber and the NaOH liquid chamber frame closest to the cathode chamber,
Sodium ions present in the NaOH liquid chamber frame closest to the cathode chamber are transferred to the cathode chamber through the cation exchange membrane,
NaOH is generated in the cathode chamber by hydroxide ions generated in the cathode chamber by the electrode reaction in the cathode chamber and sodium ions moved to the cathode chamber,
The cathode chamber has a flow path for adding NaOH generated in the cathode chamber to the liquid circulating in the waste liquid chamber frame so that the pH of the liquid circulating in the waste liquid chamber frame is 8.5 or more. The electrodialysis apparatus according to claim 3, wherein the electrodialysis apparatus is provided.
陽極と陰極との間に設けられてアニオン交換膜及びカチオン交換膜で画成される中間室内をバイポーラ膜で仕切ったことを特徴とする、無電解メッキ液の電気透析装置。   An electrodialysis apparatus for an electroless plating solution, wherein an intermediate chamber provided between an anode and a cathode and defined by an anion exchange membrane and a cation exchange membrane is partitioned by a bipolar membrane. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電気透析装置を用いて行われる電気透析方法において、
標準アニオン交換膜と1価選択性カチオン交換膜の間に配置されるメッキ液室枠に無電解ニッケルメッキ液を導入して電圧を印加する電圧印加プロセスを有し、
前記電圧印加プロセスを行う際に、前記無電解ニッケルメッキ液に含まれる2価の硫酸イオンと、1価の亜リン酸イオンと、次亜リン酸イオンと、を、前記標準アニオン交換膜に透過させてから廃液室枠へ移動させ、
前記無電解ニッケルメッキ液に含まれる2価のニッケルイオンを前記メッキ液室枠に滞留させ、
前記無電解ニッケルメッキ液に含まれる1価のナトリウムイオンを、1価選択性カチオン交換膜に透過させてからNaOH液室枠へ移動させることを特徴とする、電気透析方法。
In the electrodialysis method performed using the electrodialysis apparatus according to any one of claims 1 to 8,
A voltage application process in which an electroless nickel plating solution is introduced into a plating solution chamber frame disposed between a standard anion exchange membrane and a monovalent selective cation exchange membrane and a voltage is applied;
When the voltage application process is performed, the divalent sulfate ion, the monovalent phosphite ion, and the hypophosphite ion contained in the electroless nickel plating solution are transmitted through the standard anion exchange membrane. Move it to the waste liquid chamber frame,
Divalent nickel ions contained in the electroless nickel plating solution are retained in the plating solution chamber frame;
An electrodialysis method, wherein monovalent sodium ions contained in the electroless nickel plating solution are permeated through a monovalent selective cation exchange membrane and then moved to a NaOH solution chamber frame.
前記1価選択性アニオン交換膜と前記標準アニオン交換膜との間に配置される廃液室枠に水酸化物イオンを導入して廃液室枠内のpHを8.5以上にするpH調整プロセスをさらに有し、
前記廃液室枠に移動した陰イオンの内、1価の亜リン酸イオンを2価の亜リン酸イオンに変換させ、
廃液室枠に含まれる硫酸イオン及び2価の亜リン酸イオンを廃液室枠内に滞留させると共に、1価の亜リン酸イオンを1価選択性アニオン交換膜に透過させてから回収液室枠へ移動させることを特徴とする、請求項9に記載の電気透析方法。
A pH adjustment process for introducing a hydroxide ion into a waste liquid chamber frame disposed between the monovalent selective anion exchange membrane and the standard anion exchange membrane so that the pH in the waste liquid chamber frame is 8.5 or more. In addition,
Of the anions transferred to the waste liquid chamber frame, monovalent phosphite ions are converted into divalent phosphite ions,
The sulfuric acid ions and divalent phosphite ions contained in the waste liquid chamber frame are retained in the waste liquid chamber frame, and the monovalent phosphite ions are allowed to permeate through the monovalent selective anion exchange membrane before the recovery liquid chamber frame. The electrodialysis method according to claim 9, wherein
前記回収液室枠へ移動した1価の次亜リン酸イオンが、陽極室又はバイポーラ膜から生成された水素イオンによって亜リン酸へ変換され、
前記亜リン酸が前記回収液室枠にて滞留していることを特徴とする、請求項10に記載の電気透析方法。
The monovalent hypophosphite ions that have moved to the recovered liquid chamber frame are converted into phosphorous acid by hydrogen ions generated from the anode chamber or the bipolar membrane,
The electrodialysis method according to claim 10, wherein the phosphorous acid stays in the recovered liquid chamber frame.
前記バイポーラ膜と前記1価選択性カチオン交換膜との間に配置されるNaOH液室枠にてNaOHを生成するNaOH生成プロセスをさらに有し、
前記NaOH生成プロセスが、前記NaOH液室枠へ移動され、かつ前記バイポーラ膜によって前記NaOH液室枠の中に滞留しているナトリウムイオンと、
前記バイポーラ膜が有するアニオン交換層より発生した水酸化物イオンと、を結合させてNaOHを生成するプロセスであることを特徴とする、請求項10又は11に記載の電気透析方法。
A NaOH generation process for generating NaOH in a NaOH liquid chamber frame disposed between the bipolar membrane and the monovalent selective cation exchange membrane;
The NaOH generation process is moved to the NaOH liquid chamber frame and stays in the NaOH liquid chamber frame by the bipolar membrane;
The electrodialysis method according to claim 10 or 11, wherein the electrodialysis method is a process of generating NaOH by combining hydroxide ions generated from an anion exchange layer of the bipolar membrane.
前記NaOH生成プロセスにて生成されたNaOHを、前記pH調整プロセスに用いることを特徴とする、請求項10乃至12のいずれか一項に記載の電気透析方法。   The electrodialysis method according to any one of claims 10 to 12, wherein NaOH produced in the NaOH production process is used in the pH adjustment process. 陰極室と、前記陰極室に最も近いNaOH液室枠と、の間にカチオン交換膜が設置され、
前記陰極室に最も近いNaOH液室枠に存在するナトリウムイオンを、前記カチオン交換膜に透過させてから前記陰極室へ移動させ、
前記陰極室における電極反応により陰極室に生成された水酸化物イオンと、前記ナトリウムイオンと、により前記陰極室にNaOHが生成され、
前記陰極室に生成されたNaOHを、前記pH調整プロセスに用いることを特徴とする、請求項10乃至13のいずれか一項に記載の電気透析方法。
A cation exchange membrane is installed between the cathode chamber and the NaOH liquid chamber frame closest to the cathode chamber,
Sodium ions present in the NaOH liquid chamber frame closest to the cathode chamber are permeated through the cation exchange membrane and then moved to the cathode chamber,
NaOH is generated in the cathode chamber by the hydroxide ions generated in the cathode chamber by the electrode reaction in the cathode chamber, and the sodium ions,
14. The electrodialysis method according to claim 10, wherein NaOH generated in the cathode chamber is used for the pH adjustment process.
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電気透析装置とメッキ装置とを接続して構成されることを特徴とする、メッキ処理システム。   A plating system comprising: the electrodialysis apparatus according to any one of claims 1 to 8; and a plating apparatus.
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