JP2898189B2 - Method for producing hydrogen and high-purity iron using waste metal processing materials - Google Patents

Method for producing hydrogen and high-purity iron using waste metal processing materials

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JP2898189B2
JP2898189B2 JP35442393A JP35442393A JP2898189B2 JP 2898189 B2 JP2898189 B2 JP 2898189B2 JP 35442393 A JP35442393 A JP 35442393A JP 35442393 A JP35442393 A JP 35442393A JP 2898189 B2 JP2898189 B2 JP 2898189B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は金属を切削あるいは研磨
したときに発生する廃棄鉄を原料として、水素と高純度
の電解鉄とを製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing hydrogen and high-purity electrolytic iron from waste iron generated when cutting or polishing metal.

【0002】[0002]

【従来の技術】多方面に活用されている金属のうち、鉄
が90%以上を占めると言われている。機械加工を続け
る限り鉄屑の廃棄物が発生する。これに対し近年リサイ
クル法が制定され、資源の再利用に目が向けられてきて
いる。しかしながら、鉄屑価格の下落により、リサイク
ル業者による廃棄鉄の再利用がますます困難となってき
ている。企業に於いても、廃棄鉄の処理費が増加し、大
きな問題となってきている。
2. Description of the Related Art It is said that iron accounts for 90% or more of metals used in various fields. As long as machining is continued, scrap iron waste is generated. On the other hand, in recent years, a recycling law has been enacted, and attention has been paid to resource reuse. However, the drop in iron scrap prices has made it increasingly difficult for recyclers to recycle waste iron. Also in companies, the disposal cost of waste iron has increased, which has become a major problem.

【0003】そんな中で、従来の廃棄鉄はまとめてプレ
スし、廃棄鉄の固形物を作り、炉で融解して再製鉄を行
っていた。これも、近年鉄鋼材に種々の金属を添加した
鉄合金が増え、種類、量コスト等から対応しきれない現
象が生じ、年々リサイクルが難しくなってきている。以
上のことから従来技術のみでは社会ニーズ、採算性、処
量などの点で、難点が多かった。
[0003] Under such circumstances, conventional waste iron has been pressed together to produce solid waste iron, which has been melted in a furnace to re-produce iron. Also in recent years, iron alloys obtained by adding various metals to steel materials have increased in recent years, and phenomena that cannot be dealt with due to types, mass costs, etc. have occurred, and recycling has become difficult year by year. As described above, the conventional technology alone has many disadvantages in terms of social needs, profitability, throughput, and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、廃棄鉄を
電気分解して高純度な電解鉄とし、付加価値の高い金属
として有効に再利用することに着目した。金属を電気分
解して高純度な鉄とする技術は特公平3−53394号
公報に記載されている。この公報に記載される電解鉄の
製法は、陽極に所定の形状の鉄を連結し陰極に高純度な
電解鉄を析出させるものである。しかしながら、この公
報に記載される製法は、陽極に接続する原料鉄を酸溶液
に速やかに溶解することが難しく、時間当りの生産量を
多くすることができない。原料鉄を充分に溶解できない
状態で高電流を流すと、溶解液に含まれる第1鉄イオン
は第2鉄イオンとなる。高純度な電解鉄を製造するため
には、溶解液は第1鉄イオンとする必要がある。第2鉄
イオンになると、溶解液が赤褐色に濁って高純度な鉄を
析出できないからである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has paid attention to the fact that waste iron is electrolyzed into high-purity electrolytic iron and effectively reused as a high-value-added metal. A technique for electrolyzing metal to obtain high-purity iron is described in Japanese Patent Publication No. 3-53394. The method of producing electrolytic iron described in this publication is to connect iron of a predetermined shape to an anode and deposit high-purity electrolytic iron on a cathode. However, in the production method described in this publication, it is difficult to rapidly dissolve the raw material iron to be connected to the anode in the acid solution, and it is not possible to increase the production per hour. When a high current is applied in a state in which the raw material iron cannot be sufficiently dissolved, ferrous ions contained in the solution become ferric ions. In order to produce high-purity electrolytic iron, the solution must be ferrous ion. This is because, when the ferric ion is used, the solution becomes turbid in reddish brown and high-purity iron cannot be precipitated.

【0005】金属加工の廃材である廃棄鉄は膨大な量で
ある。したがって、処理能力の少ない方法では、たとえ
高付加価値の電解鉄となっても、実際には利用でない。
さらに、この公報に記載される電解鉄の製造方法は、原
料鉄に所定の形状としたものを使用するので原料コスト
が高く、生産される電解鉄の製造価格が高くなってしま
う欠点もある。
[0005] Waste iron, which is a waste material of metal working, is huge. Therefore, even in the case of high value-added electrolytic iron, it is not actually used in a method with a small processing capacity.
Further, the method for producing electrolytic iron described in this publication has a drawback that the raw material iron has a predetermined shape, so that the raw material cost is high and the production price of the electrolytic iron to be produced is high.

【0006】さらに、特公昭53−28156号公報に
は、鉄鋼を酸洗いした廃酸を電気分解して鉄を回収する
方法が記載される。廃酸に多量に含まれる鉄イオンを、
電気分解して回収する方法である。この方法は、廃酸に
含まれる鉄を回収して有効利用できるが、金属加工の廃
材である廃棄鉄を、高純度な電解鉄とすることはできな
い。
Further, Japanese Patent Publication No. 53-28156 discloses a method of recovering iron by electrolyzing waste acid obtained by pickling iron and steel. Iron ions contained in large amounts in waste acid,
It is a method to recover by electrolysis. According to this method, iron contained in waste acid can be recovered and used effectively, but waste iron which is a waste material of metal processing cannot be made into high-purity electrolytic iron.

【0007】さらにまた、鉄を酸液に溶解して水素を発
生させる技術が開発されている。しかしながら、多量の
鉄を短時間に酸液に溶解するためには、鉄を小さく切削
加工する必要がある。大きな塊状の鉄では溶解に時間が
かかるからである。このため、この方法では加工に手間
がかかると共に、材料コストが高くなる欠点がある。
Further, a technique for dissolving iron in an acid solution to generate hydrogen has been developed. However, in order to dissolve a large amount of iron in an acid solution in a short time, it is necessary to cut iron into small pieces. This is because it takes time to dissolve large massive iron. For this reason, this method has the drawbacks that the processing is troublesome and the material cost is high.

【0008】さらに水素を製造する方法として、水を電
気分解する方法がある。この方法は、極めて多量の電気
を必要とする。それは水に通電して、+の水素イオンを
水素ガスにするからである。22.4リットル(1気
圧)の水素ガスを製造するために、96500クーロン
もの電気量を必要とする。したがって、この方法は水素
の製造コストを低減することが難しい。
Further, as a method of producing hydrogen, there is a method of electrolyzing water. This method requires a very large amount of electricity. This is because electricity is supplied to water to turn positive hydrogen ions into hydrogen gas. Producing 22.4 liters (1 atm) of hydrogen gas requires as much as 96500 coulombs of electricity. Therefore, it is difficult for this method to reduce the production cost of hydrogen.

【0009】本発明は、これら従来の方法の種々の問題
点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の
重要な目的は、今まで廃棄される以外価値のなかった廃
棄鉄を原料にして水素を製造すると共に、廃棄鉄を溶解
した溶液を電気分解して高純度な電解鉄を製造し、さら
に、膨大な量の廃棄鉄を効率よく処理して有効に利用で
きる金属加工の廃材を使用した水素と高純度鉄の製造方
法を提供するにある。
The present invention has been developed to solve the various problems of these conventional methods. An important object of the present invention is to dispose of waste iron that has no value other than discarding until now. In addition to the production of hydrogen as a raw material, a metal processing solution that can efficiently use and efficiently process enormous amounts of waste iron by producing high-purity electrolytic iron by electrolyzing a solution in which waste iron is dissolved. An object of the present invention is to provide a method for producing hydrogen and high-purity iron using waste materials.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の金属加工の廃材
を使用した水素と高純度鉄の製造方法は、前述の目的を
達成するために、下記のようにして水素と高純度鉄とを
製造する。すなわち、本発明は、原料となる金属を酸液
に溶解して水素を製造する方法を改良したもので、原料
となる金属に、金属加工の廃材であって、粉または線状
の廃棄鉄2Bとブロック状の廃棄鉄2Aを使用する。
または線状の廃棄鉄2Bは、電解槽と別の槽である溶解
槽で酸液に溶解させて発生する水素を回収する。粉また
は線状の廃棄鉄2Bを溶解させた鉄溶解液は、溶解槽
から電解槽に移送される。ブロック状の廃棄鉄2A
は、アノード陽極6Aに接続して、電解槽4の溶解液3
に鉄イオンを補給し、電解槽4で溶解液3を電気分解し
て、−電極5に電解鉄を析出させる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Waste material for metal working according to the present invention
The method for producing hydrogen and high-purity iron using
To achieve this, hydrogen and high-purity iron are
To manufacture. That is, in the present invention, a metal as a raw material is converted into an acid solution.
Improved method for producing hydrogen by dissolving in water
Is a waste material of metal processing,Powder or linear
Waste iron 2BAnd block waste iron2AUsepowder
Or linear waste iron 2BIs a separate bath from the electrolytic bath
Hydrogen generated by dissolving in an acid solution in a tank is recovered.Powder or
Is a linear waste iron 2BIs dissolved in the dissolution tank1
From electrolyzer4Is transferred to Block-shaped waste iron2A
Is the anode anode6ATo the solution 3 of the electrolytic cell 4
Replenish with iron ionsLysis solution 3Electrolyze
To deposit electrolytic iron on the negative electrode 5.

【0011】[0011]

【作用】本発明の水素と高純度鉄とを製造する方法は、
リサイクルの難しい産業廃棄物である金属加工の廃棄鉄
を原料に使用してこれを酸液に溶解するものである。金
属加工の廃材である廃棄鉄は、粉または線状の廃棄鉄
ブロック状の廃棄鉄とがある。粉または線状の廃棄鉄
、金属を切削した屑であるから、粉末状あるいは細長
い線状等の形状で酸液に速やかに溶解される。廃棄鉄が
酸液に溶解されると、水素と金属塩ができる。たとえ
ば、廃棄鉄に対して酸液が硫酸であると下記の反応式で
反応して、水素が発生する。Fe+H2S04→H2+F
eSO4この反応式で示すように1モルの鉄が硫酸に溶
解されると1モルの水素が発生する。
The method for producing hydrogen and high-purity iron of the present invention comprises:
In this method, waste iron from metal processing, which is difficult to recycle, is used as a raw material and is dissolved in an acid solution. Waste iron, which is a waste material of metal processing, includes powdered or linear waste iron and block-shaped waste iron. Powdered or linear waste iron
Since is a scrap of metal, it is quickly dissolved in an acid solution in the form of a powder or an elongated line. When the waste iron is dissolved in the acid solution, hydrogen and metal salts are formed. For example, if the acid solution is sulfuric acid with respect to waste iron, it reacts according to the following reaction formula to generate hydrogen. Fe + H 2 S0 4 → H 2 + F
eSO 4 As shown in this reaction formula, when 1 mol of iron is dissolved in sulfuric acid, 1 mol of hydrogen is generated.

【0012】本発明にかかる方法は、原料に金属加工の
廃材である廃棄鉄を使用し、従来は廃棄していた低品質
な廃棄鉄を高純度な電解鉄として有効に再利用し、さら
に途中で発生する水素を回収する。金属加工の廃材は、
電解鉄の原料として理想的な物性を備える。種々の不純
物を含んでいるが電気分解すると高純度な電解鉄とな
る。さらに、特別に加工しなくても酸溶液に溶解しやす
い理想的な形状をしている。高純度な電解鉄を能率よく
生産するには、原料金属を速やかに溶解することが大切
である。従来の方法では、原料金属を速やかに溶解する
ためには、原料金属を切削加工して、重量に対する表面
積を大きくする必要がある。このために前処理費用が高
くなる。好都合なことに、本発明の製法に使用する廃棄
鉄は、すでに金属を加工した廃材であるから、特別な切
削処理をすることなく、酸溶液に溶解しやすい形状とな
っている。
The method according to the present invention uses waste iron, which is a waste material of metal processing, as a raw material, and effectively reuses low-quality waste iron that has been conventionally discarded as high-purity electrolytic iron. To recover the hydrogen generated in Waste metal processing
Has ideal physical properties as a raw material for electrolytic iron. Although it contains various impurities, it becomes high-purity electrolytic iron when electrolyzed. Furthermore, it has an ideal shape that is easily dissolved in an acid solution without special processing. In order to efficiently produce high-purity electrolytic iron, it is important to rapidly dissolve the raw metal. In the conventional method, in order to rapidly dissolve the raw material metal, it is necessary to cut the raw material metal to increase the surface area with respect to the weight. This leads to high pre-processing costs. Advantageously, the waste iron used in the process of the present invention is a waste material already processed from metal, and thus has a shape that is easily dissolved in an acid solution without special cutting treatment.

【0013】金属廃材を廃棄する従来の方法は、廃棄鉄
がこのような形状、すなわち、かさばる形状をしている
ことが欠点となり、廃棄処理のコストを高騰させてい
る。プレスして小さく固めるなどの特殊な処理を必要と
するからである。廃棄鉄がかさばることは、本発明にか
かる製造方法においては、これを酸液に速やかに溶解し
て処理能力を高くできるという極めて優れた特長とな
る。このように、本発明にかかる方法は、従来の廃棄処
理方法では弊害となった欠点を逆に有効に利用して、廃
棄処理に困っていた金属加工の廃材を高付加価値の水素
と電解鉄として有効に再利用するものである。
[0013] The conventional method of discarding metal waste material has a drawback that the waste iron has such a shape, that is, a bulky shape, and increases the cost of disposal. This is because special processing such as pressing to harden the sheet is required. The bulkiness of the waste iron is an extremely excellent feature in the production method according to the present invention in that the iron is rapidly dissolved in an acid solution to increase the processing capacity. As described above, the method according to the present invention makes effective use of the drawbacks that have been detrimental to the conventional waste treatment method, and makes it possible to use high value-added hydrogen and Is effectively reused.

【0014】原料金属を酸液に速やかに溶解するのが大
切な理由は、膨大な量の廃棄鉄を能率よく処理するため
である。さらに、このことは、溶解液に含まれる鉄イオ
ンを、第2鉄イオンではなくて第1鉄イオンとするため
にも大切なことである。廃棄鉄を溶解して電気分解をす
すめていくと、溶解液中の有用な2価の第1鉄イオン
は、空気酸化や陽極酸化により電解鉄生成に有害な3価
の第2鉄イオンとなる。さらに、溶解液に含まれる第1
鉄イオンが減少すると電解鉄の品質が悪くなる。この弊
害は、陽極に鉄材を用いることで防止できる。陽極鉄を
溶解させて第1鉄イオンを補給して酸化を防止すること
ができるからである。しかし、陽極鉄を溶解させる方法
では、第1鉄イオンの補給は微量である。このため、溶
解液の第1鉄イオン濃度を一定に保つために、電流密度
を小さくして電解鉄の析出量を少なく抑える必要があ
る。このことは、大量の廃棄鉄を能率よく処理できない
ことになる。
The reason why it is important to rapidly dissolve the raw material metal in the acid solution is to efficiently treat a huge amount of waste iron. Furthermore, this is important in order to make the iron ions contained in the solution into ferrous ions instead of ferric ions. As waste iron is dissolved and electrolysis is promoted, useful divalent ferrous ions in the solution become trivalent ferric ions harmful to electrolytic iron production by air oxidation or anodic oxidation. . In addition, the first
When iron ions decrease, the quality of electrolytic iron deteriorates. This adverse effect can be prevented by using an iron material for the anode. This is because oxidation can be prevented by dissolving the anodic iron and supplying ferrous ions. However, in the method of dissolving anodic iron, replenishment of ferrous ions is very small. For this reason, in order to keep the ferrous ion concentration of the solution constant, it is necessary to reduce the current density and to reduce the amount of electrolytic iron deposited. This means that large amounts of waste iron cannot be treated efficiently.

【0015】本発明にかかる方法は、ブロック状の廃棄
鉄をアノード陽極に接続して溶解液に溶解させることで
この弊害を防止する。ブロック状の廃棄鉄は、そのまま
の状態では溶解液に速やかに溶解されないが、アノード
陽極に接続して通電されることにより、速やかに溶解液
に溶解されて、第1鉄イオンが第2鉄イオンになるのを
防止する。このため、大電流で電気分解して、大量の電
解鉄を能率よく製造できる。
The method according to the present invention prevents this problem by connecting the block-shaped waste iron to the anode and dissolving it in the solution. The block-shaped waste iron is not immediately dissolved in the dissolving solution as it is, but is quickly dissolved in the dissolving solution by being connected to the anode and energized, and ferrous ions are converted to ferric ions. Prevent from becoming. Therefore, a large amount of electrolytic iron can be efficiently produced by electrolysis with a large current.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための方法を例示するものであって、本発
明は、水素と高純度鉄を製造する方法を下記のものに特
定しない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following examples illustrate a method for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify a method for producing hydrogen and high-purity iron as follows.

【0017】以下、金属加工の廃材として、もっとも多
量に発生する廃棄鉄を処理する具体例を詳述する。
Hereinafter, a specific example of treating the largest amount of waste iron as metal processing waste will be described in detail.

【0018】図1は本発明の実施例に使用する高純度金
属の製造装置を示す。この図の装置は、金属加工の廃材
である粉または線状の廃棄鉄2Bを酸液に溶解すると共
に水素を回収する溶解槽1と、この溶解槽1に粉または
線状の廃棄鉄2Bを供給する供給手段8と、溶解槽1
発生する水素を回収する回収手段14と、溶解槽1で
または線状の廃棄鉄2Bを溶解させた溶解液3を電解槽
4に移送する移送手段9と、移送手段9から供給される
溶解液3を電気分解して−電極5の表面に金属を析出さ
せる電解槽4と、電解槽4の溶解液3を溶解槽1に還流
させる還流手段7と、溶解槽1と電解槽4とに酸液を供
給してpHを所定の値に保持する酸液供給手段15とを
備える。
FIG. 1 shows an apparatus for producing a high-purity metal used in an embodiment of the present invention. The apparatus of this figure, a dissolving tank 1 for collecting the hydrogen with dissolving the powdered or linear waste iron 2B is a scrap metalworking acid solution, powder or the dissolving tank 1
A supply means 8 for supplying the linear waste iron 2B, the recovery means 14 for recovering the hydrogen generated in the dissolution tank 1, the powder in the dissolution tank 1
Or a transfer means 9 for transferring the solution 3 in which the linear waste iron 2B is dissolved to the electrolytic cell 4, and electrolysis of the solution 3 supplied from the transfer means 9 to deposit metal on the surface of the negative electrode 5. An electrolytic cell 4, a reflux means 7 for refluxing the solution 3 in the electrolytic tank 4 to the dissolving tank 1, and an acid liquid for supplying an acid solution to the dissolving tank 1 and the electrolytic tank 4 to maintain the pH at a predetermined value. Supply means 15 .

【0019】供給手段8は、粉または線状の廃棄鉄2B
を蓄えるホッパー8Aと、ホッパー8Aの粉または線状
の廃棄鉄2Bを溶解槽1に移送するロータリーフィーダ
ー8Bとを備える。ロータリーフィーダー8Bは、溶解
槽1の金属イオン濃度を測定する制御手段10で制御さ
れて、溶解槽1の金属イオン濃度を設定値に制御する。
ロータリーフィーダー8Bが粉または線状の廃棄鉄2B
を溶解槽1に供給すると、溶解液3の金属イオン濃度は
高くなる。
The supply means 8 comprises powdered or linear waste iron 2B
8A storing powder and powder or linear hopper 8A
And a rotary feeder 8B for transferring the waste iron 2B to the melting tank 1. The rotary feeder 8B is controlled by the control means 10 for measuring the metal ion concentration in the melting tank 1 to control the metal ion concentration in the melting tank 1 to a set value.
Rotary feeder 8B is powdered or linear waste iron 2B
Is supplied to the dissolving tank 1, the metal ion concentration of the dissolving solution 3 increases.

【0020】制御手段10は溶解槽1の金属イオン濃度
が設定値よりも低くなるとロータリーフィーダー8Bを
運転する。金属イオン濃度が設定値よりも高くなるとロ
ータリーフィーダー8Bの運転を停止する。制御手段1
0は、溶解液3の金属イオン濃度を検出するセンサー
(図示せず)を接続している。金属イオン濃度のセンサ
ーには、溶解液3の導電率を測定するセンサーが使用で
きる。金属イオン濃度が高くなると、溶解液3の導電率
が高くなるからである。図1に示す制御手段10は、溶
解液3を加温するヒーター11Aも制御する。ヒーター
11Aは溶解液3を加温して、粉または線状の廃棄鉄2
を溶けやすくする。ただ、粉または線状の廃棄鉄2B
を硫酸に溶解すると発熱するので、ヒーター11Aは常
時溶解液3を加熱する必要はない。溶解液3の温度が設
定値になると、制御手段10はヒーター11Aの通電を
停止する。
The control means 10 operates the rotary feeder 8B when the concentration of metal ions in the melting tank 1 becomes lower than the set value. When the metal ion concentration becomes higher than the set value, the operation of the rotary feeder 8B is stopped. Control means 1
0 is connected to a sensor (not shown) for detecting the metal ion concentration of the solution 3. A sensor for measuring the conductivity of the solution 3 can be used as the metal ion concentration sensor. This is because the higher the metal ion concentration, the higher the conductivity of the solution 3. The control means 10 shown in FIG. 1 also controls the heater 11A for heating the solution 3. The heater 11A heats the dissolving solution 3 to remove the powdered or linear waste iron 2
B is easily melted. However, powdered or linear waste iron 2B
When dissolved in sulfuric acid, heat is generated, so that the heater 11A does not need to constantly heat the solution 3. When the temperature of the solution 3 reaches the set value, the control means 10 stops the energization of the heater 11A.

【0021】溶解槽1は、脱脂した粉または線状の廃棄
鉄2Bを酸液に溶解するとともに水素を回収するもの
で、粉または線状の廃棄鉄2Bを溶解させる本体槽1A
を備え、この本体槽1Aに濾過槽1Bを連結している。
本体槽1Aに入れる酸液には、硫酸、塩酸、硝酸等の強
酸を使用できるが、硫酸が最適である。塩酸は塩素が発
生し、硝酸は酸化窒素を発生するからである。本体槽1
Aは発生する水素を回収するために気密に密閉してい
る。
The dissolving tank 1 is used for defatted powder or linear waste.
A tank for dissolving iron 2B in an acid solution and recovering hydrogen and dissolving powdered or linear waste iron 2B.
And a filtration tank 1B is connected to the main body tank 1A.
A strong acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid can be used as the acid solution to be put into the main tank 1A, but sulfuric acid is most suitable. This is because hydrochloric acid generates chlorine and nitric acid generates nitric oxide. Main unit tank 1
A is hermetically sealed in order to recover generated hydrogen.

【0022】濾過槽1Bは、本体層1Aの溶解液3をフ
ィルター12で濾過し、フィルター12を透過した溶解
液3を蓄える。フィルター12は供給ポンプ16の吸入
側に連結している。フィルター12は水密に閉塞された
ケーシングに内蔵された多孔質の筒で、酸液に溶解され
ない炭素や珪素等を除去して、溶解液3に混入する固形
物を除去する。
The filtration tank 1B filters the solution 3 of the main body layer 1A with a filter 12, and stores the solution 3 that has passed through the filter 12. The filter 12 is connected to the suction side of the supply pump 16. The filter 12 is a porous tube built in a watertightly closed casing and removes carbon, silicon, and the like that are not dissolved in the acid solution, and removes solid matter mixed in the solution 3.

【0023】回収手段14は、溶解槽で発生する水素を
回収して蓄えるもので、密閉構造の本体槽に連結された
加圧ポンプ14Aと、この加圧ポンプ14Aから圧送さ
れる水素を蓄える水素タンク14Bとからなる。
The recovering means 14 recovers and stores hydrogen generated in the dissolving tank. The recovering means 14 includes a pressurizing pump 14A connected to the main body tank having a closed structure, and a hydrogen storing pressurized hydrogen supplied from the pressurizing pump 14A. And a tank 14B.

【0024】移送手段9は、濾過槽1Bに蓄える溶解液
3を電解槽4に移送するポンプである。ポンプは、金属
イオン濃度の高い溶解液3を、濾過槽1Bから電解槽4
に移送して、電解槽4の金属イオン濃度を高濃度に保持
する。
The transfer means 9 is a pump for transferring the solution 3 stored in the filtration tank 1B to the electrolytic tank 4. The pump supplies the solution 3 having a high metal ion concentration from the filtration tank 1B to the electrolytic tank 4B.
To maintain the metal ion concentration in the electrolytic cell 4 at a high concentration.

【0025】電解槽4は中央に−電極5を、その両側に
+電極を配設している。−電極5は導電製の金属板であ
る。金属板である−電極5は、表面を鏡面状に仕上げ
て、表面に析出される高純度鉄を剥離しやすくできる。
−電極5にはステンレス板を使用する。ステンレス板に
代わって、チタン板や銅板も使用できる。−電極5であ
るステンレス板の近傍には、移送手段9でもって溶解液
3が供給される。+電極6は導電製の金属をかご形とし
たアノード陽極で、内部に廃棄鉄を充填している。アノ
ード陽極6Aは、廃棄鉄に電気的に接続される。アノー
ド陽極6Aを介して通電される廃棄鉄は、溶解液3に第
1鉄イオンを補給する。アノード陽極6Aに入れる廃棄
鉄は、ブロック状の廃棄鉄2Aである。アノード陽極6
Aとの電気接触が良いからである。
The electrolytic cell 4 has a negative electrode 5 in the center and positive electrodes on both sides thereof. -The electrode 5 is a conductive metal plate. The electrode 5, which is a metal plate, has a mirror-finished surface so that high-purity iron deposited on the surface can be easily peeled off.
-A stainless plate is used for the electrode 5. Instead of a stainless steel plate, a titanium plate or a copper plate can also be used. The dissolving solution 3 is supplied by the transfer means 9 to the vicinity of the stainless steel plate which is the electrode 5. The positive electrode 6 is an anode anode made of a conductive metal in the form of a cage and is filled with waste iron. Anode The anode 6A is electrically connected to the waste iron. The waste iron energized via the anode 6A replenishes the solution 3 with ferrous ions. The waste iron put into the anode 6A is a block of waste iron 2A. Anode anode 6
This is because electric contact with A is good.

【0026】電解槽4はヒーター11Bを内蔵する。ヒ
ーター11Bは、電解槽4の溶解液3を所定の温度に加
温する。加温された溶解液3は、イオンの移動度がよく
なって電気抵抗が低下する。このため、電極電圧を低く
して大電流を流すことができ、電力を有効に使用でき
る。
The electrolytic cell 4 has a built-in heater 11B. The heater 11B heats the solution 3 in the electrolytic cell 4 to a predetermined temperature. In the heated solution 3, the mobility of ions is improved and the electric resistance is reduced. Therefore, a large current can be made to flow by lowering the electrode voltage, and power can be used effectively.

【0027】電解槽4の溶解液3は、電気分解が進行す
るに従って金属イオン濃度が低下する。還流手段7は、
溶解槽1への移送ポンプで、金属イオン濃度の低下した
溶解液3を溶解槽1に移送する。図1に示す装置は、還
流手段7と移送手段9のポンプを連続運転し、金属イオ
ン濃度の高い溶解液3を溶解槽1から電解槽4に、金属
イオン濃度の低下した溶解液3を電解槽4から溶解槽1
に循環する。
The concentration of metal ions in the solution 3 in the electrolytic cell 4 decreases as the electrolysis proceeds. The reflux means 7
With the transfer pump to the dissolving tank 1, the dissolving solution 3 having the reduced metal ion concentration is transferred to the dissolving tank 1. In the apparatus shown in FIG. 1, the pump of the reflux means 7 and the pump of the transfer means 9 are continuously operated, and the solution 3 having a high metal ion concentration is electrolyzed from the dissolving tank 1 to the electrolytic tank 4, and the solution 3 having a low metal ion concentration is electrolyzed. Dissolution tank 1 from tank 4
Circulates.

【0028】酸液供給手段15は、電解槽4と本体槽1
Aに硫酸を供給して、pHを設定値に保持する。電解槽
4と本体槽1AにはpHを検出するpHセンサーを配設
している。pHセンサーでpHを検出して供給する硫酸
量を調整して、pHを設定値とする。
The acid solution supply means 15 includes the electrolytic tank 4 and the main tank 1.
A is supplied with sulfuric acid to maintain the pH at the set value. A pH sensor for detecting pH is provided in the electrolytic cell 4 and the main tank 1A. The pH is set to a set value by detecting the pH with a pH sensor and adjusting the amount of sulfuric acid to be supplied.

【0029】図1に示す装置を使用して金属加工の廃材
から高純度電解鉄を採集する方法を、図2のフローチャ
ートに基づいて説明する。金属加工の廃材である廃棄鉄
は、粉末状の研磨カス鉄粉薄片で線状の切粉からなる
粉または線状の廃棄鉄2Bと、ブロック状の廃棄鉄2A
を使用する。 脱脂工程(図2の(1)) 電気分解法を用いて陰極に金属を析出させる際、溶解液
3が油で汚れるのは好ましくない。溶解液3の汚れを防
止するために、あらかじめ原料の廃棄鉄を洗浄する。廃
棄鉄の汚れが水溶性のものの場合は廃棄鉄を水洗して洗
浄する。水溶性でない汚れの廃棄鉄は、アルカリ脱脂、
または、アセトン洗浄して綺麗にする。 酸液に化学
溶解して水素を回収する工程(図2の(2))溶解槽1の
本体槽1Aの酸液(硫酸又は塩酸)は常温でもよいが、
好ましくは60℃〜70℃に加熱する。廃棄鉄の溶解性
を高めるためである。粉または線状の廃棄鉄2Bを酸液
に溶解すると、水素を発生して第1鉄イオンを含む高濃
度の溶解液3が得られる。水素は回収手段14で水素タ
ンク14Bに蓄えられる。高濃度の第1鉄イオンを含む
溶解液3は大きな電流密度で電気分解して能率よく電解
鉄となる。粉または線状の廃棄鉄2Bは、溶解槽1の本
体槽1Aに入れた酸液で溶解する。本体槽1Aには、供
給手段8で粉末廃鉄や薄片廃鉄である粉または線状の廃
棄鉄2Bが投入される。投入された粉または線状の廃棄
鉄2Bは、酸液に溶解されて溶解液3の金属イオン濃度
を高くする。この工程で発生する水素は水素タンク14
Bに回収される。本発明者の実験では、1kgの廃棄鉄
で約300リットルの水素を回収することができた。こ
の工程で発生したガスをガスクロマトグラフ法で分析し
た結果、表1のようになった。
A method for collecting high-purity electrolytic iron from waste metal processing using the apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. Waste iron is a waste of metalworking, comprising a linear cuttings in powdered abrasive debris iron powder or flakes
Powder or linear waste iron 2B and block-shaped waste iron 2A
Use Degreasing Step ((1) in FIG. 2) When depositing a metal on the cathode using the electrolysis method, it is not preferable that the solution 3 is stained with oil. In order to prevent the dissolution solution 3 from being stained, the waste iron as a raw material is washed in advance. If the waste iron is water-soluble, wash the waste iron with water. Waste iron of non-water-soluble dirt is alkaline degreasing,
Or clean with acetone. Step of recovering hydrogen by chemically dissolving in acid solution ((2) in FIG. 2) The acid solution (sulfuric acid or hydrochloric acid) in main tank 1A of dissolution tank 1 may be at room temperature,
Preferably, it is heated to 60C to 70C. This is to increase the solubility of waste iron. When the powdered or linear waste iron 2B is dissolved in the acid solution, hydrogen is generated and a high concentration solution 3 containing ferrous ions is obtained. Hydrogen is stored in the hydrogen tank 14B by the recovery means 14. The solution 3 containing a high concentration of ferrous ions is electrolyzed at a large current density to efficiently turn into electrolytic iron. The powdered or linear waste iron 2B is dissolved by the acid solution contained in the main body tank 1A of the melting tank 1. In the main body tank 1A, powder or linear waste iron powder or flake waste iron is supplied by the supply means 8.
Abandoned iron 2B is charged . Injected powder or linear waste
The iron 2B is dissolved in the acid solution to increase the metal ion concentration of the solution 3. The hydrogen generated in this step is stored in the hydrogen tank 14
Collected by B. In our experiments, about 300 liters of hydrogen could be recovered with 1 kg of waste iron. The gas generated in this step was analyzed by gas chromatography, and the results are as shown in Table 1.

【0030】[0030]

【表1】 ┌─────┬──┬──┬──┬─────┬───┐ │ ガス成分 │水素│酸素│窒素│二酸化炭素│メタン│ ├─────┼──┼──┼──┼─────┼───┤ │濃度(%)│97.5│0.22│0.74│ 0.61 │ 0.96 │ └─────┴──┴──┴──┴─────┴───┘ [Table 1] │ │ gas component │ hydrogen │ oxygen │ nitrogen │ carbon dioxide │ methane │ ├──── │ │Concentration (%) │97.5│0.22│0.74│ 0.61 │ 0.96 │ └─────┴──┴──┴ ──┴─────┴───┘

【0031】金属イオン濃度の高い溶解液3は、フィル
ター12で濾過された後、移送手段9で電解槽4に送ら
れる。電解槽4に送られた溶解液3は、電気分解されて
金属イオンが少なくなる。金属イオン濃度の低下した溶
解液3は、還流手段7で本体槽1Aに返される。このよ
うに循環される溶解液3は、本体槽1Aで粉または線状
の廃棄鉄2Bを溶解して電解槽4に移送し、電解槽4で
金属イオン濃度の低下した溶解液3を溶解槽1に循環し
粉または線状の廃棄鉄2Bを溶解しやすくする。した
がって、溶解液3を能率よく使用できると共に、移送手
段9と還流手段7を連続運転して、電解槽4をいつも高
濃度の第1鉄イオンで満たして能率よく電解鉄を製造で
きる。
The solution 3 having a high metal ion concentration is filtered by the filter 12 and then sent to the electrolytic cell 4 by the transfer means 9. The solution 3 sent to the electrolytic cell 4 is electrolyzed to reduce metal ions. The solution 3 having a reduced metal ion concentration is returned to the main tank 1A by the reflux means 7. The circulating solution 3 is powdered or linear in the main tank 1A.
The waste iron 2B is dissolved and transferred to the electrolytic cell 4, and the dissolving solution 3 having a reduced metal ion concentration in the electrolytic tank 4 is circulated to the dissolving tank 1 so that the powdered or linear waste iron 2B is easily dissolved. Therefore, the dissolving solution 3 can be used efficiently, and the transfer means 9 and the reflux means 7 are continuously operated, so that the electrolytic cell 4 is always filled with high-concentration ferrous ions, so that electrolytic iron can be efficiently manufactured.

【0032】電解槽4の電解が進行して溶解液のpHが
高くなると、酸液供給手段15が硫酸を補給してpHを
設定値に保持する。酸液供給手段15は、電解槽4のp
Hを好ましくは1.8〜2.5の範囲に保持する。
When the pH of the solution increases due to the progress of electrolysis in the electrolytic cell 4, the acid solution supply means 15 replenishes sulfuric acid to maintain the pH at a set value. The acid solution supply means 15 is provided with the p
H is preferably kept in the range 1.8 to 2.5.

【0033】本体槽1Aに供給される粉または線状の廃
棄鉄2Bは、機械加工され鉄粉カス、切粉等の鉄屑で
表面積が大きく、本体槽1Aにおいて酸液に非常に速く
溶解する。このことは膨大な量の廃棄鉄を速やかに溶解
するために非常に大切なことである。時間当りの処理能
力を大きくできるからである。本体槽1Aで速やかに溶
解される粉または線状の廃棄鉄2Bは、多量の水素を発
生して、高濃度の第1鉄イオンを電解槽4に補給する。
このことは、本発明において多量の廃棄鉄を迅速に処理
できる大切なポイントである。
Powder or linear waste supplied to the main tank 1A
棄鉄2B is machined iron powder debris, the surface area scrap such as chips increases, dissolved very rapidly to the acid solution in the main tank 1A. This is very important for rapidly dissolving a huge amount of waste iron . This is because the processing capacity per time can be increased. The powder or the linear waste iron 2B that is rapidly dissolved in the main body tank 1A generates a large amount of hydrogen and replenishes the electrolytic tank 4 with high-concentration ferrous ions.
This is an important point in the present invention in which a large amount of waste iron can be quickly processed.

【0034】 ろ過工程(図2の(3)の工程) 本体槽1Aで粉または線状の廃棄鉄2Bを溶解した溶解
液3は、フィルター12で濾過される。溶解しない炭
素、珪素などの不純物を除去するためである。フィルタ
ー12は、還流手段7で電解槽4から送られてくる溶解
液3に含まれる酸化沈澱物を除去することもできる。さ
らに、フィルター12の上に堆積する酸化沈澱物は、流
下する溶解液3に再溶解して還元されて電解槽4に移送
される。濾過された溶解液3は、高濃度の硫酸鉄溶液と
なる。濾過は、必要に応じて、一次、二次濾過すること
もできる。さらに、イオン交換して第1鉄イオンのみを
含む溶解液3とすることもできる。
Filtration Step (Step (3) in FIG. 2) The solution 3 in which the powdered or linear waste iron 2B is dissolved in the main tank 1A is filtered by the filter 12. This is for removing impurities such as insoluble carbon and silicon. The filter 12 can also remove the oxidized precipitate contained in the solution 3 sent from the electrolytic cell 4 by the reflux means 7. Further, the oxidized precipitate deposited on the filter 12 is redissolved in the dissolving solution 3 flowing down, reduced, and transferred to the electrolytic cell 4. The filtered solution 3 becomes a high-concentration iron sulfate solution. Filtration can be performed by primary and secondary filtration as required. Further, the solution 3 containing only ferrous ions can be obtained by ion exchange.

【0035】 電解槽で溶解液を電気分解する工程(図2の(4)の
工程) 電解槽4の電極に通電して、溶解液3を電気分解する。
電気分解を進めていくと、溶解液3に含まれる第1鉄イ
オンは−電極5の表面に析出する。−電極5に析出され
る鉄量は、通電する電流の大きさと時間に比例する。理
論的には、96500クーロンの電気を通電すると、−
電極5に鉄が1グラム当量析出される。
Step of Electrolyzing Dissolved Solution in Electrolyzer (Step (4) in FIG. 2) The electrodes of electrolyzer 4 are energized to electrolyze solution 3.
As the electrolysis proceeds, ferrous ions contained in the solution 3 precipitate on the surface of the negative electrode 5. The amount of iron deposited on the electrode 5 is proportional to the magnitude and time of the current flow; Theoretically, when 96500 coulombs of electricity are supplied,-
One gram equivalent of iron is deposited on the electrode 5.

【0036】電気分解が進行するにしたがって、溶解液
3に含まれる有用な2価の鉄イオンである第1鉄イオン
は、空気酸化や陽極酸化により、電解鉄の生成に有害な
3価の鉄イオンである第2鉄イオンとなる。さらに、溶
解液3に含まれる第1鉄イオンが減少して電解鉄を生成
する速度が遅くなる。電解槽4に第1鉄イオンを補給す
るために、+電極6のアノード陽極6Aにブロック状の
廃棄鉄2Aである固形鉄屑を入れて電気分解する。ブロ
ック状の廃棄鉄2Aは、アノード陽極6Aに接触して通
電され、徐々に溶解液3に溶けこんで第1鉄イオンを補
給すると共に、第1鉄イオンが第2鉄イオンとなる酸化
を防止する。
As the electrolysis proceeds, ferrous iron, which is a useful divalent iron ion contained in the solution 3, becomes trivalent iron harmful to the production of electrolytic iron by air oxidation or anodic oxidation. It becomes ferric ion which is an ion. Furthermore, the ferrous ion contained in the solution 3 decreases, and the speed of producing electrolytic iron decreases. In order to replenish the electrolytic tank 4 with ferrous ions, solid iron scraps, which are block-shaped waste irons 2A, are put into the anode anode 6A of the positive electrode 6 and electrolyzed. The block-shaped waste iron 2A is brought into contact with the anode 6A and is energized, gradually dissolves in the solution 3 to replenish the ferrous ions, and prevents oxidation of the ferrous ions into ferric ions. I do.

【0037】アノード陽極6Aに入れたブロック状の廃
棄鉄2Aに含まれる炭素等が、溶解液3に混入してスラ
グとなるのを防止するために、アノード陽極6Aは、ア
ノードバッグ13でカバーしている。このように、ブロ
ック状の廃棄鉄2Aをアノード陽極6Aに入れて電気分
解する方法は、ブロック状の廃棄鉄2Aを有効利用でき
る特長がある。陰極はステンレス材を両側のアノード陽
極の間に配設して、両面に電解鉄を析出させる。
The anode anode 6A is covered with an anode bag 13 in order to prevent carbon and the like contained in the block-shaped waste iron 2A put in the anode anode 6A from being mixed into the solution 3 to form slag. ing. As described above, the method of putting the block-shaped waste iron 2A into the anode 6A and performing the electrolysis has a feature that the block-shaped waste iron 2A can be effectively used. As the cathode, stainless steel is disposed between the anode and the anode on both sides, and electrolytic iron is deposited on both sides.

【0038】電解槽4が溶解液3を電気分解するとき、
溶解液3の温度を高くすると液の導電性が良くなると共
に、第1鉄イオンの溶解度も高くなって、高電流密度で
電気分解して多量の電解鉄を析出できる。具体的には、
ヒーター11Bで溶解液3を50〜90℃位に加温す
る。
When the electrolytic cell 4 electrolyzes the solution 3,
When the temperature of the solution 3 is increased, the conductivity of the solution is improved, and the solubility of ferrous ions is also increased, so that a large amount of electrolytic iron can be deposited by electrolysis at a high current density. In particular,
The solution 3 is heated to about 50 to 90 ° C. by the heater 11B.

【0039】 低濃度鉄イオン液を溶解槽に移送する工程(図2の
(5)の工程) この工程は電解槽4で電気分解しながら処理される工程
である。電気分解を続けると、第1鉄イオン濃度が減少
する。還流手段7は、電解槽4の底部の溶解液3を吸入
して溶解槽1に循環させる。溶解槽1で廃棄鉄を溶解
し、電解槽4から送られてきた溶解槽1への硫酸鉄液を
再生する。この工程で本体槽1AのpHが高くなると、
酸液供給手段15が硫酸を補給してpHを設定値に保持
する。
The step of transferring the low-concentration iron ion solution to the dissolving tank (see FIG. 2)
(Step (5)) This step is a step of treating while performing electrolysis in the electrolytic cell 4. As the electrolysis continues, the ferrous ion concentration decreases. The reflux means 7 sucks the solution 3 at the bottom of the electrolytic cell 4 and circulates the solution 3 in the solution tank 1. The waste iron is dissolved in the dissolving tank 1, and the iron sulfate solution sent from the electrolytic tank 4 to the dissolving tank 1 is regenerated. When the pH of the main body tank 1A increases in this step,
Acid solution supply means 15 replenishes sulfuric acid to maintain the pH at a set value.

【0040】 水洗、乾燥工程(図2の(6)と(7)の工程) 得た電解鉄を水洗、乾燥して、目的とする高純度の電解
鉄の製造を終了する。
Washing and Drying Steps (Steps (6) and (7) in FIG. 2) The obtained electrolytic iron is washed and dried to complete the production of the desired high-purity electrolytic iron.

【0041】電気分解の環境を表2に示す条件として廃
棄鉄を電気分解したところ、表3に示す成分の高純度電
解鉄を製造することができた。
When the waste iron was electrolyzed under the conditions shown in Table 2, high-purity electrolytic iron having the components shown in Table 3 could be produced.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】以上の方法は、廃棄鉄を溶解して高濃度の
金属イオンを含む溶解液を、溶解槽から電解槽に移送し
て電気分解している。この方法は、溶解液をポンプで電
解槽に移送できるので簡単に移送できる特徴がある。た
だ、廃棄鉄を溶解液に溶解し、溶解液を過飽和状態とし
て金属塩を沈澱させ、金属塩を電解槽に供給して電気分
解することもできる。
In the above method, a solution containing high concentration metal ions obtained by dissolving waste iron is transferred from a dissolving tank to an electrolytic tank and electrolyzed. This method has a feature that the solution can be easily transferred to the electrolytic cell by a pump. However, it is also possible to dissolve waste iron in a dissolving solution, set the dissolving solution in a supersaturated state, precipitate a metal salt, and supply the metal salt to an electrolytic cell for electrolysis.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明の金属加工の廃材を使用した水素
と高純度鉄の製造方法は、下記の〜の優れた特長を
実現する。 本発明の方法は、コスト的に再利用が困
難とされていた廃棄鉄を、極めて付加価値の高い水素と
高純度の電解鉄として有効に再利用することを実現す
る。リサイクル法の制定にも関わらず、膨大な量の金属
加工の廃材が有効に利用されずに大きな社会問題となっ
ている。本発明の製法は、経済的にリサイクルが難しい
とされていた廃棄鉄を、利用価値の高い水素と高純度鉄
としてリサイクルを促進する画期的な特長を実現するも
のである。従来は捨てていた廃棄鉄を有効に利用して、
非常に価値の高い水素と高純度鉄とする本発明の製法
は、地球規模で資源を節約することを可能とし、今後ま
すます重要になってくる資源の有効な利用を実現するこ
とに効果がある。
The method of the present invention for producing hydrogen and high-purity iron using waste materials for metal processing realizes the following excellent features. The method of the present invention realizes the effective reuse of waste iron, which has been considered difficult to reuse in terms of cost, as extremely high value-added hydrogen and high-purity electrolytic iron. Despite the enactment of the Recycling Law, a huge amount of metal processing waste material is not being effectively used, and has become a major social problem. The production method of the present invention realizes an epoch-making feature that promotes recycling of waste iron, which was considered difficult to recycle economically, as high-use-value hydrogen and high-purity iron. By effectively using waste iron that was previously discarded,
The production method of the present invention, which uses highly valuable hydrogen and high-purity iron, makes it possible to save resources on a global scale, and is effective in realizing effective use of resources that will become increasingly important in the future. is there.

【0046】 さらに本発明の特筆すべき特長は、従
来の廃棄方法では欠点となっていた廃棄鉄の物性を逆に
有効に利用して、能率よく水素と高純度鉄を生産できる
ことにある。金属を加工したときに発生する廃材は、研
磨カス等の粉末状、切粉等の薄片状のものが多く、非常
にかさばる。この形状は本発明の製法に原料金属として
使用するには理想的な形状である。この形状の粉または
線状の廃棄鉄は、特別に加工することなく、酸溶液に溶
解しやすく、速やかに溶解できるからである。電解鉄を
能率よく生産するには、原料金属を速やかに溶解するこ
とが大切である。原料金属は、小さくして重量に対する
表面積を大きくすると速やかに溶解できる。このことを
実現するためには、従来の方法では原料金属を切削加工
する必要があり、前処理に手間がかかる。しかしなが
ら、本発明の製法に使用する廃棄鉄は、すでに金属を加
工した廃材であるから、特別な切削処理をすることな
く、酸液に溶解しやすい形状に加工されている。廃棄鉄
を廃棄する従来の方法では、この形状のためにかさば
り、プレスして小さくして固めるなどの特殊な処理を必
要として処理コストが高くなる欠点があった。廃棄鉄が
かさばることは、本発明の製造方法においては、酸液に
速やかに溶解できる非常に好ましいことである。本発明
の製法は、従来の欠点を逆に有効に利用して、能率よく
高付加価値の水素と電解鉄とを製造することができる。
Furthermore, a remarkable feature of the present invention is that hydrogen and high-purity iron can be efficiently produced by effectively utilizing the physical properties of waste iron, which has been a drawback in the conventional disposal method. Waste materials generated when metal is processed are often bulky, such as powders such as polishing swarf, and flakes such as cutting chips, and are very bulky. This shape is an ideal shape for use as a raw material metal in the production method of the present invention. Powder of this shape or
This is because the linear waste iron is easily dissolved in the acid solution and can be rapidly dissolved without special processing. For efficient production of electrolytic iron, it is important to dissolve the raw material metal promptly. The raw material metal can be quickly melted by increasing the surface area with respect to the weight by reducing the size. In order to realize this, it is necessary to cut the raw material metal by the conventional method, and the pre-treatment is troublesome. However, the waste iron used in the production method of the present invention is a waste material obtained by processing a metal, and thus is processed into a shape that is easily dissolved in an acid solution without performing a special cutting process. The conventional method of discarding waste iron has a drawback in that the processing cost is increased due to the need for special treatment such as bulking due to this shape, pressing and compacting to harden. It is very preferable that the waste iron is bulky in the production method of the present invention because it can be rapidly dissolved in an acid solution. The production method of the present invention can efficiently produce high value-added hydrogen and electrolytic iron by effectively utilizing the conventional disadvantages.

【0047】 さらに、本発明の高純度鉄の製造方法
は、今まで廃棄していた金属加工の廃材を原料に使用す
るので、原料コストを著しく低減して、低価格に水素と
高純度鉄とを多量生産できる特長がある。とくに、本発
明の製法は、廃棄鉄を原料に使用するので、多量の廃棄
鉄を効率よく溶解し、さらに高電流密度で高純度鉄を製
造して、時間当りの生産量を高くすることができ、その
ことによっても製品コストを低減できる。
Further, in the method for producing high-purity iron of the present invention, waste metal processing materials that have been discarded up to now are used as raw materials. Therefore, the cost of raw materials is significantly reduced, and hydrogen and high-purity iron are produced at low cost. Has the feature that it can be mass-produced. In particular, since the production method of the present invention uses waste iron as a raw material, it is possible to efficiently dissolve a large amount of waste iron, produce high-purity iron at a high current density, and increase the production amount per hour. The product cost can be reduced.

【0048】 さらに、本発明の水素と高純度鉄の製
造方法は、膨大な量の鉄粉または線状切粉である粉また
は線状の廃棄鉄を能率よく処理して、水素と電解鉄を製
造できることに加えて、製造される電解鉄の純度を非常
に高純度にできる特長がある。それは、本発明の製造方
法が、酸液に溶解されやすい屑鉄である粉または線状の
廃棄鉄を、電解槽と別の槽である溶解槽で溶解し、溶解
槽で溶解された溶解液を電解槽に移送し、さらに、電解
槽のアノード陽極にブロック状の廃棄鉄を接続して、電
解鉄を製造するからである。電解槽と別槽である溶解槽
で鉄屑を溶解させて、溶解液を電解槽に移送する方法
は、酸液に溶解されない炭素や珪素等の鉄以外の異物が
電解槽に供給されるのを防止できる。溶解槽から電解槽
には、異物の少ない溶解液が供給され、さらに、電解槽
はアノード陽極にブロック状の廃棄鉄を接続しているの
で、電解するときにアノード陽極から鉄イオンが補給さ
れて、第1鉄イオンが第2鉄イオンになるのを有効に防
止できる。さらに、アノード陽極にブロック状の廃棄鉄
を接続するので、ブロック状の廃棄鉄も原料として有効
利用して、高純度の電解鉄を製造することもできる。
Further, the method for producing hydrogen and high-purity iron according to the present invention is characterized in that an enormous amount of powder,
In addition to being able to efficiently process linear waste iron to produce hydrogen and electrolytic iron, it has the feature that the purity of the produced electrolytic iron can be made extremely high. That is, when the production method of the present invention is powder or linear scrap iron which is easily dissolved in an acid solution .
The waste iron is dissolved in a dissolving tank that is a separate tank from the electrolytic tank, the solution dissolved in the dissolving tank is transferred to the electrolytic tank, and a block-shaped waste iron is connected to the anode of the electrolytic tank. This is because electrolytic iron is manufactured. A method of dissolving iron scraps in a dissolving tank that is a separate tank from the electrolytic tank and transferring the dissolving solution to the electrolytic tank is such that foreign substances other than iron, such as carbon and silicon, that are not dissolved in the acid solution are supplied to the electrolytic tank. Can be prevented. From the dissolving tank, a dissolving solution with less foreign substances is supplied to the electrolytic tank, and furthermore, since the electrolytic tank has a block-shaped waste iron connected to the anode anode, iron ions are supplied from the anode anode during electrolysis. In addition, it is possible to effectively prevent ferrous ions from becoming ferric ions. Furthermore, since the block-shaped waste iron is connected to the anode, the block-shaped waste iron can be effectively used as a raw material to produce high-purity electrolytic iron.

【0049】したがって、本発明の製法は、クリーンエ
ネルギーの燃料に使用される水素と、高純度時代の研究
材料や製品の原料として使用される高純度鉄を安価に提
供でき、高度技術の研究に貢献してクリーンエネルギー
と高純度鉄を使用した製品の開発に大きく拍車をかける
特長も実現する。
Therefore, the production method of the present invention can provide inexpensively hydrogen used as a fuel for clean energy and high-purity iron used as a research material and a raw material of products in the high-purity era, and can be used for research of advanced technology. It also contributes greatly to the development of products using clean energy and high-purity iron.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の製造方法に使用する装置の概略工程図FIG. 1 is a schematic process diagram of an apparatus used in a manufacturing method of the present invention.

【図2】本発明の製造方法で水素と高純度鉄とを製造す
る工程のフローチャート図
FIG. 2 is a flowchart of a process for producing hydrogen and high-purity iron by the production method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…溶解槽 1A…本体槽 1B…濾
過槽 2A…ブロック状の廃棄鉄 2B…粉
または線状の廃棄鉄 3…溶解液 4…電解槽 5…−電極 6…+電極 6A…アノード陽極 7…還流手段 8…供給手段 8A…ホッパー 8B…ロ
ータリーフィーダー 9…移送手段 10…制御手段 11A…ヒーター 11B…ヒーター 12…フィルター 13…アノードバッグ 14…回収手段 14A…加圧ポンプ 14B…
水素タンク 15…酸液供給手段 16…供給ポンプ
1 ... Dissolution tank 1A ... Main body tank 1B ... Filtration tank 2A ... Block-shaped waste iron 2B ... Powder
Or linear waste iron 3 ... solution 4 ... electrolytic cell 5 ...-electrode 6 ... + electrode 6A ... anode anode 7 ... reflux means 8 ... supply means 8A ... hopper 8B ... rotary feeder 9 ... transfer means 10 ... control means 11A ... heater 11B ... heater 12 ... filter 13 ... anode bag 14 ... collection means 14A ... pressurizing pump 14B ...
Hydrogen tank 15 ... Acid solution supply means 16 ... Supply pump

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−67326(JP,A) 特開 昭58−174531(JP,A) 特開 平4−9490(JP,A)Continuation of the front page (56) References JP-A-59-67326 (JP, A) JP-A-58-174531 (JP, A) JP-A-4-9490 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 原料となる金属を酸液に溶解して水素と
高純度の電解鉄を製造する方法において、 原料となる金属に、金属加工の廃材であって、粉または
線状の廃棄鉄(2B)と、ブロック状の廃棄鉄(2A)の両方を
使用し、粉または線状の廃棄鉄(2B) を、電解槽(4)と別の槽であ
る密閉構造の溶解槽(1)で酸液に溶解させて発生する水
素を回収し、さらに、粉または線状の廃棄鉄(2B)を溶解
させた溶解液(3)を、溶解槽(1)から電解槽(4)に移送
し、 ブロック状の廃棄鉄(2A)を電解槽(4)のアノード陽極(6
A)に電気的に接続して電解槽(4)の溶解液(3)に鉄イオン
を補給し、電解槽(4)で溶解液(3)を電気分解して、−電
極(5)に電解鉄を析出させることを特徴とする金属加工
の廃材を使用した水素と高純度鉄の製造方法。
1. A by dissolving metal as a raw material in the acid solution in the method of manufacturing the electrolytic iron of hydrogen and high purity, the metal as a raw material, a scrap metal working, powder or
Both the linear waste iron (2B) and the block waste iron (2A) are used, and the powder or the linear waste iron (2B ) is separated from the electrolytic cell (4) by a closed structure that is a separate tank. Hydrogen generated by dissolving in the acid solution in the dissolving tank (1) is recovered, and the dissolving solution (3) in which powder or linear waste iron (2B) is dissolved is transferred from the dissolving tank (1) to the electrolytic tank. (4), and block-shaped waste iron (2A) is transferred to the anode (6) of the electrolytic cell (4).
Supplemented with iron ions in solution (3) of the electrolytic cell is electrically connected to A) (4), lysate (3) by electrolyzing an electrolytic cell (4), - the electrodes (5) A method for producing hydrogen and high-purity iron using waste metal processing, characterized by depositing electrolytic iron.
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