JP2964440B2 - Treatment method of iron chloride solution containing nickel - Google Patents

Treatment method of iron chloride solution containing nickel

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JP2964440B2 JP7754894A JP7754894A JP2964440B2 JP 2964440 B2 JP2964440 B2 JP 2964440B2 JP 7754894 A JP7754894 A JP 7754894A JP 7754894 A JP7754894 A JP 7754894A JP 2964440 B2 JP2964440 B2 JP 2964440B2
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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、ニッケルまたはニッケ
ル合金からなる金属部材を塩化第2鉄を主成分とするエ
ッチング液により加工する際、該エッチング工程から排
出されるニッケルを含む塩化鉄液(以下、エッチング廃
液と称することがある。)の処理方法に関し、特に前記
エッチング廃液から過剰のニッケル及び鉄を回収、除去
するとともに、エッチング液として再生する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an iron chloride solution containing nickel discharged from an etching step when a metal member made of nickel or a nickel alloy is processed with an etching solution containing ferric chloride as a main component. Hereinafter, it may be referred to as an etching waste liquid.) In particular, the present invention relates to a method of recovering and removing excess nickel and iron from the etching waste liquid and regenerating it as an etching liquid.

【0002】[0002]

【従来の技術】ブラウン管に使用されるシャドーマスク
や電子部品のリードフレーム等の製造においては、ニッ
ケルまたはニッケル合金からなる金属薄板や金属箔を、
塩化第2鉄を主成分とするエッチング液を用いて所望の
微細パターンに加工することが行われる。従って、この
ようなエッチング工程においては、エッチングの進行と
ともにエッチング液中にニッケルまたはニッケル合金が
溶出して、エッチング液のエッチング能力が低下すると
ともに、エッチング廃液が多量に発生する。このエッチ
ング廃液は、環境汚染の問題に加えて、省資源や経済性
の観点から廃液中のニッケルまたはニッケル合金、鉄を
回収するとともに、エッチング液として再生することが
行われている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of shadow masks used for cathode ray tubes and lead frames for electronic parts, a thin metal plate or metal foil made of nickel or a nickel alloy is used.
Processing into a desired fine pattern is performed using an etching solution containing ferric chloride as a main component. Therefore, in such an etching step, nickel or a nickel alloy is eluted into the etching solution as the etching proceeds, and the etching ability of the etching solution is reduced, and a large amount of etching waste liquid is generated. In addition to environmental pollution, the etching waste liquid is used to recover nickel or nickel alloy and iron in the waste liquid from the viewpoint of resource saving and economy, and to regenerate the etching waste liquid.

【0003】エッチング廃液の再生方法に関して、本出
願人も先に特願平5−26946号及び特願平5−22
0114号において電解析出による方法を提案してい
る。上記方法は、エッチング廃液であるニッケルを含む
塩化第2鉄溶液を冷却して塩化第2鉄を主成分とする結
晶を晶析し、更に結晶を分離した濾液を電解処理するこ
とにより、陰極側で鉄−ニッケル合金を析出し、陽極側
で液中に含有される塩化第1鉄を塩化第2鉄に電解酸化
するとともに、発生する塩素ガスをエッチング工程で循
環使用されるエッチング液と接触させて塩化第2鉄に酸
化して、それぞれエッチング液として再生することを特
徴としている。そして、上記方法によれば、結晶晶析に
より電解処理される液中のNi/Fe比を高めるととも
に、処理液の導電率を増大させて電解工程における消費
電力を減少させ、更に液成分およびガス成分ともエッチ
ング液の再生に有効に利用されるため、経済的に極めて
優位となる。
[0003] Regarding the method of regenerating the etching waste liquid, the present applicant has also previously disclosed Japanese Patent Application Nos. 5-26946 and 5-22.
No. 0114 proposes a method by electrolytic deposition. In the above method, a ferric chloride solution containing nickel, which is an etching waste liquid, is cooled to crystallize crystals containing ferric chloride as a main component, and further, the filtrate obtained by separating the crystals is subjected to electrolytic treatment, whereby the cathode side is removed. To precipitate an iron-nickel alloy, electrolytic oxidation of ferrous chloride contained in the solution to ferric chloride on the anode side, and contact of generated chlorine gas with an etching solution circulated in the etching process. Then, it is oxidized to ferric chloride and regenerated as an etching solution. According to the above method, the Ni / Fe ratio in the solution to be electrolyzed by crystallization is increased, and the conductivity of the solution is increased to reduce the power consumption in the electrolysis process. Since both components are effectively used for the regeneration of the etching solution, they are extremely economically advantageous.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記結
晶晶析および電解を併用する方法では、結晶晶析に際し
て高温(約60℃)の処理液を、0℃〜2℃程度の低温
まで冷却しなければならず、冷却装置の負荷が大きく経
済性に問題がある。また、電解工程においても、結晶分
離後の濾液中のNi/Fe比を回収すべき金属のNi/
Fe比にまでは増大できないため、陰極側で一旦3価の
鉄を2価の鉄に電解還元した後、エッチング液として再
生するために前記2価の鉄を陽極側で再び3価の鉄に酸
化する必要があり、電解法の欠点である無駄な電力消費
を伴う。
However, in the above-described method using both crystal crystallization and electrolysis, a high-temperature (about 60 ° C.) processing solution must be cooled to a low temperature of about 0 ° C. to 2 ° C. during crystallization. Therefore, the load on the cooling device is large and there is a problem in economy. Also in the electrolysis step, the Ni / Fe ratio in the filtrate after the crystal separation is determined by the Ni / Fe of the metal to be recovered.
Since the Fe ratio cannot be increased, the trivalent iron is electrolytically reduced to divalent iron on the cathode side, and then the divalent iron is converted to trivalent iron again on the anode side in order to regenerate as an etching solution. It has to be oxidized, with wasteful power consumption which is a drawback of the electrolysis method.

【0005】更に、エッチング液はその液濃度によりエ
ッチング速度やエッチング量が制御されるために、その
液濃度は高い精度で調整されなければならないが、前記
電解工程により得られる液はエッチング液として最適な
液濃度とは異なっているのが通常であり、これを最適濃
度に調整しなければならない。しかし、晶析工程により
得られる塩化第2鉄の結晶と電解工程により得られる脱
Ni液との相対量を比較すると、エッチング液として利
用可能な液濃度よりは希薄となる。従って、前記溶解工
程により得られた液をエッチング液として利用可能な濃
度にまで濃縮する必要があり、この点もエネルギー消費
を伴い好ましくない。
Further, since the etching rate and the amount of etching are controlled by the concentration of the etching solution, the concentration of the solution must be adjusted with high precision. However, the solution obtained by the electrolysis step is optimal for the etching solution. The concentration is usually different from the optimal solution concentration, and this must be adjusted to the optimum concentration. However, when the relative amounts of the ferric chloride crystals obtained by the crystallization step and the de-Ni solution obtained by the electrolysis step are compared, the concentration is lower than the liquid concentration usable as the etching liquid. Therefore, it is necessary to concentrate the solution obtained by the dissolving step to a concentration that can be used as an etching solution, and this is also not preferable because it consumes energy.

【0006】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、ニッケルを含む塩化鉄液、例えばエッチング廃液か
ら結晶を晶析する際の冷却装置の負荷を軽減するととも
に、電解工程においても電力消費を低減して更なる省電
力化を実現でき、また溶解工程により得られ、エッチン
グ液として再生される液の濃度調整に際しても濃縮工程
を必要としないニッケルを含む塩化鉄液の処理方法を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and reduces the load on a cooling device when crystallizing crystals from an iron chloride solution containing nickel, for example, an etching waste solution, and also reduces power consumption in the electrolytic process. Provided is a method for treating an iron chloride solution containing nickel, which can achieve further power saving by reducing the concentration and which does not require a concentration step even when adjusting the concentration of a solution obtained as a dissolving step and regenerated as an etching liquid. With the goal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的は、エッチング
工程から排出される塩化第2鉄および塩化ニッケルを主
成分とする溶液を濃縮する濃縮工程と、濃縮液を冷却し
て塩化第2鉄を主成分とする結晶を晶析させる晶析工程
と、晶析分離後の液を電解により陰極側で鉄−ニッケル
合金を析出し、陽極側で液中に含有される2価の鉄を3
価の鉄に酸化するとともに塩素ガスを発生させる電解工
程と、前記電解工程により得られた塩素ガスを前記エッ
チング工程で循環使用されるエッチング液に接触させる
酸化工程と、前記電解工程により鉄−ニッケル合金が分
離された液に、前記晶析工程の塩化第2鉄を主成分とす
る結晶を溶解する溶解工程と、前記溶解工程で得られた
液を濃度調整して前記エッチング工程に供給する濃度調
整工程とを含むことを特徴とするニッケルを含む塩化鉄
液の処理方法により達成される。
The above object is achieved by a concentration step of concentrating a solution mainly containing ferric chloride and nickel chloride discharged from an etching step, and cooling the concentrated liquid to remove the ferric chloride. A crystallization step of crystallizing a crystal as a main component; and electrolysis of the liquid after crystallization separation to precipitate an iron-nickel alloy on the cathode side, and divalent iron contained in the liquid on the anode side by 3%.
An electrolysis step of oxidizing to valent iron and generating chlorine gas, an oxidation step of bringing the chlorine gas obtained in the electrolysis step into contact with an etching solution circulated in the etching step, and an iron-nickel by the electrolysis step. A dissolving step of dissolving the crystal containing ferric chloride as a main component in the crystallization step in the liquid from which the alloy has been separated, and a concentration supplied to the etching step by adjusting the concentration of the liquid obtained in the dissolving step. And an adjusting step, which is achieved by a method for treating an iron chloride solution containing nickel.

【0008】前記濃縮工程の熱源として、前記電解工程
の廃熱を利用することが好ましい。また、前記濃度調整
工程において、前記濃縮工程で得られた蒸気により液の
濃度調整を行うことが好ましい。
It is preferable to use waste heat of the electrolysis step as a heat source of the concentration step. In the concentration adjusting step, it is preferable to adjust the concentration of the liquid by using the vapor obtained in the concentration step.

【0009】[0009]

【作 用】本発明によれば、ニッケルを含む塩化鉄液か
ら塩化第2鉄を主成分とする結晶を晶析する前に処理液
の濃縮を行うことにより、塩化第2鉄の晶析温度を上昇
させて冷却に必要なエネルギーを低減することができ
る。しかも、この濃縮に必要な熱源として電解工程の廃
熱を利用するために、新たな熱源を必要とすることなく
実施することができる。また、前記濃縮により塩化第2
鉄の晶析分離効率が向上して、電解工程に送られる処理
液のニッケル濃度が相対的に増加するために、電解工程
における電解電力を低減することができる。更に、晶析
工程において多量の塩化第2鉄の結晶を晶析させること
ができるために、溶解工程において高濃度の塩化第2鉄
溶液が得られ、従来のように濃縮する必要がなく、濃縮
工程で発生する蒸気により希釈するだけで再生エッチン
グ液を得ることができる。従って、濃度調整が容易であ
るばかりでなく、物質収支並びにエネルギー消費の点で
も優位となる。
According to the present invention, the crystallization temperature of ferric chloride is increased by concentrating the processing solution before crystallizing ferric chloride-based crystals from the nickel-containing iron chloride solution. And the energy required for cooling can be reduced. In addition, since the waste heat of the electrolysis step is used as a heat source required for the concentration, the present invention can be performed without requiring a new heat source. In addition, by the concentration,
Since the crystallization separation efficiency of iron is improved and the nickel concentration of the processing solution sent to the electrolysis step is relatively increased, the electrolysis power in the electrolysis step can be reduced. Furthermore, since a large amount of ferric chloride crystals can be crystallized in the crystallization step, a high-concentration ferric chloride solution can be obtained in the dissolving step. A regenerated etching solution can be obtained only by diluting with the steam generated in the process. Therefore, not only the concentration can be easily adjusted, but also the material balance and energy consumption are superior.

【0010】以下、本発明に係るニッケルを含む塩化鉄
液の処理方法に関して、図1に概念的に示されるフロー
チャートを参照して説明する。エッチング工程から排出
されるエッチング廃液は、ニッケルと塩化第2鉄、並び
にニッケルの溶解により2価の鉄に還元された塩化第1
鉄を主成分とする混合液であり、その一部(図中、廃液
)は濃縮工程に送られる。
Hereinafter, a method for treating an iron chloride solution containing nickel according to the present invention will be described with reference to a flowchart conceptually shown in FIG. The etching waste liquid discharged from the etching process includes nickel and ferric chloride, and ferrous chloride reduced to divalent iron by dissolution of nickel.
It is a mixed solution containing iron as a main component, and a part thereof (a waste liquid in the figure) is sent to a concentration step.

【0011】濃縮工程は、エッチング廃液を濃縮するこ
とにより、後述される晶析工程における塩化第2鉄の晶
析温度を高めるための工程である。この濃縮の程度は特
に制限されるものではないが、液濃度が高くなるほど晶
析温度を上昇させることが可能となる。しかし、濃縮に
要する熱量を考慮すると廃液中に含まれる塩化第2鉄が
常温(15〜25℃)で飽和となる濃度程度に濃縮する
ことが好ましい。濃縮は各種公知の方法が採用できる
が、減圧下で加熱して水蒸気を蒸発分離する方法によれ
ば、生じる水蒸気を後述される溶解工程において液の稀
釈(濃度調整)に利用できるため、特に好ましい。
The concentration step is a step for increasing the crystallization temperature of ferric chloride in the crystallization step described below by concentrating the etching waste liquid. The degree of concentration is not particularly limited, but the higher the liquid concentration, the higher the crystallization temperature can be. However, considering the amount of heat required for the concentration, it is preferable to concentrate the ferric chloride contained in the waste liquid to a concentration at which the ferric chloride is saturated at room temperature (15 to 25 ° C.). Various known methods can be used for the concentration. However, according to the method of evaporating and separating steam by heating under reduced pressure, the generated steam can be used for dilution (concentration adjustment) of the liquid in a dissolving step described later, so that it is particularly preferable. .

【0012】前記濃縮工程で得られた濃縮液は晶析工程
に導かれ、飽和温度以下に冷却することにより塩化第2
鉄を主成分とする結晶が析出する。ここで、前記濃縮工
程により晶析温度が、従来の0〜2℃から常温(15〜
25℃)まで上昇されているために、冷却装置の負荷を
軽減することができる。この時、再度昇温および冷却を
繰り返し行い、結晶を大径に成長させることにより結晶
の分離をより容易にすることができる。
The concentrated solution obtained in the above-mentioned concentration step is led to a crystallization step, and is cooled to a saturation temperature or less to form a second chloride.
Crystals mainly composed of iron precipitate. Here, the crystallization temperature is increased from the conventional 0 to 2 ° C. to the ordinary temperature (15 to
Since the temperature is raised to 25 ° C.), the load on the cooling device can be reduced. At this time, the temperature is raised and cooled again, and the crystal is grown to a large diameter, whereby the crystal can be separated more easily.

【0013】結晶分離後の濾液は電解工程に導かれ、陰
極側で鉄イオン及びニッケルイオンが還元電析され、そ
れぞれの金属として回収される。電解方法としては、合
成樹脂製濾過布を使用した隔膜電解法が好ましく、陽極
には塩素ガス発生の際の過電圧を低下させる機能を備え
ることが要求されることから、白金や寸法安定電極(D
SE電極)と称される(Ru−Sn)O2 /Tiや(I
r−Pt)O2 /Ti、RuO2 /Tiを好適に使用で
き、陰極にはチタン板を好適に使用できる。隔膜の材質
は、耐熱、耐酸、耐塩素性に優れるポリエステルを使用
することが好ましい。また、電解の実施は、実用的な電
流密度及び電圧の範囲(例えば、電解液温度70℃にお
いて7.5A/dm2 、3.5V)での連続電解が可能
である。一方、陽極側で発生する塩素ガスは吸収塔に送
られ、エッチング工程において循環使用されるエッチン
グ廃液(図中、廃液)と接触する。この接触により、
エッチング廃液は、液中の塩化第1鉄がエッチングの有
効成分である塩化第2鉄に酸化され、エッチング液とし
て再利用される。尚、電解中液量を一定に維持するため
に、電解槽に純水を補給してもよい。
The filtrate after the crystal separation is led to an electrolysis step, where iron ions and nickel ions are reduced and electrodeposited on the cathode side, and are recovered as respective metals. As the electrolysis method, a diaphragm electrolysis method using a synthetic resin filter cloth is preferable, and since the anode is required to have a function of reducing an overvoltage when generating chlorine gas, platinum or a dimensionally stable electrode (D
(Ru-Sn) O 2 / Ti called (SE electrode) or (I
(r-Pt) O 2 / Ti and RuO 2 / Ti can be preferably used, and a titanium plate can be suitably used for the cathode. As the material of the diaphragm, it is preferable to use polyester having excellent heat resistance, acid resistance, and chlorine resistance. Further, the electrolysis can be performed in a continuous current density and voltage range (for example, 7.5 A / dm 2 and 3.5 V at an electrolyte temperature of 70 ° C.). On the other hand, chlorine gas generated on the anode side is sent to the absorption tower, and comes into contact with an etching waste liquid (a waste liquid in the figure) circulated and used in the etching step. With this contact,
In the etching waste liquid, ferrous chloride in the liquid is oxidized to ferric chloride which is an effective component of etching, and is reused as an etching liquid. In addition, pure water may be supplied to the electrolytic cell in order to maintain a constant amount of the solution during electrolysis.

【0014】晶析工程で分離された塩化第2鉄を主成分
とする結晶は溶解工程に送られ、電解工程で鉄、ニッケ
ル及び塩素イオンが減じられて排出される脱Ni液に溶
解されて高濃度の塩化第2鉄溶液となるとともに、濃縮
工程で発生する主に水蒸気からなる蒸気により稀釈さ
れ、濃度調整される。そして、この濃度調整された液は
エッチング液としてエッチング工程に送られ、再利用さ
れる。ここで、晶析工程で得られる塩化第2鉄の結晶の
晶析量は、従来の濃縮工程を経ない場合と比較して多量
であり、脱Ni液に溶解した際に高濃度の液が得られ
る。従って、水蒸気を添加することにより濃度調整が可
能となり、従来のように濃縮を必要とせずにエッチング
再生液が得られる。
The crystal mainly composed of ferric chloride separated in the crystallization step is sent to the dissolving step, in which the iron, nickel and chloride ions are reduced in the electrolytic step and dissolved in the de-Ni solution discharged. A high-concentration ferric chloride solution is obtained, and the concentration is adjusted by diluting with steam mainly composed of steam generated in the concentration step. Then, the liquid whose concentration has been adjusted is sent to an etching step as an etching liquid, and is reused. Here, the crystallization amount of the ferric chloride crystal obtained in the crystallization step is larger than that in the case where the conventional concentration step is not performed. can get. Therefore, the concentration can be adjusted by adding water vapor, and an etching regenerating solution can be obtained without requiring concentration as in the conventional case.

【0015】上記一連の工程において、濃縮工程で必要
な熱源として電解工程で発生する廃熱を回収して利用す
れば、濃縮のためのエネルギー消費量を低減でき好都合
である。これは、適当な熱交換器を使用することにより
容易に実施できる。
In the above series of steps, if the waste heat generated in the electrolysis step is recovered and used as a heat source required in the concentration step, the energy consumption for the concentration can be advantageously reduced. This can be easily implemented by using a suitable heat exchanger.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明に関して実施例および比較例を
もとにより詳細に説明する。 ○実施例 エッチング廃液の試料溶液として、2価の鉄成分21.
4g/リットル、3価の鉄成分222.0g/リット
ル、ニッケル成分33.0g/リットル、塩素成分48
9g/リットルに水740.5gを加えて比重1.50
7の溶液(A)を調製し、図1に示されるフローチャー
トに従って処理した。この溶液(A)4000ミリリッ
トルを60℃で減圧濃縮して、535.2ミリリットル
液体に相当する水蒸気と、2価の鉄成分24.7g/リ
ットル、3価の鉄成分256.3g/リットル、ニッケ
ル成分38.1g/リットル、塩素成分563.6g/
リットルの組成から成る3464.8ミリリットルの濃
縮液(B)とを得た。
The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples. ○ Example Divalent iron component as a sample solution of etching waste liquid 21.
4 g / liter, trivalent iron component 222.0 g / liter, nickel component 33.0 g / liter, chlorine component 48
740.5 g of water was added to 9 g / l to give a specific gravity of 1.50.
Solution 7 (A) was prepared and processed according to the flowchart shown in FIG. 4000 ml of this solution (A) was concentrated under reduced pressure at 60 ° C., and water vapor corresponding to 535.2 ml liquid, 24.7 g / liter of divalent iron component, 256.3 g / liter of trivalent iron component, nickel Component 38.1 g / liter, chlorine component 563.6 g /
3464.8 milliliters of concentrate (B) having a composition of 1 liter was obtained.

【0017】次いで、この濃縮液(B)を20℃まで冷
却して2価の鉄成分1.35%、3価の鉄成分19.4
%、ニッケル成分0.76%、塩素成分38.6%の組
成から成る結晶を析出させ分離した。ここで、濃縮液
(B)の冷却(60℃から20℃)に必要な冷却負荷
は、処理液1リットル当たり約48kcalであり、こ
れを電力換算すると、処理液量100リットル/hで連
続処理する場合の冷却装置の消費電力は1.7kwhで
あった。この結晶の重量は、2509.8gであった。
また、結晶分離後の濾液(C)は2価の鉄成分26.7
g/リットル、3価の鉄成分207.1g/リットル、
ニッケル成分58.3g/リットル、塩素成分508.
0g/リットルから成り、液量は1937ミリリット
ル、比重1.538であった。
Next, this concentrated liquid (B) is cooled to 20 ° C., and the divalent iron component is 1.35% and the trivalent iron component is 19.4.
%, A nickel component of 0.76% and a chlorine component of 38.6% were precipitated and separated. Here, the cooling load required for cooling the concentrated liquid (B) (from 60 ° C. to 20 ° C.) is about 48 kcal per liter of the processing liquid, and when converted into electric power, the continuous processing is performed at a processing liquid amount of 100 liter / h. In this case, the power consumption of the cooling device was 1.7 kwh. The weight of the crystals was 2509.8 g.
The filtrate (C) after the crystal separation had a divalent iron component of 26.7.
g / liter, trivalent iron component 207.1 g / liter,
Nickel component 58.3 g / liter, chlorine component 508.
It consisted of 0 g / l and had a liquid volume of 1937 ml and a specific gravity of 1.538.

【0018】濾液(C)を電解槽に導き、陰極側でFe
−Ni合金296.1g、陽極側で塩素ガス486.6
gを得た。Fe−Ni合金の組成はニッケル成分が3
1.1%であった。電解に要した電力は、回収金属1g
当り4.5whであった。また、陽極側で発生した塩素
ガスを吸収塔に供給して上記溶液(A)35.8リット
ルに吸収させたところ、3価の鉄成分243.4g/リ
ットル、ニッケル成分33.0g/リットル、塩素成分
502.6g/リットルの組成の溶液(D)が得られ
た。尚、2価の鉄成分は検出されず、この溶液(D)に
含まれる鉄成分は全て3価であることが確認された。
尚、電解槽に純水を補給して電解中の液量を一定に維持
した。
The filtrate (C) is led to an electrolytic cell, and Fe
296.1 g of Ni alloy, 486.6 chlorine gas on the anode side
g was obtained. The composition of the Fe—Ni alloy is 3 nickel components.
1.1%. Electric power required for electrolysis is 1 g of recovered metal
4.5 wh per unit. Further, chlorine gas generated on the anode side was supplied to an absorption tower to be absorbed in 35.8 liters of the above solution (A). As a result, 243.4 g / liter of a trivalent iron component, 33.0 g / liter of a nickel component, A solution (D) having a composition of a chlorine component of 502.6 g / liter was obtained. No divalent iron component was detected, and it was confirmed that all the iron components contained in the solution (D) were trivalent.
In addition, pure water was replenished to the electrolysis tank, and the liquid volume during electrolysis was kept constant.

【0019】一方、晶析分離で得られた結晶は、電解槽
から排出した2価の鉄成分0.49g/リットル、3価
の鉄成分127.8g/リットル、ニッケル成分10.
8g/リットル、塩素成分256.8g/リットルの組
成から成る脱Ni液(比重1.27、液量1937ミリ
リットル)に溶解し、更に濃縮工程で得た水蒸気で稀釈
して2価の鉄成分8.8g/リットル、3価の鉄成分1
84.4g/リットル、ニッケル成分10.1g/リッ
トル、塩素成分369.0g/リットルの組成から成る
溶液(E)3983ミリリットル(比重1.383)を
得た。この溶液(E)は、再生液としてエッチング工程
に戻した。
On the other hand, the crystals obtained by the crystallization separation contained 0.49 g / liter of a divalent iron component discharged from the electrolytic cell, 127.8 g / liter of a trivalent iron component, and 10.2 g of a nickel component.
Dissolved in a de-Ni solution (specific gravity: 1.27, liquid volume: 1937 ml) having a composition of 8 g / liter and a chlorine component of 256.8 g / liter, and further diluted with steam obtained in the concentration step to obtain a divalent iron component. .8 g / l, trivalent iron component 1
As a result, 3983 ml (specific gravity: 1.383) of a solution (E) having a composition of 84.4 g / l, a nickel component of 10.1 g / l, and a chlorine component of 369.0 g / l was obtained. This solution (E) was returned to the etching step as a regenerating solution.

【0020】以上の物質収支を、表1に示す。The above material balance is shown in Table 1.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】○比較例 実施例と同一の試料溶液(A)を、図2に示されるフロ
ーチャートに従い処理した。溶液(A)を2℃まで冷却
して2価の鉄成分0.5%、3価の鉄成分19.4%、
ニッケル成分0.76%、塩素成分38.5%の組成か
ら成る結晶を析出させ分離した。ここで、溶液(A)を
60℃から2℃まで冷却する冷却負荷は、処理液1リッ
トル当たり約70kcalであり、実施例(約48kc
al)の約1.5倍を要した。また、電力換算では処理
液量100リットル/hで連続処理する場合の冷却装置
の消費電力が6.0kwhであり、実施例(1.7kw
h)の約3.5倍を要した。この結晶の重量は187
6.8gであり、実施例(2509.8g)に比べて約
74%の晶析量であった。また、結晶分離後の濾液
(C)は2価の鉄成分27.2g/リットル、3価の鉄
成分186.9g/リットル、ニッケル成分42.0g
/リットル、塩素成分440.0g/リットルから成
り、液量は2803ミリリットル、比重1.481であ
った。
Comparative Example The same sample solution (A) as in the example was processed according to the flowchart shown in FIG. The solution (A) was cooled to 2 ° C., and the divalent iron component was 0.5%, the trivalent iron component was 19.4%,
Crystals having a composition of 0.76% nickel component and 38.5% chlorine component were precipitated and separated. Here, the cooling load for cooling the solution (A) from 60 ° C. to 2 ° C. is about 70 kcal per liter of the treatment liquid,
al) about 1.5 times. In addition, in power conversion, the power consumption of the cooling device in the case of continuous processing at a processing liquid volume of 100 liter / h is 6.0 kwh, and the embodiment (1.7 kW)
h) required about 3.5 times. The weight of this crystal is 187
It was 6.8 g, and the crystallization amount was about 74% as compared with the example (2509.8 g). The filtrate (C) after the crystal separation was 27.2 g / liter of a divalent iron component, 186.9 g / liter of a trivalent iron component, and 42.0 g of a nickel component.
/ Liter, chlorine component 440.0 g / liter, the liquid volume was 2803 ml, and the specific gravity was 1.481.

【0024】濾液(C)を電解槽に導き、陰極側でFe
−Ni合金345.4gを得た。尚、この電解工程にお
いては陰極側で一旦3価の鉄を2価の鉄に電解還元した
後、前記2価の鉄を陽極側で再び3価の鉄に酸化するこ
とを行った。Fe−Ni合金の組成はニッケル成分が2
8.0%であった。この電解に要した電力は回収金属1
g当り9.5whであり、実施例(4.5wh)の約
2.1倍を要した。尚、電解槽に純水を補給して電解中
の液量を一定に維持した。
The filtrate (C) was led to an electrolytic cell, and Fe
345.4 g of a Ni alloy was obtained. In this electrolysis step, trivalent iron was once electrolytically reduced to divalent iron on the cathode side, and then the divalent iron was oxidized again to trivalent iron on the anode side. The composition of the Fe—Ni alloy is 2 nickel components.
8.0%. The power required for this electrolysis was recovered metal 1
The weight was 9.5 wh per g, which was about 2.1 times that of the example (4.5 wh). In addition, pure water was replenished to the electrolysis tank, and the liquid volume during electrolysis was kept constant.

【0025】一方、晶析分離で得られた結晶は、電解槽
から排出した2価の鉄成分0.0g/リットル、3価の
鉄成分126.6g/リットル、ニッケル成分7,5g
/リットル、塩素成分250.2g/リットルの組成か
ら成る脱Ni液(比重1.283、液量2803ミリリ
ットル)に溶解し、更に濃縮並びに純水により希釈して
濃度調整を行い、2価の鉄成分2.35g/リットル、
3価の鉄成分179.8g/リットル、ニッケル成分
8.8g/リットル、塩素成分356.0g/リットル
の組成から成る溶液(E)4000ミリリットル(比重
1.368)を得た。この溶液(E)は、再生液として
エッチング工程に戻した。
On the other hand, the crystals obtained by the crystallization separation contained 0.0g / liter of divalent iron component discharged from the electrolytic cell, 126.6g / liter of trivalent iron component, and 7.5g of nickel component.
Per liter, a chlorine component of 250.2 g / liter, dissolved in a de-Ni solution (specific gravity: 1.283, liquid volume: 2803 ml), and further concentrated and diluted with pure water to adjust the concentration. Ingredient 2.35 g / l,
4000 ml (solution: specific gravity 1.368) of a solution (E) having a composition of 179.8 g / liter of a trivalent iron component, 8.8 g / liter of a nickel component, and 356.0 g / liter of a chlorine component was obtained. This solution (E) was returned to the etching step as a regenerating solution.

【0026】以上の物質収支を、表2に示す。Table 2 shows the above material balance.

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ニッケルを含む塩化鉄液から塩化第2鉄を主成分とする
結晶を晶析する前に処理液の濃縮を行うことにより、塩
化第2鉄の晶析温度を上昇させて冷却に必要なエネルギ
ーを低減することができる。しかも、この濃縮に必要な
熱源として電解工程の廃熱を利用するために、新たな熱
源を必要とすることなく実施することができる。また、
前記濃縮により塩化第2鉄の晶析分離効率が向上して、
電解工程に送られる処理液のニッケル濃度が相対的に増
加するために、電解工程における電解電力を低減するこ
とができる。更に、晶析工程において多量の塩化第2鉄
の結晶を晶析させることができるために、溶解工程にお
いて高濃度の塩化第2鉄溶液が得られ、従来のように濃
縮する必要がなく、濃縮工程で発生する蒸気により希釈
するだけで再生エッチング液を得ることができる。従っ
て、濃度調整が容易であるばかりでなく、物質収支並び
にエネルギー消費の点でも優位となる。このように、本
発明はエネルギー収支並びに物質収支の両方の観点から
極めて優位にニッケルを含む塩化鉄液を処理することが
できる。
As described above, according to the present invention,
The crystallization temperature of ferric chloride is increased by concentrating the processing solution before crystallizing ferric chloride-based crystals from the nickel-containing ferric chloride solution, thereby increasing the energy required for cooling. Can be reduced. In addition, since the waste heat of the electrolysis step is used as a heat source required for the concentration, the present invention can be performed without requiring a new heat source. Also,
The concentration improves the crystallization separation efficiency of ferric chloride,
Since the nickel concentration of the processing solution sent to the electrolysis step is relatively increased, the electrolysis power in the electrolysis step can be reduced. Furthermore, since a large amount of ferric chloride crystals can be crystallized in the crystallization step, a high-concentration ferric chloride solution can be obtained in the dissolving step. A regenerated etching solution can be obtained only by diluting with the steam generated in the process. Therefore, not only the concentration can be easily adjusted, but also the material balance and energy consumption are superior. As described above, the present invention can treat an iron chloride solution containing nickel in a very superior manner in terms of both energy balance and mass balance.

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

【図1】本発明に係るニッケルを含む塩化鉄液の処理方
法を概略的に示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart schematically showing a method of treating an iron chloride solution containing nickel according to the present invention.

【図2】比較例のニッケルを含む塩化鉄液の処理方法を
概略的に示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart schematically showing a method for treating an iron chloride solution containing nickel according to a comparative example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三上 八州家 東京都三鷹市下連雀8丁目10番16号 日 鉄鉱業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23F 1/46 C02F 1/461 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Mikami Yashuya 8-10-16 Shimorenjaku, Mitaka-shi, Tokyo Japan Iron Mining Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C23F 1/46 C02F 1/461

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エッチング工程から排出される塩化第2
鉄および塩化ニッケルを主成分とする溶液を濃縮する濃
縮工程と、 濃縮液を冷却して塩化第2鉄を主成分とする結晶を晶析
させる晶析工程と、 晶析分離後の液を電解により陰極側で鉄−ニッケル合金
を析出し、陽極側で液中に含有される2価の鉄を3価の
鉄に酸化するとともに塩素ガスを発生させる電解工程
と、 前記電解工程により得られた塩素ガスを前記エッチング
工程で循環使用されるエッチング液に接触させる酸化工
程と、 前記電解工程により鉄−ニッケル合金が分離された液
に、前記晶析工程の塩化第2鉄を主成分とする結晶を溶
解する溶解工程と、 前記溶解工程で得られた液を濃度調整して前記エッチン
グ工程に供給する濃度調整工程とを含むことを特徴とす
るニッケルを含む塩化鉄液の処理方法。
1. A second chloride discharge from an etching step.
A concentration step of concentrating a solution mainly composed of iron and nickel chloride; a crystallization step of cooling the concentrated solution to crystallize crystals mainly composed of ferric chloride; and electrolyzing the liquid after crystallization separation. An electrolytic process of depositing an iron-nickel alloy on the cathode side, oxidizing divalent iron contained in the solution to trivalent iron on the anode side, and generating chlorine gas, and the electrolytic process, An oxidation step of bringing a chlorine gas into contact with an etching solution circulated in the etching step; and a liquid containing iron-nickel alloy separated by the electrolysis step. And a concentration adjusting step of adjusting the concentration of the solution obtained in the dissolving step and supplying the solution to the etching step.
【請求項2】 前記濃縮工程の熱源が、前記電解工程の
廃熱を利用することを特徴とする請求項1記載のニッケ
ルを含む塩化鉄液の処理方法。
2. The method for treating an iron chloride solution containing nickel according to claim 1, wherein the heat source of the concentration step utilizes waste heat of the electrolysis step.
【請求項3】 前記濃度調整工程において、前記濃縮工
程で得られた蒸気により液の濃度調整を行うことを特徴
とする請求項1または2記載のニッケルを含む塩化鉄液
の処理方法。
3. The method for treating an iron chloride solution containing nickel according to claim 1, wherein in the concentration adjusting step, the concentration of the liquid is adjusted using the vapor obtained in the concentration step.
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