JP3047067B1

JP3047067B1 - 塩素含有スラッジの処理方法

Info

Publication number: JP3047067B1
Application number: JP37735698A
Authority: JP
Inventors: 浩之城後; 勝加峯; 統嗣井上
Original assignee: Nippon Magnetic Dressing Co
Current assignee: Nippon Magnetic Dressing Co
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-05-29
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP2000199018A

Abstract

【要約】【課題】ニッケル及び鉄を含有する塩素含有スラッジ
からニッケル及び鉄を溶出することなく塩素のみを安価
に効率よく十分に除去し、塩素を除去したニッケル及び
鉄原料を回収することのできる塩素含有スラッジの処理
方法を提供する。【解決手段】ニッケル及び鉄を含む塩素含有スラッジ
にアルカリ剤及び水を加え、ｐＨ１２以上に保持して攪
拌し、含まれる塩素分を水溶性の塩に変えて水洗処理
し、塩素を除いたニッケル及び鉄原料を回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、シャドウ
マスクやリードフレーム等の処理に使用したエッチング
廃液をリサイクルする際に発生するニッケル及び鉄を含
む塩素含有スラッジの処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鉄−ニッケル合金等からなる
シャドウマスクやリードフレーム等をエッチング処理す
る際には、エッチング液として塩化第二鉄溶液を使用し
ている。この塩化第二鉄溶液は、エッチングの進行に伴
って還元されてエッチング能力が低下し、最終的に廃液
となる。このエッチング廃液は、鉄粉や鉄材を添加する
ことによってその再生が行われるが、このときニッケ
ル、鉄を含む塩素含有スラッジが回収される。このニッ
ケル、鉄を含む塩素含有スラッジは、純度の高いニッケ
ル、鉄等を含む粉末であり、付加価値が高く鉄鋼材料等
に利用することが可能である。

【０００３】ところが、例えばこのニッケル、鉄を含む
スラッジを溶解してフェロニッケルの製造を行おうとす
ると、このスラッジは塩素を含有しているため溶解時に
塩素ガス、塩酸ガス、場合によってはダイオキシンを発
生し、このままでは使用できないという問題が生じる。
このため、このニッケル、鉄を含むスラッジから塩素を
除去することが必要であり、効率的に塩素を除去する方
法が求められている。現在、この塩素の除去方法として
は、スラッジの発生直後にスラッジを水洗いする方法が
ある。この方法によりスラッジ中の塩素の含有率を１重
量％程度まで低減することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記塩
素除去方法においては、未だ解決すべき以下の問題点が
あった。（１）塩素の含有率を１重量％程度までに低減するのが
限界であり、塩素の除去が十分であるとはいえなかっ
た。（２）処理段階で塩素のみならずニッケルや鉄までも水
中に移行してしまい面倒な廃水処理を必要としていた。（３）この処理はスラッジの発生直後に行わないと多種
の錯体（ＦｅＯＣｌ、Ｆｅ（ＯＨ）Ｃｌ₂ 、Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）₂ Ｃｌ、Ｆｅ（ＯＨ）Ｃｌ等）を形成し、塩素を塩
素根として固定して塩素の除去が一層困難になるという
問題があるが、スラッジが発生する施設においては水洗
が行われない場合があり、このような場合においてはス
ラッジが発生する施設とスラッジを処理する施設とが異
なるためスラッジの発生直後に水洗を行うことが実際上
困難であった。

【０００５】また、（３）に示すような錯体が形成した
スラッジの塩素除去の方法として、希硫酸等を用いてｐ
Ｈ≦３にして水に易溶性のイオン状態に戻して遠心分
離、乾燥を行う等の方法が考えられるが、この方法にお
いてもニッケルや鉄が水中に移行してしまうという問題
があると共に塩素の除去が十分でないという問題があっ
た。更に、熱処理を実施して塩素を揮発除去する方法が
考えられるが施設等のコスト面の問題が大きく、実質的
に実施することは非常に困難である。本発明はかかる事
情に鑑みてなされたもので、ニッケル及び鉄を含有する
塩素含有スラッジからニッケル及び鉄を溶出することな
く塩素のみを安価に効率よく十分に除去し、塩素を除去
したニッケル及び鉄原料を回収することのできる塩素含
有スラッジの処理方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る塩素含有スラッジの処理方法は、塩素分を０．５〜
２０重量％含み、更にニッケル及び鉄を含む塩素含有ス
ラッジにアルカリ剤、及び該塩素含有スラッジに対して
５０〜２００重量％の水を加え、ｐＨ１２以上に保持し
て攪拌し、含まれる塩素分を水溶性の塩に変えて水洗処
理し、塩素を除いたニッケル及び鉄原料を回収すること
を特徴とする塩素含有スラッジの処理方法。本発明に係
る塩素含有スラッジの処理方法においては、スラッジ中
に存在するＮｉＣｌ₂ 、ＦｅＣｌ₂ 、ＦｅＣｌ₃ 等を水
酸化物（又は酸化物）として回収することができると共
に脱塩素を進行させることができる。また、スラッジ発
生から時間が経過することにより生じる結合力の強い多
種の錯体、例えばＦｅＯＣｌ、Ｆｅ（ＯＨ）Ｃｌ₂ 、Ｆ
ｅ（ＯＨ）₂ Ｃｌ、Ｆｅ（ＯＨ）Ｃｌ等も強アルカリの
作用により分解され、脱塩素が進むと考えられる。そし
て、この錯体中の鉄（場合によってはニッケル）も酸化
物又は水酸化物として回収されると考えられ、鉄（及び
ニッケル）は水中に移行しない。

【０００７】ここで、前記ニッケル及び鉄を含む塩素含
有スラッジは、塩素分を０．５〜２０重量％含み、前記
水は、前記ニッケル及び鉄を含む塩素含有スラッジに対
して５０〜２００重量％加えるとしている。スラッジの
塩素分を前記範囲としているのは、０．５重量％未満で
は塩素を除去する処理を行う必要性があまりないからで
あり、２０重量％を超えるとアルカリ剤を多量に必要と
し、他の処理、例えば水洗浄処理等を行った方がより経
済的だからである。また、水を前記範囲で加えるのは、
５０重量％未満であると攪拌が不十分で脱塩素の進行が
妨げられる可能性があるからであり、２００重量％を超
えると高いｐＨを保持するために必要以上に多量のアル
カリ剤を必要とするからである。なお、ここでいうニッ
ケル及び鉄を含む塩素含有スラッジは含水率０のものを
いう。したがって、実際にはスラッジ中に水を含んでい
るのでその水分量を加える水の量に考慮することにな
る。

【０００８】更に、前記ニッケル及び鉄を含む塩素含有
スラッジがシャドウマスク及び／又はリードフレームの
エッチング廃液のスラッジであって、前記アルカリ剤
が、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨの何れか１又は２以上
であることが望ましい。シャドウマスク及び／又はリー
ドフレームのエッチング廃液のスラッジ中には大量のニ
ッケル及び鉄が含まれているので、これらを有効に利用
することが可能となる。また、アルカリ剤をＬｉＯＨ、
ＮａＯＨ、ＫＯＨの何れか１又は２以上とすることで高
いｐＨの溶液を得ることが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る塩素含有スラッジの処理方法の工程説明図であ
る。

【００１０】図１に示すように、本発明の一実施の形態
に係る塩素含有スラッジの処理方法においては、まず、
工業用水４００Ｌ程度と、アルカリ剤の一例である固形
のＮａＯＨ３〜１２ｋｇ程度と、シャドウマスク及び／
又はリードフレームのエッチング廃液のスラッジである
鉄、ニッケルを含有する塩素含有スラッジ（塩素含有率
１重量％程度）１ｔｏｎ程度（含水率１８．５重量％）
とを内容積が１ｍ³ 程度のミキサー内に入れる。このと
き、はじめに工業用水と固形のＮａＯＨによりＮａＯＨ
水を製造し、その中にスラッジを入れるようにするのが
好ましく、これにより脱塩素をより進めることが可能と
なる。ここで、このとき加えるアルカリ剤の量は、攪拌
処理中のミキサー内の溶液のｐＨを１２以上、より好ま
しくは１２．５以上に保持できるように、スラッジ中の
含有塩素量及び水の量等を考慮して決定するのが好まし
い。なお、例えば攪拌終了時にｐＨが前記したｐＨを保
持していない場合には、更にアルカリ剤を加えて再び攪
拌することも可能である。また、攪拌中も溶液のｐＨを
測定することにより、ｐＨが所定のｐＨより低下した場
合に適宜アルカリ剤を添加することもできる。

【００１１】そして、攪拌を行う（ステップ１）。この
攪拌は、ミキサーの回転数を１４．５ｒｐｍ程度とし
て、１〜５０分程度、好ましくは２０〜４０分程度行
う。ただし、攪拌効率、スラリー濃度等により攪拌時間
はそれぞれ異なる。なお、攪拌終了後の溶液の酸化還元
電位（ＯＲＰ）は、スラッジ中のＦｅ³⁺の影響及び攪拌
中に適度に導入される空気の影響により０．１〜０．４
Ｖとなっており、これも脱塩素の進行及びニッケル、鉄
の溶出防止に影響しているものと思われる。ここで、攪
拌に回転式のミキサーを使用した場合においては、溶液
のスラリー濃度が高いものであっても攪拌が可能であり
脱塩素は進行するので、添加する水の量は、塩素含有ス
ラッジに対して５０〜２００重量％、より好ましくは７
０〜１５０重量％とすることができ、これにより廃液量
が低減される。

【００１２】以上の工程により、スラグ中に含まれてい
たＮｉＣｌ₂ 、ＦｅＣｌ₂ 、ＦｅＣｌ₃ 等の脱塩素は進
行し、また、スラッジ発生から時間が経過することによ
り生じる結合力の強い多種の錯体、例えばＦｅＯＣｌ、
Ｆｅ（ＯＨ）Ｃｌ₂ 、Ｆｅ（ＯＨ）₂ Ｃｌ、Ｆｅ（Ｏ
Ｈ）Ｃｌ等も分解され、脱塩素が進行する。また、脱塩
素に伴ってニッケル、鉄は水酸化物又は酸化物等となっ
て固定され、ニッケル、鉄の溶出は行われない。

【００１３】攪拌の後、スラッジの沈降を待って上澄み
液の除去を行う（ステップ２）。この上澄み液中には、
塩素含有スラッジ中の塩素分が水溶性の塩に変わって大
量に溶出している。また、この上澄み液はアルカリ性を
示し中和処理が必要なため一旦排水ピットに貯水してお
く。次に、工業用水３００Ｌ程度をミキサー内に導入
し、２０分程度の攪拌を行い、塩素分を洗い流す（ステ
ップ３）。この洗浄は、塩素が十分に除去できるまで数
回行うことが望ましい。そして、スラッジの沈降を待っ
て上澄み液を除去する（ステップ４）。この上澄み液も
中和処理を必要とするため前記した排水ピットに貯水し
ておく。

【００１４】十分に洗浄を行った後、ミキサーからスラ
ッジを排出して水切りを行い、その後に十分乾燥を行う
（ステップ５〜７）。こうして処理されたスラッジは、
塩素分が十分に除去されている。即ち、再利用するのに
適したレベルまで塩素分の除去されたニッケル及び鉄原
料を回収することができる。なお、温水処理（４０〜６
０℃程度、より好ましくは４５〜５５℃程度）、攪拌効
率の向上、水洗強化等によって塩素含有率をさらに減少
させることが可能である。

【００１５】一方、排水ピットに貯水された上澄み液
は、硫酸又は塩酸等で中和処理を行う（ステップ８）。
なお、この工程においてはステップ１（及びステップ
３）においてニッケル及び鉄は溶出していないので面倒
な廃液処理は必要なく、中和処理のみでよい。また、中
和された上澄み液中には、ミキサーからの除去の際にニ
ッケル、鉄のスラッジが排出されている可能性があるの
で、濾過を行いこれらのスラッジがあれば回収を行う
（ステップ９）。

【００１６】

【実施例】実験原料として、工場から発生した鉄及びニ
ッケルを含有する塩素含有スラッジを使用し、脱塩素率
及び塩素含有率を調査すべく以下の実験を行った。ここ
で、原料スラッジの塩素含有率は０．９〜１．１重量％
であったがここでは１重量％と考えて脱塩素率及び塩素
含有率を算出した。

【００１７】３００ｃｃビーカーに固形のＮａＯＨ０．
８８ｇを入れ、蒸留水（２０℃）を加えて全体を１００
ｃｃ（０．２２規定）とし、更に鉄、ニッケルを含有す
る塩素含有スラッジ５０ｇを加え、所定のｐＨとなるよ
うにした。そして、プロペラシャフトにて所定時間（５
〜４０分程度）、溶液がビーカーから溢れ出ない程度の
強さで十分に攪拌した。次いで、攪拌後溶液を濾過して
洗浄を行った後、濾液及び洗浄水の分析を行った。塩素
分析は硝酸銀滴定、ニッケル、鉄はＩＣＰ分析法により
行った。なお、ＮａＯＨを加えないもの、ＮａＯＨの量
を０．４４ｇ（０．１１規定）としたものについても同
様に実験を行った。また、ＮａＯＨを０．８８ｇを加え
たものについては水温を５０℃にして同様の実験を行っ
た。この実験結果を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【図１】

【００１９】ここで、表中のｐＨ、及びＯＲＰ（酸化還
元電位）は、攪拌終了後のものを示す。表１から明らか
なように、ＮａＯＨ０．２２規定のものについては、攪
拌終了時にｐＨ１２．６となって攪拌中に高いｐＨを保
持している。この場合においては、脱塩素率が８７．６
重量％となって全体として塩素含有率は０．１２重量％
まで低下している。この塩素含有率は、ニッケル、鉄を
含むスラッジを十分に再利用できるレベルにある。した
がって、結合力が強く脱塩素の困難なＦｅＯＣｌ、Ｆｅ
（ＯＨ）Ｃｌ₂ 、Ｆｅ（ＯＨ）₂ Ｃｌ、Ｆｅ（ＯＨ）Ｃ
ｌ等の錯体も分解され、脱塩素が進行していることがわ
かる。また、ニッケル及び鉄の溶出もなく、これらの金
属は酸化物又は水酸化物として固定されていると考えら
れる。また、ＮａＯＨ０．２２規定で、水温を５０℃に
したものにおいては、更に脱塩素が進み、塩素含有率を
ほぼ０重量％まで低減することができた。なお、脱塩素
率は１００重量％を超えているが、これは原料の塩素含
有率を１重量％と規定したための誤差である。

【００２０】前記したものの比較例として、蒸留水（攪
拌終了後ｐＨ４．４）のもので行ったが、脱塩素は、全
く進行しなかった。また、攪拌終了時にｐＨ１０．３と
なったもの（ＮａＯＨ０．１１規定）は、脱塩素率は、
７３．７重量％にとどまり、全体の塩素含有率は０．２
６重量％となった。このレベルでは脱塩素は十分である
とはいいがたい。以上の結果、及び水温、攪拌効率等を
考慮すると１２以上のｐＨを保持することが必要である
ことがわかった。

【００２１】以上、本発明を一実施の形態を参照して説
明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載
の構成に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載
されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形
態や変形例も含むものである。例えば、排水処理はステ
ップ２及びステップ４における排水をまとめて中和処理
したが、別々に処理することも可能である。また、アル
カリ剤としては、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＫＯＨの何れか
１又は２以上を使用することができ、その他のものでも
高いｐＨ（ｐＨ１２）を保持できるものであれば使用す
ることができる。更に、塩素含有スラッジ中にはＣｕ等
が含まれている場合があるが、この場合においても同様
に実施することが可能である。

【００２２】

【発明の効果】請求項１、２記載の塩素含有スラッジの
処理方法においては、ニッケル及び鉄を含む塩素含有ス
ラッジにアルカリ剤及び水を加え、ｐＨ１２以上に保持
して攪拌し、含まれる塩素分を水溶性の塩に変えて水洗
処理するので、ニッケル及び鉄を溶出することなく塩素
を安価に効率よく十分に除去して、塩素を除去したニッ
ケル及び鉄原料を回収することができる。そして、ニッ
ケル及び鉄を含む塩素含有スラッジは塩素分を０．５〜
２０重量％含むので、様々な塩素含有量のスラッジを処
理することができる。また、水はニッケル及び鉄を含む
塩素含有スラッジに対して５０〜２００重量％加えるの
で、廃液量が減少して、より安価に塩素分の除去を行う
ことが可能となる。また、請求項２記載の塩素含有スラ
ッジの処理方法においては、ニッケル及び鉄を含む塩素
含有スラッジがシャドウマスク及び／又はリードフレー
ムのエッチング廃液のスラッジとしているので、これら
のスラッジはニッケル及び鉄を多く含み、これらの有効
利用を図ることが可能となる。また、アルカリ剤が、Ｌ
ｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨの何れか１又は２以上として
いるので、高いｐＨの溶液とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る塩素含有スラッジ
の処理方法の工程説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−247335（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22B 3/00 - 23/04 B09B 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塩素分を０．５〜２０重量％含み、更に
ニッケル及び鉄を含む塩素含有スラッジにアルカリ剤、
及び該塩素含有スラッジに対して５０〜２００重量％の
水を加え、ｐＨ１２以上に保持して攪拌し、含まれる塩
素分を水溶性の塩に変えて水洗処理し、塩素を除いたニ
ッケル及び鉄原料を回収することを特徴とする塩素含有
スラッジの処理方法。
【請求項２】請求項１記載の塩素含有スラッジの処理
方法において、前記ニッケル及び鉄を含む塩素含有スラ
ッジがシャドウマスク及び／又はリードフレームのエッ
チング廃液のスラッジであって、前記アルカリ剤が、Ｌ
ｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨの何れか１又は２以上である
ことを特徴とする塩素含有スラッジの処理方法。