JP3146425U - クロム酸エッチング溶液の再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エッチング処理によって還元された三価クロムの酸化処理の効率及び能力を向上すると共に、装置の保守を軽減するクロム酸エッチング溶液の再生装置を提供する。
【解決手段】クロム酸エッチング溶液の再生装置は、六価クロム及び硫酸よりなるエッチング液に電解透析を行う電解槽１において、陽極板２と陰極板３との間に隔膜４を配設し、前記隔膜はフッ素系樹脂など耐食性がある多孔質膜、親水化膜又は陽イオン交換膜として構成する。
【選択図】図２

Description

この考案は、プラスチック類にメッキ処理を施す前処理として行われる六価クロム溶液によるエッチングにおいて発生する老廃液の再生装置に関するものである。

六価クロム及び硫酸よりなるエッチング液に含まれる六価クロムは、エッチング処理によって還元され三価クロムとなる。エッチング液中に三価クロムが増加すると、エッチング能力が低下し、処理品質も低下する。そのために、エッチング液中の三価クロムを除去したり、三価クロムを酸化して六価クロムに戻す必要がある。

三価クロムを酸化して六価クロムに戻すために、電解装置が用いられている。しかしながら、従来用いられている電解装置は無隔膜のもの、あるいは素焼きの円筒を隔膜としたものであった。
特開昭５３−１１２２７６号公報

上記無隔膜の装置においては陽極液と陰極液とが完全に分離されていないので、六価クロムが陰極によって還元されることが避けられず、効率が悪い。また、素焼きの隔膜を用いた装置においては、三価クロムが硫酸クロムとなって素焼きの円筒の表面に付着して電流効率が低下するため、表面の清掃をしなければならないという問題がある。また、鉄などの副成物を除去することもできない。

この考案は、三価クロムの酸化処理の効率及び能力を向上すると共に、装置の保守を軽減することを課題とするものである。

この考案のクロム酸エッチング溶液の再生装置は、六価クロム及び硫酸よりなるエッチング液に電解透析を行う電解槽において、陽極板と陰極板との間に隔膜を配設し、前記隔膜はフッ素系樹脂など耐食性がある多孔質膜、親水化膜又は陽イオン交換膜として構成するものである。
陽極は、鉛又は二酸化鉛など耐食性がありかつ酸素過電圧の高い金属を用いることが好ましい。
隔膜は、陰極版の陽極側面又は表裏両面に微小間隔を隔てて隔膜を配設して構成することが好ましいが、陰極板と隔膜との間隔は問わない。特に、隔膜は陽イオン交換膜を用い、陰極板及び隔膜は、電解槽の断面と同等の面積とし、それぞれフッ素系樹脂製の保持枠によって保持した構成とすることが好ましい。

この考案の再生装置において、還元された三価クロムを電解により六価クロムに還元し、エッチング液を再生することができる。そして、隔膜により陽極液（エッチング液）と陰極液（硫酸）とが分離されるので、六価クロムが陰極で還元することがなく、効率よく処理が行える。特に隔膜として陽イオン交換膜を用いると、陽極で副成する水素イオンとエッチング材から混入するＦｅ等の金属類を除去し陽極液を一定の濃度組成に保つことができる。
陰極において、陰極板に隔膜を対峙させて配設することにより、陰極表面への生成物の付着が防止でき、陰極板及び隔膜の面積を電解槽の断面積と同等にすることにより陰極板の面積を可及的に大きくすることができるので、電解面積が広く、消費電圧が低減する。そして、前記保持枠にフッ素系樹脂を用いることにより、腐食性の高い溶液の中でも耐久性を得ることができる。
また、この装置によればエッチング材料からエッチング液に混入する鉄等の不純金属を陰極室に分離することもできる。

図１はこの考案の装置の概略を示すものであり、電解槽１の一側に陽極板２が配設してあり、電解槽１の他側に陰極板３が配設してあり、前記陽極場板２と陰極板３の間に隔膜４が配設してある。すなわち、電解槽１は前記陽極板側の隔膜４によって陽極室５と陰極室６とに分離されている。前記隔膜４はフッ素系樹脂製の陽イオン交換膜、前記陽極板は鉛又は二酸化鉛など耐食性があり、かつ酸素過電圧の高い金属である。

図２は別の形態であり、電解槽１の両側に陽極板２，２ａが配設してあり、両陽極板の間、電解槽１のほぼ中央に陰極板３が配設してあり、陰極板３の両面に近接して隔膜４，４ａが配設してある。前記陽極板の近傍が陽極室５、陰極板の近傍が陰極室６となる。

図１，図２に示す電解槽１にエッチング廃液を導入すると、三価クロムは陽極室で酸化されて六価クロムＣｒ６＋となり、Ｈ２ＣｒＯ４、Ｃｒ２Ｏ７として陽極室５に存在する。したがって、前記隔膜４として陽イオン交換膜を用いることにより、六価クロムの陰極室６への移動が阻止され、陰極室における六価クロムの還元が防止できる。
また、エッチング廃液中の硫酸及び金属イオンは陽イオン交換膜を通過して陰極室６へ移動する。
したがって、陽極室において再利用可能なクロムエッチング液が再生される。

以下、隔膜及び陰極板の実施例を図３に基づき説明する。
前記陰極板３はステンレス板であって、前記電解槽１の断面とほぼ同一の大きさ、形状として、両側縁及び底縁はテフロン（登録商標）樹脂７でコーティングされている。その両側には前記テフロン樹脂部分に対応する形状のテフロン樹脂製のスペーサー８，８ａ，パッキン９，９ａが介在させてあり、前記パッキン９，９ａの外側に陽イオン交換膜４，４ａが配設してあり、その外側にテフロン樹脂製のパッキング１０，１０ａ，チタン製の枠に装着されたメッシュ１１、１１ａが配設してあり、前記陰極板３を中心として前記各部材はボルトで固定されている

上記のように構成された電解槽１に三価クロムＣｒ３＋を含むエッチング廃液を導入すると、廃液中の三価クロムは陽極で酸化されて六価クロムＣｒ６＋となり、硫酸は陽イオン交換膜４を通過して陰極室に移動する。他方、陽極室で副成される水素イオンと廃液に混在するＦｅ等の金属類もまた、陽イオン透過膜４を通過して陰極室に移動し、これらが陽極室５に戻ることはない。また、陽極室において六価クロムは、Ｈ２ＣｒＯ４、Ｃｒ２Ｏ７として存在するので、陽イオン透過膜に阻止されてＣｒ６＋として陰極室へ移動することはない。
その結果、陽極室では副成物や金属分を含まない、六価クロムと硫酸が生成され、これをエッチング溶液として再利用することができる。

この考案によれば、クロムエッチング廃液に含まれる三価クロムを六価クロムに酸化できると共に、廃液中の鉄分などの副生物を除去することが可能であり、エッチング廃液をエッチング液として再生し、再利用することができる。

この考案実施形態の概略図 同じく別の実施形態の概略図 陰極の実施例の分解斜視図

符号の説明

１ 電解槽
２ 陽極板
３ 陰極板
４、４ａ 隔膜
５ 陽極室
６ 陰極室

Claims (5)

1. 六価クロム及び硫酸よりなるエッチング液に電解透析を行う電解槽であって、
   前記電解槽に陽極板と陰極板とが配設され、前記陽極板と陰極板との間に隔膜が配設され、
   前記隔膜はフッ素系樹脂など耐食性がある多孔質膜、親水化膜又は陽イオン交換膜とした、
   クロム酸エッチング溶液の再生装置
2. 隔膜は、陰極版の陽極側面又は両面に対峙させて配設した、請求項１記載のクロム酸エッチング溶液の再生装置
3. 陽極は電解槽の両側に配設し、陰極は電解槽の中央部に配設し、陰極の両側にそれぞれ陽極との間に隔膜を配設した、請求項１記載のクロム酸エッチング溶液の再生装置
4. 隔膜は陽イオン交換膜とした、請求項１又は２記載のクロム酸エッチング溶液の再生装置
5. 陰極板及び隔膜は、電解槽の断面と同等の面積とし、それぞれフッ素系樹脂製の保持枠によって保持して構成した、請求項１ないし３の何れかに記載のクロム酸エッチング溶液の再生装置

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