JP3555348B2 - Al部材の着色工程の洗浄槽からの排水中の有価物の回収方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Al部材のニッケルメッキによる着色工程の洗浄槽の排水から有価物を回収する新規な方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
建築材料、車両部材等に広く使用されるAl部材は、近年種々のカラーに着色されている。かかるAl部材の着色工程は、多くの場合、被着色物であるAlを陰極とするニッケル塩浴中での電気メッキからなっている。使用されるニッケル塩は、主に硫酸塩であり、これに硼酸等が添加される。
【0003】
電気メッキ浴を出たAl部材は、次いで洗浄槽で水洗されるが、この洗浄槽からの排水中にはAl部材が電気メッキ浴から同伴したニッケル塩を始めとする種々の有価物が含有されることになる。従って、これをそのまま廃棄することは資源上無駄であるとともに公害上の見地よりも問題である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記ニッケル塩を始めとする種々の有価物が含有されるAl部材のニッケルメッキによる着色工程の洗浄槽からの排水中の有価物を効率よく回収する新規な方法を提供するものであり、特には上記排水中の有価物をAl部材のニッケルメッキによる着色工程に循環使用できる回収方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のAl部材の着色工程の洗浄槽からの排水中の有価物の回収方法は、Al部材のニッケルメッキによる着色工程の洗浄槽の排水を陽極、陰極間に陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に配列して構成される電気透析槽の希釈室に供給して通電することにより、上記排水中の有価物を濃縮室に回収する方法であって、電気透析槽の陽極室及び陰極室には、いずれもニッケル濃度として3〜1000mg/lの硫酸ニッケル水溶液を存在せしめることを特徴とする。
【0006】
以下に本発明について更に詳しく説明する。図1は本発明を実施する一例のフローチャートである。Al部材の着色工程のメッキ浴から出たAl部材は洗浄槽に移され、その洗浄槽からの排水1はタンク2に導入され、電気透析槽3の希釈室Dを通じて循環される。電気透析槽3の濃縮室Cには、電気透析槽3の運転当初は適宜の電解液、好ましくは希釈室Dに供給されるのと同じ洗浄槽からの排水1を供給する。濃縮室液は、タンク4を通じて循環される。電気透析槽3の陽極室E及び陰極室E′には、電極液が供給され、タンク5を通じて循環される。
【0007】
図2は、電気透析槽3におけるイオン交換膜の配列を示すものである。即ち、電気透析槽3では、陽極+と陰極−との間に陽イオン交換膜Kと陰イオン交換膜Aとの複数枚が交互に配列され、希釈室D及び濃縮室Cが交互に形成される。図2において、N−は排水中の陰イオン、M+は排水中の陽イオンを示し、電気透析槽に通電した場合は、矢印のように陽イオン及び陰イオンは移動し、イオンの希釈及び濃縮が行われる。
【0008】
本発明の電気透析槽3では、図2に示されるように陽極室E及び陰極室E′に隣接するイオン交換膜は、好ましくは何れも陰イオン交換膜であるのが好ましい。かかる場合、陽極室E及び陰極室E′に隣接する画室は何れも陰イオン交換膜から形成される緩衝室Xが形成され、該緩衝室Xの存在により陽極室E及び陰極室E′に面する陰イオン交換膜が破損した場合にも、電極液が希釈室D又は濃縮室Cに漏洩しないようにされる。緩衝室Xには好ましくは適宜の電解液、例えば洗浄槽からの排水1が供給せしめられる。
【0009】
本発明において、電気透析槽の陽極室E及び陰極室E′に、上記のようにニッケル濃度として3〜1000mg/lの硫酸ニッケル水溶液を存在せしめるのが重要である。ここで、上記両電極液として硫酸塩水溶液を使用するのは、この場合、電気透析槽の電極反応により水が分解され、酸素(O2)及び水素(H2)が発生し、それ以外の発生物や析出物がないので、水を補給するのみで組成変化することなく長期に安定して運転可能であるためである。
【0010】
しかし、本発明で上記両電極液として、硫酸ナトリウム塩水溶液等を使用する場合には、電気透析槽の濃縮室液中には、量は極めて少ないもののナトリウムが含有されることになり、かかる濃縮室液をAl部材の着色工程に循環使用した場合には、上記ナトリウムがたとえ微量でもAl部材のメッキに極めて大きい悪影響を及ぼすので好ましくない。これは、電気透析槽の両電極室を区画するイオン交換膜としては、本来ナトリウムイオンなどの陽イオンを透過しないはずの陰イオン交換膜を使用しても上記ナトリウムイオンの漏洩が生じるので、電極液として、硫酸ナトリウムの使用ができないことが判明した。この点本発明において、両電極液としての硫酸のニッケル塩水溶液を使用した場合は、上記のように電極液が陰イオン交換膜を通じて濃縮室液に漏洩したとしても、濃縮室液には、上記ナトリウムイオンは含有されず、含有されるのは、メッキ浴に有用なニッケルであるため何らの支障がない。
【0011】
電気透析槽の両電極液として使用される硫酸ニッケル水溶液は、ニッケル濃度として、3〜1000g/lの濃度であることが重要であることも判明した。濃度が小さい場合には、極液の電気抵抗が大きく好ましくなく、一方濃度が大きい場合には電気透析槽の陰極にてニッケル金属の電析が発生し、その電析品は針状成長するので陰極室に隣接するイオン交換膜を破損することになる。極液としての硫酸ニッケルは、ニッケル濃度として好ましくは10〜100mg/lが更に好適である。
【0012】
かくして、本発明では電気透析槽3の希釈室Dに供給された、Al部材の着色工程の洗浄槽からの排水2は、電気透析槽による電気透析処理を通じて排水中の陽イオンM+及び陰イオンN−が濃縮室Cに濃縮される。電気透析槽への通電は、電流密度が好ましくは0.01〜0.5A/dm2にて行われ、希釈室液及び濃縮室液は何れも好ましくは1〜10cm/secにて循環される。
【0013】
電気透析槽3の濃縮室液として回収される上記排水中の陽イオンM+及び陰イオンN−からなる有価物は勿論それ自体他の資源として活用することもできるが、本発明ではその成分上Al部材の着色工程に循環使用される場合には極めて有用である。
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定されるものでないことは勿論である。
【0014】
【実施例】
Al部材のニッケルメッキによる着色工程の洗浄槽からの排水(組成:主成分の硫酸ニッケル150mg/l)を、図1のフローチャートに従って処理した。電気透析槽は、図2に示したイオン交換膜の配列を有するセレミオン電気透析槽CSO型(旭硝子社商品名:希釈室10室、濃縮室10室、緩衝室2室、膜有効面積17.2dm2)を使用した。陽イオン交換膜としては、セレミオンCMV(旭硝子社商品名:強酸性均一膜、イオン交換容量3ミリ当量/g乾燥樹脂)、陰イオン交換膜としては、セレミオンAMV(旭硝子社商品名:強塩基性均一膜、イオン交換容量3.5ミリ当量/g乾燥樹脂)をそれぞれ使用した。
【0015】
電気透析槽の希釈室に上記排水を200l/hrで循環し、濃縮室には初期上記排水を5cm/secで循環し、陽極室及び陰極室には、いずれもニッケル濃度として、50mg/lの硫酸ニッケル水溶液を循環して電流密度0.05A/dm2にて通電したところ、約20時間後より、希釈室液、濃縮室液及び電極室液の組成濃度が安定し、240時間通電後もこれは安定したままであった。この間の各液の状態は表1の通りであり、ニッケルを回収する電流効率は87%と良好であった。
【0016】
【表1】
【0017】
上記電気透析槽の濃縮室液は、その組成上Al部材の着色工程に循環使用するのに全く問題がなかった。
[比較例]
上記実施例において、陽極室及び陰極室の両電極液として、pHを2.5を有する硫酸水溶液を使用した他は、実施例と全く同様に実施した。
【0018】
運転開始の直後より、両電極室液のpHは徐々に上昇したため、硫酸を添加しつつ、pHを2.5〜3.0範囲に調整しつつ、実施例と同じく連続240時間運転した。希釈室液、濃縮室液及び両電極液の組成濃度は必ずしも安定した状態ではなかったが、この間の各液の平均数値は表2の通りであった。
かかる比較例では、ニッケルを回収する電流効率も53%と低く、また得られる濃縮室液のpHは2.6と小さく、Al部材の着色工程への循環使用は極めて問題があった。
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、電気透析槽という簡敏な方法により、排水中の有価物であるニッケルなどが、電気透析槽の濃縮室液として、ナトリウムなどの不純物を含有することなく、高い電流効率で回収される。これらはこのままAl部材のニッケルメッキによる着色工程に循環使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する一例のフロチャート。
【図2】電気透析槽におけるイオン交換膜の配列を示す図。
【符号の説明】
1 排水
3 電気透析槽
A 陰イオン交換膜
K 陽イオン交換膜
N− 排水中の陰イオン
M+ 排水中の陽イオン
C 濃縮室
D 希釈室
E 陽極室
E′ 陰極室
X 緩衝室
【発明の属する技術分野】
本発明は、Al部材のニッケルメッキによる着色工程の洗浄槽の排水から有価物を回収する新規な方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
建築材料、車両部材等に広く使用されるAl部材は、近年種々のカラーに着色されている。かかるAl部材の着色工程は、多くの場合、被着色物であるAlを陰極とするニッケル塩浴中での電気メッキからなっている。使用されるニッケル塩は、主に硫酸塩であり、これに硼酸等が添加される。
【0003】
電気メッキ浴を出たAl部材は、次いで洗浄槽で水洗されるが、この洗浄槽からの排水中にはAl部材が電気メッキ浴から同伴したニッケル塩を始めとする種々の有価物が含有されることになる。従って、これをそのまま廃棄することは資源上無駄であるとともに公害上の見地よりも問題である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記ニッケル塩を始めとする種々の有価物が含有されるAl部材のニッケルメッキによる着色工程の洗浄槽からの排水中の有価物を効率よく回収する新規な方法を提供するものであり、特には上記排水中の有価物をAl部材のニッケルメッキによる着色工程に循環使用できる回収方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のAl部材の着色工程の洗浄槽からの排水中の有価物の回収方法は、Al部材のニッケルメッキによる着色工程の洗浄槽の排水を陽極、陰極間に陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に配列して構成される電気透析槽の希釈室に供給して通電することにより、上記排水中の有価物を濃縮室に回収する方法であって、電気透析槽の陽極室及び陰極室には、いずれもニッケル濃度として3〜1000mg/lの硫酸ニッケル水溶液を存在せしめることを特徴とする。
【0006】
以下に本発明について更に詳しく説明する。図1は本発明を実施する一例のフローチャートである。Al部材の着色工程のメッキ浴から出たAl部材は洗浄槽に移され、その洗浄槽からの排水1はタンク2に導入され、電気透析槽3の希釈室Dを通じて循環される。電気透析槽3の濃縮室Cには、電気透析槽3の運転当初は適宜の電解液、好ましくは希釈室Dに供給されるのと同じ洗浄槽からの排水1を供給する。濃縮室液は、タンク4を通じて循環される。電気透析槽3の陽極室E及び陰極室E′には、電極液が供給され、タンク5を通じて循環される。
【0007】
図2は、電気透析槽3におけるイオン交換膜の配列を示すものである。即ち、電気透析槽3では、陽極+と陰極−との間に陽イオン交換膜Kと陰イオン交換膜Aとの複数枚が交互に配列され、希釈室D及び濃縮室Cが交互に形成される。図2において、N−は排水中の陰イオン、M+は排水中の陽イオンを示し、電気透析槽に通電した場合は、矢印のように陽イオン及び陰イオンは移動し、イオンの希釈及び濃縮が行われる。
【0008】
本発明の電気透析槽3では、図2に示されるように陽極室E及び陰極室E′に隣接するイオン交換膜は、好ましくは何れも陰イオン交換膜であるのが好ましい。かかる場合、陽極室E及び陰極室E′に隣接する画室は何れも陰イオン交換膜から形成される緩衝室Xが形成され、該緩衝室Xの存在により陽極室E及び陰極室E′に面する陰イオン交換膜が破損した場合にも、電極液が希釈室D又は濃縮室Cに漏洩しないようにされる。緩衝室Xには好ましくは適宜の電解液、例えば洗浄槽からの排水1が供給せしめられる。
【0009】
本発明において、電気透析槽の陽極室E及び陰極室E′に、上記のようにニッケル濃度として3〜1000mg/lの硫酸ニッケル水溶液を存在せしめるのが重要である。ここで、上記両電極液として硫酸塩水溶液を使用するのは、この場合、電気透析槽の電極反応により水が分解され、酸素(O2)及び水素(H2)が発生し、それ以外の発生物や析出物がないので、水を補給するのみで組成変化することなく長期に安定して運転可能であるためである。
【0010】
しかし、本発明で上記両電極液として、硫酸ナトリウム塩水溶液等を使用する場合には、電気透析槽の濃縮室液中には、量は極めて少ないもののナトリウムが含有されることになり、かかる濃縮室液をAl部材の着色工程に循環使用した場合には、上記ナトリウムがたとえ微量でもAl部材のメッキに極めて大きい悪影響を及ぼすので好ましくない。これは、電気透析槽の両電極室を区画するイオン交換膜としては、本来ナトリウムイオンなどの陽イオンを透過しないはずの陰イオン交換膜を使用しても上記ナトリウムイオンの漏洩が生じるので、電極液として、硫酸ナトリウムの使用ができないことが判明した。この点本発明において、両電極液としての硫酸のニッケル塩水溶液を使用した場合は、上記のように電極液が陰イオン交換膜を通じて濃縮室液に漏洩したとしても、濃縮室液には、上記ナトリウムイオンは含有されず、含有されるのは、メッキ浴に有用なニッケルであるため何らの支障がない。
【0011】
電気透析槽の両電極液として使用される硫酸ニッケル水溶液は、ニッケル濃度として、3〜1000g/lの濃度であることが重要であることも判明した。濃度が小さい場合には、極液の電気抵抗が大きく好ましくなく、一方濃度が大きい場合には電気透析槽の陰極にてニッケル金属の電析が発生し、その電析品は針状成長するので陰極室に隣接するイオン交換膜を破損することになる。極液としての硫酸ニッケルは、ニッケル濃度として好ましくは10〜100mg/lが更に好適である。
【0012】
かくして、本発明では電気透析槽3の希釈室Dに供給された、Al部材の着色工程の洗浄槽からの排水2は、電気透析槽による電気透析処理を通じて排水中の陽イオンM+及び陰イオンN−が濃縮室Cに濃縮される。電気透析槽への通電は、電流密度が好ましくは0.01〜0.5A/dm2にて行われ、希釈室液及び濃縮室液は何れも好ましくは1〜10cm/secにて循環される。
【0013】
電気透析槽3の濃縮室液として回収される上記排水中の陽イオンM+及び陰イオンN−からなる有価物は勿論それ自体他の資源として活用することもできるが、本発明ではその成分上Al部材の着色工程に循環使用される場合には極めて有用である。
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定されるものでないことは勿論である。
【0014】
【実施例】
Al部材のニッケルメッキによる着色工程の洗浄槽からの排水(組成:主成分の硫酸ニッケル150mg/l)を、図1のフローチャートに従って処理した。電気透析槽は、図2に示したイオン交換膜の配列を有するセレミオン電気透析槽CSO型(旭硝子社商品名:希釈室10室、濃縮室10室、緩衝室2室、膜有効面積17.2dm2)を使用した。陽イオン交換膜としては、セレミオンCMV(旭硝子社商品名:強酸性均一膜、イオン交換容量3ミリ当量/g乾燥樹脂)、陰イオン交換膜としては、セレミオンAMV(旭硝子社商品名:強塩基性均一膜、イオン交換容量3.5ミリ当量/g乾燥樹脂)をそれぞれ使用した。
【0015】
電気透析槽の希釈室に上記排水を200l/hrで循環し、濃縮室には初期上記排水を5cm/secで循環し、陽極室及び陰極室には、いずれもニッケル濃度として、50mg/lの硫酸ニッケル水溶液を循環して電流密度0.05A/dm2にて通電したところ、約20時間後より、希釈室液、濃縮室液及び電極室液の組成濃度が安定し、240時間通電後もこれは安定したままであった。この間の各液の状態は表1の通りであり、ニッケルを回収する電流効率は87%と良好であった。
【0016】
【表1】
【0017】
上記電気透析槽の濃縮室液は、その組成上Al部材の着色工程に循環使用するのに全く問題がなかった。
[比較例]
上記実施例において、陽極室及び陰極室の両電極液として、pHを2.5を有する硫酸水溶液を使用した他は、実施例と全く同様に実施した。
【0018】
運転開始の直後より、両電極室液のpHは徐々に上昇したため、硫酸を添加しつつ、pHを2.5〜3.0範囲に調整しつつ、実施例と同じく連続240時間運転した。希釈室液、濃縮室液及び両電極液の組成濃度は必ずしも安定した状態ではなかったが、この間の各液の平均数値は表2の通りであった。
かかる比較例では、ニッケルを回収する電流効率も53%と低く、また得られる濃縮室液のpHは2.6と小さく、Al部材の着色工程への循環使用は極めて問題があった。
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、電気透析槽という簡敏な方法により、排水中の有価物であるニッケルなどが、電気透析槽の濃縮室液として、ナトリウムなどの不純物を含有することなく、高い電流効率で回収される。これらはこのままAl部材のニッケルメッキによる着色工程に循環使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する一例のフロチャート。
【図2】電気透析槽におけるイオン交換膜の配列を示す図。
【符号の説明】
1 排水
3 電気透析槽
A 陰イオン交換膜
K 陽イオン交換膜
N− 排水中の陰イオン
M+ 排水中の陽イオン
C 濃縮室
D 希釈室
E 陽極室
E′ 陰極室
X 緩衝室
Claims (3)
- Al部材のニッケルメッキによる着色工程の洗浄槽の排水を陽極、陰極間に陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に配列して構成される電気透析槽の希釈室に供給して通電することにより、上記排水中の有価物を濃縮室に回収する方法であって、電気透析槽の陽極室及び陰極室には、いずれもニッケル濃度として3〜1000mg/lの硫酸ニッケル水溶液を存在せしめることを特徴とするAl部材の着色工程の洗浄槽からの排水中の有価物の回収方法。
- 電気透析槽の陽極室及び陰極室に隣接するイオン交換膜がいずれも陰イオン交換膜である請求項1の回収方法。
- 電気透析槽の濃縮室に回収される濃縮溶液をAl部材の着色工程に循環せしめる請求項1又は2の回収方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21956296A JP3555348B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Al部材の着色工程の洗浄槽からの排水中の有価物の回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21956296A JP3555348B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Al部材の着色工程の洗浄槽からの排水中の有価物の回収方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1060696A JPH1060696A (ja) | 1998-03-03 |
JP3555348B2 true JP3555348B2 (ja) | 2004-08-18 |
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ID=16737461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21956296A Expired - Fee Related JP3555348B2 (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | Al部材の着色工程の洗浄槽からの排水中の有価物の回収方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3555348B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4019644B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2007-12-12 | 株式会社明電舎 | 浄水方法,浄水装置および浄水システム |
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1996
- 1996-08-21 JP JP21956296A patent/JP3555348B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH1060696A (ja) | 1998-03-03 |
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