JP5125278B2 - Method of electrolytic oxidation of etching waste liquid - Google Patents

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Description

本発明は、エッチング廃液の電解酸化方法に関し、さらに詳しくは、塩化鉄又は塩化銅を含むエッチング廃液を、電解液として電解槽に通液して該エッチング廃液中の低価数イオンを高価数イオンに電解酸化する方法において、アノード表面でのエッチング廃液の過剰酸化を抑制し、電解槽からの塩素ガスの発生を防止しながら、エッチング廃液を効率的に電解酸化する方法に関する。   The present invention relates to a method for electrolytic oxidation of an etching waste liquid, and more specifically, an etching waste liquid containing iron chloride or copper chloride is passed through an electrolytic bath as an electrolytic solution, and low-valent ions in the etching waste liquid are converted to high-valence ions. The present invention relates to a method for electrolytically oxidizing an etching waste liquid while suppressing excessive oxidation of the etching waste liquid on the anode surface and preventing generation of chlorine gas from the electrolytic cell.

種々の金属又は合金を含有するスクラップから有価金属を回収する方法、或いは金属の溶解工程を伴う加工工程において、エッチング液を用いて金属を溶解し、その後溶解液から金属を分離することが行なわれている。例えば、半導体集積回路のベースとなるリードフレームの製造においては、エッチング液として、一般的に主成分として塩化銅及び/又は塩化鉄の高価数イオンを含有する酸性水溶液を使用して、銅などの金属板を所定の形状に溶解加工するエッチング処理が広く採用されている。この際、エッチング処理後の金属溶解力が低下した酸性水溶液、所謂エッチング廃液は、金属の溶解力を向上させるために、溶解金属を分離することとともに、金属溶解力を再生して再利用することが行われる。   In a method of recovering valuable metals from scraps containing various metals or alloys, or in a processing step involving a metal melting step, the metal is dissolved using an etching solution, and then the metal is separated from the solution. ing. For example, in the manufacture of a lead frame serving as a base for a semiconductor integrated circuit, an acidic aqueous solution containing generally a high number of ions of copper chloride and / or iron chloride as a main component is generally used as an etching solution. An etching process that melts and processes a metal plate into a predetermined shape is widely adopted. At this time, an acidic aqueous solution having a reduced metal dissolving power after etching treatment, so-called etching waste liquid, is used to separate the dissolved metal and recycle and reuse the metal dissolving power in order to improve the metal dissolving power. Is done.

ところで、エッチング処理においては、塩化銅又は塩化鉄の高価数イオンが金属を浸出して低価数イオンへ還元される反応が行なわれるので、エッチング処理後の金属溶解力が低下した酸性水溶液、所謂エッチング廃液は、低価数イオンが多くなっている。したがって、エッチング廃液の金属溶解力を再生するためには、液に含まれる低価数イオン、すなわち2価の鉄イオン又は1価の銅イオンを、それぞれ高価数イオン、すなわち3価の鉄イオンや2価の銅イオンに酸化すればよい。
このため、従来、エッチング廃液中に塩素ガスを吹き込むことにより、酸化し再生することが行われてきた。しかしながら、塩素ガスは有毒であり、工場からの輸送、貯蔵、設置などその管理には多大な注意を要する。また、塩素ガスは腐食性が著しいため、漏洩を防止するための配管材質の選定及び雰囲気の管理などの安全及び環境面での配慮及び投資も無視できない。
By the way, in the etching process, a reaction in which expensive ions of copper chloride or iron chloride are leached out of the metal and reduced to low valence ions is performed. The etching waste liquid is rich in low-valent ions. Therefore, in order to regenerate the metal dissolving power of the etching waste liquid, low-valent ions contained in the liquid, that is, divalent iron ions or monovalent copper ions are respectively converted into expensive valence ions, that is, trivalent iron ions, What is necessary is just to oxidize to a bivalent copper ion.
For this reason, conventionally, oxidation and regeneration have been performed by blowing chlorine gas into the etching waste liquid. However, chlorine gas is toxic and requires great care in its management such as transportation, storage and installation from the factory. In addition, since chlorine gas is extremely corrosive, safety and environmental considerations and investments such as selection of piping materials and atmosphere management to prevent leakage cannot be ignored.

この他に、塩素ガスを直接的には使わないエッチング廃液の再生方法として、電解酸化による方法が知られている。この方法では、電解槽を用いて、その内部に設置したアノードとカソード間に通電し、エッチング廃液を電解酸化する。しかしながら、アノード側で酸化すると、当然のことながらカソード側では還元反応が生じるので、酸化と還元が打ち消しあって酸化効率が低下して液を再生することができない。
このため、アノード側で生成されたガスやイオン等がカソード側付近に拡散することを防止することができる隔膜電解法を採用して、アノードとカソードの間をイオン交換膜で仕切ってアノード室とカソード室に分割した電解槽により、エッチング廃液を電解酸化する方法(例えば、特許文献1、2参照。)が提案されている。
In addition, a method using electrolytic oxidation is known as a method for regenerating an etching waste liquid that does not directly use chlorine gas. In this method, an electrolytic cell is used to energize between an anode and a cathode installed inside the electrolytic cell to electrolytically oxidize the etching waste liquid. However, if oxidation is performed on the anode side, a reduction reaction naturally occurs on the cathode side, so that the oxidation and reduction cancel each other, and the oxidation efficiency is lowered, so that the liquid cannot be regenerated.
For this reason, a diaphragm electrolysis method that can prevent the gas or ions generated on the anode side from diffusing near the cathode side is adopted, and the anode chamber is separated from the anode and the cathode by an ion exchange membrane. There has been proposed a method (for example, refer to Patent Documents 1 and 2) in which an etching waste liquid is electrolytically oxidized in an electrolytic cell divided into a cathode chamber.

しかしながら、この方法では、隔膜に係る問題と塩素ガスの発生に係る問題とにおいて、解決すべき大きな問題があった。すなわち、まず、隔膜に係る問題としては、イオン交換膜は高価であるうえ、エッチング廃液のように酸化物の沈殿が生じやすい場合には、閉塞したり、膜の交換透過能力が低下して寿命が短くなったり、抵抗が増加して電槽電圧が上昇するなど、管理とコストの点で不利であるという問題があった。しかも、一般的に、エッチング廃液を電解酸化する方法で用いる電解槽では、アノードを隔膜で仕切られたボックス内に装入する構造のものであったが、この構造は著しく複雑であり、投資及び管理上、問題であった。   However, in this method, there are major problems to be solved in the problem relating to the diaphragm and the problem relating to the generation of chlorine gas. That is, as a problem related to the diaphragm, the ion exchange membrane is expensive, and when the oxide is likely to be precipitated like an etching waste liquid, the membrane is clogged or the exchange permeation ability of the membrane is lowered, resulting in a lifetime. There is a problem in that it is disadvantageous in terms of management and costs, such as shortening the length, increasing the resistance and increasing the cell voltage. Moreover, in general, the electrolytic cell used in the method of electrolytic oxidation of the etching waste liquid has a structure in which the anode is inserted into a box partitioned by a diaphragm, but this structure is extremely complicated, and investment and Administratively, it was a problem.

次に、塩素ガスの発生に係る問題としては、電解酸化での塩素ガスの発生を防止するための制御方法に関する課題である。すなわち、エッチング廃液を電解酸化する場合、アノード表面で低価数イオンが高価数イオンになる以上に過剰な酸化状態になると、電極表面から塩素がガスとして発生する。発生した塩素ガスの環境への影響を避けるためには、環集装置を用いて回収し、中和して除害することが不可欠となり、その投資と薬品代などのコストが上昇する。
ところで、このような塩素ガスの発生は、電解での電流量又は通液量を制御することにより、アノード表面での過剰な酸化状態を抑えることにより防止することができる。しかしながら、前記電流量又は通液量を制御することにより、電解槽内での電解液の均一性を維持することは難しく、例えば、アノード表面での過剰酸化による塩素ガスの発生を抑えようとし過ぎたときには、酸化不足の電解液が排出される恐れがある。例えば、電解槽内での電解液の均一化のため、オーバーフロー方式の液流れでアノード近傍を撹拌する方法(例えば、特許文献3参照。)が提案されているが、取り付けスペース、多数の機器を設置するコスト等から必ずしも実用的ではない。
Next, as a problem relating to the generation of chlorine gas, there is a problem relating to a control method for preventing the generation of chlorine gas in electrolytic oxidation. That is, when electrolytically oxidizing the etching waste liquid, chlorine is generated as a gas from the electrode surface when the low valence ions are excessively oxidized on the anode surface beyond the high-value ions. In order to avoid the influence of the generated chlorine gas on the environment, it is indispensable to collect it using a collector, neutralize it and eliminate it, and the cost of such investment and chemical costs increases.
By the way, such generation of chlorine gas can be prevented by suppressing the excessive oxidation state on the anode surface by controlling the amount of electric current or the amount of liquid flow through electrolysis. However, it is difficult to maintain the uniformity of the electrolytic solution in the electrolytic cell by controlling the amount of current or the amount of liquid flow. For example, it is too much to suppress the generation of chlorine gas due to excessive oxidation on the anode surface. In such a case, there is a risk that the insufficiently oxidized electrolyte may be discharged. For example, in order to homogenize the electrolyte in the electrolytic cell, a method of stirring the vicinity of the anode with an overflow type liquid flow (for example, see Patent Document 3) has been proposed. It is not always practical because of the installation cost.

さらに、電解槽の構造についても解決すべき多くの課題がある。例えば、エッチング廃液の電解酸化においても、大量の液を処理するため、従来から金属の電解製錬などで一般に使われてきた多数のアノードとカソードを電解槽内に狭い間隔で交互に密に装入する方式のものが用いられている(例えば、特許文献4参照。)が、このような方式では、アノード側とカソード側の両方へ電解液を供給し排出するための構造が複雑になるため投資コストもかさんでしまう。また、多数の電極ボックスへの液流れを完全に均一化して供給することは、操業上かつ管理上からも容易ではない。   Furthermore, there are many problems to be solved regarding the structure of the electrolytic cell. For example, in the electrolytic oxidation of etching waste liquid, in order to process a large amount of liquid, a large number of anodes and cathodes, which have been conventionally used in metal electrolytic smelting and the like, are alternately and densely installed in the electrolytic cell at narrow intervals. However, in this method, the structure for supplying and discharging the electrolytic solution to both the anode side and the cathode side becomes complicated. Investment costs will also increase. In addition, it is not easy from the viewpoint of operation and management to supply the liquid flow to a large number of electrode boxes in a uniform manner.

以上の状況から、電解酸化によりエッチング廃液を再生方法において、上記のような設備又は制御に係る問題を解決し、電解槽からの塩素ガスの発生を防止しながら、エッチング廃液を効率的に電解酸化する方法が求められていた。   From the above situation, in the method of regenerating etching waste liquid by electrolytic oxidation, the above problems related to equipment or control are solved, and the etching waste liquid is efficiently electrolytically oxidized while preventing generation of chlorine gas from the electrolytic cell. There was a need for a way to do it.

特開平6−207281号公報(第1頁、第2頁)JP-A-6-207281 (first page, second page) 特開平10−18062号公報(第1頁、第2頁)JP-A-10-18062 (first page, second page) 特開2000−303192号公報(第1頁、第2頁)JP 2000-303192 A (first page, second page) 特開平7−70784号公報(第1頁、第2頁、図1)Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-70784 (first page, second page, FIG. 1)

本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、塩化鉄又は塩化銅を含むエッチング廃液を、電解液として電解槽に通液して該エッチング廃液中の低価数イオンを高価数イオンに電解酸化する方法において、アノード表面でのエッチング廃液の過剰酸化を抑制し、電解槽からの塩素ガスの発生を防止しながら、エッチング廃液を設備投資及び操業コスト上効率的に電解酸化する方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, by passing an etching waste liquid containing iron chloride or copper chloride as an electrolytic solution through an electrolytic bath, and converting low-valent ions in the etching waste liquid to high-valence ions. In the method of electrolytic oxidation, the method of efficiently oxidizing the etching waste liquid in terms of capital investment and operation cost while suppressing the excessive oxidation of the etching waste liquid on the anode surface and preventing the generation of chlorine gas from the electrolytic cell. It is to provide.

本発明者らは、上記目的を達成するために、塩化鉄、塩化銅等を含むエッチング廃液を、電解液として隔膜で仕切られているアノード室とカソード室からなる電解槽に通液して該エッチング廃液中の低価数イオンを高価数イオンに電解酸化する方法について、鋭意研究を重ねた結果、特定の隔膜材質、給排液の調節を行う手段、酸化還元電位を制御する手段、及び通電電流の調節を行う給電手段を備えた電解槽を用いて、該エッチング廃液を電解槽へ給液し、アノード室からの排液の特定量を給液として循環しながら、アノード室からの排液の酸化還元電位を特定値に制御したところ、アノード表面でのエッチング廃液の過剰酸化を抑制し、塩素ガスの発生を防止しながら、エッチング廃液を効率的に電解酸化することができることを見出し、本発明を完成した。   In order to achieve the above-mentioned object, the inventors have passed an etching waste liquid containing iron chloride, copper chloride, etc. through an electrolytic cell comprising an anode chamber and a cathode chamber partitioned by a diaphragm as an electrolytic solution. As a result of intensive research on the method of electrolytic oxidation of low valence ions in etching waste liquid to expensive ions, specific diaphragm materials, means for adjusting supply / drainage, means for controlling oxidation-reduction potential, and energization Using an electrolytic cell equipped with a power supply means for adjusting the current, the etching waste liquid is supplied to the electrolytic cell, and a specific amount of the drainage liquid from the anode chamber is circulated as a supply liquid while the drainage liquid from the anode chamber is discharged. When the oxidation-reduction potential of was controlled to a specific value, it was found that the etching waste liquid can be efficiently electrolytically oxidized while suppressing excessive oxidation of the etching waste liquid on the anode surface and preventing the generation of chlorine gas. And it completed the present invention.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、塩化鉄を含むエッチング廃液を、電解液として隔膜で仕切られているアノード室とカソード室からなる電解槽に通液して該エッチング廃液中の低価数イオンを高価数イオンに電解酸化する方法において、
下記の電解槽(B)を用いて、前記エッチング廃液を電解槽へ給液し、アノード室からの排液量の15〜50%を給液として循環しながら、アノード室からの排液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値を550〜800mVに制御することを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。
電解槽(B):横長形状のボックス内に、長手方向に2〜6個形状がメッシュ状のアノードを電極幅方向に直列に並べて設置したアノード列と、かつ、アノード室内に、電極面に沿う電解液の流れが該メッシュ状のアノードを横切るように変える邪魔板を備え、アノードと同数のカソードをアノード列の片側に両者の電極面の片面のみが対面するように直列に並べて設置したカソード列とからなる2〜6個の電極対が濾布製の隔膜で仕切られているアノード室とカソード室から構成されており、該アノード室と該カソード室のそれぞれが、独自に、電解液を各列に直交する一方の面側から給液して反対側から排液し、かつアノード室の排液を給液に繰り返す給排液の調節を行う手段、酸化還元電位を該アノード室の排液側で検出し制御する手段、該アノード列と該カソード列の極間距離を設定する手段、及び個々の電極対毎に通電電流の調節を行う給電手段を備える。
That is, according to the first aspect of the present invention, an etching waste solution containing iron chloride is passed through an electrolytic cell composed of an anode chamber and a cathode chamber partitioned by a diaphragm as an electrolytic solution, and the low concentration of the etching waste solution is reduced. In the method of electrolytic oxidation of valence ions to expensive ions,
Using the following electrolytic cell (B), the etching waste liquid is supplied to the electrolytic cell, and 15 to 50% of the amount discharged from the anode chamber is circulated as the supplied liquid, while oxidizing the discharged liquid from the anode chamber. There is provided an electrolytic oxidation method of an etching waste liquid, wherein a control value of a reduction potential (silver / silver chloride electrode reference) is controlled to 550 to 800 mV.
Electrolyzer (B): An anode array in which 2 to 6 mesh-shaped anodes are arranged in series in the electrode width direction in a horizontally long box, and in the anode chamber, on the electrode surface A cathode having a baffle plate that changes the flow of the electrolyte along the meshed anode so that the same number of cathodes as the anodes are arranged in series so that only one side of both electrode faces faces on one side of the anode row 2 to 6 electrode pairs composed of rows are composed of an anode chamber and a cathode chamber separated by a filter cloth diaphragm, and each of the anode chamber and the cathode chamber independently has an electrolyte solution. Means for adjusting the supply / drainage of liquid supplied from one side orthogonal to the row and drained from the opposite side and repeating the drainage of the anode chamber to the supply fluid; Detect and control on the side Comprising stages, means for setting the distance between electrodes of the anode columns and the cathode row, and power supply means for regulating the current supplied to each individual electrode pair.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、上記電解槽(B)の給排液の調節を行う手段は、前記アノード室の排液の給液への循環が、該排液を受け入れかつ液の電解槽への循環と自己循環が行える貯液槽を介して、アノード室と貯液槽の液の酸化還元電位が一定化するまで継続して行われ、その後、電解酸化を継続するため、貯液槽から電解酸化終了液として系外に払い出し、排出された電解酸化終了液相当分の新規のエッチング廃液を受け入れる制御を行うことを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。   Further, according to the second invention of the present invention, in the first invention, the means for adjusting the supply / drainage liquid of the electrolytic cell (B) is characterized in that the circulation of the drainage liquid of the anode chamber to the supply liquid is Through the storage tank that accepts the drainage liquid and can circulate the liquid to the electrolytic cell and perform self-circulation, it is continuously performed until the oxidation-reduction potential of the liquid in the anode chamber and the storage tank becomes constant, and then In order to continue the electrolytic oxidation, the electrolytic oxidation of the etching waste liquid is characterized in that it is discharged from the storage tank as an electrolytic oxidation completion liquid and is controlled to receive a new etching waste liquid corresponding to the discharged electrolytic oxidation completion liquid. A method is provided.

また、本発明の第の発明によれば、第1又は2の発明において、上記電解槽(B)の酸化還元電位を検出し制御する手段は、アノード室からの排液の酸化還元電位の管理値を電解槽への通電電流の増減により制御することを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。 According to the third invention of the present invention, in the first or second invention, the means for detecting and controlling the oxidation-reduction potential of the electrolytic cell (B) is the oxidation-reduction potential of the effluent from the anode chamber. There is provided an electrolytic oxidation method for an etching waste liquid, characterized in that a control value is controlled by increasing or decreasing an energization current to an electrolytic cell.

また、本発明の第の発明によれば、第1又は2の発明において、上記電解槽(B)の通電電流の調節を行う給電手段は、通電電流を個々の電極対毎に調節することを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。 According to the fourth invention of the present invention, in the first or second invention, the power feeding means for adjusting the energization current of the electrolytic cell (B) regulates the energization current for each electrode pair. An electrolytic oxidation method of an etching waste liquid is provided.

また、本発明の第の発明によれば、第の発明において、前記通電電流は、給液側の電極で高く、一方排液側の電極で低くなるように設定することを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect , the energization current is set to be high at the liquid supply side electrode and low at the drainage side electrode. A method for electrolytic oxidation of an etching waste liquid is provided.

また、本発明の第の発明によれば、第1又は2の発明において、上記電解槽(B)の極間距離を設定する手段は、極間距離の設定値をエッチング廃液の電気伝導度に応じて選定することを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。 According to the sixth invention of the present invention, in the first or second invention, the means for setting the interelectrode distance of the electrolytic cell (B) sets the set value of the interelectrode distance to the electrical conductivity of the etching waste liquid. The method of electrolytic oxidation of an etching waste liquid, which is selected according to the above, is provided.

また、本発明の第の発明によれば、第1又は2の発明において、上記電解槽は、少なくとも2槽以上の電解槽(B)を並列配置、又は直列配置したものであることを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。 According to the seventh invention of the present invention, in the first or second invention, the electrolytic cell is one in which at least two electrolytic cells (B) are arranged in parallel or in series. An electrolytic oxidation method for the etching waste liquid is provided.

また、本発明の第の発明によれば、第の発明において、前記並列配置では、各電解槽(B)への給電を、個別の給電装置、或いは全槽又は各電解槽の少なくとも2槽以上に電気的に直列に接続した給電装置で行い、一方各電解槽(B)への給液を、塩化鉄を含むエッチング廃液を分割して各電解槽のアノード室とカソード室のそれぞれに給液することを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。 According to the eighth invention of the present invention, in the seventh invention, in the parallel arrangement, power is supplied to each electrolytic cell (B) by using an individual power supply device, or at least 2 of all the electrolytic cells or each electrolytic cell. The feeding device is electrically connected in series to the tank or more. On the other hand, the liquid supply to each electrolytic cell (B) is divided into the etching waste liquid containing iron chloride to each of the anode chamber and the cathode chamber of each electrolytic cell. A method for electrolytic oxidation of an etching waste liquid is provided.

また、本発明の第の発明によれば、第1又は2の発明において、さらに、電解槽(B)の酸化還元電位の指示値又は設置された塩素ガス濃度計の警報値に応じて、カソード室からの排液をアノード室に挿入し、該アノード室の酸化還元電位を前記管理値に調節する緊急手段を備えることを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。 Further, according to the ninth invention of the present invention, in the first or second invention, according to the indication value of the oxidation-reduction potential of the electrolytic cell (B) or the alarm value of the installed chlorine gas concentration meter, There is provided an electrolytic oxidation method of an etching waste liquid, characterized by comprising emergency means for inserting drainage liquid from the cathode chamber into the anode chamber and adjusting the oxidation-reduction potential of the anode chamber to the control value.

また、本発明の第10の発明によれば、第1〜9のいずれかの発明のエッチング廃液の電解酸化方法において、エッチング廃液は塩化鉄に代えて塩化銅を含むものであること、及び酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)は、400〜800mVであることを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法が提供される。 According to the tenth invention of the present invention, in the electrolytic oxidation method of the etching waste liquid according to any one of the first to ninth inventions, the etching waste liquid contains copper chloride instead of iron chloride, and the oxidation-reduction potential. (A silver / silver chloride electrode standard) is 400 to 800 mV, and an electrolytic oxidation method of an etching waste liquid is provided.

本発明のエッチング廃液の電解酸方法は、塩化鉄又は塩化銅を含むエッチング廃液を、電解液として電解槽に通液して該エッチング廃液中の低価数イオンを高価数イオンに電解酸化する方法において、アノード表面でのエッチング廃液の過剰酸化を抑制し、電解槽からの塩素ガスの発生を防止しながら、エッチング廃液を設備投資及び操業コスト上効率的に電解酸化することができるので、その工業的価値は極めて大きい。 Electrolytic oxidation method of the etching waste liquid of the present invention, the etching waste liquid containing iron or copper chloride, was passed through the electrolytic cell to electrolytically oxidized to high valence ions of low valence ions in the etching waste liquid as an electrolyte In the method, excessive oxidation of the etching waste liquid on the anode surface is suppressed, and the etching waste liquid can be efficiently electrolytically oxidized in terms of capital investment and operation cost while preventing generation of chlorine gas from the electrolytic cell. Industrial value is extremely high.

さらに、2個以上の電極対から構成される横長形状の電解槽(B)を用いれば、特に、ここで、アノード室の排液の給液への循環が、該排液を受け入れかつ液の自己循環が行なえる貯液槽を介して、アノード室と貯液槽の液の酸化還元電位が一定化するまで継続して行なわれ、その後、貯液槽から再生終了液として系外に払い出し、排出された再生終了液相当分の新規のエッチング廃液を受け入れる制御により、電解槽の給排液の調節を行う手段を用いれば、より効率的に電解酸化することができるので、より有利である。   Further, if a horizontally long electrolytic cell (B) composed of two or more electrode pairs is used, in particular, the circulation of the drainage liquid in the anode chamber to the liquid supply receives the drainage liquid and This is continued until the oxidation-reduction potential of the liquid in the anode chamber and the liquid storage tank is made constant through the liquid storage tank capable of self-circulation, and then discharged from the liquid storage system as a regeneration completion liquid. By using a means for adjusting the supply / drainage liquid of the electrolytic cell by the control of receiving the new etching waste liquid corresponding to the discharged regeneration completion liquid, it is more advantageous because the electrolytic oxidation can be performed more efficiently.

以下、本発明のエッチング廃液の電解酸方法を詳細に説明する。
本発明のエッチング廃液の電解酸化方法は、塩化鉄を含むエッチング廃液を、電解液として隔膜で仕切られているアノード室とカソード室からなる電解槽に通液して該エッチング廃液中の低価数イオンを高価数イオンに電解酸化する方法において、下記の電解槽(A)又は電解槽(B)を用いて、前記エッチング廃液を電解槽へ給液し、アノード室からの排液量の15〜50%を給液として循環しながら、アノード室からの排液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値を550〜800mVに制御することを特徴とする。
電解槽(A):ボックス内に設置したアノードとカソードからなる電極対が濾布製の隔膜で仕切られているアノード室とカソード室から構成されており、該アノード室と該カソード室のそれぞれが、独自に、電解液を給排液し、かつアノード室の排液を給液に繰り返す給排液の調節を行う手段、該アノード室の排液側で酸化還元電位を検出し、該酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値を電解槽への給液流量又は通電電流の増減により制御する手段、及び通電電流の調節を行う給電手段を備える。
電解槽(B):横長形状のボックス内に、長手方向に少なくとも2個以上のアノードを電極幅方向に直列に並べて設置したアノード列と、それと同数のカソードをアノード列の片側に両者の電極面の片面のみが対面するように直列に並べて設置したカソード列とからなる少なくとも2個以上の電極対が濾布製の隔膜で仕切られているアノード室とカソード室から構成されており、該アノード室と該カソード室のそれぞれが、独自に、電解液を各列に直交する一方の面側から給液して反対側から排液し、かつアノード室の排液を給液に繰り返す給排液の調節を行う手段、酸化還元電位を該アノード室の排液側で検出し制御する手段、該アノード列と該カソード列の極間距離を設定する手段、及び個々の電極対毎に通電電流の調節を行う給電手段を備える。
Hereinafter, the electrolytic acid method for etching waste liquid according to the present invention will be described in detail.
The method for electrolytic oxidation of an etching waste liquid according to the present invention comprises passing an etching waste liquid containing iron chloride as an electrolytic solution through an electrolytic cell composed of an anode chamber and a cathode chamber separated by a diaphragm, and reducing the low valence in the etching waste liquid. In the method of electrolytically oxidizing ions into an expensive number of ions, using the following electrolytic cell (A) or electrolytic cell (B), the etching waste liquid is supplied to the electrolytic cell, and the amount of liquid discharged from the anode chamber is 15 to 15%. The control value of the oxidation-reduction potential (silver / silver chloride electrode standard) of the drainage from the anode chamber is controlled to 550 to 800 mV while circulating 50% as the supply liquid.
Electrolysis cell (A): an electrode pair comprising an anode and a cathode installed in a box is composed of an anode chamber and a cathode chamber separated by a filter cloth diaphragm, each of the anode chamber and the cathode chamber being Independently, means for adjusting the supply and discharge liquid for supplying and discharging the electrolyte and repeating the discharge of the anode chamber to the supply liquid, detecting the redox potential on the drain side of the anode chamber and detecting the redox potential Means for controlling the control value of (silver / silver chloride electrode standard) by increasing or decreasing the supply flow rate of the electrolytic cell or the energization current, and the power supply means for adjusting the energization current.
Electrolyzer (B): An anode array in which at least two or more anodes are arranged in series in the electrode width direction in a horizontally long box, and the same number of cathodes on both sides of the anode array At least two electrode pairs consisting of a cathode array arranged in series so that only one side of each of them faces each other is composed of an anode chamber and a cathode chamber separated by a filter cloth diaphragm, and the anode chamber Each of the cathode chambers independently controls the supply and discharge of the electrolyte solution from one side orthogonal to each row, drains from the opposite side, and repeats the discharge from the anode chamber to the supply solution. Means for detecting and controlling the oxidation-reduction potential on the drain side of the anode chamber, means for setting the distance between the anode row and the cathode row, and adjustment of the energization current for each individual electrode pair Power supply means to perform Provided.

本発明において、電解槽(A)、又は電解槽(B)を用いて、エッチング廃液を電解槽へ給液し、アノード室からの排液量の15〜50%を給液として循環しながら、アノード室からの排液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値を550〜800mVに制御することに重要な意義を有する。   In the present invention, using the electrolytic cell (A) or the electrolytic cell (B), the etching waste liquid is supplied to the electrolytic tank, and 15 to 50% of the drainage amount from the anode chamber is circulated as the supply liquid. This is important for controlling the control value of the oxidation-reduction potential (silver / silver chloride electrode standard) of the effluent from the anode chamber to 550 to 800 mV.

すなわち、まず、第一に、アノード室とカソード室でそれぞれの電解液を循環させ、特にアノード室からの排液量の15〜50%、好ましくは25〜50%を給液として循環することが重要である。すなわち、排液の一部を給液側に繰り返すことで、電解槽内での相対的な液流量を増加し、電解槽内における不均一な液流れを強制的に解消するものである。これにより、隔膜として、安価な一般的な濾布を用いても、両室の液の混合を最小限に抑制し、実用上問題のない酸化効率を達成することができるので、高価なイオン交換膜が不必要である。一般的な濾布であれば、交換に要する材料コストも大幅に低下し、しかも閉塞が生じても流量制御への影響が少なくて済むなどの利点がある。   That is, first, the respective electrolytes are circulated in the anode chamber and the cathode chamber, and in particular, 15 to 50%, preferably 25 to 50%, of the drainage amount from the anode chamber is circulated as the supply liquid. is important. That is, by repeating a part of the drainage to the liquid supply side, the relative liquid flow rate in the electrolytic cell is increased, and the uneven liquid flow in the electrolytic cell is forcibly eliminated. As a result, even if an inexpensive general filter cloth is used as a diaphragm, mixing of liquids in both chambers can be minimized, and oxidation efficiency without any practical problems can be achieved. No membrane is needed. If it is a general filter cloth, there is an advantage that the material cost required for replacement is greatly reduced, and even if the blockage occurs, the influence on the flow rate control can be reduced.

ここで、アノード室からの排液の循環量が排液量の15%未満では、ポンプの変動誤差や実操業における管理幅により流量が低下した場合、過剰酸化により塩素ガスが発生する事態を防止することができない。一方、アノード室からの排液の循環量が排液量の50%を超えると、それ以上均一化への効果は向上せず、むしろ動力コストが余計にかかる。   Here, when the circulation rate of the drainage from the anode chamber is less than 15% of the drainage, the situation where chlorine gas is generated due to excessive oxidation is prevented when the flow rate is reduced due to the fluctuation error of the pump or the control range in the actual operation. Can not do it. On the other hand, when the circulation amount of the drainage from the anode chamber exceeds 50% of the drainage, the effect on the homogenization is not improved any more, and the power cost is rather increased.

第二に、アノード室からの排液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値を550〜800mV、好ましくは580〜700mVに制御することが重要である。そのため、電解槽(A)又は電解槽(B)を用いて、アノード室からの排液部に、酸化還元電位(以下、ORPと呼称する場合がある。)を測定する電極を設け、アノード室の排液側で酸化還元電位を検出し、その値が管理値になるように通電電流を制御する。これにより、塩素ガスの発生が効果的に防止することができる。   Second, it is important to control the control value of the oxidation-reduction potential (silver / silver chloride electrode standard) of the effluent from the anode chamber to 550 to 800 mV, preferably 580 to 700 mV. Therefore, using the electrolytic cell (A) or the electrolytic cell (B), an electrode for measuring the oxidation-reduction potential (hereinafter sometimes referred to as ORP) is provided in the drainage portion from the anode chamber, and the anode chamber The oxidation-reduction potential is detected on the drain side, and the energization current is controlled so that the value becomes the control value. Thereby, generation | occurrence | production of chlorine gas can be prevented effectively.

なお、上記酸化電解方法に用いる塩化鉄を含むエッチング廃液としては、主として3価の塩化鉄を酸化浸出剤として含む酸性水溶液からなる、所謂鉄系のエッチング液を用いて、銅等の金属をエッチング処理した際に生成されるものであり、通常は2価及び3価の塩化鉄とエッチングされ溶解された金属を含有している。また、このエッチング廃液の再生処理においては、液中に飽和される前に溶解された金属を分離回収することが伴われるので、金属を分離回収した後の液も用いられる。この金属の分離回収方法としては、金属種により異なるが、溶媒抽出、電解採取、置換等の方法が用いられる。例えば、金属が銅である場合には、金属鉄による置換法、又は電解酸化と同時にカソード反応により電解析出させる方法が挙げられる。   Etching waste liquid containing iron chloride used in the above-mentioned oxidation electrolysis method etches a metal such as copper by using a so-called iron-based etching liquid mainly composed of an acidic aqueous solution containing trivalent iron chloride as an oxidative leaching agent. It is produced upon treatment, and usually contains divalent and trivalent iron chlorides and etched and dissolved metal. Further, in this recycling process of the etching waste liquid, since the metal dissolved before being saturated in the liquid is separated and recovered, the liquid after the metal is separated and recovered is also used. As a method for separating and recovering this metal, methods such as solvent extraction, electrowinning, and substitution are used, although it varies depending on the metal species. For example, when the metal is copper, a substitution method with metallic iron or a method of electrolytic deposition by a cathode reaction simultaneously with electrolytic oxidation can be mentioned.

すなわち、前記鉄系のエッチング廃液の電解酸化において、液中の鉄イオンが100%高価数イオンになっても、液中に塩素ガスが溶存することができる間は、塩素ガスの発生はなく周辺環境への影響はほとんどない。なお、この溶存分の塩素は、液が循環されている間に、未反応の低価数イオンを容易かつ効果的に酸化するために消費される。ところで、液中に塩素ガスが溶存することができる範囲としては、ORP値(銀/塩化銀電極基準)で、概ね700〜1000mVの領域であることが見出された。しかしながら、通常、通電時のORP値(銀/塩化銀電極基準)が700mVから1000mVを超える範囲への上昇は急激であり、これを厳密に制御することは実用的に困難である。したがって、1000mVに達しないようにゆとりを持って制御するため、アノード室からの排液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値としては、その上限は、800mV、好ましくは700mVである。   That is, in the electrolytic oxidation of the iron-based etching waste liquid, even if the iron ions in the liquid become 100% more expensive, the chlorine gas is not generated as long as the chlorine gas can be dissolved in the liquid. There is almost no impact on the environment. This dissolved chlorine is consumed to easily and effectively oxidize unreacted low-valent ions while the liquid is circulated. By the way, it was found that the range in which chlorine gas can be dissolved in the liquid is approximately 700 to 1000 mV in terms of the ORP value (silver / silver chloride electrode standard). However, normally, the ORP value (silver / silver chloride electrode standard) during energization rapidly increases from 700 mV to over 1000 mV, and it is practically difficult to strictly control this. Therefore, the control value of the redox potential (silver / silver chloride electrode standard) of the drainage from the anode chamber is 800 mV, preferably 700 mV. is there.

一方、その下限としては、550mV、好ましくは580mVである。すなわち、銅板の溶解速度の測定から、エッチング液として使用した場合には、550mV未満では、急激に溶解速度が減少する。また、580mV以上では、100%塩化第2鉄からなる新品液を使用した場合と比較しても、銅板の溶解速度においてほとんど差がないことから望ましい。   On the other hand, the lower limit is 550 mV, preferably 580 mV. That is, from the measurement of the dissolution rate of the copper plate, when used as an etching solution, the dissolution rate decreases rapidly at less than 550 mV. Moreover, when it is 580 mV or more, it is desirable because there is almost no difference in the dissolution rate of the copper plate even when compared with the case where a new solution made of 100% ferric chloride is used.

ここで、前記銅板の溶解速度の測定は、次のように行なった。
塩化第2鉄と塩化第1鉄を所定の割合で混合して鉄濃度180g/Lとした塩化鉄水溶液と、塩化第2銅と塩化第1銅を所定の割合で混合して銅濃度が80g/Lになるようにした塩化銅水溶液を使用して、異なるORPの液を調整して、各100mLをビーカーに入れ、この中に厚さ0.3mmの銅板を重量10gになるように切断したものを入れて60℃で15分攪拌し、所定時間経過後に引き揚げて洗浄および乾燥し、看量して溶解量を求め、液1リットルかつ1時間当たりの溶解速度を算出した。結果を図1に示す。
図1は、酸化還元電位と溶解速度の関係を表す。図1より、概ねORP(銀/塩化銀電極基準)550〜580mVを境としてそれ以下のORPでは溶解速度が急激に減少し、さらにORP(銀/塩化銀電極基準)が400mVを下回るとほとんど溶解力はないことが分かる。
Here, the dissolution rate of the copper plate was measured as follows.
Ferric chloride and ferrous chloride are mixed at a predetermined ratio to mix an iron chloride aqueous solution with an iron concentration of 180 g / L, and cupric chloride and cuprous chloride are mixed at a predetermined ratio to obtain a copper concentration of 80 g. A solution of different ORPs was prepared using an aqueous copper chloride solution adjusted to / L, and 100 mL of each was put into a beaker, and a 0.3 mm thick copper plate was cut into a weight of 10 g. The mixture was put in, stirred at 60 ° C. for 15 minutes, and after a predetermined time passed, it was lifted, washed and dried, and the amount dissolved was determined by taking an amount, and the dissolution rate per liter of liquid per hour was calculated. The results are shown in FIG.
FIG. 1 shows the relationship between the redox potential and the dissolution rate. From FIG. 1, the dissolution rate rapidly decreases at ORP (silver / silver chloride electrode standard) 550 to 580 mV, and the ORP (silver / silver chloride electrode standard) is below 400 mV. You can see that there is no power.

上記方法に用いる電解槽(A)としては、ボックス内に設置したアノードとカソードからなる電極対が濾布製の隔膜で仕切られているアノード室とカソード室から構成されており、該アノード室と該カソード室のそれぞれが、独自に、電解液を給排液し、かつアノード室の排液を給液に繰り返す給排液の調節を行う手段、該アノード室の排液側で酸化還元電位を検出し、該酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値を電解槽への給液流量又は通電電流の増減により制御する手段、及び通電電流の調節を行う給電手段を備えるものである。   The electrolytic cell (A) used in the above method is composed of an anode chamber and a cathode chamber in which an electrode pair consisting of an anode and a cathode installed in a box is partitioned by a filter cloth diaphragm. Each cathode chamber independently supplies and discharges electrolyte, and means to adjust the supply and discharge of the anode chamber, and the redox potential is detected on the drain side of the anode chamber. And a means for controlling the control value of the oxidation-reduction potential (silver / silver chloride electrode reference) by increasing / decreasing the supply flow rate of the electrolytic cell or the energization current, and a power supply means for adjusting the energization current.

上記ORPを制御する手段としては、通電電流又は給液流量を増減すればよい。すなわち、ORPが上がりすぎるときは、過剰酸化を防止するため、電流を低下するか給液流量を増加して、単位液当たりに加わる電流を低減する。逆に、ORPが下がりすぎるときは、酸化不足を防止するため、給液流量を低下するか電流を増加する。
なお、通電電流と最低必要な給液流量の関係は、次の式(1)で表すことができる。
V=(2.08×A)/(60×CFe)・・・・・(1)
(式中、Vは給液流量(L/min)を、Aは通電電流(A)を、CFeは給液のFe(II)濃度(g/L)を表す。)
例えば、仮にA:4.73A、CFe:20g/Lの場合、V=8.2mL/minとなる。
As means for controlling the ORP, the energizing current or the liquid supply flow rate may be increased or decreased. That is, when the ORP increases too much, in order to prevent excessive oxidation, the current applied per unit liquid is reduced by decreasing the current or increasing the liquid supply flow rate. On the other hand, when the ORP is too low, the supply flow rate is decreased or the current is increased in order to prevent insufficient oxidation.
The relationship between the energization current and the minimum required liquid supply flow rate can be expressed by the following equation (1).
V = (2.08 × A) / (60 × C Fe ) (1)
(In the formula, V represents the liquid supply flow rate (L / min), A represents the energization current (A), and C Fe represents the Fe (II) concentration (g / L) of the liquid supply.)
For example, if A: 4.73 A and C Fe : 20 g / L, V = 8.2 mL / min.

しかしながら、電解槽(A)では、電解槽への給液流量の増減には、ポンプをインバーターで細かく制御するなどの工夫が必要でありそれだけコスト高になる。その上、エッチング廃液の再生は、保有液量の削減と液の保温の点から、なるべくエッチングラインのなかで連続して行うことが望ましく、しかも給液流量の増減は、エッチング操業に必要な液の確保の点からも操業上のネックとなる場合がある。この解決策としては、下記の2個以上の電極対から構成される横長形状の電解槽(B)が好ましい。   However, in the electrolytic cell (A), in order to increase or decrease the flow rate of the liquid supplied to the electrolytic cell, a device such as finely controlling the pump with an inverter is required, and the cost is increased accordingly. In addition, it is desirable to regenerate the etching waste liquid continuously in the etching line as much as possible from the viewpoint of reducing the amount of liquid retained and keeping the temperature of the liquid, and increasing or decreasing the liquid supply flow rate is the liquid necessary for the etching operation. From the point of securing, there may be an operational bottleneck. As this solution, a horizontally long electrolytic cell (B) composed of the following two or more electrode pairs is preferable.

上記方法に用いる電解槽(B)としては、横長形状の箱型のボックス内に、長手方向に少なくとも2個以上のアノードを電極幅方向に直列に並べて設置したアノード列と、それと同数のカソードをアノード列の片側に両者の電極面の片面のみが対面するように直列に並べて設置したカソード列とからなる少なくとも2個以上の電極対が濾布製の隔膜で仕切られているアノード室とカソード室から構成されており、該アノード室と該カソード室のそれぞれが、独自に、電解液を各列に直交する一方の面側から給液して反対側から排液し、かつアノード室の排液を給液に繰り返す給排液の調節を行う手段、酸化還元電位を該アノード室の排液側で検出し制御する手段、該アノード列と該カソード列の極間距離を設定する手段、及び個々の電極対毎に通電電流の調節を行う給電手段を備える。   As the electrolytic cell (B) used in the above method, an anode row in which at least two or more anodes are arranged in series in the electrode width direction in a horizontally long box-shaped box, and the same number of cathodes are arranged. From an anode chamber and a cathode chamber in which at least two electrode pairs consisting of a cathode row arranged in series so that only one side of both electrode surfaces face each other on one side of the anode row are partitioned by a filter cloth diaphragm Each of the anode chamber and the cathode chamber independently supplies the electrolyte from one side orthogonal to each row, drains from the opposite side, and drains the anode chamber. Means for adjusting the supply and discharge liquid repeatedly for the supply liquid, means for detecting and controlling the oxidation-reduction potential on the drain side of the anode chamber, means for setting the distance between the anode row and the cathode row, and individual For each electrode pair Comprising a feed means for regulating the electric current.

上記電解槽(B)の電極対としては、特に限定されるものではなく、少なくとも2個以上であり、特に2〜6個であることが好ましく、2〜4個であることがより好ましい。すなわち、電極対が1個では電解槽の設備数が増加する問題があり、一方6個を超えると、電解槽の長さ方向の影響が大きくなりすぎて槽内での液の偏流が発生しやすくなり、部分的に塩素ガスが発生する懸念が生じてくる。   It does not specifically limit as an electrode pair of the said electrolytic cell (B), It is at least 2 or more, It is preferable that it is 2-6 especially, and it is more preferable that it is 2-4. That is, if there is one electrode pair, there is a problem in that the number of electrolytic cell facilities increases. On the other hand, if the number of electrode pairs exceeds 6, the influence in the length direction of the electrolytic cell becomes so great that liquid drift occurs in the cell. There is a concern that chlorine gas is partially generated.

上記電解槽(B)では、電解液は前記各列に直交する一方の面側から給液して反対側から排液されるが、このため、複数のアノード面に沿う電解液の流れが形成され、各アノードによる偏りの少ない給液が保持される。したがって、電解槽(B)の酸化還元電位を制御する手段としては、アノード室からの排液の酸化還元電位の管理値を電解槽への通電電流の増減により制御することで行うことができる。ここで、通電電流の増減は、給電手段として、通電電流を個々の電極対毎に細かに調節することで行える。例えば、給液側の電極で高く、一方排液側の電極で低くなるように設定すれば、給液に近い側のアノードでは未酸化のイオンが多く存在するので高い電流で通電でき、一方、排液側のアノードでは未酸化のイオンが減少する分、通電電流を低減して過剰酸化を防止することができる。   In the electrolytic cell (B), the electrolytic solution is supplied from one side orthogonal to the respective rows and discharged from the opposite side. Therefore, the flow of the electrolytic solution along a plurality of anode surfaces is formed. Thus, the liquid supply with less bias by each anode is held. Therefore, the means for controlling the oxidation-reduction potential of the electrolytic cell (B) can be performed by controlling the control value of the oxidation-reduction potential of the effluent from the anode chamber by increasing / decreasing the energization current to the electrolytic cell. Here, increase / decrease of the energization current can be performed by finely adjusting the energization current for each pair of electrodes as a power supply means. For example, if it is set so that it is high on the electrode on the liquid supply side and low on the electrode on the one side of drainage, it can be energized with a high current because there are many unoxidized ions in the anode on the side close to the liquid supply, At the drain side anode, the amount of unoxidized ions is reduced, so that the energization current can be reduced to prevent excessive oxidation.

ここで、電解槽(B)で特徴的な横長形状の電解槽での酸化還元電位の制御について説明する。ここでは、横長形状の電解槽の効果を明らかにするため、アノード室の排液を給液に繰り返す手段を用いないで、下記の(1)〜(3)の条件で、始液槽から、電極1個について8.2mL/minの流量で一定の通液流量で給液し、排液は排液槽に流すワンパスの通液とした。また、通電は、電極1個に対して4.725Aであった。なお、電流密度では、500A/mに当たる。 Here, control of the oxidation-reduction potential in the horizontally long electrolytic cell characteristic of the electrolytic cell (B) will be described. Here, in order to clarify the effect of the horizontally long electrolytic cell, without using a means for repeating the drainage of the anode chamber for supplying the liquid, the following conditions (1) to (3) are used. One electrode was supplied at a constant flow rate of 8.2 mL / min, and the drainage was a one-pass solution that was passed through a drainage tank. Moreover, electricity supply was 4.725A with respect to one electrode. The current density is 500 A / m 2 .

(1)電解槽:1個の電極対に対応する電解槽の大きさが、電極幅方向の長さで90mm及び対面するアノードとカソードの方向の長さで70mmを基準にして、電極対の個数を2〜6個に変えてその個数分だけ電極幅方向に延長したボックスを用いた。ここで、電解槽の深さは160mmとした。また、アノード側で30mm、かつカソード側で40mmとなる位置で、隔膜としてテトロン製濾布を用いて電解槽の長手方向を仕切り、アノード室とカソード室を設けた。また、電解槽からの排液口を、アノード室では電解槽上端から下方へ15mm、及びカソード室では電解槽上端から下方へ10mmとなる位置に取り付けた。電解槽の一例を図2に示す。図2は、電極対が4個の場合の電解槽(B)10の概略構造を表す長手方向の断面図を示す。ここで、電解液は、定量ポンプ1により、始液槽2から給液され、排液槽3へ排出された。また、アノード室の排出口に設置したORP計4で酸化還元電位の変化を記録した。 (1) Electrolyzer: The size of the electrolyzer corresponding to one electrode pair is 90 mm in the length in the electrode width direction and 70 mm in the length in the direction of the facing anode and cathode. The number of boxes was changed from 2 to 6, and a box extended in the electrode width direction by that number was used. Here, the depth of the electrolytic cell was 160 mm. Further, at the position where the anode side is 30 mm and the cathode side is 40 mm, the longitudinal direction of the electrolytic cell is partitioned using a Tetoron filter cloth as a diaphragm, and an anode chamber and a cathode chamber are provided. Further, the drainage port from the electrolytic cell was attached to a position 15 mm downward from the upper end of the electrolytic cell in the anode chamber and 10 mm downward from the upper end of the electrolytic cell in the cathode chamber. An example of the electrolytic cell is shown in FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic structure of the electrolytic cell (B) 10 in the case of four electrode pairs. Here, the electrolytic solution was supplied from the starter tank 2 by the metering pump 1 and discharged to the drainage tank 3. Moreover, the change of the oxidation-reduction potential was recorded by the ORP meter 4 installed at the discharge port of the anode chamber.

(2)アノードとカソード:アノードとしては、ペルメレック電極(株)製の塩素発生型不溶性アノード(メッシュ状)を、電極面積が70×135mmとなるようにテープでマスキングしたものを、及びカソードとしては、厚さ1mmのチタン板を電極面積がアノードと同じようになるようにマスキングしたものを使用した。ここで、アノードとカソードの設置位置としては、隔膜からアノードまでの距離が20mm、及び隔膜からカソードまでの距離が40mmとなるように固定した。前記アノードの裏面はそのままとし、カソードの裏面は全面をマスキングした。 (2) Anode and cathode: As the anode, a chlorine-generating insoluble anode (mesh shape) manufactured by Permerek Electrode Co., Ltd., masked with tape so that the electrode area becomes 70 × 135 mm, and the cathode A 1 mm thick titanium plate masked so that the electrode area was the same as that of the anode was used. Here, the anode and cathode were fixed such that the distance from the diaphragm to the anode was 20 mm, and the distance from the diaphragm to the cathode was 40 mm. The back surface of the anode was left as it was, and the entire back surface of the cathode was masked.

(3)電解液:実操業でのエッチング廃液のおおよその組成に合わせて、試薬塩化第2鉄を鉄濃度で107g/L、試薬塩化第1鉄を鉄濃度で53g/L、及び試薬塩化第2銅が銅濃度で60g/Lとなるように溶解し、塩酸でpHが−0.3程度になるように調整した。なお、電解液の給液温度としては60℃とした。 (3) Electrolyte: In accordance with the approximate composition of the etching waste liquid in actual operation, the reagent ferric chloride is 107 g / L in iron concentration, the ferrous chloride in iron concentration is 53 g / L, and the reagent chloride 2 copper was melt | dissolved so that it might become 60 g / L in copper concentration, and it adjusted so that pH might be set to about -0.3 with hydrochloric acid. The liquid supply temperature of the electrolyte was 60 ° C.

その結果、2〜6個の電極対からなる電解槽のいずれの場合でも、排液のORPは1000mV以下に安定して制御され、塩素ガスの発生を抑制できることが分かった。その一例を図3に示す。図3は、4個の電極対からなる電解槽を用いて、60時間通電した際の排液のORP変化を表す。図3より、酸化還元電位は、初期時間経過後は安定して推移している。これにより、横長形状の電解槽(B)を用いれば、通電電流の調節で酸化還元電位の制御がなされることが分かる。   As a result, it was found that the ORP of the drainage was stably controlled to 1000 mV or less and the generation of chlorine gas could be suppressed in any case of the electrolytic cell composed of 2 to 6 electrode pairs. An example is shown in FIG. FIG. 3 shows the ORP change of drainage when energized for 60 hours using an electrolytic cell composed of four electrode pairs. As shown in FIG. 3, the oxidation-reduction potential is stable after the initial time. Thus, it can be seen that if the horizontally long electrolytic cell (B) is used, the oxidation-reduction potential can be controlled by adjusting the energization current.

上記電解槽(B)に用いるアノードとしては、特に限定されるものではなく、各種の不溶性アノードが用いられ、市販されている黒鉛、白金被覆チタン、酸化ルテニウム被覆チタン、イリジウム酸化物系被覆チタン等が挙げられるが、酸化ルテニウムを被覆した塩素発生型としたタイプが好ましく用いられる。また、形状としては、板状、穿孔板状、棒状、簾状、メッシュ状等が用いられるが、メッシュ状の形状のものが好ましい。すなわち、アノードを片側のみで対峙させた場合、裏面が反応に寄与しないので、ショートパスが起こること、電極の使い方が非効率になること等も懸念されるが、形状がメッシュ型の電極を用いれば、裏面でも充分に酸化が行われるので、他も問題にならない。   The anode used in the electrolytic cell (B) is not particularly limited, and various insoluble anodes are used. Commercially available graphite, platinum-coated titanium, ruthenium oxide-coated titanium, iridium oxide-based coated titanium, etc. However, a chlorine-generating type coated with ruthenium oxide is preferably used. Further, as the shape, a plate shape, a perforated plate shape, a rod shape, a bowl shape, a mesh shape, or the like is used, but a mesh shape is preferable. In other words, when the anode is opposed to only one side, the back side does not contribute to the reaction, so there is a concern that a short pass will occur and the use of the electrode becomes inefficient, but the mesh type electrode is used. In this case, the oxidation is sufficiently performed on the back surface, and other problems are not problematic.

さらに、このとき、アノード室内に、電解液の供給により形成される電極面に沿う電解液の流れを、アノードのメッシュを横切るような流れに変えるための邪魔板を備えることが好ましい。これにより、より高い酸化効率が得られる。この点に関して、以下に具体例により詳細に説明する。
電解槽(B)として2個の電極対からなる横長形状の電解槽を使用し、アノード室に邪魔板を設置した場合と邪魔板がない場合について、同一給液量及び同一通電電流で、電解液の始液として、3価鉄が125g/L、及び2価鉄が55g/Lの組成の液を給液し、通電した。図4は、アノード室内での邪魔板の設置の仕方の一例を表す電解槽の縦方向の断面図である。ここで、カソード室7には、邪魔板を設けていない。図4には、アノード室5内での邪魔板6の設置により、点線で示す電解液の流れ8がアノード9のメッシュを横切るような流れになることが示されている。このときの通電に伴うアノード排液のORPの変化を測定した。図5は、アノード室内での邪魔板の設置の有無による通電に伴うアノード排液のORPの変化を表す。図5より、同一給液量及び同一通電電流に対して、邪魔板を設置した方がORPの上昇が早く、それだけ酸化効率が高いことが分かった。
Further, at this time, it is preferable to provide a baffle plate in the anode chamber for changing the flow of the electrolytic solution along the electrode surface formed by supplying the electrolytic solution to a flow crossing the mesh of the anode. Thereby, higher oxidation efficiency can be obtained. This point will be described in detail below using specific examples.
The electrolytic cell (B) is a horizontally long electrolytic cell consisting of two electrode pairs. When the baffle plate is installed in the anode chamber and when there is no baffle plate, electrolysis is performed with the same liquid supply amount and the same energization current. As a starting liquid, a liquid having a composition of 125 g / L of trivalent iron and 55 g / L of divalent iron was supplied and energized. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of an electrolytic cell showing an example of how to install baffle plates in the anode chamber. Here, the cathode chamber 7 is not provided with a baffle plate. FIG. 4 shows that the baffle plate 6 in the anode chamber 5 causes the electrolyte flow 8 indicated by the dotted line to flow across the mesh of the anode 9. The change in the ORP of the anode drainage accompanying the energization at this time was measured. FIG. 5 shows a change in the ORP of the anode drainage due to energization depending on the presence or absence of the baffle plate in the anode chamber. From FIG. 5, it was found that the ORP increases faster and the oxidation efficiency is higher when the baffle plate is installed for the same liquid supply amount and the same energization current.

上記電解槽(B)の極間距離を設定する手段としては、特に限定されるものではないが、極間距離の設定値をエッチング廃液の電気伝導度に応じて選定することができる。すなわち、電解槽(B)においては、アノード列とカソード列の間隔が任意の位置に設定できるので、エッチング廃液の電気伝導度に応じて最適な極間距離に設定することができ、これによって、アノードとカソードのショートなど不用意なトラブルを回避でき、さらに電極の取り扱い性も向上するなどの利点もある。   The means for setting the inter-electrode distance of the electrolytic cell (B) is not particularly limited, but the set value of the inter-electrode distance can be selected according to the electrical conductivity of the etching waste liquid. That is, in the electrolytic cell (B), since the interval between the anode row and the cathode row can be set at an arbitrary position, it can be set to the optimum inter-electrode distance according to the electrical conductivity of the etching waste liquid. Inadvertent troubles such as shorting of the anode and cathode can be avoided, and there are also advantages such as improved handling of the electrode.

上記電解槽(B)の給排液の調節を行う手段としては、特に限定されるものではないが、前記アノード室の排液の給液への循環が、排液を受け入れかつ液の電解槽への循環と自己循環が行なえる貯液槽を介して、アノード室と貯液槽の液の酸化還元電位が一定化するまで継続して行なわれ、その後、電解酸化を継続するため、貯液槽から電解酸化終了液として系外に払い出し、排出された電解酸化終了液相当分の新規のエッチング廃液を受け入れる制御を行うことが好ましい。この制御を行うことにより、連続的に電解酸化が行なわれるので、エッチング操業ラインへの組み込みも可能となる。   The means for adjusting the supply / drainage liquid of the electrolytic cell (B) is not particularly limited, but the circulation of the drainage liquid in the anode chamber to the supply liquid accepts the drainage and is an electrolytic cell for the liquid. This is continued until the oxidation-reduction potential of the liquid in the anode chamber and the liquid storage tank becomes constant through a liquid storage tank that can circulate and self-circulate, and then the electrolytic oxidation is continued. It is preferable to perform control to discharge out of the system as an electrolytic oxidation completion liquid from the tank and to receive a new etching waste liquid corresponding to the discharged electrolytic oxidation completion liquid. By performing this control, electrolytic oxidation is continuously performed, so that it can be incorporated into an etching operation line.

前記制御を用いる電解装置の一例を表す概略構造の断面図を図6に示す。図6において、電解装置は、4個の電極対からなる電解槽(B)10と電解槽の排液を受け入れかつ液の電解槽への循環と自己循環が行なえる貯液槽11からなり、電解槽(B)10には、ORP計4が、貯液槽11にはレベル計12、エッチング廃液の受け入れ口13、及び処理後液の払い出し口14が設置されている。   FIG. 6 shows a cross-sectional view of a schematic structure showing an example of an electrolytic apparatus using the control. In FIG. 6, the electrolyzer comprises an electrolytic cell (B) 10 composed of four electrode pairs and a liquid storage tank 11 that receives the drainage of the electrolytic cell and can circulate the liquid to the electrolytic cell and perform self-circulation. The electrolytic bath (B) 10 is provided with an ORP meter 4, and the liquid storage tank 11 is provided with a level meter 12, an etching waste liquid receiving port 13, and a post-treatment liquid discharge port 14.

すなわち、排液の一部を給液側に繰り返すことで、電解槽内での相対的な液流量を増加し、電解槽内における不均一な液流れを強制的に解消するため、電解槽自体を大きくすることは、スペースなどさまざまな要因で困難を伴うので、実際には別に設けた貯液槽との間を循環させることが効果的である。上記のような貯液槽と一体化した電解槽での通電では、電解槽と貯液槽の液のORPはほぼ一定の値に安定して推移することが可能であるので、従来のワンパスで通液する場合とは異なり、給液流量の厳密な制御を必要としないという長所がある。さらに、電解槽の本体部分での滞留時間が短くなるので、また、必要により電解液の加温及び冷却などの温度制御は貯液槽で行なってもよいので、設備の構造を簡単化することができるという利点がある。   That is, by repeating a part of the drainage to the liquid supply side, the relative liquid flow rate in the electrolytic cell is increased and the uneven liquid flow in the electrolytic cell is forcibly eliminated. Since it is difficult to increase the size due to various factors such as space, it is actually effective to circulate between separately provided reservoirs. In the energization in the electrolytic tank integrated with the liquid storage tank as described above, the ORP of the liquid in the electrolytic tank and the liquid storage tank can stably shift to a substantially constant value. Unlike the case of passing the liquid, there is an advantage that strict control of the liquid supply flow rate is not required. Furthermore, since the residence time in the main part of the electrolytic cell is shortened, and the temperature control such as heating and cooling of the electrolytic solution may be performed in the liquid storage tank if necessary, simplify the structure of the equipment. There is an advantage that can be.

上記方法に用いる電解槽において、さらに、必要により、電解槽(A)又は電解槽(B)の酸化還元電位計の管理値又は設置された塩素ガス濃度計の警報値に応じて、カソード室からの排液をアノード室に挿入し、該アノード室の酸化還元電位を前記管理値に調節する緊急手段を備えることができる。すなわち、本発明による電解酸化方法では、塩素ガスの発生をほとんど防止することができるが、それでも複数の原因により塩素ガスが異常発生する自体も想定できないわけではない。この事態に備えて、カソード室からの排液をアノード室の液面に滴下できる設備を設け、これを電解槽(A)又は電解槽(B)の酸化還元電位計又は塩素ガス警報と連動させておくことが好ましい。   In the electrolytic cell used in the above method, if necessary, from the cathode chamber according to the control value of the oxidation-reduction potentiometer of the electrolytic cell (A) or the electrolytic cell (B) or the alarm value of the installed chlorine gas concentration meter. An emergency means for inserting the drainage liquid into the anode chamber and adjusting the redox potential of the anode chamber to the control value can be provided. That is, in the electrolytic oxidation method according to the present invention, the generation of chlorine gas can be almost prevented, but it cannot be assumed that the chlorine gas itself abnormally occurs due to a plurality of causes. In preparation for this situation, equipment that can drop the drainage from the cathode chamber onto the liquid level in the anode chamber is provided, and this is linked to the redox potentiometer or chlorine gas alarm in the electrolytic cell (A) or electrolytic cell (B). It is preferable to keep it.

上記方法に用いる電解槽のカソード室では、ある程度の流量での通液が必要とされる。すなわち、アノード側で酸化が進行すると、同一電気量相当分のカソード液の還元が進行することになる。したがって、銅を含むエッチング廃液をカソード室に通液する際には、過剰に還元しすぎて銅が電析し、アノードと接触してショートして、電解を阻害する恐れがあるので、ある程度の流量が必要である。例えば、実操業でのエッチング廃液では、エッチング廃液中の鉄イオンの組成から、カソード室への給液流量としては、アノード室への給液流量の9分の1程度でよい。   In the cathode chamber of the electrolytic cell used in the above method, liquid passage at a certain flow rate is required. That is, when the oxidation proceeds on the anode side, the reduction of the catholyte corresponding to the same amount of electricity proceeds. Therefore, when etching waste solution containing copper is passed through the cathode chamber, it is excessively reduced and copper is electrodeposited. A flow rate is required. For example, in an etching waste liquid in actual operation, the supply flow rate to the cathode chamber may be about 1/9 of the supply flow rate to the anode chamber due to the composition of iron ions in the etching waste solution.

上記方法に用いる電解槽のアノードとしては、特に限定されるものではなく、各種の不溶性アノードが用いられ、市販されている黒鉛、白金被覆チタン、酸化ルテニウム被覆チタン、イリジウム酸化物系被覆チタン等が挙げられるが、酸化ルテニウムを被覆した塩素発生型としたタイプが好ましく用いられる。また、形状としては、板状、穿孔板状、棒状、簾状、メッシュ状等が用いられるが、メッシュ状の形状のものが好ましい。   The anode of the electrolytic cell used in the above method is not particularly limited, and various insoluble anodes are used, and commercially available graphite, platinum-coated titanium, ruthenium oxide-coated titanium, iridium oxide-based coated titanium, etc. Although it can be mentioned, a chlorine-generating type coated with ruthenium oxide is preferably used. Further, as the shape, a plate shape, a perforated plate shape, a rod shape, a bowl shape, a mesh shape, or the like is used, but a mesh shape is preferable.

上記方法に用いる電解槽のカソードとしては、腐食性を有する塩化鉄水溶液中で耐食性を有するチタンが好ましい。その形状としては、板状、穿孔板状、棒状、簾状、エキスパンドメタル状のもの等が用いられる。   As the cathode of the electrolytic cell used in the above method, titanium having corrosion resistance in a corrosive iron chloride aqueous solution is preferable. As the shape, a plate shape, a perforated plate shape, a rod shape, a bowl shape, an expanded metal shape, or the like is used.

上記方法に用いる電解槽の濾布としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、アクリル樹脂、モダアクリル樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニリデン等の材質からなるものが用いられ、この中でも、特に目が細かく、通水度が低くなるように織られた濾布が好ましい。通水度としては、特に限定されるものではないが、鉄イオンを扱う場合には、0.04〜0.15L/m.sの範囲であることが好ましい。 The filter cloth of the electrolytic cell used in the above method is not particularly limited, and for example, a material made of a material such as polypropylene, polyester, acrylic resin, modacrylic resin, polytetrafluoroethylene, or polyvinylidene fluoride is used. Of these, a filter cloth woven so as to have a fine mesh and a low water permeability is preferable. The water permeability is not particularly limited, but when handling iron ions, 0.04 to 0.15 L / m 2 . The range of s is preferable.

上記方法に用いる電解槽としては、必要に応じて、少なくとも2槽以上の電解槽(B)を並列配置、又は直列配置したものを用いることができる。すなわち、電解酸化前のORPと電解酸化の目標値とのORP差が小さい場合には、並列に設置して処理液量を増加し、ORP差が充分に大きいときは、縦に長く伸ばして均一な流量で行なうのが好ましい。
図7は、電解槽(B)の並列配置の一例を、図8は、電解槽(B)の直列配置の一例を表す。前記並列配置では、必要により、各電解槽(B)への給電を、個別の給電装置、或いは全槽又は各電解槽の少なくとも2槽以上に電気的に直列に接続した給電装置で行い、一方各電解槽(B)への給液を、塩化鉄を含むエッチング廃液を分割して各電解槽のアノード室とカソード室のそれぞれへの給液15とすることができる。これにより、電源装置の数を減らし、かつ制御も容易となる利点がある。さらに・特定の電槽への給電を止めることで装置全体は運転しながら、特定の電槽を順次整備、調整するなどの措置を取ることもできる。
As an electrolytic cell used in the above method, an electrolytic cell (B) having at least two electrolytic cells (B) arranged in parallel or in series can be used as necessary. That is, when the ORP difference between the ORP before electrolytic oxidation and the target value of electrolytic oxidation is small, the amount of the processing liquid is increased by installing in parallel, and when the ORP difference is sufficiently large, the ORP difference is elongated vertically and uniform. It is preferable to carry out at a low flow rate.
FIG. 7 shows an example of the parallel arrangement of the electrolytic cells (B), and FIG. 8 shows an example of the series arrangement of the electrolytic cells (B). In the parallel arrangement, if necessary, power feeding to each electrolytic cell (B) is performed by an individual power feeding device or a power feeding device electrically connected in series to at least two tanks or all of the electrolytic cells, The liquid supply to each electrolytic cell (B) can be divided into an etching waste liquid containing iron chloride to form a liquid supply 15 to each of the anode chamber and the cathode chamber of each electrolytic cell. Thereby, there is an advantage that the number of power supply devices is reduced and control becomes easy. Furthermore, by stopping the power supply to a specific battery case, it is possible to take measures such as sequentially preparing and adjusting a specific battery case while operating the entire apparatus.

また、前記並列配置では、電解槽と電解槽の隙間を1〜5cm程度確保することで、電解槽内での熱篭りを防止でき液温上昇を抑制できる。すなわち、エッチング廃液は、液の電気伝導度が低いため、電解槽電圧が高くなり電力コストを上昇することに加え、発熱量が増加して液温を過剰に上昇させてしまうことが懸念されるが、これを抑制することができる。   Further, in the parallel arrangement, by securing a gap of about 1 to 5 cm between the electrolytic cell and the electrolytic cell, it is possible to prevent heat sag in the electrolytic cell and suppress an increase in liquid temperature. That is, the etching waste liquid has a low electric conductivity, so that the electrolytic cell voltage is increased and the power cost is increased. In addition, there is a concern that the amount of heat generation increases and the liquid temperature is excessively increased. However, this can be suppressed.

以上に説明したエッチング廃液の電解酸化方法は、鉄系エッチング廃液に関するものであるが、塩化銅を主成分として含む銅系のエッチング廃液にも用いることができる。銅系のエッチング廃液では、2価及び1価の塩化銅と溶解された金属が含有される。
この場合、酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値としては、400〜800mV、好ましくは450〜700mVである。すなわち、アノード室からの排液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値としては、その上限は、鉄系エッチング廃液の場合と同様の理由により、800mV、好ましくは700mVである。一方、酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)が400mV未満では、銅板の溶解速度の測定からほとんど溶解力はなく、特に450mV以上がより望ましい。
The method for electrolytic oxidation of the etching waste liquid described above relates to an iron-based etching waste liquid, but can also be used for a copper-based etching waste liquid containing copper chloride as a main component. The copper-based etching waste liquid contains divalent and monovalent copper chloride and a dissolved metal.
In this case, the control value of the oxidation-reduction potential (silver / silver chloride electrode standard) is 400 to 800 mV, preferably 450 to 700 mV. That is, the upper limit of the control value of the oxidation-reduction potential (silver / silver chloride electrode standard) of the effluent from the anode chamber is 800 mV, preferably 700 mV, for the same reason as in the case of the iron-based etching waste liquid. On the other hand, when the oxidation-reduction potential (silver / silver chloride electrode reference) is less than 400 mV, there is almost no dissolving power from the measurement of the dissolution rate of the copper plate, and 450 mV or more is particularly desirable.

以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた金属の分析としては、ICP発光分析法で行った。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. In addition, as an analysis of the metal used by the Example and the comparative example, it performed by the ICP emission analysis method.

(実施例1(参考例)、比較例1)
下記の電解槽、アノードとカソード、及びエッチング廃液を用いて、(a)通電電流の調整によるORPの制御を行なわなかった場合(比較例1)と(b)通電電流の調整によるORPの制御を行なった場合(実施例1)を比較した。なお、アノード室の排液の循環を実施している。
[電解槽]
塩化ビニール製の箱型の電解槽(A)を製作した。その大きさは、電極幅方向の長さが90mm、対面するアノードとカソードの方向の長さが70mm、及び電解槽の深さが160mmとした。また、アノード側で30mm、かつカソード側で40mmとなる位置で、隔膜としてテトロン製濾布を用いて電解槽の長手方向を仕切り、アノード室とカソード室を設けた。また、電解槽からの排液口を、アノード室では電解槽上端から下方へ15mm、及びカソード室では電解槽上端から下方へ10mmとなる位置に取り付けた。また、アノード室の排出口に設置したORP計で酸化還元電位の変化を記録した。
(Example 1 (Reference Example) , Comparative Example 1)
When the following electrolytic cell, anode and cathode, and etching waste liquid were used, (a) when the ORP was not controlled by adjusting the energization current (Comparative Example 1) and (b) the ORP was controlled by adjusting the energization current The case where it was carried out (Example 1) was compared. The drainage of the anode chamber is circulated.
[Electrolysis tank]
A box type electrolytic cell (A) made of vinyl chloride was produced. The length in the electrode width direction was 90 mm, the length in the direction of the facing anode and cathode was 70 mm, and the depth of the electrolytic cell was 160 mm. Further, at the position where the anode side is 30 mm and the cathode side is 40 mm, the longitudinal direction of the electrolytic cell is partitioned using a Tetoron filter cloth as a diaphragm, and an anode chamber and a cathode chamber are provided. Further, the drainage port from the electrolytic cell was attached to a position 15 mm downward from the upper end of the electrolytic cell in the anode chamber and 10 mm downward from the upper end of the electrolytic cell in the cathode chamber. In addition, the change in oxidation-reduction potential was recorded with an ORP meter installed at the discharge port of the anode chamber.

[アノードとカソード]
アノードとしては、ペルメレック電極(株)製の塩素発生型不溶性アノード(メッシュ状)を、電極面積が70×135mmとなるようにテープでマスキングしたものを、及びカソードとしては、厚さ1mmのチタン板を電極面積がアノードと同じようになるようにマスキングしたものを使用した。ここで、アノードとカソードの各1個を用いて、その設置位置としては、隔膜からアノードまでの距離が20mm、及び隔膜からカソードまでの距離が40mmとなるように固定した。前記アノードの裏面はそのままとし、カソードの裏面は全面をマスキングした。
[エッチング廃液]
実操業でのエッチング廃液のおおよその組成に合わせて、試薬塩化第2鉄を鉄濃度で107g/L、試薬塩化第1鉄を鉄濃度で53g/L、及び試薬塩化第2銅が銅濃度で60g/Lとなるように溶解し、塩酸でpHが−0.3程度になるように調整した。なお、電解液の給液温度としては60℃であった。
[Anode and cathode]
The anode is a chlorine-generating insoluble anode (mesh) manufactured by Permerek Electrode Co., Ltd., masked with tape so that the electrode area is 70 × 135 mm, and the cathode is a 1 mm thick titanium plate Was masked so that the electrode area was the same as that of the anode. Here, one each of the anode and the cathode was used, and the installation position was fixed so that the distance from the diaphragm to the anode was 20 mm, and the distance from the diaphragm to the cathode was 40 mm. The back surface of the anode was left as it was, and the entire back surface of the cathode was masked.
[Etching waste liquid]
In accordance with the approximate composition of the etching waste liquid in actual operation, the reagent ferric chloride is 107 g / L in iron concentration, the ferrous chloride in iron concentration is 53 g / L, and the reagent cupric chloride is in copper concentration. It melt | dissolved so that it might become 60 g / L, and it adjusted so that pH might be set to about -0.3 with hydrochloric acid. The liquid supply temperature of the electrolytic solution was 60 ° C.

通液条件としては、上記(1)式に基づき、アノード室へは、3.1mL/minの流量で一定の通液流量で給液し、排液から1.6mL/minの割合で給液へ循環した。このときの排液の給液への循環量は50%であり、アノード室内では4.7mL/minの割合で液が流れた。また、カソード室へは、3.1mL/minの流量で一定の通液流量で給液し、排液は循環しなかった。   As the liquid passing condition, based on the above formula (1), the anode chamber is supplied at a constant flow rate of 3.1 mL / min and supplied at a rate of 1.6 mL / min from the drained liquid. It circulated to. At this time, the circulation amount of the drained liquid to the supply liquid was 50%, and the liquid flowed at a rate of 4.7 mL / min in the anode chamber. Further, the cathode chamber was supplied at a constant flow rate of 3.1 mL / min, and the drainage did not circulate.

まず、(a)の場合として、通電電流の調整によるORPの制御をしないで、電流密度500A/mに対応する電流4.73Aで一定するように通電した。なお、電解始液のORP(銀/塩化銀電極基準)は560mVであった。
ここで、通電に伴う電槽電圧とアノード室のORPを測定した。また、アノード室の上部気相部分の塩素ガス濃度を検知管で測定した。結果を図9に示す。図9は、通電電流量と電槽電圧及びアノード室のORP(銀/塩化銀電極基準)の関係を表す。図9より、通電電流量の増加に伴い、徐々に電槽電圧が上昇し、またORPは750mVを超えたころから上昇が急激となることが分かる。このとき、1000mV以降からは塩素ガスが検知された。なお、ORP(銀/塩化銀電極基準)が700mVまででは、塩素ガスは検出されずアノードから塩素ガスは発生していないことが確認された。なお、アノード室のORP(銀/塩化銀電極基準)が1000mVを超えた時点で、始液と同組成の液をアノード室へ添加したところ、塩素ガスの大気への放出が止まり、この方法が緊急時の措置として有効であることが確認された。
First, in the case of (a), the current was energized to be constant at a current of 4.73 A corresponding to a current density of 500 A / m 2 without controlling the ORP by adjusting the energization current. The ORP (silver / silver chloride electrode standard) of the electrolysis starting solution was 560 mV.
Here, the cell voltage accompanying energization and the ORP of the anode chamber were measured. Further, the chlorine gas concentration in the upper gas phase portion of the anode chamber was measured with a detector tube. The results are shown in FIG. FIG. 9 shows the relationship between the amount of energization current, the cell voltage, and the ORP (silver / silver chloride electrode standard) of the anode chamber. From FIG. 9, it can be seen that the battery cell voltage gradually increases as the energization current increases, and the ORP increases rapidly from the time when the ORP exceeds 750 mV. At this time, chlorine gas was detected from 1000 mV or later. When the ORP (silver / silver chloride electrode standard) was up to 700 mV, chlorine gas was not detected and it was confirmed that no chlorine gas was generated from the anode. When the ORP (silver / silver chloride electrode standard) of the anode chamber exceeded 1000 mV, when a liquid having the same composition as the starting liquid was added to the anode chamber, the release of chlorine gas to the atmosphere stopped. It was confirmed that it was effective as an emergency measure.

次に、(b)の場合として、アノード室からの排液のORP(銀/塩化銀電極基準)の管理値を580〜700mVに設定して、電流密度500A/mに対応する電流4.73Aをベースに通電電流を増減してORPの制御を行なった。これにより、得られた処理後の排液中の2価の鉄は3価に酸化され、金属溶解力が再生されたエッチング液が得られるとともに、塩素ガスの発生のない安定した電解酸化が継続された。 Next, in the case of (b), the control value of ORP (silver / silver chloride electrode standard) for drainage from the anode chamber is set to 580 to 700 mV, and a current corresponding to a current density of 500 A / m 2 is obtained. Based on 73A, the energization current was increased or decreased to control the ORP. As a result, the divalent iron in the drained liquid after treatment is oxidized to trivalent, and an etching solution in which the metal dissolving power is regenerated is obtained, and stable electrolytic oxidation without generation of chlorine gas is continued. It was done.

(実施例2)
図6に示した電解装置と、実施例1と同様のアノード、カソード及びエッチング廃液を用いた。なお、前記電解装置は、アノード室に邪魔板を設け、液流れがアノードのメッシュを通過するように改良したものである。
(Example 2)
The electrolytic apparatus shown in FIG. 6 and the same anode, cathode, and etching waste solution as in Example 1 were used. The electrolysis apparatus is improved by providing a baffle plate in the anode chamber so that the liquid flow passes through the mesh of the anode.

通液条件としては、アノード室へは、3.1mL/minの流量で一定の通液流量で新規に給液し、アノード室の排液は、貯液槽を経由し、排液量の50%分が給液に循環され、アノード室内では4.7mL/minの割合で液が流れた。また、カソード室へは、3.1mL/minの流量で一定の通液流量で給液し、排液は循環しなかった。
通電条件としては、アノード室からの排液のORP(銀/塩化銀電極基準)の管理値を580〜700mVに設定して、電流密度500A/mに対応する電流4.73Aをベースに通電電流を増減してORPの制御を行なった。なお、電解始液のORP(銀/塩化銀電極基準)は560mVであった。
その結果、通電初期を経過した後は、ORP計の指示は安定して管理値を維持し、処理後液として払いだした分の相当量の新規液を受け入れながら電解酸化処理が継続された。これにより、得られた処理後液中の2価の鉄は3価に酸化され、金属溶解力が再生されたエッチング液が得られるとともに、塩素ガスの発生のない安定した電解酸化が継続された。
As the liquid flow conditions, the anode chamber was newly fed at a constant flow rate of 3.1 mL / min, and the drainage of the anode chamber passed through the liquid storage tank, and the drainage amount was 50%. % Was circulated in the feed liquid, and the liquid flowed at a rate of 4.7 mL / min in the anode chamber. Further, the cathode chamber was supplied at a constant flow rate of 3.1 mL / min, and the drainage did not circulate.
As energization conditions, the control value of ORP (silver / silver chloride electrode standard) for drainage from the anode chamber is set to 580 to 700 mV, and energization is performed based on a current of 4.73 A corresponding to a current density of 500 A / m 2. The ORP was controlled by increasing or decreasing the current. The ORP (silver / silver chloride electrode standard) of the electrolysis starting solution was 560 mV.
As a result, after passing the initial energization, the instruction of the ORP meter stably maintained the control value, and the electrolytic oxidation process was continued while accepting a considerable amount of new liquid dispensed as the treated liquid. Thereby, the divalent iron in the obtained post-treatment liquid was oxidized to trivalent, and an etching solution in which the metal dissolving power was regenerated was obtained, and stable electrolytic oxidation without generation of chlorine gas was continued. .

(実施例3)
電解槽(B)の通電電流の調節を行う給電手段として、通電電流を個々の電極対毎に調節し、通電電流は、表1に示すように、給液側の電極対で高く、一方排液側の電極対で低くなるように設定したこと以外は実施例2と同様に行なった。
その結果、通電初期を経過した後は、ORP計の指示は安定して管理値を維持し、処理後液として払いだした分の相当量の新規液を受け入れながら電解酸化処理が継続された。これにより、得られた処理後液中の2価の鉄は3価に酸化され、金属溶解力が再生されたエッチング液が得られるとともに、塩素ガスの発生のない安定した電解酸化が継続された。
(Example 3)
As a power supply means for adjusting the energization current of the electrolytic cell (B), the energization current is adjusted for each individual electrode pair. The same procedure as in Example 2 was performed except that the liquid electrode pair was set to be low.
As a result, after passing the initial energization, the instruction of the ORP meter stably maintained the control value, and the electrolytic oxidation process was continued while accepting a considerable amount of new liquid dispensed as the treated liquid. Thereby, the divalent iron in the obtained post-treatment liquid was oxidized to trivalent, and an etching solution in which the metal dissolving power was regenerated was obtained, and stable electrolytic oxidation without generation of chlorine gas was continued. .

Figure 0005125278
Figure 0005125278

(実施例4)
エッチング廃液として、実操業でのエッチング廃液のおおよその組成に合わせて、試薬塩化第2銅が銅濃度で60g/L及び試薬塩化第1銅が銅濃度で20g/Lとなるように溶解し、塩酸でpHが−0.3程度になるように調整したものを用いたこと、及びORP(銀/塩化銀電極基準)の管理値を450〜700mVとしたこと以外は実施例2と同様に行なった。
その結果、通電初期を経過した後は、ORP計の指示は安定して管理値を維持し、処理後液として払いだした分の相当量の新規液を受け入れながら電解酸化処理が継続された。これにより、得られた処理後液中の1価の銅は2価に酸化され、金属溶解力が再生されたエッチング液が得られるとともに、塩素ガスの発生のない安定した電解酸化が継続された。
Example 4
As the etching waste liquid, in accordance with the approximate composition of the etching waste liquid in actual operation, the reagent cupric chloride is dissolved at a copper concentration of 60 g / L and the reagent cuprous chloride is dissolved at a copper concentration of 20 g / L, The same procedure as in Example 2 was performed except that hydrochloric acid adjusted to a pH of about -0.3 was used, and the control value of ORP (silver / silver chloride electrode standard) was set to 450 to 700 mV. It was.
As a result, after passing the initial energization, the instruction of the ORP meter stably maintained the control value, and the electrolytic oxidation process was continued while accepting a considerable amount of new liquid dispensed as the treated liquid. As a result, monovalent copper in the obtained post-treatment liquid was divalently oxidized to obtain an etching solution in which the metal dissolving power was regenerated, and stable electrolytic oxidation without generation of chlorine gas was continued. .

以上より、実施例1〜4では、電解槽の仕様、電解槽への給液方法、アノード室の排液の循環条件、及び酸化還元電位の制御条件で、本発明の方法に従って行われたので、エッチング廃液中の低価数イオンを高価数イオンに電解酸化する方法において、アノード表面でのエッチング廃液の過剰酸化を抑制し、電解槽からの塩素ガスの発生を防止しながら、エッチング廃液を効率的に電解酸化することができることが分かる。これに対して、比較例1では、酸化還元電位の制御条件がこれらの条件に合わないので、塩素ガスの発生の防止において満足すべき結果が得られないことが分かる。   From the above, in Examples 1 to 4, the electrolytic cell specifications, the method of supplying the electrolytic cell, the circulation condition of the drainage of the anode chamber, and the control condition of the oxidation-reduction potential were performed according to the method of the present invention. In the method of electrolytic oxidation of low valence ions in the etching waste liquid to expensive ions, the etching waste liquid is made efficient while suppressing excessive oxidation of the etching waste liquid on the anode surface and preventing generation of chlorine gas from the electrolytic cell. It can be seen that it can be electrolytically oxidized. On the other hand, in Comparative Example 1, since the control conditions for the redox potential do not meet these conditions, it can be seen that satisfactory results cannot be obtained in preventing the generation of chlorine gas.

以上より明らかなように、本発明のエッチング廃液の電解酸化方法は、エッチング廃液の再生処理方法として、特に半導体集積回路のベースとなるリードフレームの製造等に用いられる主成分として塩化銅及び/又は塩化鉄の高価数イオンを含有する酸性水溶液からなるエッチング液を再生処理する方法として好適である。   As is apparent from the above, the electrolytic oxidation method of the etching waste liquid according to the present invention is copper chloride and / or as a main component used for the production of a lead frame which is a base of a semiconductor integrated circuit, etc. This is suitable as a method for regenerating an etching solution comprising an acidic aqueous solution containing an expensive number of iron chloride ions.

塩化鉄及び塩化銅を含む水溶液の酸化還元電位と溶解速度の関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the oxidation reduction potential of an aqueous solution containing iron chloride and copper chloride, and a dissolution rate. 電極対が4個の場合の概略構造を表す長手方向の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the longitudinal direction showing schematic structure in the case of four electrode pairs. 4個の電極対からなる電解槽を用いて、60時間通電した際の排液のORP変化を表す図である。It is a figure showing ORP change of the drainage at the time of energizing for 60 hours using the electrolytic cell which consists of four electrode pairs. アノード室内での邪魔板の設置の仕方の一例を表す電解槽の縦方向の断面図である。It is sectional drawing of the vertical direction of the electrolytic cell showing an example of the installation method of a baffle plate in an anode chamber. アノード室内での邪魔板の設置の有無による通電に伴うアノード排液のORPの変化を表す図である。It is a figure showing the change of ORP of the anode drainage accompanying the electricity supply by the presence or absence of the baffle plate in the anode chamber. 電解槽(B)と電解槽の排液を受け入れかつ液の電解槽への循環と自己循環が行なえる貯液槽とを備えた電解装置の断面を表す図である。It is a figure showing the cross section of the electrolyzer provided with the electrolytic cell (B) and the liquid storage tank which accepts the drainage liquid of an electrolytic cell, and can perform the circulation to the electrolytic cell and a self-circulation. 電解槽(B)の並列配置の一例を表す図である。It is a figure showing an example of parallel arrangement | positioning of an electrolytic vessel (B). 電解槽(B)の直列配置の一例を表す図である。It is a figure showing an example of series arrangement of an electrolytic cell (B). 比較例1の通電電流量と電槽電圧及びアノード室のORPの関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the energizing current amount of the comparative example 1, a battery case voltage, and ORP of an anode chamber.

符号の説明Explanation of symbols

1 定量ポンプ
2 始液槽
3 排液槽
4 ORP計
5 アノード室
6 邪魔板
7 カソード室
8 電解液の流れ
9 アノード
10 電解槽(B)
11 貯液槽
12 レベル計
13 エッチング廃液の受け入れ口
14 処理後液の払い出し口
15 アノード室とカソード室のそれぞれへの給液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metering pump 2 Initial liquid tank 3 Drainage tank 4 ORP meter 5 Anode chamber 6 Baffle plate 7 Cathode chamber 8 Flow of electrolyte 9 Anode 10 Electrolyzer (B)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Liquid storage tank 12 Level meter 13 Etching waste liquid inlet 14 Discharge liquid outlet 15 Liquid supply to each of anode chamber and cathode chamber

Claims (10)

塩化鉄を含むエッチング廃液を、電解液として隔膜で仕切られているアノード室とカソード室からなる電解槽に通液して該エッチング廃液中の低価数イオンを高価数イオンに電解酸化する方法において、
下記の電解槽(B)を用いて、前記エッチング廃液を電解槽へ給液し、アノード室からの排液量の15〜50%を給液として循環しながら、アノード室からの排液の酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)の管理値を550〜800mVに制御することを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法。
電解槽(B):横長形状のボックス内に、長手方向に2〜6個形状がメッシュ状のアノードを電極幅方向に直列に並べて設置したアノード列と、かつ、アノード室内に、電極面に沿う電解液の流れが該メッシュ状のアノードを横切るように変える邪魔板を備え、アノードと同数のカソードをアノード列の片側に両者の電極面の片面のみが対面するように直列に並べて設置したカソード列とからなる2〜6個の電極対が濾布製の隔膜で仕切られているアノード室とカソード室から構成されており、該アノード室と該カソード室のそれぞれが、独自に、電解液を各列に直交する一方の面側から給液して反対側から排液し、かつアノード室の排液を給液に繰り返す給排液の調節を行う手段、酸化還元電位を該アノード室の排液側で検出し制御する手段、該アノード列と該カソード列の極間距離を設定する手段、及び個々の電極対毎に通電電流の調節を行う給電手段を備える。
In a method in which an etching waste solution containing iron chloride is passed through an electrolytic cell composed of an anode chamber and a cathode chamber partitioned by a diaphragm as an electrolytic solution, and low-valent ions in the etching waste solution are electrolytically oxidized to expensive ions. ,
Using the following electrolytic cell (B), the etching waste liquid is supplied to the electrolytic cell, and 15 to 50% of the amount discharged from the anode chamber is circulated as the supplied liquid, while oxidizing the discharged liquid from the anode chamber. A method for electrolytic oxidation of an etching waste liquid, wherein a control value of a reduction potential (a silver / silver chloride electrode standard) is controlled to 550 to 800 mV.
Electrolyzer (B): An anode array in which 2 to 6 mesh-shaped anodes are arranged in series in the electrode width direction in a horizontally long box, and in the anode chamber, on the electrode surface A cathode having a baffle plate that changes the flow of the electrolyte along the meshed anode so that the same number of cathodes as the anodes are arranged in series so that only one side of both electrode faces faces on one side of the anode row 2 to 6 electrode pairs composed of rows are composed of an anode chamber and a cathode chamber separated by a filter cloth diaphragm, and each of the anode chamber and the cathode chamber independently has an electrolyte solution. Means for adjusting the supply / drainage of liquid supplied from one side orthogonal to the row and drained from the opposite side and repeating the drainage of the anode chamber to the supply fluid; Detect and control on the side Comprising stages, means for setting the distance between electrodes of the anode columns and the cathode row, and power supply means for regulating the current supplied to each individual electrode pair.
上記電解槽(B)の給排液の調節を行う手段は、前記アノード室の排液の給液への循環が、該排液を受け入れかつ液の電解槽への循環と自己循環が行える貯液槽を介して、アノード室と貯液槽の液の酸化還元電位が一定化するまで継続して行われ、その後、電解酸化を継続するため、貯液槽から電解酸化終了液として系外に払い出し、排出された電解酸化終了液相当分の新規のエッチング廃液を受け入れる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のエッチング廃液の電解酸化方法。   The means for adjusting the supply / drainage liquid of the electrolytic cell (B) is a storage device that allows the circulation of the drainage liquid in the anode chamber to the supply liquid, accepts the drainage liquid, and allows the circulation and self-circulation of the liquid to the electrolytic cell. This is continued until the oxidation-reduction potentials of the liquid in the anode chamber and the storage tank are made constant through the liquid tank, and then the electrolytic oxidation is continued. 2. The method of electrolytic oxidation of etching waste liquid according to claim 1, wherein control is performed to receive a new etching waste liquid corresponding to the discharged and discharged electrolytic oxidation end liquid. 上記電解槽(B)の酸化還元電位を検出し制御する手段は、アノード室からの排液の酸化還元電位の管理値を電解槽への通電電流の増減により制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のエッチング廃液の電解酸化方法。 The means for detecting and controlling the oxidation-reduction potential of the electrolytic cell (B) controls the control value of the oxidation-reduction potential of the effluent from the anode chamber by increasing or decreasing the energization current to the electrolytic cell. 3. The method for electrolytic oxidation of etching waste liquid according to 1 or 2 . 上記電解槽(B)の通電電流の調節を行う給電手段は、通電電流を個々の電極対毎に調節することを特徴とする請求項1又は2に記載のエッチング廃液の電解酸化方法。 The method for electrolytic oxidation of an etching waste liquid according to claim 1 or 2 , wherein the power supply means for adjusting the energization current of the electrolytic cell (B) adjusts the energization current for each electrode pair. 前記通電電流は、給液側の電極で高く、一方排液側の電極で低くなるように設定することを特徴とする請求項に記載のエッチング廃液の電解酸化方法。 5. The method for electrolytic oxidation of an etching waste liquid according to claim 4 , wherein the energization current is set so as to be high at an electrode on a liquid supply side and low at an electrode on a drain side. 上記電解槽(B)の極間距離を設定する手段は、極間距離の設定値をエッチング廃液の電気伝導度に応じて選定することを特徴とする請求項1又は2に記載のエッチング廃液の電解酸化方法。 Setting the distance between the electrodes of the electrolytic cell (B) means of etching waste liquid according to claim 1 or 2, characterized in that selected according to the set value of the distance between the electrodes in the electrical conductivity of the waste etching solution Electrolytic oxidation method. 上記電解槽は、少なくとも2槽以上の電解槽(B)を並列配置、又は直列配置したものであることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のエッチング廃液の電解酸化方法。 3. The method for electrolytic oxidation of an etching waste liquid according to claim 1, wherein the electrolytic cell is one in which at least two electrolytic cells (B) are arranged in parallel or in series. 前記並列配置では、各電解槽(B)への給電を、個別の給電装置、或いは全槽又は各電解槽の少なくとも2槽以上に電気的に直列に接続した給電装置で行い、一方各電解槽(B)への給液を、塩化鉄を含むエッチング廃液を分割して各電解槽のアノード室とカソード室のそれぞれに給液することを特徴とする請求項に記載のエッチング廃液の電解酸化方法。 In the parallel arrangement, power feeding to each electrolytic cell (B) is performed by an individual power feeding device, or a power feeding device electrically connected in series to at least two or more of all the electrolytic cells, or each electrolytic cell, 8. The electrolytic oxidation of the etching waste liquid according to claim 7 , wherein the supply liquid to (B) is divided into an etching waste liquid containing iron chloride and supplied to each of the anode chamber and the cathode chamber of each electrolytic cell. 9. Method. さらに、電解槽(B)の酸化還元電位の指示値又は設置された塩素ガス濃度計の警報値に応じて、カソード室からの排液をアノード室に挿入し、該アノード室の酸化還元電位を前記管理値に調節する緊急手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のエッチング廃液の電解酸化方法。 Further, according to the indication value of the oxidation-reduction potential of the electrolytic cell (B) or the alarm value of the installed chlorine gas concentration meter, the drainage from the cathode chamber is inserted into the anode chamber, and the oxidation-reduction potential of the anode chamber is set. The method for electrolytic oxidation of an etching waste liquid according to claim 1 or 2 , further comprising emergency means for adjusting to the control value. 請求項1〜のいずれかに記載のエッチング廃液の電解酸化方法において、エッチング廃液は塩化鉄に代えて塩化銅を含むものであること、及び酸化還元電位(銀/塩化銀電極基準)は、400〜800mVであることを特徴とするエッチング廃液の電解酸化方法。 In the electrolytic oxidation process of the etching waste liquid according to any one of claims 1 to 9 that the etching waste liquid are those containing copper chloride instead of ferric chloride, and redox potential (silver / silver electrode reference chloride) is 400 An electrolytic oxidation method of an etching waste liquid, characterized by being 800 mV.
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