JP6491771B2 - Method for separating and recovering metal from plating media, and method for recycling plating media - Google Patents
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Description
本発明は、バレルめっき法などに用いられるめっきメディアについて、使用済みのめっきメディアから金属を分離回収しつつ、当該めっきメディアを再利用可能とするためのめっきメディアから金属を分離回収する方法、およびめっきメディアのリサイクル方法に関する。 The present invention relates to a plating medium used in a barrel plating method or the like, a method of separating and recovering metal from a plating medium for making the plating medium reusable while separating and recovering metal from a used plating medium, and The present invention relates to a method for recycling plating media.
電子部品を例とする被めっき物の表面に導電性のめっきを行う方法として、バレルめっき法が広く用いられている。一般的にバレルめっき法においては、めっきメディア(ダミーメディア)と呼ばれる小型の鉄球を被めっき物とともに多角形状のバレル内に投入し、通電しながら撹拌する(例えば、特許文献1を参照)。めっきメディアを用いることにより、被めっき物に対して均等に電流が流れるので、めっき効率が向上するとともにめっき厚をより均一化できる。 A barrel plating method is widely used as a method for conducting conductive plating on the surface of an object to be plated such as an electronic component. In general, in the barrel plating method, a small iron ball called a plating medium (dummy medium) is put into a polygonal barrel together with an object to be plated and stirred while energized (for example, see Patent Document 1). By using the plating media, the current flows uniformly to the object to be plated, so that the plating efficiency can be improved and the plating thickness can be made more uniform.
めっきメディアは繰り返し使用することにより、めっきメディアの表面にめっき層が次第に形成される。すなわち使用のたびに、めっきに用いる金属がめっきメディアの表面に積層されるので、めっきメディアは使用のたびに成長(巨大化)する。その結果、バレルめっきの条件に最適化されていためっきメディアの外径および比重が変化する。 By repeatedly using the plating media, a plating layer is gradually formed on the surface of the plating media. That is, the metal used for plating is laminated on the surface of the plating medium every time it is used, so that the plating medium grows (enlarges) every time it is used. As a result, the outer diameter and specific gravity of the plating media that have been optimized for barrel plating conditions change.
繰り返し使用することによりめっきメディアが成長すると、バレル内で被めっき物とめっきメディアとの隙間が大きくなるので、めっき効率の低下やめっき厚のバラツキが発生する。従来、めっきメディアは所定の大きさ以上に成長すると使用済みのめっきメディアとして廃棄し、新品のめっきメディアと交換する。めっきメディアの廃棄処分により、めっきメディアの表面に積層している、めっきに用いる高価な金属も共に廃棄となる。このようにバレルめっきを行う場合、大量の使用済みメディアが発生してめっき用金属とともに廃棄されていく。そこで、廃棄となる使用済みのめっきメディアから、表面に積層されているめっき用の金属を回収する要請が近年では強くなっている。 When the plating media grows by repeated use, the gap between the object to be plated and the plating media increases in the barrel, resulting in a decrease in plating efficiency and variations in plating thickness. Conventionally, when a plating medium grows beyond a predetermined size, it is discarded as a used plating medium and replaced with a new plating medium. By discarding the plating media, the expensive metal used for plating laminated on the surface of the plating media is also discarded. When barrel plating is performed in this way, a large amount of used media is generated and discarded together with the plating metal. Therefore, in recent years, there has been a strong demand for recovering metal for plating laminated on the surface from used plating media to be discarded.
近年ではめっきメディアを用いて複数の金属を被めっき物にめっきすることが多くなっている。この場合、使用済みのめっきメディアには当該複数種類の金属がそれぞれ積層されているので、当該複数種類の金属をそれぞれ分離して回収することが要求される。一例としてコンデンサの電極などに対して導電性のめっきを行う場合、ニッケル(Ni)および錫(Sn)がめっき用の金属として用いられることが多い。この場合、Niの成分およびSnの成分が積層している、使用済み状態のめっきメディアから、NiおよびSnを高い精度で分離し、各々を回収する必要がある。 In recent years, a plurality of metals are often plated on an object to be plated using a plating medium. In this case, since the plurality of types of metals are laminated on the used plating media, it is required to separate and collect the plurality of types of metals. As an example, when conductive plating is performed on capacitor electrodes or the like, nickel (Ni) and tin (Sn) are often used as the metal for plating. In this case, it is necessary to separate Ni and Sn with high accuracy from the used plating media in which the Ni component and the Sn component are stacked, and collect each of them.
多量の金属混合物から複数の金属を個々に分離回収する従来の方法としては、溶媒抽出法や吸着法などが用いられる(例えば、特許文献2を参照)。溶媒抽出法の場合、選択的に金属イオンと反応する抽出剤を含む有機溶媒と、複数の金属イオンを含む水溶液とを接触させることにより、目的となる金属イオンのみを有機溶媒中に抽出させる。そして有機溶媒に抽出された金属イオンを水相へ逆抽出することにより、各種金属を分離して回収できる。 As a conventional method for individually separating and recovering a plurality of metals from a large amount of a metal mixture, a solvent extraction method, an adsorption method, or the like is used (for example, see Patent Document 2). In the case of the solvent extraction method, an organic solvent containing an extractant that selectively reacts with metal ions is brought into contact with an aqueous solution containing a plurality of metal ions, so that only the target metal ions are extracted into the organic solvent. And various metals can be isolate | separated and collect | recovered by back-extracting the metal ion extracted by the organic solvent to an aqueous phase.
従来のイオン交換法では、酸やアルカリを用いた溶解などによって得られた各種金属イオンの混合水溶液をイオン交換樹脂に通液させることにより、イオン交換樹脂に各金属イオンを吸着させる。そして各金属イオンを吸着したイオン交換樹脂に対し、特定の金属イオンを脱着させるための溶離液を通液する。 In the conventional ion exchange method, each metal ion is adsorbed on the ion exchange resin by passing a mixed aqueous solution of various metal ions obtained by dissolution using an acid or alkali through the ion exchange resin. Then, an eluent for desorbing specific metal ions is passed through the ion exchange resin that has adsorbed each metal ion.
イオン交換樹脂に吸着した金属イオンの脱着率は溶離液のpHに応じて変化する。そしてpHに応じた脱着率の変化を示す平衡曲線の形状は、金属イオンの種類によって異なる。すなわち各種pHにおける各金属イオンの平衡曲線の違いを利用し、金属イオンの各々について適切な脱着率となるように、酸やアルカリを用いて溶離液のpHを調整することにより、イオン交換樹脂から各金属イオンを順次脱着させる。イオン交換樹脂を通した液体を適宜分画することにより、各金属イオンを分離回収する。 The desorption rate of the metal ions adsorbed on the ion exchange resin varies depending on the pH of the eluent. And the shape of the equilibrium curve which shows the change of the desorption rate according to pH changes with kinds of metal ion. That is, by utilizing the difference in the equilibrium curve of each metal ion at various pHs, and adjusting the pH of the eluent with an acid or alkali so as to achieve an appropriate desorption rate for each metal ion, Each metal ion is sequentially desorbed. Each metal ion is separated and recovered by appropriately fractionating the liquid passed through the ion exchange resin.
しかしながら、上記の従来構成では次のような問題がある。
すなわち従来の溶媒抽出法では、金属イオンの抽出に大量の有機溶媒を必要とするとともに、逆抽出の際に大量の酸やアルカリを必要とする。そのため、これら廃液の処理に膨大な費用と手間を要することとなる。また、逆抽出の際に有機溶媒および抽出剤の一部が水相に混ざるので、有機溶媒相のみならず水相部分の溶液についても処理が困難となる。
However, the above conventional configuration has the following problems.
That is, in the conventional solvent extraction method, a large amount of organic solvent is required for extraction of metal ions, and a large amount of acid or alkali is required for back extraction. Therefore, enormous costs and labor are required for the treatment of these waste liquids. In addition, since part of the organic solvent and the extractant is mixed in the aqueous phase during back extraction, it is difficult to treat not only the organic solvent phase but also the solution in the aqueous phase.
また、従来のイオン交換法では吸着選択性が乏しく、各金属イオンの分離効率が低いという問題が懸念される。すなわち、金属イオンは水溶液中では一般的に陽イオンとなるため、従来のイオン交換法では陽イオン交換樹脂を用いる。この場合、複数種類の金属イオンはいずれも陽イオン交換樹脂に吸着される。 Further, the conventional ion exchange method has a poor adsorption selectivity, and there is a concern that the separation efficiency of each metal ion is low. That is, since metal ions generally become cations in an aqueous solution, a cation exchange resin is used in the conventional ion exchange method. In this case, all of the plurality of types of metal ions are adsorbed on the cation exchange resin.
複数種類の金属イオンが吸着されたイオン交換樹脂から特定の金属イオンを脱着させる場合、他の金属イオンの一部が当該特定の金属イオンとともに脱着してしまう。すなわち、イオン交換樹脂に通液する溶離液のpHを特定の金属イオンの脱着に適したpHに調整した場合であっても、当該pHにおける他の金属イオンの脱着率は一般的にゼロではない。 When a specific metal ion is desorbed from an ion exchange resin on which a plurality of types of metal ions are adsorbed, some of the other metal ions are desorbed together with the specific metal ion. That is, even when the pH of the eluent passing through the ion exchange resin is adjusted to a pH suitable for desorption of a specific metal ion, the desorption rate of other metal ions at that pH is generally not zero. .
そのため、イオン交換樹脂に通液した溶離液には、特定の金属イオンのみならず当該一部の他の金属イオンが容易に混じってしまう。従って、従来のイオン交換法を用いる金属分離方法では、高い精度で金属イオンを分離することが困難である。また、脱着の際に、pHの調整を目的として酸やアルカリ水溶液を大量に用いるので、廃液処理に費用と手間を要する問題も懸念される。 For this reason, not only the specific metal ions but also some other metal ions are easily mixed in the eluent passed through the ion exchange resin. Therefore, it is difficult to separate metal ions with high accuracy by a conventional metal separation method using an ion exchange method. In addition, since a large amount of acid or aqueous alkali solution is used for the purpose of pH adjustment during desorption, there is a concern that the waste liquid treatment requires cost and labor.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、金属混合物から各種金属を高い精度で分離回収できるとともに、処理が困難な廃液の発生をより低減できるめっきメディアから金属を分離回収する方法、およびめっきメディアのリサイクル方法を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and various metals can be separated and recovered from a metal mixture with high accuracy, and metals can be separated and recovered from plating media that can further reduce the generation of waste liquids that are difficult to process. The main object is to provide a method and a method for recycling plating media.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明は、Feからなる球状のコアと前記コアの表面にNiおよびSnが積層されてなる金属表層とからなるめっきメディアから金属を分離回収する方法であって、
使用済み状態となった前記めっきメディアに対して、前記金属表層を前記コアから解離させる解離工程と、
前記コアから解離された前記金属表層を酸で溶解させてNiイオンおよびSnイオンを含む金属混合水溶液を取得するイオン化工程と、
陰イオン交換性を有する陰イオン交換材に前記金属混合水溶液を接触させて前記陰イオン交換材に前記Snイオンを選択的に吸着させることによって、前記金属混合水溶液から前記Snイオンを分離させ、前記Snイオンおよび前記Niイオンのうち前記Niイオンのみを含むNiイオン水溶液を取得する分離工程と、
前記Snイオンを吸着させた前記陰イオン交換材に対して水を溶離液として接触させ、前記Snイオンを前記陰イオン交換材から前記溶離液へと脱着させて前記Snイオンを含むSnイオン水溶液を取得する脱着工程と、
を備えることを特徴とすることを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the present invention is a method for separating and recovering metal from a plating medium comprising a spherical core made of Fe and a metal surface layer in which Ni and Sn are laminated on the surface of the core,
A dissociation step for dissociating the metal surface layer from the core with respect to the plating medium in a used state,
An ionization step of obtaining a mixed metal aqueous solution containing Ni ions and Sn ions by dissolving the metal surface layer dissociated from the core with an acid;
The Sn ion is separated from the metal mixed aqueous solution by bringing the metal mixed aqueous solution into contact with an anion exchange material having anion exchange property and selectively adsorbing the Sn ions on the anion exchange material, A separation step of obtaining a Ni ion aqueous solution containing only the Ni ions out of Sn ions and the Ni ions;
Water is brought into contact with the anion exchange material on which the Sn ions are adsorbed as an eluent, and the Sn ions are desorbed from the anion exchange material to the eluent to produce an Sn ion aqueous solution containing the Sn ions. A desorption process to be acquired;
It is characterized by providing.
(作用・効果)この方法によれば、イオン化工程において、NiおよびSnからなる金属表層を酸で溶解させてNiイオンおよびSnイオンを含む金属混合水溶液を取得する。そして分離工程において、陰イオン交換材に金属混合水溶液を接触させると、SnイオンおよびNiイオンのうちSnイオンが選択的に陰イオン交換材へ吸着される。 (Function / Effect) According to this method, in the ionization step, the metal surface layer made of Ni and Sn is dissolved with an acid to obtain a mixed metal aqueous solution containing Ni ions and Sn ions. In the separation step, when the metal mixed aqueous solution is brought into contact with the anion exchange material, Sn ions out of Sn ions and Ni ions are selectively adsorbed on the anion exchange material.
このような選択的吸着により金属混合水溶液からSnイオンが分離され、SnイオンおよびNiイオンのうちNiイオンのみを含むNiイオン水溶液を取得できる。このように、従来のイオン交換法と異なり、本発明に係るイオン交換法では金属混合水溶液から特定の金属イオンを選択的にイオン交換材へ吸着させることができるので、より高い精度でSnイオンとNiイオンとを分離できる。 By such selective adsorption, Sn ions are separated from the metal mixed aqueous solution, and an Ni ion aqueous solution containing only Ni ions out of Sn ions and Ni ions can be obtained. Thus, unlike the conventional ion exchange method, in the ion exchange method according to the present invention, specific metal ions can be selectively adsorbed from the metal mixed aqueous solution to the ion exchange material. Ni ions can be separated.
さらに脱着工程では、Snイオンを吸着させた陰イオン交換材に対して水を溶離液として接触させ、Snイオンを陰イオン交換材から溶離液へと脱着させる。当該脱着により、SnイオンおよびNiイオンのうちSnイオンのみを含むSnイオン水溶液を回収できる。従来のイオン交換法では酸やアルカリを溶離液として用いて金属イオンの脱着を行うため、大量の酸やアルカリを必要とする。一方、本発明では水でSnイオンを脱着できるので、廃液の処理や金属イオンの分離に要するコストおよび手間を大きく削減できる。 Further, in the desorption step, water is brought into contact with the anion exchange material on which Sn ions are adsorbed as an eluent, and Sn ions are desorbed from the anion exchange material to the eluent. By this desorption, an Sn ion aqueous solution containing only Sn ions out of Sn ions and Ni ions can be recovered. In the conventional ion exchange method, since a metal ion is desorbed using an acid or alkali as an eluent, a large amount of acid or alkali is required. On the other hand, in the present invention, Sn ions can be desorbed with water, so that the cost and labor required for treatment of waste liquid and separation of metal ions can be greatly reduced.
このように、本発明に係るめっきメディアから金属を分離回収する方法では、使用済み状態のめっきメディアから、コアを構成するFe、並びに金属表層を構成するSnおよびNiを、それぞれ高い精度で分離回収できる。そのため、使用済み状態のめっきメディアに多数積層されている、NiやSn等といっためっき用の金属を廃棄することなく有効に利用できる。 As described above, in the method for separating and collecting metal from the plating media according to the present invention, Fe constituting the core and Sn and Ni constituting the metal surface layer are separated and collected with high accuracy from the used plating media, respectively. it can. Therefore, it is possible to effectively use a plating metal such as Ni or Sn that is laminated on a used plating medium without being discarded.
また本発明では、金属表層の溶解に用いる比較的少量の酸と、脱着に用いる水とによって、めっきメディアから金属を分離回収できる。すなわち従来の金属の分離回収工程と異なり、本発明に係る金属の分離回収工程では有機溶剤やアルカリ溶液を用いる必要がない。そのため、めっき工場内でめっきメディアからSnおよびNiを分離回収する場合であっても、新たに有機溶媒処理設備やアルカリ処理設備を備える必要がなく、既存の設備を流用することによってSnおよびNiを分離回収できる。 In the present invention, the metal can be separated and recovered from the plating medium by a relatively small amount of acid used for dissolving the metal surface layer and water used for desorption. That is, unlike the conventional metal separation and recovery step, the metal separation and recovery step according to the present invention does not require the use of an organic solvent or an alkaline solution. Therefore, even when Sn and Ni are separated and recovered from plating media in a plating factory, it is not necessary to newly provide an organic solvent treatment facility or an alkali treatment facility, and Sn and Ni can be obtained by diverting existing facilities. Separated and recovered.
従って、めっき工場から外部の処理施設へめっきメディアや廃液を輸送することなく、めっき工場内部においてめっき処理の工程とめっきメディアから金属を分離回収する工程とを連続で実行できる。その結果、めっきメディアから金属を分離回収する工程に要するコストと時間を大きく低減できる。 Therefore, the plating process and the process of separating and recovering the metal from the plating medium can be continuously performed inside the plating factory without transporting the plating medium and waste liquid from the plating factory to an external processing facility. As a result, the cost and time required for the process of separating and recovering metal from the plating media can be greatly reduced.
また、上述した発明において、前記解離工程は、使用済み状態となった前記めっきメディアを240℃以上1450℃以下の温度で熱処理する熱処理工程と、前記熱処理工程の後に前記めっきメディアを物理的に研磨して前記金属表層を前記コアから剥離させる研磨工程と、を備えることが好ましい。 In the above-described invention, the dissociation step includes a heat treatment step of heat-treating the plating medium in a used state at a temperature of 240 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower, and physically polishing the plating medium after the heat treatment step. And a polishing step for peeling the metal surface layer from the core.
(作用・効果)この構成によれば、熱処理によって少なくとも金属表層に含まれるSnが融解するのでコアと金属表層との密着性が低下する。そして密着性が低下した状態でめっきメディアを物理的に研磨することにより、金属表層をコアから確実かつ容易に剥離させることができる。従って、めっきメディアからFe、Ni、およびSnの各々をより高い精度で分離できる。 (Function / Effect) According to this configuration, at least Sn contained in the metal surface layer is melted by the heat treatment, so that the adhesion between the core and the metal surface layer is lowered. Then, the metal surface layer can be reliably and easily peeled from the core by physically polishing the plating medium in a state where the adhesion is lowered. Therefore, each of Fe, Ni, and Sn can be separated from the plating media with higher accuracy.
また、上述した発明において、陰イオン交換材は繊維状の材料であることが好ましい。この場合、比表面積が大きく金属混合水溶液との接触効率を向上できる。また、連続使用により劣化した陰イオン交換材を容易に新たな陰イオン交換材に交換できる。従って、分離工程における分離精度をさらに向上できるとともに、陰イオン交換材を新たに交換する手間によって分離工程の効率が低下する事態を回避できる。 In the above-described invention, the anion exchange material is preferably a fibrous material. In this case, the specific surface area is large and the contact efficiency with the metal mixed aqueous solution can be improved. Moreover, the anion exchange material deteriorated by continuous use can be easily replaced with a new anion exchange material. Therefore, the separation accuracy in the separation step can be further improved, and a situation in which the efficiency of the separation step is reduced due to the trouble of newly exchanging the anion exchange material can be avoided.
また、上述した発明において、前記Niイオン水溶液に含まれる前記Niイオンを還元させてNiの金属単体を生成するNi還元工程と、前記Snイオン水溶液に含まれる前記Snイオンを還元させてSnの金属単体を生成するSn還元工程と、を備えることが好ましい。 In the above-described invention, the Ni reduction step of reducing the Ni ions contained in the Ni ion aqueous solution to form a simple metal of Ni, and the Sn ions contained in the Sn ion aqueous solution are reduced to reduce the Sn metal. It is preferable to include an Sn reduction step for producing a simple substance.
(作用・効果)この構成によれば、分離工程および脱着工程によってNiイオン水溶液とSnイオン水溶液を分離回収した後、Niイオンを還元させてNiの金属単体を生成するとともに、Snイオンを還元させてSnの金属単体を生成する。この場合、使用済み状態のめっきメディアから、Snの金属単体とNiの金属単体とをそれぞれ分離した状態で回収できる。Snの金属単体とNiの金属単体は、より広い用途に使用できるので、めっきメディアから金属を分離回収する工程の汎用性を大きく向上できる。 (Function / Effect) According to this configuration, after separating and recovering the Ni ion aqueous solution and the Sn ion aqueous solution by the separation step and the desorption step, the Ni ions are reduced to form a single metal of Ni and the Sn ions are reduced. To produce a single metal element of Sn. In this case, the Sn metal simple substance and the Ni metal simple substance can be collected separately from the used plating media. Since the Sn metal element and the Ni metal element can be used for a wider range of applications, the versatility of the process of separating and recovering metal from the plating media can be greatly improved.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明は、Feからなる球状のコアと前記コアの表面にNiおよびSnが積層されてなる金属表層とからなるめっきメディアのリサイクル方法であって、
使用済み状態となった前記めっきメディアに対して、前記金属表層を前記コアから解離させる解離工程と、
前記コアから解離された前記金属表層を酸で溶解させてNiイオンおよびSnイオンを含む金属混合水溶液を取得するイオン化工程と、
陰イオン交換性を有する陰イオン交換材に前記金属混合水溶液を接触させ、前記陰イオン交換材に前記Snイオンを選択的に吸着させることによって、前記金属混合水溶液から前記Snイオンを分離させ、前記Snイオンおよび前記Niイオンのうち前記Niイオンのみを含むNiイオン水溶液を取得するイオン分離工程と、
前記Snイオンを吸着させた前記陰イオン交換材に対して水を溶離液として接触させ、前記Snイオンを前記陰イオン交換材から前記溶離液へと脱着させて前記Snイオンを含むSnイオン水溶液を取得する脱着工程と、
前記Niイオン水溶液に含まれる前記Niイオンを還元させ、前記金属表層が解離された前記コアの表面にNiをめっきするNiめっき工程と、
前記Niめっき工程の後、前記Niイオン水溶液に含まれる前記Snイオンを還元させ、Niがめっきされた状態の前記コアの表面にSnをめっきするSnめっき工程と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention may take the following configurations.
That is, the present invention is a recycling method of plating media comprising a spherical core made of Fe and a metal surface layer in which Ni and Sn are laminated on the surface of the core,
A dissociation step for dissociating the metal surface layer from the core with respect to the plating medium in a used state,
An ionization step of obtaining a mixed metal aqueous solution containing Ni ions and Sn ions by dissolving the metal surface layer dissociated from the core with an acid;
The metal ion solution is brought into contact with an anion exchange material having anion exchange properties, and the Sn ions are separated from the metal solution by selectively adsorbing the Sn ions to the anion exchange material, An ion separation step of obtaining a Ni ion aqueous solution containing only the Ni ions out of Sn ions and the Ni ions;
Water is brought into contact with the anion exchange material on which the Sn ions are adsorbed as an eluent, and the Sn ions are desorbed from the anion exchange material to the eluent to produce an Sn ion aqueous solution containing the Sn ions. A desorption process to be acquired;
A Ni plating step of reducing the Ni ions contained in the Ni ion aqueous solution and plating Ni on the surface of the core from which the metal surface layer has been dissociated;
After the Ni plating step, the Sn ion contained in the Ni ion aqueous solution is reduced, and a Sn plating step of plating Sn on the surface of the core in a state where Ni is plated;
It is characterized by providing.
(作用・効果)この方法によれば、陰イオン交換材を用いることにより、金属混合水溶液に含まれるSnイオンおよびNiイオンのうち、Snイオンが選択的に陰イオン交換材へ吸着される。そのため、より高い精度でSnイオンとNiイオンとを分離できる。 (Function / Effect) According to this method, by using an anion exchange material, Sn ions out of Sn ions and Ni ions contained in the metal mixed aqueous solution are selectively adsorbed to the anion exchange material. Therefore, Sn ions and Ni ions can be separated with higher accuracy.
さらに脱着工程では、Snイオンを吸着させた陰イオン交換材に対して水を溶離液として接触させ、Snイオンを陰イオン交換材から溶離液へと脱着させる。従来の方法と異なり、本発明に係る脱着工程は酸やアルカリを用いることなく水によってSnイオンをイオン交換材から脱着できるので、廃液の処理や金属イオンの分離に要するコストおよび手間を大きく削減できる。 Further, in the desorption step, water is brought into contact with the anion exchange material on which Sn ions are adsorbed as an eluent, and Sn ions are desorbed from the anion exchange material to the eluent. Unlike the conventional method, the desorption step according to the present invention can desorb Sn ions from the ion exchange material with water without using acid or alkali, so that the cost and labor required for the treatment of waste liquid and separation of metal ions can be greatly reduced. .
このように、解離工程によってコアから解離された金属表層を原料として、分離工程および脱着工程によってSnイオン水溶液とNiイオン水溶液とを分離して取得できる。そして解離工程によって金属表層から解離されたコアに対してNiめっき工程とSnめっき工程とを行うことにより、Feからなるコアの表面に対して金属単体からなるNiの層とSnの層とを積層できる。 In this way, the Sn ion aqueous solution and the Ni ion aqueous solution can be separated and obtained by the separation step and the desorption step using the metal surface layer dissociated from the core in the dissociation step as a raw material. Then, by performing the Ni plating step and the Sn plating step on the core dissociated from the metal surface layer by the dissociation step, the Ni layer made of a single metal and the Sn layer are laminated on the surface of the core made of Fe. it can.
すなわちNiめっき工程とSnめっき工程により、コアは新品状態のめっきメディアと同じ構造となる。従って、使用済み状態となっためっきメディアを構成するコアと金属表層とを用いることにより、新たな金属を要することなく新品状態のめっきメディアを再生できる。そのため、めっきメディアの廃棄量を理論上、ゼロとすることができる。 In other words, the core has the same structure as that of a new plating medium by the Ni plating process and the Sn plating process. Accordingly, by using the core and the metal surface layer constituting the used plating medium, it is possible to regenerate the new plating medium without requiring a new metal. Therefore, the amount of plating media discarded can theoretically be zero.
また本発明では、金属表層の溶解に用いる比較的少量の酸と、脱着に用いる水とによって、使用済み状態のめっきメディアから新品状態のめっきメディアにリサイクルできる。すなわち本発明に係るリサイクル方法では有機溶剤やアルカリ溶液を用いる必要がない。そのため、めっき工場内でめっきメディアをリサイクルする場合であっても、新たに有機溶媒処理設備やアルカリ処理設備を備える必要がなく、既存の酸処理設備を流用することによってめっきメディアのリサイクルが可能となる。 Moreover, in this invention, it can recycle from the used plating media to a new plating media with the comparatively small amount of acid used for melt | dissolution of a metal surface layer, and the water used for desorption. That is, the recycling method according to the present invention does not require the use of an organic solvent or an alkaline solution. Therefore, even when plating media is recycled in the plating plant, there is no need to newly install organic solvent treatment equipment and alkali treatment equipment, and it is possible to recycle plating media by diverting existing acid treatment equipment. Become.
従って、めっき工場から外部の処理施設へめっきメディアや廃液を輸送することなく、めっき工場内部においてめっき処理の工程とめっきメディアのリサイクル工程とを半永久的に繰り返すことができる。その結果、めっきメディアの廃棄を行う必要がなくなるので、めっきメディアの利用効率を大幅に向上できる。 Therefore, the plating process and the plating media recycling process can be semipermanently repeated in the plating factory without transporting the plating media and waste liquid from the plating factory to an external processing facility. As a result, it is not necessary to discard the plating media, so that the usage efficiency of the plating media can be greatly improved.
この発明は、このような目的を達成するために、さらに次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明は、Feからなる球状のコアと前記コアの表面にNiおよびSnが積層されてなる金属表層とからなる第1のめっきメディアを用いて、Feからなる球の表面にSnが積層された構成を備える第2のめっきメディアを作成させるめっきメディアのリサイクル方法であって、
使用済み状態となった前記第1のめっきメディアに対して、前記金属表層を前記コアから解離させる解離工程と、
前記コアから解離された前記金属表層を酸で溶解させてNiイオンおよびSnイオンを含む金属混合水溶液を取得するイオン化工程と、
陰イオン交換性を有する陰イオン交換材に前記金属混合水溶液を接触させ、前記陰イオン交換材に前記Snイオンを選択的に吸着させることによって、前記金属混合水溶液から前記Snイオンを分離させ、前記Snイオンおよび前記Niイオンのうち前記Niイオンのみを含むNiイオン水溶液を取得するイオン分離工程と、
前記Snイオンを吸着させた前記陰イオン交換材に対して水を溶離液として接触させ、前記Snイオンを前記陰イオン交換材から前記溶離液へと脱着させて前記Snイオンを含むSnイオン水溶液を取得する脱着工程と、
前記Snイオン水溶液に含まれる前記Snイオンを還元させ、前記金属表層が解離された前記コアの表面にSnをめっきすることにより前記第2のめっきメディアを新たに作成させるSnめっき工程と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention may further have the following configuration.
That is, the present invention uses the first plating medium comprising a spherical core made of Fe and a metal surface layer in which Ni and Sn are laminated on the surface of the core, and Sn is laminated on the surface of the sphere made of Fe. A plating medium recycling method for producing a second plating medium having the above-described configuration,
A dissociation step for dissociating the metal surface layer from the core with respect to the first plating media in a used state;
An ionization step of obtaining a mixed metal aqueous solution containing Ni ions and Sn ions by dissolving the metal surface layer dissociated from the core with an acid;
The metal ion solution is brought into contact with an anion exchange material having anion exchange properties, and the Sn ions are separated from the metal solution by selectively adsorbing the Sn ions to the anion exchange material, An ion separation step of obtaining a Ni ion aqueous solution containing only the Ni ions out of Sn ions and the Ni ions;
Water is brought into contact with the anion exchange material on which the Sn ions are adsorbed as an eluent, and the Sn ions are desorbed from the anion exchange material to the eluent to produce an Sn ion aqueous solution containing the Sn ions. A desorption process to be acquired;
A Sn plating step of newly creating the second plating media by reducing the Sn ions contained in the Sn ion aqueous solution and plating Sn on the surface of the core from which the metal surface layer has been dissociated;
It is characterized by providing.
(作用・効果)この方法によれば、Feからなる球状のコアと前記コアの表面にNiおよびSnが積層されてなる金属表層とからなる第1のめっきメディアを用いて、Feからなる球の表面にSnが積層された構成を備える第2のめっきメディアを低コストかつ容易に再生できる。すなわち、陰イオン交換材を用いることにより、金属混合水溶液に含まれるSnイオンおよびNiイオンのうち、Snイオンが選択的に陰イオン交換材へ吸着される。そのため、より高い精度でSnイオンとNiイオンとを分離できる。 (Function / Effect) According to this method, a first plating medium comprising a spherical core made of Fe and a metal surface layer in which Ni and Sn are laminated on the surface of the core is used to form a sphere made of Fe. The second plating media having a structure in which Sn is laminated on the surface can be easily reproduced at low cost. That is, by using an anion exchange material, Sn ions out of Sn ions and Ni ions contained in the metal mixed aqueous solution are selectively adsorbed on the anion exchange material. Therefore, Sn ions and Ni ions can be separated with higher accuracy.
さらに脱着工程では、Snイオンを吸着させた陰イオン交換材に対して水を溶離液として接触させ、Snイオンを陰イオン交換材から溶離液へと脱着させる。従来の方法と異なり、本発明に係る脱着工程は酸やアルカリを用いることなく水によってSnイオンをイオン交換材から脱着できるので、廃液の処理や金属イオンの分離に要するコストおよび手間を大きく削減できる。 Further, in the desorption step, water is brought into contact with the anion exchange material on which Sn ions are adsorbed as an eluent, and Sn ions are desorbed from the anion exchange material to the eluent. Unlike the conventional method, the desorption step according to the present invention can desorb Sn ions from the ion exchange material with water without using acid or alkali, so that the cost and labor required for the treatment of waste liquid and separation of metal ions can be greatly reduced. .
このように、解離工程によってコアから解離された金属表層を原料として、分離工程および脱着工程によってSnイオン水溶液とNiイオン水溶液とを分離して取得できる。そして解離工程によって金属表層から解離されたコアに対してSnめっき工程を行うことにより、Feからなるコアの表面に対して金属単体からなるSnの層が積層され、新品状態の第2のめっきメディアとして再生できる。 In this way, the Sn ion aqueous solution and the Ni ion aqueous solution can be separated and obtained by the separation step and the desorption step using the metal surface layer dissociated from the core in the dissociation step as a raw material. Then, by performing the Sn plating process on the core dissociated from the metal surface layer by the dissociation process, the Sn layer made of a single metal is laminated on the surface of the core made of Fe, and the second plating medium in a new state Can be played as.
すなわちNiめっき工程とSnめっき工程により、コアは新品状態のめっきメディアと同じ構造となる。従って、使用済み状態となった第1のめっきメディアを構成するコアと金属表層とを用いることにより、新たな金属を要することなく新品状態の第2のめっきメディアを再生できる。 In other words, the core has the same structure as that of a new plating medium by the Ni plating process and the Sn plating process. Therefore, by using the core and the metal surface layer constituting the first plating medium in the used state, the new second plating medium can be regenerated without requiring a new metal.
また本発明では、第1のめっきメディアを構成する金属表層の溶解に用いる比較的少量の酸と、脱着に用いる水とを用いることによって、使用済み状態となっている第1のめっきメディアを、新品状態の第2のめっきメディアとして再利用できる。すなわち本発明に係るリサイクル方法では有機溶剤やアルカリ溶液を用いる必要がない。そのため、めっき工場内でめっきメディアをリサイクルする場合であっても、新たに有機溶媒処理設備やアルカリ処理設備を備える必要がなく、既存の酸処理設備を流用することによってめっきメディアのリサイクルが可能となる。 In the present invention, the first plating media in a used state is obtained by using a relatively small amount of acid used for dissolution of the metal surface layer constituting the first plating media and water used for desorption. It can be reused as the second plating medium in a new state. That is, the recycling method according to the present invention does not require the use of an organic solvent or an alkaline solution. Therefore, even when plating media is recycled in the plating plant, there is no need to newly install organic solvent treatment equipment and alkali treatment equipment, and it is possible to recycle plating media by diverting existing acid treatment equipment. Become.
本発明に係るめっきメディアから金属を分離回収する方法、およびめっきメディアのリサイクル方法では、使用済み状態のめっきメディアから金属表層の解離、酸処理による金属表層の溶解、陰イオン交換材によるSnイオンの選択的吸着、水によるSnイオンの脱着といった一連の工程によりSnイオンとNiイオンとを分離回収する。この場合、めっきメディアから解離された、NiおよびSnの金属混合物から各種金属を高い精度で分離回収できるとともに、処理が困難な廃液の発生をより低減できる In the method for separating and recovering metal from the plating media according to the present invention and the method for recycling the plating media, dissociation of the metal surface layer from the used plating media, dissolution of the metal surface layer by acid treatment, Sn ion generation by the anion exchange material Sn ions and Ni ions are separated and recovered by a series of steps such as selective adsorption and desorption of Sn ions by water. In this case, various metals can be separated and recovered with high accuracy from the metal mixture of Ni and Sn dissociated from the plating media, and generation of waste liquid that is difficult to process can be further reduced.
以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。実施例1では、コンデンサなどの電子部品に対してNiおよびSnをめっきするために用いるめっきメディアからNiおよびSnをそれぞれ分離回収する方法を例にとって説明する。
めっきメディアは、一般的に鉄(Fe)などからなる核の周囲に、めっきに用いる各種金属が積層している構造を有している。図1(a)および図1(b)は、コンデンサに対してNiおよびSnをめっきするために用いる、めっきメディア1の断面図である。図1(a)に示される、バレルめっきに使用する前の新品状態において、めっきメディア1は鉄製のコア3と、コア3の周囲に積層されているNi層5およびSn層7とを備えている。図1(a)に示される新品の状態において、Ni層5およびSn層7の各々は単層の構造となっている。なお新品の状態において、めっきメディア1の直径Rは一例として0.1mm〜3mm程度である。
The plating media generally has a structure in which various metals used for plating are laminated around a core made of iron (Fe) or the like. FIG. 1A and FIG. 1B are cross-sectional views of a
図1(a)に示す新品のめっきメディア1をバレルめっきに用いて被めっき物をNiおよびSnでめっきさせるたびに、めっきメディア1の表面にNiおよびSnがさらに積層する。すなわちめっきメディア1を用いてバレルめっきを繰り返す結果、図1(b)に示すように、めっきメディア1にはNi層5およびSn層7が多数(一例として数層から数十層)積層していき、一例としてめっきメディア1の直径Rは1mm〜10mm程度にまで成長(巨大化)する。
Each time a
なお、Ni層5およびSn層7からなり、めっきメディア1の表面に積層している部分を金属表層4と称し、コア3と区別することとする。実施例1では図1(b)に示すような、繰り返し使用することによって成長し、使用済みの状態(従来は廃棄するような状態)となっためっきメディア1からNiおよびSnをそれぞれ分離回収する。図2(a)は、実施例1に係る分離回収方法の工程を示すフローチャートである。以下、当該フローチャートに沿って、実施例1に係る各工程を説明する。
In addition, the part which consists of the
ステップS1(めっきメディアの熱処理)
まず、バレルめっきに繰り返し使用することによって巨大化し、使用済み状態となっためっきメディア1の熱処理を行う。ステップS1に係る熱処理は、600℃で1時間、めっきメディア1を加熱することが特に好ましい。なお、熱処理の温度はSnの融点より高く、Feの融点より低い温度を適宜適用してよい。但し、240℃以上1450℃以下で加熱を行うことが好ましい。すなわち、Snの融点より高く、Niの融点より低い温度であることはより好ましい。また、加熱時間は適宜変更してよい。
Step S1 (Plating media heat treatment)
First, heat treatment is performed on the
図1(b)に示すような使用済みメディアの構造は、熱処理によって図3(a)に示すように変化する。すなわち熱処理によってSn層7が融解するとともにNi層5が変形・破断する。その結果、金属表層4とコア3との密着性が低下するので、後のステップS2において金属表層4とコア3とが分離しやすくなる。熱処理を行っためっきメディア1を常温に戻すことにより、ステップS1の工程は終了する。
The structure of the used media as shown in FIG. 1 (b) changes as shown in FIG. 3 (a) by the heat treatment. That is, the
ステップS2(コアと金属表層との分離)
めっきメディア1を常温に戻した後、コア3と金属表層4との分離を行う。実施例1ではめっきメディア1同士をこすり合わせる、いわゆる共摺りによってコア3と金属表層4とを分離させる。一例として、加熱処理の後に常温となっためっきメディア1を多角形状のバレル内に移す。そしてバレルを回転させることによりめっきメディア1同士が研磨され、図3(b)に示すように金属表層4は比較的粒径の小さい粉体となってコア3から解離される。バレルの回転速度は40rpm以上、50rpm以下であることが好ましいが、めっきメディア1の数および大きさなど諸条件に応じて適宜変更してよい。
Step S2 (Separation of core and metal surface)
After returning the
共摺りの完了後、バレル内に残っているコア3および金属表層4の混合物を分級機(オータケfc2k、株式会社大竹製作所製)に移し、粒径に応じて選別を行う。図3(b)に示すように、共摺りによって金属表層4はコア3より粒径の小さい粉末状となっている。そのため当該選別により、NiおよびSnからなる金属表層4と、Feからなるコア3とを完全に分離できる。ステップS2に係る共摺りおよび分級機による選別の工程は、コア3と金属表層4とを分離させるための手法の一例であり、当該手法に限定されるものではない。コア3と金属表層4とを分離回収することにより、ステップS2の工程は完了する。ステップS2に係る一連の工程は、本発明における解離工程に相当する。
After completion of co-grinding, the mixture of the
ステップS3(金属のイオン化)
コア3から金属表層4を分離した後、金属のイオン化を行う。すなわち、金属表層4に対して酸処理を行って金属イオンの水溶液を作成する。NiおよびSnの混合物である金属表層4は酸処理によって溶解し、Niイオン9およびSnイオン11を含む金属混合水溶液13が得られる。実施例1において、酸処理は金属表層4の粉末6.0gに対し、9%volの塩酸を240ml加え、80℃で24時間反応させることにより行われる。
Step S3 (metal ionization)
After separating the metal surface layer 4 from the
なお、上記の各条件は特に好ましい一例であり、NiおよびSnを完全に溶解してイオン化できる限りにおいて、酸処理の条件は適宜変更できる。一例として、塩酸の濃度や反応時間などの条件は適宜変更してよい。さらに塩酸の代用として硫酸や硝酸など、他の酸を利用できる。ステップS3に係る酸処理によって得られる金属混合水溶液13において、Niイオン9の濃度は129.5mol/m3となっており、Snイオン11の濃度は202.2mol/m3となっている。なお本発明の各工程において、Niイオン9およびSnイオン11の濃度はICP発光分光分析装置(ICP−8100、SHIMADZU製)を用いて測定している。ステップS3に係る一連の工程は、本発明におけるイオン化工程に相当する。
Each of the above conditions is a particularly preferable example, and the conditions for the acid treatment can be appropriately changed as long as Ni and Sn can be completely dissolved and ionized. As an example, conditions such as hydrochloric acid concentration and reaction time may be changed as appropriate. In addition, other acids such as sulfuric acid and nitric acid can be used as a substitute for hydrochloric acid. In the metal mixed
ステップS4(イオン交換処理)
酸処理が完了して金属混合水溶液13が得られた後、ステップS4に係るイオン交換処理を行う。イオン交換処理は図4(a)に示すように、陰イオン交換繊維15が充填されたカラム17に対し、金属混合水溶液13を図示しないポンプで送液することによって行われる。陰イオン交換繊維15は本発明における陰イオン交換材に相当する。
Step S4 (ion exchange process)
After the acid treatment is completed and the metal mixed
イオン交換処理に係る各種条件は、以下の通りである。陰イオン交換繊維15は市販の陰イオン交換繊維を用いることができ、実施例1ではトリメチルアンモニウム基をイオン交換基とする強アニオン交換繊維(IEF−SA、株式会社ニチビ製)を使用している。カラム17の内径は1.0cm、長さ20cmとなっており、当該カラム17に対して陰イオン交換繊維15を2.0g充填する。陰イオン交換繊維15が充填されたカラム17に対する、金属混合水溶液13の送液速度は、1.0ml/min以上、2.0ml/min以下であることが特に好ましい。
Various conditions relating to the ion exchange treatment are as follows. A commercially available
カラム17へ送液される金属混合水溶液13は、ステップS3において得られた水溶液をそのまま用いることができる。すなわちカラム17へ送液される金属混合水溶液13において、Niイオン9の濃度は129.5mol/m3となっており、Snイオン11の濃度は202.2mol/m3となっている。送液される金属混合水溶液13のpHは0〜1となっている。送液の温度は陰イオン交換繊維15の性質によって適宜変更されるが、実施例1では常温下(一例として25℃)で送液を行う。
As the metal mixed
ステップS4に係るイオン交換処理により、Niイオン9とSnイオン11とを高い精度で分離できる。すなわち図4(b)に示すように、金属混合水溶液13に含まれる金属イオンのうち、Snイオン11は選択的に陰イオン交換繊維15へ吸着される。一方、Niイオン9は陰イオン交換繊維15に吸着されることなく、カラム17を通過して排出される。その結果、金属イオンのうちNiイオン9のみを含むNiイオン水溶液19を得ることができる。ステップS4に係る一連の工程は、本発明における分離工程に相当する。
By the ion exchange process according to step S4, the
ステップS5(脱着処理)
イオン交換処理によってNiイオン9とSnイオン11とを分離した後、脱着処理を行う。すなわち図5に示すように、Snイオン11を選択的に吸着した陰イオン交換繊維15に対し、溶離液21を送液することにより、Snイオン11を陰イオン交換繊維15から脱着させる。脱着したSnイオン11はカラム17から溶離液21とともに排出されるので、金属イオンのうちSnイオン11のみを含むSnイオン水溶液23を得ることができる。
Step S5 (desorption process)
After the
ステップS5に係る脱着処理において、溶離液21として水を用いることができる。実施例1において、溶離液21として超純水を用いているが、蒸留水などを用いてもよい。溶離液21の送液速度は、1.0ml/分以上、2.0ml/分以下であることが特に好ましい。溶離液21の送液温度は常温下で行われている。ステップS1〜S5までの各工程により、使用済み状態のめっきメディア1から、Niイオン水溶液19と、Snイオン水溶液23と、Feからなる球状のコア3とをそれぞれ分離した状態で得ることができる。ステップS5に係る一連の工程は、本発明における脱着工程に相当する。
In the desorption process according to step S5, water can be used as the
ステップS6(回収処理)
Niイオン水溶液19とSnイオン水溶液23とをそれぞれ得た後、回収処理によってNiイオンおよびSnイオンの各々を還元させ、それぞれNiおよびSnの金属単体として分離した状態で回収する。回収処理の一例としては、電気分解によって各金属イオンを還元させ、電極上に金属単体として析出させる方法が挙げられる。Niの純金属を回収する場合、図6に示すように、ステップS4において得られたNiイオン水溶液19を電解液として電気分解を行う。電気分解によりNiイオン水溶液19中のNiイオン9が還元され、陰極側の電極27の表面上に純度の高いNiの金属単体29が析出される。
Step S6 (collection process)
After each of the Ni ion
実施例1における電気分解は、0.3Aの電流を10分間流すことによって行われている。また、電極25および電極27としてCu板を用いているが、Niを析出できる材料であれば他の材料を適宜用いてよい。Snイオン11を還元してSnの純金属を回収する場合、ステップS5において得られたSnイオン水溶液23を電解液として電気分解を行う。電極25および電極27としてはFe板を用いているが、Snを析出できる材料であれば他の材料を適宜用いてよい。純金属のNiおよびSnをそれぞれ分離した状態で回収できる。ステップS1からS6までの各工程により、めっきメディア1からNiおよびSnを分離回収するための一連の工程が完了する。
The electrolysis in Example 1 is performed by flowing a current of 0.3 A for 10 minutes. Further, although Cu plates are used as the
ここで、図7の各グラフ図を用いて、ステップS4およびステップS5における各種金属イオンの濃度比(C/C0)のデータを示しつつ、実施例1による金属の分離回収効率を説明する。 Here, the separation and recovery efficiency of metal according to Example 1 will be described using the graphs of FIG. 7 while showing data of the concentration ratios (C / C0) of various metal ions in steps S4 and S5.
ステップS4(イオン交換処理)における濃度比は、カラム17の排出口から得られる液、すなわちNiイオン水溶液19に含まれる金属イオン濃度(C)と、カラム17の入り口へ送られる液、すなわち金属混合水溶液13に含まれる金属イオン濃度(C0)との比によって求められる。
The concentration ratio in step S4 (ion exchange treatment) is the liquid obtained from the outlet of the
また、ステップS5(脱着処理)における濃度比(濃縮率)は、カラム17の排出口から得られる液、すなわちSnイオン水溶液23に含まれる金属イオン濃度(C)と、ステップS3の操作によって得られる、当初の金属混合水溶液13に含まれる金属イオン濃度(C0)との比によって求められる。
The concentration ratio (concentration rate) in step S5 (desorption treatment) is obtained by the liquid obtained from the outlet of the
ステップS4に係るイオン交換処理を送液速度1.0ml/分で行った場合、図7(a)に示すように、菱形の記号で示されるNiイオン9の濃度比はほぼ1.0である。すなわちカラム17の入り口から通液される金属混合水溶液13と、カラム17の出口から排出される液として得られるNiイオン水溶液19とにおいて、Niイオン9の濃度は略同じである。すなわち、Niイオン9は陰イオン交換繊維15に吸着されることなくカラム17を通過し、カラム17の出口から排出されることがわかる。
When the ion exchange process according to step S4 is performed at a liquid feed rate of 1.0 ml / min, as shown in FIG. 7A, the concentration ratio of
一方、図7(a)の図において、三角形の記号で示されるSnイオン11の濃度比は当初ゼロである。すなわち、Niイオン水溶液19においてSnイオン11は含まれておらず、Snイオン11は陰イオン交換繊維15に全て吸着されていることがわかる。但し約30分経過後は陰イオン交換繊維15の破過が起こり、カラム17の排出液にSnイオン11が含まれるようになる。送液速度1.0ml/分でイオン交換処理を行う場合、処理時間は25分以下であることが好ましい。このように、実施例1に係る陰イオン交換繊維15を用いたイオン交換処理により、Niイオン9とSnイオン11とを非常に高い精度で分離できることがわかる。
On the other hand, in the diagram of FIG. 7A, the concentration ratio of
ステップS4に係るイオン交換処理を送液速度2.0ml/分で行った場合、図7(b)に示すように、Niイオン9の濃度比はほぼ1.0である一方、Snイオン11の濃度比は、当初ゼロである。すなわち、送液速度2.0ml/分の条件下でもSnイオン11は選択的に陰イオン交換繊維15へ吸着されていることがわかる。但し約20分経過後は破過が発生するので、送液速度2.0ml/分でイオン交換処理を行う場合、処理時間は10分以下であることが好ましい。
When the ion exchange process according to step S4 is performed at a liquid feed rate of 2.0 ml / min, as shown in FIG. 7B, the concentration ratio of
ステップS5に係る脱着処理を送液速度1.0ml/分で行った場合、図7(c)に示すように、Snイオン11の濃縮率は最大で3.5倍となる。すなわちSnイオン水溶液23に含まれているSnイオン11の濃度を約700mol/m3まで高めることができるので、ステップS6における金属単体状態のSnの回収効率をより向上できる。
When the desorption process according to step S5 is performed at a liquid feed rate of 1.0 ml / min, the concentration rate of
送液速度1.0ml/分で脱着処理を行う場合、処理開始後30分以下の時間が経過した場合にカラム17から排出される液をSnイオン水溶液23として回収することが好ましく、処理開始後5分以上15分以下の時間が経過した場合の排出液を回収することが特に好ましい。
When the desorption process is performed at a liquid feed rate of 1.0 ml / min, it is preferable to recover the liquid discharged from the
ステップS5に係る脱着処理を送液速度2.0ml/分で行った場合、図7(d)に示すように、Snイオン11の濃縮率は最大で1.8倍となる。送液速度2.0ml/分で脱着処理を行う場合、処理開始後15分以下の時間が経過した場合にカラム17から排出される液をSnイオン水溶液23として回収することが好ましく、処理開始後5分以上10分以下の時間が経過した場合の排出液を回収することが特に好ましい。
When the desorption process according to step S5 is performed at a liquid feed rate of 2.0 ml / min, the concentration rate of
実施例1に係るイオン交換処理においてNiイオン9とSnイオン11とを分離できるメカニズムとしては、以下のような仮説が考えられる。すなわち金属表層4を溶解させた酸性条件下、特にpH0〜1という強い酸性条件の下において、Snイオン11は塩化物イオンや水酸化物イオンなどを配位子とした錯イオンを形成すると考えられる。
As a mechanism capable of separating the
この場合、Snを含む錯イオンは全体として陰イオンとしての挙動を示すので、錯イオン化したSnイオン11は、陰イオン交換繊維15によって選択的に吸着されたと考えられる。一方、Niイオン9は酸性条件下において錯イオンを形成することなく、一般的な金属イオンと同様に陽イオンとしての挙動を示すので、Niイオン9は陰イオン交換繊維15に吸着されることなくカラム17を通過したと考えられる。
In this case, since complex ions containing Sn exhibit a behavior as anions as a whole, it is considered that the complex
<実施例1の構成による効果>
実施例1の構成により、めっき操作に繰り返し使用することによって、めっき用金属であるNiおよびSnが積層されて巨大化しためっきメディアから、表面に積層されているめっき用金属を高い効率で分離回収して再利用できる。そのため、従来はめっきメディアとともに廃棄処分となるようなめっき用金属を有効に利用できる。
<Effects of Configuration of Example 1>
With the configuration of Example 1, by repeatedly using it for plating operations, the plating metal stacked on the surface is separated and recovered with high efficiency from the plating media in which Ni and Sn, which are plating metals, are stacked and enlarged. And can be reused. Therefore, conventionally, a plating metal that can be disposed of together with the plating medium can be effectively used.
実施例1では、巨大化して使用済み状態となっためっきメディア1に対し、ステップS1に係る熱処理を行うことにより、コア3と金属表層4との結合が弱められる。そのため、ステップS2に係る物理的な研磨の際にコア3と金属表層4とをより容易に解離できる。当該解離により、球状のFeからなるコア3を分離回収できる。
In Example 1, the bonding between the
そしてステップS3に係る酸処理により、金属表層4を形成するNiおよびSnはイオン化され、複数の金属イオンが混合した金属混合水溶液を得ることができる。ステップS1に係る熱処理の際に、金属表層4においてNiおよびSnの一部が合金化した場合であっても、酸処理で溶解させることによって合金化したNiとSnとは、確実にNiイオンとSnイオンに分離した状態となる。すなわちめっき用金属の各々をイオン化させてから分離回収を行うことにより、金属同士の合金化に起因する分離回収の困難化という問題を確実に回避できる。 By the acid treatment according to step S3, Ni and Sn forming the metal surface layer 4 are ionized, and a metal mixed aqueous solution in which a plurality of metal ions are mixed can be obtained. Even when a part of Ni and Sn is alloyed in the metal surface layer 4 during the heat treatment according to step S1, Ni and Sn alloyed by dissolving by acid treatment are surely Ni ions and It will be in the state isolate | separated into Sn ion. That is, by separating and recovering each of the plating metals after ionization, the problem of difficulty in separating and recovering due to alloying of the metals can be reliably avoided.
実施例1では、ステップS4に係るイオン交換処理によってNiイオンとSnイオンとを分離する。一般的に陽イオン交換樹脂をイオン交換材として用いる従来の金属分離回収方法では、金属イオンに対するイオン交換材の選択性が低く、複数の金属イオンがいずれもイオン交換樹脂に吸着される。そのため、高い精度で複数の金属を分離することが困難である。 In Example 1, Ni ions and Sn ions are separated by the ion exchange process according to step S4. In general, in a conventional metal separation and recovery method using a cation exchange resin as an ion exchange material, the selectivity of the ion exchange material with respect to metal ions is low, and a plurality of metal ions are all adsorbed on the ion exchange resin. Therefore, it is difficult to separate a plurality of metals with high accuracy.
その一方、発明者の鋭意検討により、強陰イオン交換性の繊維をイオン交換材として用いることにより、NiイオンとSnイオンとの混合水溶液からSnイオンを選択的にイオン交換材へ吸着できることが判明した。Niイオンは陰イオン交換繊維15に吸着されることなく排出される。
On the other hand, the inventor's diligent study revealed that Sn ions can be selectively adsorbed to the ion exchange material from a mixed aqueous solution of Ni ions and Sn ions by using strong anion exchange fibers as the ion exchange material. did. Ni ions are discharged without being adsorbed by the
すなわち実施例1ではイオン交換材に金属混合水溶液を通液させる段階で、金属混合溶液中の複数の金属イオン(NiイオンおよびSnイオン)を完全に分離できる。従って、陰イオン交換繊維15を用いるイオン交換処理によって、NiイオンとSnイオンとを非常に高い精度で分離し、それぞれ別の水溶液として回収できる。
That is, in Example 1, a plurality of metal ions (Ni ions and Sn ions) in the metal mixed solution can be completely separated at the stage of passing the metal mixed aqueous solution through the ion exchange material. Therefore, Ni ions and Sn ions can be separated with very high accuracy by the ion exchange treatment using the
また、Snイオン11に対する陰イオン交換繊維15の選択的吸着性は、強い酸性の下でも発揮されることが判明した。そのため、金属表層4を強酸で溶解して得られた金属混合水溶液を、特段の処理を行うことなくそのまま陰イオン交換繊維15に通液することによってSnイオン11を選択的に吸着できる。従って、Snイオン11の選択的吸着に要する手間やコストの上昇を抑制できる。
It has also been found that the selective adsorptivity of the
さらなる発明者の鋭意検討により、Snイオン11を吸着している陰イオン交換繊維15からSnイオン11を脱着させるための溶離液として、驚くべきことに水を利用できることが判明した。従来のイオン交換法では、イオン交換材から金属イオンを脱着させる場合には大量の酸やアルカリを溶離液として送液し、pHを適宜調整する必要がある。その結果、酸やアルカリの廃液が大量に発生するので、廃液処理に要するコストや労力が上昇する。
Further inventor's diligent study revealed that water can be surprisingly used as an eluent for desorbing
一方で実施例1に係る分離回収方法では、水を通液させることによってSnイオン11を陰イオン交換繊維15から脱着させ、Snイオン11のみを含むSnイオン水溶液23を得ることができる。実施例1に係る脱着処理では水を溶離液として用いるので、金属の分離回収工程において必要とする溶液は、水の他には金属表層4を溶解させるための酸に限られる。従って、従来の方法と比べて廃液処理に要するコスト等を低減できるとともに、酸やアルカリなどを大量に通液することに起因する陰イオン交換繊維15の劣化も回避できる。
On the other hand, in the separation and recovery method according to Example 1,
また、陽イオン交換性の材料を用いる従来のイオン交換処理と異なり、実施例1のイオン交換処理では、イオン交換材である陰イオン交換繊維15に複数の金属イオンが吸着する事態を回避できる。すなわち実施例1ではNiイオン9とSnイオン11とのうち、Snイオン11が陰イオン交換繊維15へ選択的に吸着され、Niイオン9は吸着されずに通過する。そのため、Snイオン11を陰イオン交換繊維15から脱着させる際に、Niイオン9がSnイオン11とともに脱着されてSnイオン水溶液23にNiイオン9が混入するという事態を回避できる。
Further, unlike the conventional ion exchange treatment using a cation exchange material, the ion exchange treatment of Example 1 can avoid a situation where a plurality of metal ions are adsorbed on the
その結果、Snイオン11の脱着によって得られるSnイオン水溶液23に、Niイオン9が混入することを確実に回避できるので、大容量の金属混合水溶液の処理に適するというイオン交換法の利点を生かしつつ、Snイオン11とNiイオン9との分離精度を大きく向上できる。
As a result, it is possible to reliably avoid the mixing of the
さらに本発明に係る分離回収方法の有利な特徴として、有機溶剤やアルカリを必要とせず、水と比較的少量の酸とを用いてめっきメディア1からNiおよびSnを分離回収できるという点が挙げられる。そのため、めっき工場において本発明に係る方法でめっきメディアから金属を分離回収する場合、既存の設備を流用して金属の分離回収を行うことができる。
Further, as an advantageous feature of the separation and recovery method according to the present invention, it is possible to separate and recover Ni and Sn from the
通常、電子部品等を被めっき物とするめっき処理において、酸化皮膜などの除去を目的とした酸処理工程が必須である。そのため、めっき工場では酸処理を行うための設備が予め備えられていることが一般的である。一方、めっき処理において有機溶剤やアルカリによる処理は必須でないので、めっき工場には有機溶媒処理設備やアルカリ処理設備が配設されていないことが多い。 In general, in a plating process using an electronic component or the like as an object to be plated, an acid treatment process for the purpose of removing an oxide film or the like is essential. Therefore, it is common for the plating factory to be equipped in advance with equipment for performing acid treatment. On the other hand, since the treatment with an organic solvent or alkali is not essential in the plating treatment, the organic solvent treatment equipment and the alkali treatment equipment are often not provided in the plating factory.
そのため、めっき工場内において従来のイオン交換法や溶媒抽出法を用いて分離回収を行う場合、当該従来の分離回収方法には有機溶剤やアルカリを必要とするので、めっき工場内に有機溶媒処理設備やアルカリ処理設備、さらには有機廃液やアルカリ廃液の処理設備を新たに用意する必要がある。一方で本発明に係る分離回収方法では、めっき工場に既存の酸処理設備を用いて、めっきメディアから高精度でNiおよびSnを分離回収できる。従って、外部に委託することなく、めっき工場内においてバレルめっき処理とめっきメディアから金属を分離回収する処理とを連続して行うことが可能となる。 Therefore, when separation / recovery is performed in a plating factory using a conventional ion exchange method or solvent extraction method, the conventional separation / recovery method requires an organic solvent or an alkali. In addition, it is necessary to prepare a new facility for the treatment of alkali and alkali, and further, the treatment of organic and alkaline waste. On the other hand, in the separation and recovery method according to the present invention, Ni and Sn can be separated and recovered from the plating medium with high accuracy using an existing acid treatment facility in the plating factory. Therefore, the barrel plating process and the process of separating and recovering the metal from the plating medium can be continuously performed in the plating factory without outsourcing.
次に、本発明の実施例2を説明する。実施例1では使用済み状態となっためっきメディア1からNiおよびSnを分離回収する方法を例にとって、本発明を説明した。実施例2では、使用済みとなった状態のめっきメディア1(図1(b))を、新品状態のめっきメディア1(図1(a))に再生させる、めっきメディアのリサイクル方法を例にとって説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the present invention has been described by taking as an example a method for separating and recovering Ni and Sn from the
実施例2に係るめっきメディアのリサイクル方法における各工程は、図2(b)に示す通りである。すなわち、ステップS1からS5については実施例1と実施例2とは共通する。そこで実施例2に係る、ステップS1からS5の各工程についての説明を省略し、ステップS6について説明する。 Each step in the plating media recycling method according to Example 2 is as shown in FIG. That is, Example 1 and Example 2 are common about step S1 to S5. Therefore, description of each process of steps S1 to S5 according to the second embodiment will be omitted, and step S6 will be described.
ステップS6(再生処理)
ステップS1からS2までの工程により、使用済み状態となっためっきメディア1を用いて金属表層4とFe製のコア3とを解離させる。そしてステップS3からS5までの工程により、NiとSnの混合物である金属表層4から、Niイオン水溶液19およびSnイオン水溶液23の各々を、分離した状態で取得する。実施例2に係るステップS6では、Niイオン水溶液19およびSnイオン水溶液23と、ステップS2の工程によって金属表層4から解離され、Feの表面が露出した状態のコア3とを用いて、めっきメディア1の再生処理を行う。
Step S6 (reproduction process)
Through the steps S1 to S2, the metal surface layer 4 and the
再生処理は、コア3にNiめっきを施すNiめっき処理の工程と、Niめっきが施されたコア3に対してSnめっきを施すSnめっき処理の工程とからなる。各々のめっき処理は、図6に示すような電気分解処理によって行われる。まず、Niめっき処理工程の構成について説明する。具体的には、ステップS4においてカラム17を通過して得られたNiイオン水溶液19を電解液とする。そして陰極側の電極27として、Feの表面が露出した状態のコア3を用いて電気分解を行う。その他の条件は実施例1に係るステップS6と同様である。
The regeneration process includes a Ni plating process for applying Ni plating to the
電流を流すことにより、Niイオン水溶液19中のNiイオン9が還元され、陰極側の電極27を構成するコア3のFe表面上にNiの純金属が析出される。すなわち、Feの表面が露出している状態のコア3(図8(a))に対してNiの再めっきが行われ、コア3の表面にNi層5が形成される(図8(b))。
By passing an electric current, the
Ni層5が形成された後、続いてSnめっき処理工程によるSn層7の形成を行う。実施例2において、Sn層7の形成は、ステップS5において脱着によって得られたSnイオン水溶液23を電解液とする電気分解によって行われる。当該電気分解は、Ni層5が表面に形成された状態のコア3を陰極側の電極27に用いて行われる。
After the
電流を流すことにより、Snイオン水溶液23中のSnイオン11が還元され、陰極側の電極27を構成するコア3のNi表面上にSnの純金属が析出される。すなわち、Ni層5が表面に形成されている状態のコア3(図8(b))に対してSnの再めっきが行われ、Ni層5の表面にSn層7が形成される(図8(c))。実施例2に係るステップS6において、Ni層5およびSn層7の厚みは電流の強さや電流を流す時間などによって精密に適宜調整できる。
By passing an electric current,
コア3にNi層5およびSn層7を再度形成させることにより、新品状態のめっきメディア1が再生される(図1(a))。当該新品状態のめっきメディア1は、再度バレルめっきに供することが可能となる。めっきメディア1の再生が完了することにより、めっきメディア1のリサイクル方法に係る各工程は終了する。
By forming the
<実施例2の構成による効果>
実施例2では実施例1と同様に、巨大化して使用済み状態となっためっきメディア1を用いてNiイオン9およびSnイオン11をそれぞれ分離した状態で回収する。すなわちNiおよびSnからなる金属表層4を強酸で溶解して得られる金属混合水溶液13をそのまま陰イオン交換繊維15に通液してSnイオン11を選択的に吸着させ、Niイオン水溶液19を得る。そして当該陰イオン交換繊維15に対して、水を溶離液としてSnイオン11を脱着させ、Snイオン水溶液23を得る。
<Effects of Configuration of Example 2>
In Example 2, similarly to Example 1,
そのため実施例2では実施例1と同様の効果を得ることができる。すなわち金属表層4の溶解に要する酸と、脱着に要する水のみによって、金属表層4を構成するNiおよびSnを高い精度で分離できる。すなわち実施例2に係る工程は有機溶剤やアルカリを必要としないので、めっき工場における既存の酸処理設備や酸廃液処理設備を流用することによって実施例2に係るリサイクル処理を実行できる。 Therefore, in Example 2, the same effect as Example 1 can be acquired. That is, Ni and Sn constituting the metal surface layer 4 can be separated with high accuracy only by the acid required for dissolution of the metal surface layer 4 and the water required for desorption. That is, since the process according to the second embodiment does not require an organic solvent or an alkali, the recycling process according to the second embodiment can be performed by diverting an existing acid treatment facility or acid waste liquid treatment facility in a plating factory.
また、金属混合水溶液13、および溶離液である水に対して特段の処理は必要なく、陰イオン交換繊維15に対してSnイオン11を吸着させる工程や陰イオン交換繊維15からSnイオンを脱着させる工程は、それぞれ1回の通液によって完了する。従って、NiおよびSnの分離回収工程に要するコストや手間を大きく提言できるとともに、分離回収工程によって発生する廃液の処理量も大幅に削減できる。
Further, no special treatment is required for the metal mixed
さらに、実施例1では分離したNiイオンおよびSnイオンをそれぞれ純金属として分離回収する。一方、実施例2では分離状態で得られたNiイオン水溶液19およびSnイオン水溶液23に加え、金属表層4を剥離させたコア3を用い、Feが露出した状態のコア3にNiめっきおよびSnめっきを再度施すことによりめっきメディア1の再生を行う。
Furthermore, in Example 1, the separated Ni ions and Sn ions are separated and recovered as pure metals. On the other hand, in Example 2, in addition to the Ni ion
実施例2の構成により、めっき操作に繰り返し使用することによって巨大化し、これ以上使用に供することができなくなった使用済みのめっきメディアを、当該めっき操作を行うめっき工場の内部で容易に再生できる。すなわちめっき工場の内部で、バレルめっきによるめっきメディアの使用と、使用済み状態のめっきメディアの再生とを半永久的に繰り返すことができる。このような半永久的なめっきメディアのリサイクル工程を同一のめっき工場の内部で全て実現することにより、めっきメディアの利用効率を大きく向上できる。 With the configuration of Example 2, it is possible to easily recycle used plating media that have become enormous by repeated use in plating operations and can no longer be used in the plating plant where the plating operation is performed. That is, the use of the plating media by barrel plating and the regeneration of the used plating media can be semipermanently repeated inside the plating factory. By realizing such a semi-permanent plating media recycling process in the same plating factory, the efficiency of using the plating media can be greatly improved.
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述の各実施例において、陰イオン交換繊維15としては陰イオン交換作用を示す材料であればよく、形状についても繊維状の他、樹脂状やゲル状などであってもよい。但し、比表面積が大きく金属混合水溶液13との接触効率が高いという点や、容易にカラム17から取り出して交換できるという点から、繊維状の材料を陰イオン交換材として用いることが特に好ましい。
(1) In each of the above-described embodiments, the
(2)上述の各実施例において、Niイオン9およびSnイオン11を含む金属混合水溶液13は、めっきメディア1の金属表層4を酸で溶解することによって得られたが、金属混合水溶液13を得る方法はこれに限られない。一例として、使用済み状態のめっきメディアの金属表層4を酸処理以外の方法で溶解しても良い。また、めっきメディアの金属表層4から取得する方法に限ることもなく、他の作業工程で生成される、NiおよびSnを含む廃水として金属混合水溶液13を得てもよい。
(2) In each of the above-described embodiments, the metal mixed
(3)上述の各実施例において、ステップS4およびステップS5は陰イオン交換繊維15を充填させたカラム17に金属混合水溶液13または溶離液21をポンプで通液させる、いわゆるカラム法を用いて行われた。しかしこステップS4およびステップS5に係る各工程は、カラム法で行う構成に限られない。すなわち一例としてバッチ法などを用いてステップS4およびステップS5の工程を行ってもよい。
(3) In each of the embodiments described above, step S4 and step S5 are performed using a so-called column method in which the metal mixed
図9(a)および(b)はバッチ法でステップS4に係る工程を行う構成を示している。すなわちステップS3で得られた金属混合水溶液13を容器Hに移し、陰イオン交換繊維15を金属混合水溶液13に接触させる。陰イオン交換繊維15を容器Hの内部で十分に撹拌することにより、金属混合水溶液13に含まれるNiイオン9およびSnイオン11のうち、Snイオン11が選択的に陰イオン交換繊維15へ吸着される。その結果、図9(b)に示すように金属混合水溶液13からSnイオン11が分離され、金属混合水溶液13はNiイオン水溶液19となる。
FIGS. 9A and 9B show a configuration in which the process according to step S4 is performed by a batch method. That is, the metal mixed
図9(c)および(d)はバッチ法でステップS5に係る工程を行う構成を示している。すなわち、Snイオン11を選択的に吸着させた陰イオン交換繊維15を容器Hから除き、溶離液21である水が満たされた容器Kへと移す(図9(c))。陰イオン交換繊維15を溶離液21である水と接触させることにより、Snイオン11は陰イオン交換繊維15から脱着して溶離液21である水と混合される。その結果、溶離液21である水はSnイオン11を含むSnイオン水溶液23となる。最後に陰イオン交換繊維15を容器Kから除くことにより、Niイオン水溶液19とSnイオン水溶液23とをそれぞれ分離した状態で取得できる(図9(d))。
FIGS. 9C and 9D show a configuration in which the process according to step S5 is performed by the batch method. That is, the
(4)上述の実施例2では、実施例1に係る方法よって使用済みのめっきメディア1から分離回収された、鉄(コア3)とニッケル(Niイオン水溶液19)とスズ(Snイオン水溶液23)との各々を有効利用する方法の一例として、めっきメディアを再生させる方法を説明した。しかし再生処理によって得られる新品のめっきメディア1は、実施例2において図8(c)に示したような、コア3にNi層5とSn層7とが一層ずつ積層された状態のめっきメディアに限ることはない。
(4) In Example 2 described above, iron (core 3), nickel (Ni ion aqueous solution 19), and tin (Sn ion aqueous solution 23) separated and recovered from the used
すなわち、めっき処理に用いるめっきメディア1の構造は、めっき処理の内容によって異なる場合がある。一例として図10(a)に示すような、鉄製のコア3の表面に薄層状のSn層7が積層した状態の金属球が、めっきメディア1aとして用いられることも近年では多くなっている。なお新品の状態におけるめっきメディア1aの直径は、新品の状態におけるめっきメディア1の直径Rと同様であり、一例として0.1mm〜3mm程度である。
That is, the structure of the
以下、めっきメディアのリサイクル方法の変形例として、Ni層5およびSn層7を含む使用済み状態のめっきメディアから、Ni層5を含まないめっきメディアを新品のめっきメディアとして再生させる方法を説明する。なお以下の変形例において、コア3にNi層5とSn層7とが積層された状態のめっきメディアは、本発明における第1のめっきメディアに相当する。またNi層5を含まず、コア3にSn層7が積層された状態のめっきメディアは、本発明における第2のめっきメディアに相当する。
Hereinafter, as a modified example of the plating medium recycling method, a method of regenerating a plating medium not including the
変形例におけるフローチャートは、基本的に実施例2と同様である(図2(b))。但し、ステップS6に係る再生処理の工程が、実施例2と変形例2は相違する。すなわち実施例2に係るステップS6は、コア3にNiめっきを施すNiめっき処理の工程と、Niめっきが施されたコア3に対してSnめっきを施すSnめっき処理の工程とを行う。一方、変形例に係るステップS6は、コア3にSnめっきを施すSnめっき処理の工程のみを行う。
The flowchart in the modification is basically the same as that in the second embodiment (FIG. 2B). However, the process of the reproduction process according to step S6 is different between the second embodiment and the second modification. That is, in step S6 according to the second embodiment, a Ni plating process for applying Ni plating to the
変形例に係るステップS1では、実施例1および実施例2に係るステップS1と同様に、使用済み状態のめっきメディア1として、コア3に多層のNi層5とSn層7とが積層されて巨大化した状態のめっきメディア1が用いられる(図1(b)、図10(b)左)。
In step S1 according to the modified example, similarly to step S1 according to the first and second embodiments, the
そして実施例1および実施例2と同様に、ステップS1ないしステップS5の工程により、使用済み状態のめっきメディア1を原材料として、Fe製のコア3と、Niイオン水溶液19とSnイオン水溶液23とが分離した状態で回収される(図10(b)中央)。
Then, as in Example 1 and Example 2, the
変形例に係るステップS6では、使用済み状態のめっきメディア1から得られたコア3に対し、ステップS5において分離回収されたSnイオン水溶液23を用いてSnめっき処理を行う。当該Snめっき処理により、コア3にSn層7が積層された構造を有する金属球が、新品状態のめっきメディア1aとして得られる(図10(b)右)。変形例において分離回収されたNiイオン水溶液19は、水溶液の状態や、ニッケルの金属単体に還元させた状態などにおいて、他の用途に再利用できる。使用済み状態のめっきメディア1から新品状態のめっきメディア1aを再生することにより、変形例に係るめっきメディアのリサイクル工程は完了する。
In Step S6 according to the modification, Sn plating is performed on the
このような変形例では、Ni層5とSn層7とが多重に積層されて巨大化し、使用済み状態となっためっきメディア1を原料として、Ni層5を有しない別種類のめっきメディア1aを新品のめっきメディアとして再生できる。当該再生の工程は各実施例と同様に、陰イオン交換繊維15と水を用いることによって、NiイオンとSnイオンとを分離できる。そのため、変形例に係る工程において必要とする溶液は、水の他には金属表層4を溶解させるための酸に限られる。従って、廃液処理に要するコスト等を低減できるとともに、酸やアルカリなどを大量に通液することに起因して陰イオン交換繊維15が劣化するという事態も回避できる。
In such a modified example, the
(5)上述の実施例2では、使用済み状態のめっきメディア1から分離回収されたコア3、Niイオン水溶液19、およびSnイオン水溶液23を全て用いて新たなめっきメディア1を再生させたが、分離回収された材料を全て用いる方法に限ることはなく、一部の材料を用いて新たなめっきメディア1を再生させてもよい。一例として、新たに製造された鉄球をコア3として用意し、使用済み状態のめっきメディア1から分離回収されたNiイオン水溶液19、およびSnイオン水溶液23を用いて、当該鉄球に対してNiめっきとSnめっきを行うことによって新たにめっきメディア1を作成させる方法が挙げられる。
(5) In Example 2 described above, the
このような(5)に係る方法では、傷や変形等の理由によって、ステップS2において分離されたコア3が再利用に適さない場合であっても、分離回収された各材料のうちニッケルおよびスズを再利用してめっきメディア1を再生できる。分離回収された材料の一部を用いてめっきメディアのリサイクルを行う方法は、実施例2の他に(4)に係る変形例などにも適用できる。
In the method according to (5), even if the
なお、各実施例および変形例において、コア3は鉄製の金属球を用いているが、これは鉄以外の材料を含まない金属球に限定されるものではない。すなわち本発明において、「Feからなる球状のコア」および「Feからなる球」とはFeを主成分とする金属球を含むものとする。
In each example and modification, the
1 … めっきメディア
3 … コア
4 … 金属表層
5 … Ni層
7 … Sn層
9 … Niイオン
11 … Snイオン
13 … 金属混合水溶液
15 … 陰イオン交換繊維(陰イオン交換材)
17 … カラム
19 … Niイオン水溶液
21 … 溶離液
23 … Snイオン水溶液
25 … 電極
27 … 電極
DESCRIPTION OF
17 ...
Claims (8)
使用済み状態となった前記めっきメディアに対して、前記金属表層を前記コアから解離させる解離工程と、
前記コアから解離された前記金属表層を酸で溶解させてNiイオンおよびSnイオンを含む金属混合水溶液を取得するイオン化工程と、
陰イオン交換性を有する陰イオン交換材に前記金属混合水溶液を接触させて前記陰イオン交換材に前記Snイオンを選択的に吸着させることによって、前記金属混合水溶液から前記Snイオンを分離させ、前記Snイオンおよび前記Niイオンのうち前記Niイオンのみを含むNiイオン水溶液を取得する分離工程と、
前記Snイオンを吸着させた前記陰イオン交換材に対して水を溶離液として接触させ、前記Snイオンを前記陰イオン交換材から前記溶離液へと脱着させて前記Snイオンを含むSnイオン水溶液を取得する脱着工程と、
を備えることを特徴とするめっきメディアから金属を分離回収する方法。 A method of separating and recovering metal from a plating medium comprising a spherical core made of Fe and a metal surface layer in which Ni and Sn are laminated on the surface of the core,
A dissociation step for dissociating the metal surface layer from the core with respect to the plating medium in a used state,
An ionization step of obtaining a mixed metal aqueous solution containing Ni ions and Sn ions by dissolving the metal surface layer dissociated from the core with an acid;
The Sn ion is separated from the metal mixed aqueous solution by bringing the metal mixed aqueous solution into contact with an anion exchange material having anion exchange property and selectively adsorbing the Sn ions on the anion exchange material, A separation step of obtaining a Ni ion aqueous solution containing only the Ni ions out of Sn ions and the Ni ions;
Water is brought into contact with the anion exchange material on which the Sn ions are adsorbed as an eluent, and the Sn ions are desorbed from the anion exchange material to the eluent to produce an Sn ion aqueous solution containing the Sn ions. A desorption process to be acquired;
A method for separating and recovering metal from plating media, comprising:
前記解離工程は、
使用済み状態となった前記めっきメディアを240℃以上1450℃以下の温度で熱処理する熱処理工程と、
前記熱処理工程の後に前記めっきメディアを物理的に研磨して前記金属表層を前記コアから剥離させる研磨工程と、
を備えることを特徴とするめっきメディアから金属を分離回収する方法。 A method for separating and recovering metal from the plating media according to claim 1,
The dissociation step includes
A heat treatment step of heat-treating the plating media in a used state at a temperature of 240 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower;
A polishing step of physically polishing the plating media after the heat treatment step and peeling the metal surface layer from the core;
A method for separating and recovering metal from plating media, comprising:
前記陰イオン交換材は繊維状の材料であることを特徴とするめっきメディアから金属を分離回収する方法。 A method for separating and recovering a metal from the plating media according to claim 1 or 2,
The method for separating and recovering metal from a plating medium, wherein the anion exchange material is a fibrous material.
前記Niイオン水溶液に含まれる前記Niイオンを還元させてNiの金属単体を生成するNi還元工程と、
前記Snイオン水溶液に含まれる前記Snイオンを還元させてSnの金属単体を生成するSn還元工程と、
を備えることを特徴とするめっきメディアから金属を分離回収する方法。 A method for separating and recovering metal from the plating media according to any one of claims 1 to 3,
A Ni reduction step in which the Ni ions contained in the Ni ion aqueous solution are reduced to form a single metal of Ni;
A Sn reduction step of reducing the Sn ions contained in the Sn ion aqueous solution to produce a Sn metal element;
A method for separating and recovering metal from plating media, comprising:
使用済み状態となった前記めっきメディアに対して、前記金属表層を前記コアから解離させる解離工程と、
前記コアから解離された前記金属表層を酸で溶解させてNiイオンおよびSnイオンを含む金属混合水溶液を取得するイオン化工程と、
陰イオン交換性を有する陰イオン交換材に前記金属混合水溶液を接触させ、前記陰イオン交換材に前記Snイオンを選択的に吸着させることによって、前記金属混合水溶液から前記Snイオンを分離させ、前記Snイオンおよび前記Niイオンのうち前記Niイオンのみを含むNiイオン水溶液を取得するイオン分離工程と、
前記Snイオンを吸着させた前記陰イオン交換材に対して水を溶離液として接触させ、前記Snイオンを前記陰イオン交換材から前記溶離液へと脱着させて前記Snイオンを含むSnイオン水溶液を取得する脱着工程と、
前記Niイオン水溶液に含まれる前記Niイオンを還元させ、前記金属表層が解離された前記コアの表面にNiをめっきするNiめっき工程と、
前記Niめっき工程の後、前記Snイオン水溶液に含まれる前記Snイオンを還元させ、Niがめっきされた状態の前記コアの表面にSnをめっきするSnめっき工程と、
を備えることを特徴とするめっきメディアのリサイクル方法。 A plating medium recycling method comprising a spherical core made of Fe and a metal surface layer in which Ni and Sn are laminated on the surface of the core,
A dissociation step for dissociating the metal surface layer from the core with respect to the plating medium in a used state,
An ionization step of obtaining a mixed metal aqueous solution containing Ni ions and Sn ions by dissolving the metal surface layer dissociated from the core with an acid;
The metal ion solution is brought into contact with an anion exchange material having anion exchange properties, and the Sn ions are separated from the metal solution by selectively adsorbing the Sn ions to the anion exchange material, An ion separation step of obtaining a Ni ion aqueous solution containing only the Ni ions out of Sn ions and the Ni ions;
Water is brought into contact with the anion exchange material on which the Sn ions are adsorbed as an eluent, and the Sn ions are desorbed from the anion exchange material to the eluent to produce an Sn ion aqueous solution containing the Sn ions. A desorption process to be acquired;
A Ni plating step of reducing the Ni ions contained in the Ni ion aqueous solution and plating Ni on the surface of the core from which the metal surface layer has been dissociated;
After the Ni plating step, the Sn ion contained in the Sn ion aqueous solution is reduced, and a Sn plating step of plating Sn on the surface of the core plated with Ni;
A method for recycling plating media, comprising:
前記解離工程は、
使用済み状態となった前記めっきメディアを240℃以上1450℃以下の温度で熱処理する熱処理工程と、
前記熱処理工程の後に前記めっきメディアを物理的に研磨して前記金属表層を前記コアから剥離させる研磨工程と、
を備えることを特徴とするめっきメディアのリサイクル方法。 It is the recycling method of the plating media of Claim 5, Comprising:
The dissociation step includes
A heat treatment step of heat-treating the plating media in a used state at a temperature of 240 ° C. or higher and 1450 ° C. or lower;
A polishing step of physically polishing the plating media after the heat treatment step and peeling the metal surface layer from the core;
A method for recycling plating media, comprising:
前記陰イオン交換材は繊維状の材料であることを特徴とするめっきメディアのリサイクル方法。 A plating media recycling method according to claim 5 or claim 6,
The plating media recycling method, wherein the anion exchange material is a fibrous material.
使用済み状態となった前記第1のめっきメディアに対して、前記金属表層を前記コアから解離させる解離工程と、
前記コアから解離された前記金属表層を酸で溶解させてNiイオンおよびSnイオンを含む金属混合水溶液を取得するイオン化工程と、
陰イオン交換性を有する陰イオン交換材に前記金属混合水溶液を接触させ、前記陰イオン交換材に前記Snイオンを選択的に吸着させることによって、前記金属混合水溶液から前記Snイオンを分離させ、前記Snイオンおよび前記Niイオンのうち前記Niイオンのみを含むNiイオン水溶液を取得するイオン分離工程と、
前記Snイオンを吸着させた前記陰イオン交換材に対して水を溶離液として接触させ、前記Snイオンを前記陰イオン交換材から前記溶離液へと脱着させて前記Snイオンを含むSnイオン水溶液を取得する脱着工程と、
前記Snイオン水溶液に含まれる前記Snイオンを還元させ、前記金属表層が解離された前記コアの表面にSnをめっきすることにより前記第2のめっきメディアを新たに作成させるSnめっき工程と、
を備えることを特徴とするめっきメディアのリサイクル方法。 A first plating medium comprising a spherical core made of Fe and a metal surface layer in which Ni and Sn are laminated on the surface of the core is used to provide a structure in which Sn is laminated on the surface of a sphere made of Fe. A plating media recycling method for creating the plating media of No. 2,
A dissociation step for dissociating the metal surface layer from the core with respect to the first plating media in a used state;
An ionization step of obtaining a mixed metal aqueous solution containing Ni ions and Sn ions by dissolving the metal surface layer dissociated from the core with an acid;
The metal ion solution is brought into contact with an anion exchange material having anion exchange properties, and the Sn ions are separated from the metal solution by selectively adsorbing the Sn ions to the anion exchange material, An ion separation step of obtaining a Ni ion aqueous solution containing only the Ni ions out of Sn ions and the Ni ions;
Water is brought into contact with the anion exchange material on which the Sn ions are adsorbed as an eluent, and the Sn ions are desorbed from the anion exchange material to the eluent to produce an Sn ion aqueous solution containing the Sn ions. A desorption process to be acquired;
A Sn plating step of newly creating the second plating media by reducing the Sn ions contained in the Sn ion aqueous solution and plating Sn on the surface of the core from which the metal surface layer has been dissociated;
A method for recycling plating media, comprising:
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