JPH03253584A - 塩化第一鉄水溶液中のニッケルの除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明はニッケルを含有する塩化第一鉄水溶液中のニッ
ケルを除去する方法に関するもので、特に鉄−ニッケル
合金を塩化第二鉄水溶液でエツチングした後の廃液（以
下「エツチング廃液」という）の再生に好適に用いられ
る。

〔従来の技術〕

近年、テレビジョンのシャドウマスクや半導体用のリー
ドフレーム等を製造するために、鉄ニツケル合金、例え
ばアンバー材（代表的な組成、Ｎｉ：３６重量％、Ｆｅ
　：　６４重量％）や４２アロイ（代表的な！Ｊｌ或、
Ｎｉ　：　４２重量％、Ｆｅ　：　５Ｂ重量％）等を塩
化第二鉄水溶液でエツチングすることが行われている。

エツチングによりこれら材料中のニッケルが多量に溶出
すると、塩化第二鉄水溶液のエツチング能力が低下し、
使用できなくなる。

アンバー材、アロイ材等の鉄−ニッケル合金に対する塩
化第二鉄水溶液のエツチング機構は下記反応式（１）及
び（２）で示され、エツチング廃液には２ＦｅＣ１，と
ＮｉＣ１，が存在することになる。

Ｆｅ　＋２ＦｅＣ１ｓ→３ＦｅＣ１ｚ　　　　　　−（
１）Ｎｉ　＋　２ＦｅＣ１ｓ−ＮｉＣｔ　ｚ　＋　２Ｆ
ｅＣ１１”　（２）このニッケルを除く方法として、例
えば加熱濃縮強酸性下に塩化ニッケルを晶析除去する方
法（特開昭５９−２５０７６４　）　、ジメチルグリオ
キシム等のグリオキシム類の添加により、ニッケルグリ
オキシムとして沈澱除去する方法（特開昭５９−１９０
３６７　）　、或いは塊状の金属鉄を添加し除去する方
法（特開昭５９−１２１１２３　）等が提案されている
。

一方塩化第一鉄水溶液中のクロムやカドミウム等の除去
に関しては、鉄材を添加する方法が知られている（特公
昭５６−３６１２７）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のニッケル除去技術は、いずれ
も工業的には不完全なものであり、エツチング廃液中の
ニッケルを経済的に除去することも、ニッケル除去後の
廃液を再利用することもできず、該廃液は廃棄されてい
るのが現状であった。

本発明は、省資源の立場からエツチング廃液中のニッケ
ルを経済的に除去し、廃液を再利用する方法を提供する
ものである。

〔課題を解決するための手段〕 本発明者等は多量にニッケルを含むエツチング廃液より
選択的にニッケルを除去する方法について鋭意検討した
結果、特定の鉄粉を使用すると、該廃液よりほぼ完全に
近い状態までニッケルを除去することが可能であること
を見出し本発明を完成するに至った。

前記特公昭５６−３６１２７では、塩化第一鉄水溶液中
に微量に存在するクロム、カドミウム、鉛、銅、水銀及
び砒素が鉄粉等の使用により除去できることが開示され
ているが、ニッケルについては全く触れていない。

また近年の鉄−ニッケル合金のエツチング廃液のように
、４０００ｐｐｍ以上の高濃度の重金属の除去に対して
は適当ではなく、かつ除去する重金属に対して極めて多
量の鉄材を添加するため経済的ではなく、処理後の廃液
を廃棄する場合はともかく再利用する場合には通しない
方法であった。

以下、本方法について順を追って説明する。

鉄−ニッケル合金を塩化第二鉄水溶液でエツチングした
後の廃液等のニッケル含有塩化第二鉄水溶液に鉄片を加
えると、（３）式に示す通り塩化第二鉄が塩化第一鉄に
変化する。

Ｆｅ＋２ＦｅＣ１，−３ＦｅＣ１ｚ　　　−（３）また
エツチング廃液の場合等、該水溶液中に塩酸が少量含ま
れる場合、（４）式に示すとおり塩酸も同じく塩化第一
鉄に変化する。

Ｆｅ＋２ＨＣ１→ＦｅＣ１ｚ＋Ｈｚ　　−（４）このよ
うにして得られた塩化第一鉄水溶液のｐＨは概ね１〜２
である。

本発明は、該塩化第−鉄水溶液に鉄粉を加えるもので、
該水溶液のｐＨは自然に上昇し、該水溶液中のニッケル
を主として金属ニッケルと鉄粉との混合物として容易に
取り除くことができる。

この時の鉄粉の作用については明らかでないが、以下の
ことが考えられる。

１）極微量の遊離酸との反応によるｐＨの上昇による水
酸化ニッケルの生成。

２〉鉄とのイオン化傾向の差による金属鉄表面へのニッ
ケルの析出。

現在製造されている鉄粉の比表面積、即ち単位重量当た
りの面積は、０．１〜７ｒｄ／ｇ程度であるが、本発明
では１ｒｒｆ／ｇ以上のものを用いることを一つの特徴
とするものであり、これによってニッケルの除去速度は
大きく、かつニッケル除去に要する鉄粉の使用量は少な
くてよくなる。

ニッケル除去反応を促進させるために、微細ね径の鉄粉
を塩化第一鉄水溶液に添加する方法もあるが、微細な鉄
粉の中でも特に比表面積がＩｒｄ／ｇ以上のものを使用
すると反応速度が極めて大きくなり、また粒径が比較的
大きい鉄粉を用いた場合でもその比表面積が１ｒｙｆ／
ｇ以上であると、反応速度が充分大きく、かつ除去に要
する鉄粉の使用量が少なくてすむのである。

原料にもよるが電子顕微鏡写真によれば、１ｒｒｆ／ｇ
以上の比表面積を有する鉄粉の表面は、一般に網目状で
ポーラスな構造を有している。

更に前述のように本発明で用いる鉄粉の粒径は小さい方
が好ましく、１００メツシュ以上、即ち１００メツシユ
の網目を通過するものが好ましく、更に好ましくは１５
０〜３５０メツシユである。

鉄粉の添加量はニッケルの含有量にも左右されるが、い
ずれの場合もニッケルに対して１倍モル以上とする必要
があり、好ましくは３〜７倍モルである。１倍モル未満
では、完全にニッケルを除去することは不可能であり、
一方７倍モルを超えると反応に寄与しない不要な鉄粉を
添加することとなり、経済的でない。

反応は窒素雰囲気で行っても空気雰囲気でも、ニッケル
の除去率には殆ど関係がない。

反応温度は常温から１００°Ｃの範囲で行うことができ
、好ましくは４０〜９０°Ｃである。

以上の条件で反応を行うと、反応液のｐＨは自然に２．
５〜４になる。

反応時間は８０″Ｃでは１時間以上、好ましくは２〜８
時間である。

得られた反応液を濾過することにより、沈澱物として塩
化第一鉄水溶液中のニッケルを除去することができる。

この際、反応液の温度が高い程濾過性がよい。

ニッケルを除去した塩化第一鉄水溶液は、（５）式に示
すように塩素化して、塩化第二鉄水溶液として再利用す
ることができる。

２ＦｅＣ１ｚ＋Ｃ１ｚ→２ＦｅＣ１ｚ　　　−（５）〔
実施例〕 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。なお、各側における「％」は「重量％」を表す
。

実施例１ 冷却管、温度計、攪拌機及び窒素吹き込み管を取りつけ
た１１の４ツロフラスコに、ニッケル含有量が５２５０
ｐｐｍの３８％塩化第一鉄水溶液（塩酸含有量０．１５
％）７００ｇ、並びに１００メツシュ以上の粒径を有し
かつ２５１メツシュ以上の粒径のものが５５％であり、
比表面積が３．０１ｒＴｆ／ｇである鉄粉１６．６６ｇ
（対ニッケル４．８倍モル）を仕込み、攪拌しつつ窒素
雰囲気で、８０″Ｃで６時間反応させた。

得られた反応液を５Ｂ濾紙で濾過した後の濾液中のニッ
ケル含有量は６３ｐｐｍで、ＰＨは３．４であった。結
果を表１に記す。

実施例２〜５、比較例１〜２ ３８％塩化第一鉄水溶液（塩酸含有量０．１５％）中に
含まれるニッケル含有量、鉄粉の種類及び反応時間を、
表１のように変えた以外は、実施例１と同じ条件で試験
を行った。

得られた濾液中のニッケル含有量及びｐＨを表１に記す
。

（ハ）発明の効果 本発明の方法によれば、塩化第一鉄水溶液中のニッケル
を選択的に効率よく除去することができ、ニッケル合金
のエツチング液から塩化第二鉄水溶液を容易に再生でき
るもので、産業上の寄与の大きなものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．ニッケルを含有する塩化第一鉄水溶液に比表面積が
   １ｍ＾２／ｇ以上の鉄粉を該ニッケルに対して１倍モル
   以上添加し反応させることを特徴とする塩化第一鉄水溶
   液中のニッケルの除去方法。