JPH1018061A - Method for removing impurity metal of aqueous iron chloride solution using iron powder fluidizing and agitating vessel - Google Patents
Method for removing impurity metal of aqueous iron chloride solution using iron powder fluidizing and agitating vesselInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はIC、LSI用のリ
ードフレームやテレビのシャドーマスク等をエッチング
液を用いて加工する際に生じるエッチング廃液(塩化鉄
系水溶液)から不純物を効率的に除去して、エッチング
廃液を再生することができる鉄粉流動撹拌槽を用いる塩
化鉄系水溶液の不純金属除去方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for efficiently removing impurities from an etching waste liquid (an aqueous solution of iron chloride) generated when a lead frame for an IC or an LSI or a shadow mask of a television is processed using an etching liquid. In addition, the present invention relates to a method for removing an impure metal from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank capable of regenerating an etching waste liquid.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、IC、LSI用のリードフレーム
やテレビのシャドーマスクは、材料である例えば、鉄−
ニッケル合金等を塩化第2鉄水溶液で腐食、処理するこ
とにより製造される。エッチング処理後の塩化第2鉄水
溶液は、リードフレームやシャドーマスクの素材の成分
である銅、ニッケル等の溶出成分を含有していると共
に、塩化第2鉄の濃度が低下するため、エッチング液と
しての腐食能力が低下してしまい、廃液として系外に排
出され新しい塩化第2鉄水溶液と交換される。また、こ
のようなエッチング廃液中には鉄イオンの他に、有価な
銅イオンやニッケルイオン等の不純金属イオンが相当量
含有されている。そこで、例えば特開平1−16723
5号公報に記載されたもののように、エッチング廃液中
に鉄屑等を添加し、銅及びニッケルを回収し、エッチン
グ液を再使用するという方法が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, lead frames for ICs and LSIs and shadow masks for televisions are made of, for example, iron-based materials.
It is manufactured by corroding and treating a nickel alloy or the like with an aqueous ferric chloride solution. The aqueous ferric chloride solution after the etching treatment contains elution components such as copper and nickel, which are components of the material of the lead frame and the shadow mask, and the concentration of ferric chloride decreases. The corrosion capacity of the ferrous chloride is reduced, and is discharged out of the system as a waste liquid and replaced with a new aqueous ferric chloride solution. In addition, such an etching waste liquid contains a considerable amount of valuable metal ions such as copper ions and nickel ions in addition to iron ions. Then, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5 (1993) -105, there is known a method in which iron waste or the like is added to an etching waste liquid, copper and nickel are collected, and the etching liquid is reused.
【0003】また、特開平6−127946号公報には
銅、ニッケル及び少量のクロムを含有する塩化鉄系の強
酸廃液中に鉄粉を添加して、廃液中の酸化還元電位(O
RP)及び鉄イオン濃度を制御して、溶存している銅及
びニッケルイオンを順次置換析出させ、こうして生成さ
れた精製塩化鉄水溶液から、水酸化第2鉄等の懸濁性不
純物を分離除去する塩化鉄系廃液の処理方法が記載され
ている。前記鉄粉とエッチング廃液との反応を行わせる
に際しては、例えば該鉄粉を保持した撹拌槽にエッチン
グ廃液を供給して、該撹拌槽内の鉄粉を撹拌羽根の回転
により流動状態に維持して、鉄よりもイオン化傾向の小
さい金属イオンを還元して除去する操作が行われてい
る。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-127946 discloses that an iron powder is added to an iron chloride-based strong acid waste liquid containing copper, nickel and a small amount of chromium, and the oxidation-reduction potential (O
RP) and the concentration of iron ions are controlled to sequentially dissolve and precipitate the dissolved copper and nickel ions, and to separate and remove suspended impurities such as ferric hydroxide from the purified aqueous solution of iron chloride thus produced. A method for treating an iron chloride waste liquid is described. When the reaction between the iron powder and the etching waste liquid is performed, for example, the etching waste liquid is supplied to a stirring tank holding the iron powder, and the iron powder in the stirring tank is maintained in a fluidized state by rotation of a stirring blade. Therefore, an operation of reducing and removing metal ions having a smaller ionization tendency than iron is performed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、撹拌槽
を用いる前記特開平1−167235号公報、特開平6
−127946号公報に記載の方法では、以下の〜
に示すような問題点があった。 エッチング廃液を処理する場合には、撹拌槽中に多量
の鉄粉を保持して、しかも良好な流動状態を維持させる
ことが不可欠の条件であるが、撹拌羽根方式のような機
械撹拌反応槽では、該鉄粉の保有能力に設備的制約があ
り、大量のエッチング廃液処理には不向きである。However, JP-A-1-167235 and JP-A-6-167, which use a stirring tank, are used.
In the method described in JP-A-127946, the following to
There was a problem as shown in FIG. When treating the etching waste liquid, it is essential to hold a large amount of iron powder in the stirring tank and to maintain a good fluidized state.However, in a mechanical stirring reaction tank such as a stirring blade system, it is essential. In addition, there is a facility restriction on the holding capacity of the iron powder, and it is not suitable for treating a large amount of etching waste liquid.
【0005】比重の大きい鉄粉あるいは鉄屑をエッチ
ング廃液中に大量かつ均一に分散させ、この流動状態を
維持するのには大動力を必要とし運転コストが高くな
る。 撹拌羽根により鉄粉が高速撹拌されるため、槽の内壁
及び撹拌羽根に鉄粉が接触して、槽の内壁及び撹拌羽根
の磨耗量が大きくなり、撹拌槽の保全費用が高くなる。 撹拌槽内に鉄粉が滞留してデッドスペースができるた
めに、撹拌効率が低下し、エッチング廃液中の不純金属
イオンを所定量還元するのに必要な処理時間が長くな
る。 小粒径の鉄粉を用いることにより良好な懸濁状態を比
較的容易に保つことができるが、このような鉄粉の使用
コストは高くなる。In order to disperse a large amount of iron powder or iron dust having a large specific gravity in an etching waste liquid and maintain this fluidized state, a large power is required and the operating cost is increased. Since the iron powder is stirred at high speed by the stirring blade, the iron powder comes into contact with the inner wall of the tank and the stirring blade, so that the amount of wear on the inner wall of the tank and the stirring blade increases, and the maintenance cost of the stirring tank increases. Since the iron powder stays in the stirring tank to form a dead space, the stirring efficiency is reduced, and the processing time required to reduce a predetermined amount of the impurity metal ions in the etching waste liquid becomes longer. By using iron powder having a small particle size, a good suspension state can be maintained relatively easily, but the cost of using such iron powder increases.
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、エッチング廃液を鉄粉を用いて処理する際に、
効率的に不純金属イオンの還元処理を行うことができ、
運転コスト、設備費用を削減することのできる鉄粉流動
撹拌槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法を提
供することを目的とする。[0006] The present invention has been made in view of such circumstances, and when treating the etching waste liquid using iron powder,
It is possible to efficiently reduce impurity metal ions,
An object of the present invention is to provide a method for removing impure metals from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank capable of reducing operating costs and equipment costs.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純金
属除去方法は、銅、ニッケル等の不純金属イオンを含む
塩化鉄系水溶液を、鉄粉を保持する鉄粉流動撹拌槽に供
給して、前記不純金属イオンと前記鉄粉とを流動状態で
接触させることにより該不純金属イオンを還元して、精
製塩化鉄水溶液を得る鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系
水溶液の不純金属除去方法であって、前記鉄粉流動撹拌
槽内に形成される鉄粉流動床上部のフリーボードから前
記鉄粉流動床を形成させるに足る所定量の前記精製塩化
鉄系水溶液を抽出して、抽出した該精製塩化鉄系水溶液
を前記鉄粉流動撹拌槽の下部から送入して、前記精製塩
化鉄系水溶液の循環流により前記鉄粉流動床を形成させ
る。請求項2記載の鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系水
溶液の不純金属除去方法は、銅、ニッケル等の不純金属
イオンを含む塩化鉄系水溶液を、鉄粉を保持する鉄粉流
動撹拌槽に供給して、前記不純金属イオンと前記鉄粉と
を流動状態で接触させることにより該不純金属イオンを
還元して、精製塩化鉄水溶液を得る鉄粉流動撹拌槽を用
いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法であって、前記
鉄粉流動撹拌槽内に形成される鉄粉流動床上部のフリー
ボードから前記鉄粉流動床を通過する前記精製塩化鉄系
水溶液の一部を抽出して、抽出した該精製塩化鉄系水溶
液を前記鉄粉流動撹拌槽の下部から前記塩化鉄系水溶液
と共に送入して、前記鉄粉流動床を形成させる。請求項
3記載の鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純
金属除去方法は、請求項1又は2記載の鉄粉流動撹拌槽
を用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法において、
前記フリーボードが、前記鉄粉流動床における水平断面
積を拡大させてなる鉄粉分離区画部を有する。According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
Impurity metal removal method of iron chloride based aqueous solution using the iron powder fluidized stirring tank described, the iron chloride aqueous solution containing an impurity metal ion such as copper, nickel, etc. is supplied to the iron powder fluidized stirring tank holding the iron powder By reducing the impurity metal ions by bringing the impure metal ions and the iron powder into contact with each other in a fluidized state to obtain a purified iron chloride aqueous solution, a method for removing an impure metal from an iron chloride aqueous solution using an iron powder fluidized stirring tank is used. Then, a predetermined amount of the purified iron chloride-based aqueous solution sufficient to form the iron powder fluidized bed is extracted from the freeboard above the iron powder fluidized bed formed in the iron powder fluidized stirring tank, and the extracted A purified iron chloride aqueous solution is fed from the lower part of the iron powder fluidized stirring tank, and the iron powder fluidized bed is formed by the circulating flow of the purified iron chloride aqueous solution. The method for removing an impure metal from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank according to claim 2 is a method for transferring an iron chloride-based aqueous solution containing an impurity metal ion such as copper or nickel into an iron powder fluidized stirring tank that holds iron powder. Supplying the impure metal ions and the iron powder in a fluidized state, thereby reducing the impure metal ions to obtain a purified iron chloride aqueous solution. In the removal method, a part of the purified iron chloride-based aqueous solution passing through the iron powder fluidized bed is extracted from the freeboard above the iron powder fluidized bed formed in the iron powder fluidized stirring tank and extracted. The purified iron chloride aqueous solution is fed together with the iron chloride aqueous solution from the lower part of the iron powder fluidized stirring tank to form the iron powder fluidized bed. The method for removing an impure metal from an iron chloride aqueous solution using an iron powder fluidized stirring tank according to claim 3 is a method for removing an impure metal from an iron chloride aqueous solution using an iron powder fluidized stirred tank according to claim 1 or 2.
The free board has an iron powder separation section formed by enlarging a horizontal sectional area in the iron powder fluidized bed.
【0008】塩化鉄系水溶液とは、塩化第1鉄(FeC
l2 )、塩化第2鉄(FeCl3 )を含有するエッチン
グ廃液等の水溶液をいい、銅、ニッケル、クロム等の不
純金属イオンが含まれる強酸水溶液である。鉄粉とは、
例えば粒径が250〜44μmである粉末状の鉄であ
り、形状は球状、ポーラス状等が含まれるが、特に限定
されるものではない。鉄粉流動床とは、鉄粉流動撹拌槽
内の鉄粉が、下部から供給される鉄粉含有量の極めて少
ないもしくは鉄粉を含まない精製塩化鉄系水溶液の循環
流により、自らの重力及び粘性抵抗とで均衡し、一定空
間内で浮遊流動する鉄粉密度の高い領域をいう。精製塩
化鉄水溶液は、好ましくは浮遊する鉄粉やその他の固形
浮遊物を含まないものをいうが、液中に未分離の鉄粉や
固形浮遊物を含有する場合も含めて定義される。鉄粉流
動撹拌槽の鉄粉分離区画部とは、鉄粉流動撹拌槽を上下
方向に分割するように区画された鉄粉流動床上部の領域
をいうが、互いが物理的に仕切られているわけではな
い。この鉄粉分離区画部において、その水平断面積が拡
大しているので、鉄粉流動撹拌槽の下部から供給される
精製塩化鉄系水溶液の流速が低下して、浮遊流動する鉄
粉が鉄粉分離区画部に侵入上昇することなく、流動床内
に保持される働きをする。鉄粉流動床上部に形成される
フリーボードとは、鉄粉流動床で浮遊流動する鉄粉が侵
入上昇することのない鉄粉分離区画部であって、鉄粉含
有量の極めて少ないもしくは鉄粉を含まない精製塩化鉄
系水溶液からなる領域をいう。[0008] An aqueous solution of iron chloride is defined as ferrous chloride (FeC
l 2 ), refers to an aqueous solution such as an etching waste liquid containing ferric chloride (FeCl 3 ), and is a strong acid aqueous solution containing an impurity metal ion such as copper, nickel, and chromium. What is iron powder?
For example, it is powdered iron having a particle size of 250 to 44 μm, and includes a spherical shape, a porous shape, and the like, but is not particularly limited. The iron powder fluidized bed means that the iron powder in the iron powder fluidized stirring tank has its own gravity and gravity due to the circulating flow of the purified iron chloride-based aqueous solution supplied from the bottom with extremely low or no iron powder content. A region with a high iron powder density that balances with viscous resistance and floats and flows in a certain space. The purified iron chloride aqueous solution preferably does not contain floating iron powder or other solid suspended matter, but is defined to include the case where the liquid contains unseparated iron powder or solid suspended matter. The iron powder separation section of the iron powder fluidized agitation tank refers to the area of the upper part of the iron powder fluidized bed partitioned so as to divide the iron powder fluidized agitator in the vertical direction, but is physically separated from each other. Do not mean. In the iron powder separation section, the horizontal cross-sectional area is enlarged, so that the flow rate of the purified iron chloride aqueous solution supplied from the lower part of the iron powder fluidized stirring tank decreases, and the iron powder floating and flowing becomes It serves to be held in the fluidized bed without entering the separation section and rising. The free board formed in the upper part of the iron powder fluidized bed is an iron powder separation section where the iron powder floating and flowing in the iron powder fluidized bed does not enter and rise, and has an extremely small iron powder content or iron powder. Means a region consisting of a purified iron chloride-based aqueous solution containing no.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに図1は本発明の実施の形態に
係る鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純金属
除去方法を適用したエッチング廃液処理設備10の一部
を示す説明図である。図1に示すようにエッチング廃液
処理設備10は、エッチング廃液が貯蔵されるエッチン
グ廃液タンク11と、pH調整剤等が貯蔵されるpH調
整剤タンク12と、エッチング廃液に鉄粉を供給してエ
ッチング廃液中の銅イオンを還元する脱銅装置13と、
エッチング廃液中のニッケルイオン、クロムイオン等を
還元する脱ニッケル装置22、及び図示しないカーボ
ン、シリカ等の懸濁性不純物の除去装置を有している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. FIG. 1 is an explanatory view showing a part of an etching waste liquid treatment equipment 10 to which a method for removing an impure metal of an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the etching waste liquid treatment equipment 10 includes an etching waste liquid tank 11 for storing an etching waste liquid, a pH adjusting agent tank 12 for storing a pH adjuster and the like, and etching by supplying iron powder to the etching waste liquid. A copper removal device 13 for reducing copper ions in the waste liquid,
The apparatus includes a denickelizer 22 for reducing nickel ions, chromium ions and the like in the etching waste liquid, and a device for removing suspended impurities such as carbon and silica (not shown).
【0010】前記脱銅装置13は、図1に示すように鉄
粉貯蔵タンク14、エッチング廃液タンク11及び鉄粉
貯蔵タンク14からそれぞれ供給されるエッチング廃
液、鉄粉、さらに図示しない供給装置から供給される水
及び装置内で回収された固形物の一部を混合して還元さ
れた銅還元スラリー(懸濁液)を排出する脱銅撹拌槽1
5と、鉄粉貯蔵タンク14の鉄粉を脱銅撹拌槽15に供
給するためのスクリューフィーダ18と、前記銅還元ス
ラリーが供給され、比較的小さい粒子を多く含むスラリ
ー(以下脱銅スラリーという)と大きい粒子を含むスラ
リー(含銅スラリー)とに分別する液体サイクロン16
と、脱銅撹拌槽15から排出される還元処理された銅還
元スラリーを液体サイクロン16及びコーンタンク21
に輸送するためのスラリーポンプ27と、液体サイクロ
ン16から排出される含銅スラリーを分級、洗浄処理し
て固形物を得るための第1のエーキンス分級機17と、
該固形物の一部を取り出し、再洗浄し、銅粉とするため
の第2のエーキンス分級機17aとを有する。ここで、
脱銅撹拌槽15は、略円筒形状のFRP(強化プラスチ
ック)製容器であり、槽内の混合スラリーを強制的に撹
拌する撹拌羽根28を下部に備えており、撹拌処理され
たスラリーが槽上部の流出孔15aから排出されるよう
になっている。エーキンス分級機17、17aは、それ
ぞれ混合スラリーが供給されるダスト沈澱槽20、20
aと、管内部の回転する螺旋体により前記ダスト沈澱槽
20、20a内の固形物を管内に巻き上げて上昇させる
ことにより水切りを行いながら分級及び洗浄を行うため
の図示しない固形物上昇管、及び図示しない洗浄水の噴
霧装置を有している。このようなエーキンス分級機17
においては、固形物中の微粉部分がダスト沈澱槽20で
分級され、固形物中の比較的粒度が大きく、過剰の水分
が除去された固形物が図示しない固形物上昇管の上端か
ら排出されるようになっている。As shown in FIG. 1, the copper removing device 13 includes an iron powder storage tank 14, an etching waste liquid tank 11, and an etching waste liquid supplied from the iron powder storage tank 14, an iron powder, and a supply device (not shown). Removal copper agitation tank 1 for mixing the water to be removed and a part of the solid recovered in the apparatus to discharge a reduced copper reduction slurry (suspension) 1
5, a screw feeder 18 for supplying the iron powder in the iron powder storage tank 14 to the copper removal stirring tank 15, and a slurry to which the copper reduction slurry is supplied and which contains a large amount of relatively small particles (hereinafter referred to as copper removal slurry) Cyclone 16 for separating into a slurry containing large particles (copper-containing slurry)
And the reduced copper reduced slurry discharged from the copper removal stirring tank 15 is transferred to the liquid cyclone 16 and the cone tank 21.
A slurry pump 27 for transporting the copper-containing slurry discharged from the liquid cyclone 16 to a first Akins classifier 17 for classifying and washing the copper-containing slurry to obtain a solid material;
It has a second Akins classifier 17a for taking out a part of the solid matter, rewashing the solid matter, and turning it into copper powder. here,
The copper removal stirring tank 15 is a substantially cylindrical FRP (reinforced plastic) container, and is provided with a stirring blade 28 at the lower portion for forcibly stirring the mixed slurry in the tank. Is discharged from the outflow hole 15a. The Akins classifiers 17 and 17a are respectively provided with dust sedimentation tanks 20 and 20 to which the mixed slurry is supplied.
a, a solid riser tube (not shown) for performing classification and washing while draining by raising and raising the solid matter in the dust settling tanks 20 and 20a by a rotating spiral inside the pipe, and Has no spray device for washing water. Such an Akins classifier 17
In, the fine powder portion in the solid is classified in the dust settling tank 20, and the solid having a relatively large particle size in the solid and from which excess water has been removed is discharged from the upper end of a solid riser (not shown). It has become.
【0011】前記脱ニッケル装置22は、鉄粉貯蔵タン
ク14a、脱銅装置13から得られる塩化鉄系水溶液の
一例である前記脱銅スラリーと鉄粉貯蔵タンク14aか
ら供給される鉄粉、及び脱ニッケル装置22内の回収固
形物とを混合することによりニッケルイオン、クロムイ
オン等が還元された精製塩化鉄系水溶液の一例であるニ
ッケル還元スラリーを排出するための鉄粉流動撹拌槽1
9と、鉄粉貯蔵タンク14aの鉄粉を鉄粉流動撹拌槽1
9に供給するためのスクリューフィーダ18aと、供給
される前記ニッケル還元スラリーを、小粒子を多く含む
混合スラリー(以下脱銅ニッケルスラリーという)と大
粒子を多く含む混合スラリー(含ニッケルスラリーとい
う)とに分別する液体サイクロン16aと、鉄粉流動撹
拌槽19から排出される還元処理されたニッケル還元ス
ラリーを液体サイクロン16a及びコーンタンク21a
に輸送するためのスラリーポンプ27aと、液体サイク
ロン16aから排出される含ニッケルスラリーを水洗し
てニッケル等の粉末とするためのエーキンス分級機17
b、撹拌調整槽24、凝集剤タンク25とを有する。な
お、図1に示すように、前記鉄粉流動撹拌槽19に供給
する脱銅スラリーにエッチング廃液タンク11からエッ
チング廃液の一部又は全部を必要に応じて直接供給する
ようにしてもよい。The nickel removing device 22 includes an iron powder storage tank 14a, an iron chloride-based aqueous solution obtained from the copper removing device 13, the copper removal slurry, the iron powder supplied from the iron powder storage tank 14a, and An iron powder fluidized stirring tank 1 for discharging a nickel reduction slurry, which is an example of a purified iron chloride-based aqueous solution in which nickel ions, chromium ions, and the like have been reduced by mixing with the collected solid matter in the nickel device 22.
9 and the iron powder in the iron powder storage tank 14 a
And a mixed slurry containing a large amount of small particles (hereinafter referred to as a nickel-containing slurry) and a mixed slurry containing a large amount of large particles (hereinafter referred to as a nickel-containing slurry). And the reduced nickel reduced slurry discharged from the iron powder fluidized stirring tank 19 are separated into a liquid cyclone 16a and a cone tank 21a.
Pump 27a for transporting the nickel-containing slurry discharged from the liquid cyclone 16a to an Akins classifier 17 for washing the nickel-containing slurry with a powder such as nickel.
b, a stirring adjusting tank 24 and a coagulant tank 25. As shown in FIG. 1, a part or all of the etching waste liquid may be directly supplied from the etching waste liquid tank 11 to the copper removal slurry supplied to the iron powder flowing and stirring tank 19 as necessary.
【0012】前記鉄粉流動撹拌槽19は図2に示すよう
に、上下方向にそれぞれ水平断面積が異なるように構成
された第1区画部30〜第5区画部34の5つの領域か
らなる容積が17m3 、最大内径が約3.2mの反応容
器であり、エッチング廃液処理用の鉄粉約21トンを保
持することができる。鉄粉流動撹拌槽19の内部には脱
銅スラリーと鉄粉とを撹拌させる撹拌羽根28を有して
おり、その上部には撹拌羽根28を回転駆動させるため
のモータ29が設けられており、鉄粉と液体との重量比
である固液比が1/1であるスラリーを従来の撹拌式反
応槽に比較して1.5倍の処理速度で処理する能力を有
している。As shown in FIG. 2, the iron powder fluidized agitation tank 19 has a volume composed of five regions of a first partition 30 to a fifth partition 34 each having a different horizontal sectional area in the vertical direction. Is 17 m 3 and the maximum inner diameter is about 3.2 m, and can hold about 21 tons of iron powder for etching waste liquid treatment. Inside the iron powder fluidized stirring tank 19, there is provided a stirring blade 28 for stirring the copper removal slurry and the iron powder, and a motor 29 for rotating the stirring blade 28 is provided above the stirring blade 28, It has the ability to process slurries having a solid-liquid ratio of 1/1, which is the weight ratio of iron powder to liquid, at a processing rate 1.5 times that of a conventional stirred reaction tank.
【0013】鉄粉流動撹拌槽19の最上部である第1区
画部30は、図2に示すように、水平方向の断面積が最
大となるような非テーパ部からなる区画であり、前記第
1区画部30に続く第2区画部31は下方向に縮径する
テーパ部からなる領域であり、この鉄粉分離区画部の一
例である第1及び第2区画部30、31がフリーボード
となり、第3区画部32〜第5区画部34に鉄粉流動床
が形成されるようになっている。前記フリーボードとな
る第1区画部30及び第2区画部31の側壁部には、そ
れぞれの区画部から排出される鉄粉含有量の極めて少な
いもしくは鉄粉を含まない精製塩化鉄系水溶液(以下循
環スラリーという)の流量を制御するための第1循環流
量制御弁35、第2循環流量制御弁36とが配置されて
いる。As shown in FIG. 2, the first section 30 which is the uppermost part of the iron powder fluidized stirring tank 19 is a section comprising a non-tapered section having a maximum horizontal cross-sectional area. The second partition 31 following the first partition 30 is a region formed by a tapered portion whose diameter is reduced in the downward direction. The first and second partitions 30, 31 which are examples of the iron powder separating partition are free boards. A fluidized iron powder bed is formed in each of the third partition part 32 to the fifth partition part 34. On the side walls of the first partition 30 and the second partition 31 serving as the free board, a purified iron chloride-based aqueous solution (hereinafter, referred to as an extremely small amount or containing no iron powder) discharged from each partition. A first circulating flow control valve 35 and a second circulating flow control valve 36 for controlling the flow rate of the circulating slurry are disposed.
【0014】また、鉄粉流動撹拌槽19の最下部に相当
する第5区画部34の側壁部には、鉄粉流動撹拌槽19
内に前記循環スラリー及び前記脱銅スラリーを供給する
ための供給流量制御弁43が設けられており、循環ポン
プ26を介してフリーボードである前記第1区画部30
もしくは第2区画部31から排出される循環スラリーが
供給流量制御弁43に送入され、鉄粉流動撹拌槽19内
にスラリーの自己循環流が形成されるようになってい
る。従って、脱銅スラリーの供給量の多少にかかわら
ず、循環スラリーの自己循環流によって、鉄粉の流動状
態を適正範囲に維持することができる。また、第5区画
部34に特に沈澱し易い鉄粉等を循環スラリーの吐出に
よって巻き上げることができ、鉄粉流動撹拌槽19内に
デッドスペースを生じることはない。なお、脱銅装置1
3で生成される脱銅スラリーは、供給流量制御弁43と
循環ポンプ26との間の配管もしくは第5区画部34に
直接送入され、鉄粉流動撹拌槽19に流入されるように
なっている。The side wall of the fifth partition 34 corresponding to the lowermost part of the iron powder flowing and stirring tank 19 has an iron powder flowing and stirring tank 19.
The supply flow rate control valve 43 for supplying the circulating slurry and the copper removal slurry is provided in the inside, and the first partition section 30 which is a free board is provided through a circulation pump 26.
Alternatively, the circulating slurry discharged from the second compartment 31 is sent to the supply flow rate control valve 43 so that a self-circulating flow of the slurry is formed in the iron powder flowing and stirring tank 19. Therefore, regardless of the supply amount of the copper removal slurry, the flow state of the iron powder can be maintained in an appropriate range by the self-circulation flow of the circulation slurry. In addition, iron powder or the like, which is particularly likely to precipitate in the fifth compartment 34, can be wound up by discharging the circulating slurry, so that no dead space is generated in the iron powder flow stirring tank 19. In addition, copper removal equipment 1
The copper removal slurry generated in Step 3 is directly fed into the pipe between the supply flow rate control valve 43 and the circulation pump 26 or the fifth section 34, and flows into the iron powder flow stirring tank 19. I have.
【0015】鉄粉流動撹拌槽19内で処理されたニッケ
ル還元スラリーは、フリーボードである第1区画部3
0、第2区画部31の側壁部にそれぞれ配置された排出
孔45からスラリーポンプ27aを駆動源として排出さ
れ、以降の図示しない懸濁性不純物の除去装置へ送られ
るようになっている。前記排出孔45から排出されるス
ラリーの流量はそれぞれの排出孔45に続く配管に配置
された第1排出流量制御弁38、第2排出流量制御弁3
9により調整できる。そして、それぞれ処理条件の異な
る反応区画部からニッケル還元スラリーを必要に応じて
選択し、あるいは複数の区画部からそれぞれ特性の異な
るスラリーを抽出することができるので、スラリー中の
イオン濃度、鉄粉濃度等を調整して、以降における廃液
処理を適正条件に制御することも可能となる。また、鉄
粉流動撹拌槽19内の鉄粉が不足したときには、鉄粉が
鉄粉流動撹拌槽19の上部から供給される。鉄粉流動撹
拌槽19の底部には、底部に沈澱した固形物等を排出す
るための底部排出弁46が設けられており、ここから固
形物を抜き取ることができる。表1に前記説明した本発
明の実施の形態に係る鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系
水溶液の不純金属除去方法を適用する鉄粉流動撹拌槽1
9の諸元を示す。The nickel reduced slurry treated in the iron powder fluidized stirring tank 19 is supplied to the first partition 3
The slurry pump 27a is discharged from the discharge holes 45 arranged on the side walls of the second and third partition portions 31 by using the slurry pump 27a as a driving source, and is sent to a subsequent device for removing suspended impurities (not shown). The flow rate of the slurry discharged from the discharge holes 45 is controlled by the first discharge flow control valve 38 and the second discharge flow control valve 3 disposed in the pipes connected to the respective discharge holes 45.
9 can be adjusted. Then, the nickel reduction slurry can be selected from the reaction compartments having different processing conditions as needed, or the slurry having different characteristics can be extracted from the plurality of compartments, so that the ion concentration and the iron powder concentration in the slurry can be extracted. It is also possible to control waste water treatment under appropriate conditions by adjusting the conditions. When the iron powder in the iron powder fluidized stirring tank 19 runs short, the iron powder is supplied from the upper part of the iron powder fluidized stirred tank 19. At the bottom of the iron powder fluidized stirring tank 19, a bottom discharge valve 46 for discharging solids and the like precipitated at the bottom is provided, from which solids can be extracted. An iron powder fluidized stirring tank 1 to which the method for removing an impure metal of an iron chloride aqueous solution using the iron powder fluidized stirring tank according to the embodiment of the present invention described above in Table 1 is applied.
9 are shown below.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】続いて、前記エッチング廃液処理設備10
における本発明の第1の実施の形態に係る鉄粉流動撹拌
槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法について
説明する。まず、脱銅撹拌槽15及び鉄粉流動撹拌槽1
9に所定量の鉄粉を鉄粉貯蔵タンク14、14aからス
クリューフィーダ18、18aを介して予め投入してお
く。このような不純金属イオン還元処理用の鉄粉には、
例えば粒径が250〜44μmのものを用いることがで
きる。また、塩化鉄系水溶液の一例であるエッチング廃
液は、プリント配線板や、リードフレーム等をエッチン
グ処理して、エッチング液中の塩化第2鉄(FeC
l3 )の濃度が低下し、銅、ニッケル、クロム等の金属
イオンを含有する水溶液を用いる。このエッチング廃液
をエッチング廃液タンク11からポンプを介して脱銅撹
拌槽15に供給すると共に、撹拌羽根28を回転させ、
鉄粉をエッチング廃液中に懸濁混合させて、混合スラリ
ーとする。そして、この混合スラリー中で以下の反応が
起こり、鉄(Fe)よりもイオン化傾向の小さい銅(C
u)のイオンが還元されて銅粉を析出させると共に、鉄
粉が液中に鉄イオンとなって溶出されて銅還元スラリー
として排出される。 CuCl2 +Fe→FeCl2 +Cu↓ 2FeCl3 +Fe→3FeCl2 Subsequently, the etching waste liquid treatment equipment 10
A method for removing impurities from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank according to the first embodiment of the present invention will be described. First, the copper removal stirring tank 15 and the iron powder flow stirring tank 1
9, a predetermined amount of iron powder is previously charged from the iron powder storage tanks 14 and 14a via the screw feeders 18 and 18a. Iron powder for such impure metal ion reduction treatment includes:
For example, those having a particle size of 250 to 44 μm can be used. Further, an etching waste liquid, which is an example of an iron chloride-based aqueous solution, etches a printed wiring board, a lead frame, and the like, and removes ferric chloride (FeC) in the etching liquid.
Use is made of an aqueous solution in which the concentration of l 3 ) is reduced and contains metal ions such as copper, nickel and chromium. This etching waste liquid is supplied from the etching waste liquid tank 11 to the copper removal stirring tank 15 via a pump, and the stirring blade 28 is rotated.
Iron powder is suspended and mixed in the etching waste liquid to form a mixed slurry. Then, the following reaction occurs in the mixed slurry, and copper (C) having a smaller ionization tendency than iron (Fe) is used.
The ions of u) are reduced to precipitate copper powder, and the iron powder is eluted as iron ions in the liquid and discharged as a copper reduction slurry. CuCl 2 + Fe → FeCl 2 + Cu ↓ 2FeCl 3 + Fe → 3FeCl 2
【0018】この混合スラリーには必要に応じて、塩酸
等のpH調整剤を投入して、混合スラリーのpHの値を
例えば0.5〜1.5の範囲に調整して、前記還元反応
の速度あるいは効率を所定の範囲に維持させることも可
能である。次に、この銅還元スラリーを脱銅撹拌槽15
の上部に設けられた流出孔15aから抽出してコーンタ
ンク21に送入する。このコーンタンク21の銅還元ス
ラリーをスラリーポンプ27を介して液体サイクロン1
6に供給する。液体サイクロン16は、前記銅還元スラ
リーを、鉄粉を多く有する含銅スラリーと、脱銅スラリ
ーとに分離する。液体サイクロン16の下部から排出さ
れる含銅スラリーは、第1及び第2のエーキンス分級機
17、17aにより洗浄分級され、最終的に銅粉17e
が得られる。If necessary, a pH adjusting agent such as hydrochloric acid is added to the mixed slurry to adjust the pH value of the mixed slurry to, for example, a range of 0.5 to 1.5, and the pH of the reduction reaction is reduced. It is also possible to maintain the speed or efficiency in a predetermined range. Next, the copper reduced slurry is removed from the copper removal stirring tank 15.
Extracted from the outlet hole 15a provided in the upper part of the container and sent to the cone tank 21. The copper reduced slurry in the cone tank 21 is supplied to the liquid cyclone 1 via a slurry pump 27.
6 The liquid cyclone 16 separates the copper reduced slurry into a copper-containing slurry having a large amount of iron powder and a copper-removed slurry. The copper-containing slurry discharged from the lower part of the hydrocyclone 16 is washed and classified by the first and second Ekins classifiers 17 and 17a, and finally the copper powder 17e
Is obtained.
【0019】一方、前記液体サイクロン16の上部から
排出される脱銅スラリーは、脱ニッケル装置22に供給
され、以下に示す手順によりニッケル、クロムなどの不
純金属が除かれる。まず、図2に示すように、脱銅スラ
リーを脱銅スラリー供給弁42を介して鉄粉流動撹拌槽
19に供給すると共に、鉄粉貯蔵タンク14aから鉄粉
をスクリューフィーダ18aを介して連続的に供給す
る。次に、モータ29により撹拌羽根28を所定の回転
速度、例えば60〜5rpmの低い回転速度で駆動させ
る。しかし、脱銅スラリー中の鉄粉の比重が液体部分に
較べて著しく大きいために、このままでは鉄粉を充分均
一に分散させることができず、鉄粉が鉄粉流動撹拌槽1
9の底部に沈澱堆積してしまい、デッドスペースが発生
して鉄粉と脱銅スラリーとの反応効率を所定のレベルに
維持することができない。また、モータ29の出力を上
げて撹拌羽根28を高速回転させて脱銅スラリーを強撹
拌させた場合には、鉄粉流動撹拌槽19の中のデッドス
ペースが少なくなり、鉄粉を均一に分散させることがで
きるが、モータ29の消費電力が必要以上に大きくなる
と共に、FRP等で構成される鉄粉流動撹拌槽19の槽
壁等の磨耗が激しくなり、槽交換等のメンテナンスコス
トが高くなる。On the other hand, the copper-removing slurry discharged from the upper part of the hydrocyclone 16 is supplied to a nickel-removing apparatus 22, where impurities such as nickel and chromium are removed by the following procedure. First, as shown in FIG. 2, the copper removal slurry is supplied to the iron powder flow stirring tank 19 via the copper removal slurry supply valve 42, and the iron powder is continuously supplied from the iron powder storage tank 14a via the screw feeder 18a. To supply. Next, the stirring blade 28 is driven by the motor 29 at a predetermined rotation speed, for example, a low rotation speed of 60 to 5 rpm. However, since the specific gravity of the iron powder in the copper removal slurry is significantly larger than that of the liquid part, the iron powder cannot be sufficiently uniformly dispersed as it is, and the iron powder cannot be dispersed in the iron powder fluidized stirring tank 1.
As a result, a dead space is generated and the reaction efficiency between the iron powder and the copper removal slurry cannot be maintained at a predetermined level. Further, when the output of the motor 29 is increased and the stirring blade 28 is rotated at a high speed to strongly stir the copper removal slurry, the dead space in the iron powder flow stirring tank 19 is reduced, and the iron powder is uniformly dispersed. However, the power consumption of the motor 29 becomes unnecessarily large, and the wall of the iron powder fluidized agitation tank 19 made of FRP or the like becomes severely worn, so that maintenance costs such as tank replacement become high. .
【0020】そこで、図2に示すように循環ポンプ26
を駆動させて、第1循環流量制御弁35、第2循環流量
制御弁36を介して循環スラリーを吸引すると共に、鉄
粉流動撹拌槽19の最下部に設けられた供給流量制御弁
43を介して前記循環スラリーを鉄粉流動撹拌槽19へ
旋回流を形成するように角度を持たせて供給して、鉄粉
流動撹拌槽19内に下から上に向かう循環流を起こさせ
る。これにより、鉄粉流動撹拌槽19の底部に沈澱し易
い鉄粉を浮上させることができ、槽内のデッドスペース
が解消され、小さいモータ出力の下でも鉄粉と脱銅スラ
リーとの効率的な混合を実現することができる。また、
前記それぞれ水平方向の断面積が異なるように配置され
た第1区画部30〜第3区画部32においては、鉄粉の
分布状態及び滞留時間等が異なる。例えば、第1区画部
30から排出されるスラリーの鉄粉濃度は、第3区画部
32より排出されるスラリーの鉄粉濃度より低くなる。
必要な場合には、このように鉄粉濃度が異なり、また還
元反応の度合いの異なるスラリーの排出量を、それぞれ
の流量制御弁38、39により調整して、コーンタンク
21aに排出されるニッケル還元スラリーの性状をコン
トロールすることが可能である。Therefore, as shown in FIG.
To suck the circulating slurry through the first circulating flow control valve 35 and the second circulating flow control valve 36, and through the supply flow control valve 43 provided at the lowermost part of the iron powder flow stirring tank 19. The circulating slurry is supplied to the iron powder flowing and stirring tank 19 at an angle so as to form a swirling flow, so as to generate a circulating flow in the iron powder flowing and stirring tank 19 from below to above. As a result, iron powder that easily precipitates at the bottom of the iron powder fluidized stirring tank 19 can be floated, dead space in the tank is eliminated, and efficient iron powder and copper removal slurry can be obtained even under a small motor output. Mixing can be achieved. Also,
In the first partition 30 to the third partition 32 arranged so as to have different cross-sectional areas in the horizontal direction, the distribution state and the residence time of the iron powder are different. For example, the iron powder concentration of the slurry discharged from the first partition 30 is lower than the iron powder concentration of the slurry discharged from the third partition 32.
If necessary, the discharge amount of the slurry having the different iron powder concentration and the different degree of the reduction reaction is adjusted by the respective flow control valves 38 and 39 to reduce the nickel reduction discharged to the cone tank 21a. It is possible to control the properties of the slurry.
【0021】このようにして、鉄粉流動撹拌槽19内に
所望の循環流を形成させながら撹拌羽根28を回転させ
て、周速の最大値が1m/sとなるように維持した。そ
して、鉄粉によるニッケルイオン、クロムイオン等の還
元反応を以下に示すように起こさせて、ニッケル還元ス
ラリーとすることができる。 2FeCl3 +Fe→3FeCl2 NiCl2 +Fe→FeCl2 +Ni↓ 従って、このような還元反応はスラリー中の鉄粉濃度、
鉄粉の表面積、スラリー温度、塩素イオン濃度等によっ
ても左右され、これらの因子あるいは、pH調整剤の添
加等により、適宜調整することができる。なお、このと
きの鉄粉流動撹拌槽19内のスラリーの固液比は表1に
示すように1/0.6〜0.7であった。In this way, the stirring blade 28 was rotated while forming a desired circulating flow in the iron powder fluidized stirring tank 19, and the maximum peripheral speed was maintained at 1 m / s. Then, a reduction reaction of nickel ions, chromium ions, and the like by the iron powder is caused as shown below to obtain a nickel reduction slurry. 2FeCl 3 + Fe → 3FeCl 2 NiCl 2 + Fe → FeCl 2 + Ni ↓ Therefore, such a reduction reaction is caused by the iron powder concentration in the slurry,
It depends on the surface area of the iron powder, the slurry temperature, the chloride ion concentration and the like, and can be appropriately adjusted by these factors or the addition of a pH adjuster. At this time, the solid-liquid ratio of the slurry in the iron powder fluidized stirring tank 19 was 1 / 0.6 to 0.7 as shown in Table 1.
【0022】この得られたニッケル還元スラリーはコー
ンタンク21aに送入され、スラリーポンプ27aを介
して液体サイクロン16aにより脱銅ニッケルスラリー
と含ニッケルスラリーとに分別処理される。液体サイク
ロン16aの下部から排出される含ニッケルスラリーの
一部は再び鉄粉流動撹拌槽19に戻されると共に、大半
の部分が第3のエーキンス分級機17bに送られて、ニ
ッケル粉17fが分離される。液体サイクロン16aの
上部から排出される脱銅ニッケルスラリーは、撹拌調整
槽24で凝集剤タンク25から供給される凝集剤が添加
された後に、次の懸濁性不純物の除去装置に送られるよ
うになっている。カーボン(炭素)、シリカ(二酸化珪
素)等の懸濁性不純物を含む前記脱銅ニッケルスラリー
はデカンタ等の固液分離機により処理されて、懸濁性不
純物と、エッチング液となる上澄み液とに分離される。
ここで、表1に示す比較例は、反応槽の容積が11
m3 、スラリーの最大流速(周速度)が6m/s、鉄粉
保有容量が6トンである循環流発生機構を有しない撹拌
羽根による撹拌式の撹拌槽を用いた場合の例である。前
記の第1の実施の形態においては比較例に較べて最大流
速を6m/sから1m/sに遅くでき、固液比を従来の
1/3から1/0.6〜0.7に高めることができる。
このようにして処理効率を向上させることができると共
に、鉄粉流動撹拌槽19の磨耗を軽減して装置の保守に
かかるコストを低減できる。The obtained nickel-reduced slurry is sent to a cone tank 21a, and is separated into a copper-free nickel slurry and a nickel-containing slurry by a liquid cyclone 16a via a slurry pump 27a. A part of the nickel-containing slurry discharged from the lower part of the liquid cyclone 16a is returned to the iron powder fluidized stirring tank 19 again, and most of the nickel-containing slurry is sent to the third Ekins classifier 17b to separate the nickel powder 17f. You. The copper-free copper slurry discharged from the upper part of the liquid cyclone 16a is sent to the next apparatus for removing suspended impurities after the coagulant supplied from the coagulant tank 25 is added in the stirring adjustment tank 24. Has become. The copper-free copper slurry containing suspending impurities such as carbon (carbon) and silica (silicon dioxide) is treated by a solid-liquid separator such as a decanter to form the suspending impurities and a supernatant liquid serving as an etching solution. Separated.
Here, in the comparative example shown in Table 1, the volume of the reaction tank was 11
This is an example in the case of using a stirring type stirring tank with a stirring blade having no circulation flow generating mechanism having m 3 , a maximum flow velocity (peripheral velocity) of the slurry of 6 m / s, and an iron powder holding capacity of 6 tons. In the first embodiment, the maximum flow velocity can be reduced from 6 m / s to 1 m / s as compared with the comparative example, and the solid-liquid ratio is increased from 1/3 of the conventional to 1 / 0.6 to 0.7. be able to.
In this way, the processing efficiency can be improved, and the abrasion of the iron powder fluidized agitation tank 19 can be reduced to reduce the cost for maintenance of the apparatus.
【0023】続いて、本発明の第2の実施の形態に係る
鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去
方法について説明する。なお、第2の実施の形態におい
ては、前記エッチング廃液を処理して脱銅スラリーとす
る手順は前記第1の実施の形態で示したものと同様であ
るので、この説明を省略する。まず、図2に示すよう
に、脱銅スラリーを脱銅スラリー供給弁42を介して鉄
粉流動撹拌槽19に供給すると共に、鉄粉貯蔵タンク1
4aから鉄粉をスクリューフィーダ18aを介して連続
的に供給する。そして、図2に示すように循環ポンプ2
6を駆動させて、第1循環流量制御弁35、第2循環流
量制御弁36を介して鉄粉流動撹拌槽19内のフリーボ
ード30、31から還元処理された鉄粉含有量の極めて
少ないもしくは鉄粉を含まない循環スラリーを吸引する
と共に、鉄粉流動撹拌槽19の最下部に設けられた供給
流量制御弁43を介して前記循環スラリーを鉄粉流動撹
拌槽19へ旋回流を形成するように角度を持たせて吐
出、供給して、鉄粉流動撹拌槽19内に下から上に向か
う循環流を起こさせる。これにより、鉄粉流動撹拌槽1
9の底部に沈澱した鉄粉を浮上させることができ、槽内
のデッドスペースが解消され、鉄粉と脱銅スラリーとの
効率的な混合を実現することができる。ここで、鉄粉流
動撹拌槽19の底部に配置されている撹拌羽根28は必
要に応じて取り外しておくことができ、また、取り外す
ことなく自由回転できる状態に保持しておくこともでき
る。Next, a method for removing an impure metal from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank according to a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the procedure for treating the etching waste liquid to form a copper-free slurry is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. First, as shown in FIG. 2, the copper removal slurry is supplied to the iron powder flow stirring tank 19 through the copper removal slurry supply valve 42, and the iron powder storage tank 1
Iron powder is continuously supplied from 4a via a screw feeder 18a. Then, as shown in FIG.
6 by driving the first circulation flow control valve 35 and the second circulation flow control valve 36 to reduce the amount of iron powder reduced or reduced from the free boards 30 and 31 in the iron powder flow stirring tank 19 or The circulating slurry containing no iron powder is sucked, and the circulating slurry is swirled into the iron powder flowing and stirring tank 19 via a supply flow control valve 43 provided at the lowermost portion of the iron powder flowing and stirring tank 19. Is discharged and supplied at an angle to generate a circulating flow from the bottom to the top in the iron powder fluidized stirring tank 19. Thereby, the iron powder fluidized stirring tank 1
The iron powder that has settled at the bottom of No. 9 can be floated, dead space in the tank can be eliminated, and efficient mixing of the iron powder and the copper removal slurry can be realized. Here, the stirring blade 28 disposed at the bottom of the iron powder flowing stirring tank 19 can be removed as needed, or can be held in a freely rotatable state without being removed.
【0024】このようにして撹拌羽根28をモータ29
により駆動させることなく、鉄粉流動撹拌槽19内に循
環流を形成させ、循環流の最大速度が0.25m/sと
なるよう維持した。そして、鉄粉によるニッケルイオ
ン、クロムイオン等の還元反応を起こさせて、ニッケル
還元スラリーとすることができる。この鉄粉流動撹拌槽
19内の反応は循環流の速度、鉄粉濃度、鉄粉の表面
積、スラリー温度、塩素イオン濃度等によっても左右さ
れ、これらの因子あるいは、pH調整剤の添加等によ
り、適宜調整することが可能である。なお、このときの
鉄粉流動撹拌槽19内のスラリーの固液比(鉄粉/液体
との重量比)は表1に示すように1/1であった。この
得られたニッケル還元スラリーは第1の実施の形態で示
した手順と同一の手順により処理される。こうして第2
の実施の形態においては、比較例に較べてスラリーの最
大流速を6m/sから0.25m/sに低減でき、固液
比を1/3より大きい1/1に高めて処理を行うことが
できる。また、表1の鉄粉粒径制約の項目に示されるよ
うに、第1及び第2の実施の形態においては、撹拌条件
の制御が容易にできるので、使用できる鉄粉の粒度を小
粒から中粒までの広範囲に取れる。これに対して、比較
例の場合には小粒に限定され、原料コストが高くなるこ
とが分かる。このように大量のエッチング廃液を処理し
て、その処理効率を向上させることができると共に、鉄
粉流動撹拌槽19の磨耗を軽減して装置の保守にかかる
コストを低減できる。In this way, the stirring blade 28 is
, A circulating flow was formed in the iron powder fluidized stirring tank 19, and the maximum circulating flow speed was maintained at 0.25 m / s. Then, a reduction reaction of nickel ions, chromium ions, and the like by the iron powder is caused to form a nickel reduction slurry. The reaction in the iron powder fluidized stirring tank 19 is also affected by the speed of the circulating flow, the iron powder concentration, the surface area of the iron powder, the slurry temperature, the chloride ion concentration, and the like. It can be adjusted appropriately. At this time, the solid-liquid ratio (weight ratio of iron powder / liquid) of the slurry in the iron powder fluidized stirring tank 19 was 1/1 as shown in Table 1. The obtained nickel reduced slurry is processed by the same procedure as the procedure shown in the first embodiment. Thus the second
In the embodiment, compared with the comparative example, the maximum flow rate of the slurry can be reduced from 6 m / s to 0.25 m / s, and the treatment can be performed by increasing the solid-liquid ratio to 1/1 which is larger than 1/3. it can. In addition, as shown in the item of iron powder particle size restriction in Table 1, in the first and second embodiments, the stirring conditions can be easily controlled. Can be obtained over a wide area up to the grain. On the other hand, in the case of the comparative example, it is understood that the material is limited to small grains and the raw material cost is increased. In this way, a large amount of etching waste liquid can be treated to improve the treatment efficiency, and at the same time, the wear of the iron powder flowing and stirring tank 19 can be reduced, and the cost for maintenance of the apparatus can be reduced.
【0025】続いて、本発明の第3の実施の形態に係る
鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去
方法について説明する。なお、第3の実施の形態におい
ては、前記エッチング廃液を処理して脱銅スラリーとす
る手順は前記第1の実施の形態で示したものと同様であ
るので、この説明を省略する。ここで、鉄粉流動撹拌槽
50は図3に示すように、上下方向にそれぞれ水平断面
積が異なるように構成された第1区画部51〜第3区画
部53の3つの領域からなる反応容器であり、鉄粉流動
撹拌槽50内にはエッチング廃液処理用の鉄粉を予め所
定量保持させておき、図示しない鉄粉供給装置から鉄粉
流動撹拌槽50の稼働に伴って消耗する分の鉄粉が連続
的に補給されるようになっている。鉄粉流動撹拌槽50
の内底部には前記第3区画部53の上部及び第2区画部
52とで形成される鉄粉流動床と流動媒体供給部54と
を分かつための仕切り盤55が備えられており、該仕切
り盤55上には仕切り盤55の下方から供給される撹拌
媒体を、仕切り盤55上において水平方向に分散吐出さ
せるトワイヤー56と呼ばれるノズルが多数千鳥足状又
は格子状に配置されている。Next, a method of removing an impure metal from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank according to a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the procedure for treating the etching waste liquid to form a copper-removed slurry is the same as that described in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. Here, as shown in FIG. 3, the iron powder fluidized stirring tank 50 is a reaction vessel including three regions of a first partition 51 to a third partition 53 each having a different horizontal cross-sectional area in the vertical direction. In the iron powder flow stirring tank 50, a predetermined amount of iron powder for etching waste liquid treatment is held in advance, and the iron powder is supplied from an iron powder supply device (not shown) and consumed by the operation of the iron powder flow stirring tank 50. Iron powder is supplied continuously. Iron powder fluidized stirring tank 50
A partition 55 is provided at an inner bottom portion for separating a fluidized-iron supply section 54 and an iron powder fluidized bed formed by the upper part of the third partition 53 and the second partition 52. On the board 55, a number of nozzles called “twires” for dispersing and discharging the stirring medium supplied from below the partition board 55 in the horizontal direction on the partition board 55 are arranged in a zigzag or grid pattern.
【0026】また、フリーボードとなる第1区画部51
には鉄粉流動床を形成させるのに足る所定量の精製塩化
鉄系水溶液を抽出するための抽出孔57が設けられてい
る。そして、抽出された前記精製塩化鉄系水溶液が循環
ポンプ58を介して、流動媒体供給部54の側面に設け
られた精製塩化鉄系水溶液の供給孔59に供給され、鉄
粉流動撹拌槽50内の鉄粉を流動化させるための循環流
が形成されるようになっている。なお、流動媒体供給部
54の底部及び/又は側部には脱銅スラリーを供給する
ための脱銅スラリー供給孔60が配置されており、鉄粉
流動撹拌槽50の上部の第1区画部51には精製塩化鉄
系水溶液を排出するための排出孔61が設けられてい
る。このように、第3の実施の形態においては、図3に
示すように、循環ポンプ58を作動させると、トワイヤ
ー56を介して鉄粉流動床に供給される精製塩化鉄系水
溶液の作用により鉄粉流動撹拌槽50内の鉄粉が流動状
態に維持される。次に、脱銅スラリーを脱銅スラリー供
給孔60から鉄粉流動撹拌槽50に供給すると共に、鉄
粉流動床を通過して精製された精製塩化鉄系水溶液を効
率的に排出することができる。Further, the first partition 51 serving as a free board
Is provided with an extraction hole 57 for extracting a predetermined amount of a purified iron chloride aqueous solution sufficient to form a fluidized bed of iron powder. Then, the extracted purified iron chloride-based aqueous solution is supplied to a supply hole 59 of the purified iron chloride-based aqueous solution provided on the side surface of the fluidized medium supply unit 54 via a circulation pump 58, A circulating flow for fluidizing the iron powder is formed. A copper removal slurry supply hole 60 for supplying a copper removal slurry is disposed at the bottom and / or the side of the fluidized medium supply unit 54, and the first partitioning unit 51 above the iron powder fluidized stirring tank 50 is provided. Is provided with a discharge hole 61 for discharging the purified iron chloride aqueous solution. As described above, in the third embodiment, as shown in FIG. 3, when the circulating pump 58 is operated, the purified iron chloride-based aqueous solution supplied to the iron powder fluidized bed via the wire 56 acts to reduce the iron content. The iron powder in the powder flow stirring tank 50 is maintained in a flowing state. Next, the copper removal slurry is supplied to the iron powder fluidized stirring tank 50 from the copper removal slurry supply hole 60, and the purified iron chloride-based aqueous solution that has been purified through the iron powder fluidized bed can be efficiently discharged. .
【0027】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば実施の形態においては、鉄粉流動撹
拌槽を用いる還元処理を1段で処理する例について説明
したが、必要に応じて鉄粉流動撹拌槽を複数配置し、そ
れぞれの鉄粉流動撹拌槽を用いて、多段にわたる還元処
理を行うこともできる。また、脱銅装置の脱銅撹拌槽
を、鉄粉流動撹拌槽と同様の構成として、エッチング廃
液の不純金属除去を行うことにより、さらに精密に不純
金属の除去を行うことができる。The embodiment of the present invention has been described above.
The present invention is not limited to these embodiments, and all changes in conditions without departing from the gist are within the scope of the present invention. For example, in the embodiment, the example in which the reduction treatment using the iron powder flowing and stirring tank is performed in one stage has been described. However, a plurality of iron powder flowing and stirring tanks are arranged as necessary, and each iron powder flowing and stirring tank is disposed. It can also be used to perform a multi-stage reduction process. Further, by setting the copper removal stirring tank of the copper removal apparatus to have the same configuration as the iron powder fluidized stirring tank and removing the impurity metal from the etching waste liquid, the impurity metal can be removed more precisely.
【0028】[0028]
【発明の効果】請求項1及び3記載の鉄粉流動撹拌槽を
用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法においては、
鉄粉流動撹拌槽内に形成される鉄粉流動床上部のフリー
ボードから鉄粉流動床を形成させるに足る所定量の精製
塩化鉄系水溶液を抽出して、抽出した該精製塩化鉄系水
溶液を鉄粉流動撹拌槽の下部から送入して、該精製塩化
鉄系水溶液の循環流により前記鉄粉流動床を形成させる
ので、鉄粉流動床の状態を適正範囲に維持するのに必要
な流動媒体の流速を、回収される精製塩化鉄系水溶液だ
けでまかなうことができる。従って、供給される塩化鉄
系水溶液の供給速度が変動した場合にも柔軟に対応する
ことができ、安定した状態での還元処理を可能とすると
共に、鉄粉流動撹拌槽内のデッドスペースを生じること
が少ないので、供給される塩化鉄系水溶液中の不純金属
の除去効率を高めることができる。According to the first and third aspects of the present invention, there is provided a method for removing an impure metal from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank.
A predetermined amount of purified iron chloride aqueous solution sufficient to form an iron powder fluidized bed is extracted from the freeboard above the iron powder fluidized bed formed in the iron powder fluidized stirring tank, and the extracted purified iron chloride aqueous solution is extracted. Since the iron powder fluidized bed is fed from the lower part of the iron powder fluidized stirring tank and the iron powder fluidized bed is formed by the circulating flow of the purified iron chloride aqueous solution, fluidization necessary to maintain the state of the iron powder fluidized bed in an appropriate range is performed. The flow rate of the medium can be covered only by the recovered purified iron chloride aqueous solution. Therefore, it is possible to flexibly cope with a variation in the supply speed of the supplied iron chloride-based aqueous solution, enabling reduction treatment in a stable state, and producing a dead space in the iron powder fluidized stirring tank. Therefore, the removal efficiency of the impurity metal in the supplied aqueous solution of iron chloride can be increased.
【0029】請求項2及び3記載の鉄粉流動撹拌槽を用
いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法においては、鉄
粉流動撹拌槽内に形成される鉄粉流動床上部のフリーボ
ードから鉄粉流動床を通過する精製塩化鉄系水溶液の一
部を抽出して、抽出した該精製塩化鉄系水溶液を前記鉄
粉流動撹拌槽の下部に塩化鉄系水溶液と共に送入して、
前記鉄粉流動床を形成させるので、鉄粉流動床の状態を
適正範囲に維持するのに必要な流動媒体の流速を確保す
ることができる。また、鉄粉流動撹拌槽内のデッドスペ
ースを生じることが少ないので、供給される塩化鉄系水
溶液中の不純金属の除去効率を高めることができる。特
に、請求項3記載の鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系水
溶液の不純金属除去方法においては、フリーボードが、
鉄粉流動床における水平断面積を拡大させてなる鉄粉分
離区画部を有するので、鉄粉流動撹拌槽内を上昇する流
動媒体の流速が鉄粉分離区画部で減速して、所定粒度の
以上の鉄粉が鉄粉分離区画部へ浮遊移動することがな
く、槽内流量が多少変動した場合でも鉄粉流動床の上端
を固定位置に保持することができ、安定な条件で不純金
属の除去を行うことができる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for removing an impure metal from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank. Extract a part of the purified iron chloride aqueous solution passing through the fluidized bed, and send the extracted purified iron chloride aqueous solution together with the iron chloride aqueous solution to the lower part of the iron powder fluidized stirring tank,
Since the iron powder fluidized bed is formed, the flow velocity of the fluidized medium required to maintain the state of the iron powder fluidized bed in an appropriate range can be secured. Further, since there is little occurrence of dead space in the iron powder fluidized stirring tank, it is possible to increase the efficiency of removing impure metals in the supplied iron chloride-based aqueous solution. In particular, in the method for removing an impure metal from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank according to claim 3, the free board includes:
Since the iron powder fluidized bed has an iron powder separation section formed by enlarging the horizontal cross-sectional area, the flow velocity of the fluid medium rising in the iron powder flow stirring tank is reduced in the iron powder separation section to a predetermined particle size or more. Iron powder does not float and move to the iron powder separation section, and the upper end of the iron powder fluidized bed can be held at a fixed position even if the flow rate in the tank fluctuates slightly, and the removal of impurity metals under stable conditions It can be performed.
【図1】本発明の実施の形態に係る鉄粉流動撹拌槽を用
いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法を適用したエッ
チング廃液処理設備の一部構成図である。FIG. 1 is a partial configuration diagram of an etching waste liquid treatment facility to which a method for removing an impure metal from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank according to an embodiment of the present invention is applied.
【図2】本発明の第1及び第2の実施の形態に係る鉄粉
流動撹拌槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法
を適用した鉄粉流動撹拌槽の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of an iron powder fluidized stirring tank to which a method for removing an impure metal of an iron chloride aqueous solution using the iron powder fluidized stirring tank according to the first and second embodiments of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る鉄粉流動撹拌
槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法を適用し
た鉄粉流動撹拌槽の説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of an iron powder fluidized stirring tank to which a method for removing an impure metal of an iron chloride aqueous solution using an iron powder fluidized stirring tank according to a third embodiment of the present invention is applied.
10 エッチング廃液処理設備 11 エッチン
グ廃液タンク 12 pH調整剤タンク 13 脱銅装置 14 鉄粉貯蔵タンク 14a 鉄粉貯
蔵タンク 15 脱銅撹拌槽 15a 流出孔 16 液体サイクロン 16a 液体サ
イクロン 17 エーキンス分級機 17a エーキ
ンス分級機 17b エーキンス分級機 17e 銅粉 17f ニッケル粉 18 スクリュ
ーフィーダ 18a スクリューフィーダ 19 鉄粉流動
撹拌槽 20 ダスト沈澱槽 20a ダスト
沈澱槽 21 コーンタンク 21a コーン
タンク 22 脱ニッケル装置 24 撹拌調整
槽 25 凝集剤タンク 26 循環ポン
プ 27 スラリーポンプ 27a スラリ
ーポンプ 28 撹拌羽根 29 モータ 30 第1区画部(鉄粉分離区画部) 31 第2区画部(鉄粉分離区画部) 32 第3区画
部 33 第4区画部 34 第5区画
部 35 第1循環流量制御弁 36 第2循環
流量制御弁 38 第1排出流量制御弁 39 第2排出
流量制御弁 42 脱銅スラリー供給弁 43 供給流量
制御弁 45 排出孔 46 底部排出
弁 50 鉄粉流動撹拌槽 51 第1区画
部 52 第2区画部 53 第3区画
部 54 流動媒体供給部 55 仕切り盤 56 トワイヤー 57 抽出孔 58 循環ポンプ 59 供給孔 60 脱銅スラリー供給孔 61 排出孔DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Etching waste liquid processing equipment 11 Etching waste liquid tank 12 pH adjuster tank 13 Copper removal device 14 Iron powder storage tank 14a Iron powder storage tank 15 Copper removal stirring tank 15a Outflow hole 16 Liquid cyclone 16a Liquid cyclone 17 Akins classifier 17a Akins classifier 17b Akins Classifier 17e Copper Powder 17f Nickel Powder 18 Screw Feeder 18a Screw Feeder 19 Iron Powder Fluid Stirring Tank 20 Dust Precipitation Tank 20a Dust Precipitation Tank 21 Cone Tank 21a Cone Tank 22 Nickel Removal Device 24 Stirring Adjustment Tank 25 Coagulant Tank 26 Circulation Pump 27 Slurry pump 27a Slurry pump 28 Stirring blade 29 Motor 30 1st section (iron powder separation section) 31 2nd section (iron powder separation section) 32 3rd section 33 4th section 4 Fifth partition 35 First circulation flow control valve 36 Second circulation flow control valve 38 First discharge flow control valve 39 Second discharge flow control valve 42 Copper removal slurry supply valve 43 Supply flow control valve 45 Discharge hole 46 Bottom discharge Valve 50 Iron powder flowing and stirring tank 51 First partitioning section 52 Second partitioning section 53 Third partitioning section 54 Fluid medium supply section 55 Partition board 56 Wires 57 Extraction hole 58 Circulation pump 59 Supply hole 60 Copper removal slurry supply hole 61 Discharge hole
フロントページの続き (72)発明者 吉野 寛 福岡県北九州市八幡東区大谷1丁目3番1 号 株式会社アステック入江内 (72)発明者 永岡 米次郎 福岡県北九州市八幡東区大谷1丁目3番1 号 株式会社アステック入江内 (72)発明者 永島 正毅 福岡県北九州市八幡東区大谷1丁目3番1 号 株式会社アステック入江内Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Yoshino 1-3-1 Otani, Yawatahigashi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Astec Irie Co., Ltd. (72) Yonejiro Nagaoka 1-3-3 Otani, Yawatahigashi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka No. 1 Astec Irie Co., Ltd. (72) Inventor Masatake Nagashima 1-3-1 Otani, Yawatahigashi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture Astec Irie Co., Ltd.
Claims (3)
塩化鉄系水溶液を、鉄粉を保持する鉄粉流動撹拌槽に供
給して、前記不純金属イオンと前記鉄粉とを流動状態で
接触させることにより該不純金属イオンを還元して、精
製塩化鉄水溶液を得る鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系
水溶液の不純金属除去方法であって、 前記鉄粉流動撹拌槽内に形成される鉄粉流動床上部のフ
リーボードから前記鉄粉流動床を形成させるに足る所定
量の前記精製塩化鉄系水溶液を抽出して、抽出した該精
製塩化鉄系水溶液を前記鉄粉流動撹拌槽の下部から送入
して、前記精製塩化鉄系水溶液の循環流により前記鉄粉
流動床を形成させることを特徴とする鉄粉流動撹拌槽を
用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法。1. An iron chloride-based aqueous solution containing an impurity metal ion such as copper or nickel is supplied to an iron powder fluidized stirring tank for holding iron powder, and the impurity metal ion and the iron powder are brought into contact with each other in a flowing state. A method for removing an impure metal in an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank that reduces the impure metal ions to obtain a purified aqueous solution of iron chloride. A predetermined amount of the purified iron chloride-based aqueous solution sufficient to form the iron powder fluidized bed is extracted from the free board at the upper part of the powdered fluidized bed, and the extracted purified iron chloride-based aqueous solution is extracted from the lower part of the iron powder fluidized stirring tank. A method for removing impure metals from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank, wherein the iron powder fluidized bed is formed by circulating the purified iron chloride aqueous solution.
塩化鉄系水溶液を、鉄粉を保持する鉄粉流動撹拌槽に供
給して、前記不純金属イオンと前記鉄粉とを流動状態で
接触させることにより該不純金属イオンを還元して、精
製塩化鉄水溶液を得る鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系
水溶液の不純金属除去方法であって、 前記鉄粉流動撹拌槽内に形成される鉄粉流動床上部のフ
リーボードから前記鉄粉流動床を通過する前記精製塩化
鉄系水溶液の一部を抽出して、抽出した該精製塩化鉄系
水溶液を前記鉄粉流動撹拌槽の下部から前記塩化鉄系水
溶液と共に送入して、前記鉄粉流動床を形成させること
を特徴とする鉄粉流動撹拌槽を用いる塩化鉄系水溶液の
不純金属除去方法。2. An iron chloride-based aqueous solution containing an impurity metal ion such as copper or nickel is supplied to an iron powder fluidized stirring tank for holding iron powder, and the impurity metal ion and the iron powder are brought into contact with each other in a fluidized state. A method for removing an impure metal in an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank that reduces the impure metal ions to obtain a purified aqueous solution of iron chloride. A part of the purified iron chloride aqueous solution passing through the iron powder fluidized bed is extracted from the free board at the upper part of the powdered fluidized bed, and the extracted purified iron chloride based aqueous solution is extracted from the lower part of the iron powder fluidized stirring tank with the extracted iron chloride based aqueous solution. A method for removing impure metals from an aqueous solution of iron chloride using an iron powder fluidized stirring tank, wherein the method is fed together with an iron-based aqueous solution to form the iron powder fluidized bed.
おける水平断面積を拡大させてなる鉄粉分離区画部を有
することを特徴とする請求項1又は2記載の鉄粉流動撹
拌槽を用いる塩化鉄系水溶液の不純金属除去方法。3. The iron powder flowing and stirring tank according to claim 1, wherein the free board has an iron powder separating section formed by enlarging a horizontal sectional area in the iron powder fluidized bed. A method for removing impure metals from an aqueous solution of iron chloride.
Priority Applications (6)
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JP18850896A JP3489942B2 (en) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Impurity metal removal method of iron chloride aqueous solution using iron powder fluidized stirring tank |
MYPI97002765A MY115542A (en) | 1996-06-28 | 1997-06-19 | Method for recovering etchand from etching waste liquid containing iron chloride |
US08/883,630 US5954854A (en) | 1996-06-28 | 1997-06-26 | Method for recovering etchant from etching waste liquid containing iron chloride |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100383282C (en) * | 2005-09-23 | 2008-04-23 | 祁佰伟 | Comprehensive utilization method of corrosive liquid for producing breastplate |
JP2020019978A (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | 株式会社アステック入江 | Method for stopping treatment of iron chloride-based etching waste liquid |
CN115710705A (en) * | 2022-10-27 | 2023-02-24 | 斯瑞尔环境科技股份有限公司 | System and method for recycling ferric trichloride etching solution |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP18850896A patent/JP3489942B2/en not_active Expired - Lifetime
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